DE19934038A1

DE19934038A1 - Device for spectral photometric diagnosis of healthy and sick skin tissue has transmission devices for illuminating skin surface and on remission measurement head light output side

Info

Publication number: DE19934038A1
Application number: DE1999134038
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Schmidt; Thomas Kuehn; Dieter Fasler; Kristin Liebold; Uwe Wollina
Original assignee: Gesellschaft zur Foerderung von Medizin Bio und Umwelttechnologien eV
Current assignee: Gesellschaft zur Foerderung von Medizin Bio und Umwelttechnologien eV
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2001-02-08

Abstract

The equipment has glass fibre optic transmission devices (7) for illuminating the skin surface (11) at a distance greater than the free path length between two scattering processes of a photon (10) in skin tissue from glass fibre optic transmission devices (8) arranged centrally on the light output side of a remission measurement head (1) to pass ultraviolet, visible and near infrared light to detection units.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät und Verfahren für die spektralfotometrische Diagnostik von Hautgeweben (abgekürzt: Remissionssensor), welches nichtinvasiv und nichtbe rührend Erkrankungen zu diagnostizieren, Heilungsverläufe bei Erkrankungen einzu schätzen und Steuerungs- und Regelungsaufgaben bei dermatologischen Geräten wie der Laser-Epilations- oder Ablationstechnik vorzunehmen vermag. Der spektral auflö sende Remissionssensor weist ultraviolettes (UV), sichtbares (VIS) und nahes infraro tes (NIR) Licht bei entsprechender Wechselwirkung mit dem zu untersuchenden Ge webe nach und gestattet eine Auswertung bezüglich Stoffarten (z. B. Melanin, Hämo globin, Bilirubin, Lipide, Proteine, Gewebewasser), aber auch bezüglich bestimmter Stoffkonzentrationen oder eine multivariate Auswertung hinsichtlich pathologischer oder therapeutischer Zusammenhänge. Dabei ist bekannt, daß einzelne Wellenlängen, Gruppen von Wellenlängen oder das gesamte UV-VIS-NIR-Remissionsspektrum defi nierte und reproduzierbare Signale enthalten, die eine Aussage zu bestimmten physio logischen und morphologischen Gewebeeigenschaften sowie zu pathologischen Ver änderungen im Vergleich zu gesunden Hautabschnitten zulassen.The invention relates to a device and method for spectrophotometric diagnostics of skin tissues (abbreviated: reflectance sensor), which is non-invasive and not touchingly diagnosing diseases, integrating healing processes in diseases estimate and control tasks in dermatological devices such as laser epilation or ablation technology. The spectral resolution emitting reflectance sensor shows ultraviolet (UV), visible (VIS) and near infrared tes (NIR) light with appropriate interaction with the Ge to be examined weave and allows an evaluation of substance types (e.g. melanin, hemo globin, bilirubin, lipids, proteins, tissue water), but also with regard to certain Concentrations of substances or a multivariate evaluation with regard to pathological or therapeutic context. It is known that individual wavelengths, Defi groups of wavelengths or the entire UV-VIS-NIR reflectance spectrum ned and reproducible signals containing a statement about certain physio logical and morphological tissue properties as well as pathological ver Allow changes compared to healthy skin sections.

Die In-vivo-Remission ist das Resultat multipler Streu-, Absorptions- und Fluoreszenz prozesse von Hautgewebe. Besonders im optischen "therapeutischen Fenster" zwi schen 600 und 1100 nm, wo die Wasser-Absorption gering bleibt, lassen sich ver schiedene Stoffe in der Haut und in ihrem Gefäßsystem spektroskopisch nachweisen. Im NIR-Bereich kann Wasser aufgrund seines großen spektralen Absorptionskoeffizi enten sowie des hohen Gehalts im Hautgewebe (≈ 70%) sehr gut nachgewiesen wer den. Die starke Wasserabsorption im NIR erschwert andererseits aber die Bestimmung von weiteren stofflichen Komponenten der Haut, wie z. B. von Proteinen, Glucose oder Fett. Eine spektroskopische Konzentrationsbestimmung von bestimmten Stoffen ist in menschlichen Hautgeweben aufgrund ihrer einheitlichen Molekül- und Zellstruktur grundsätzlich möglich, jedoch erschwert die hohe biologische Variabilität der menschli cher Gewebe verallgemeinerungsfähige Aussagen. Diese große Variabilität beruht be reits beim einzelnen Menschen auf der lokal unterschiedlichen Beschaffenheit von Hautgeweben (Zelltypen, Zellanzahl, Zellverteilung, Gewebestruktur, Körperbereiche, Vaskularisation, Durchblutungseigenschaften, intra- und extrazellulärer Wassergehalt, Stoffwechselzustand, Pigmentierung, Haut-Schichtdicken, Oberflächen-Rauhigkeit u. a.). Einige dieser Parameter können sich auch während des Meßprozesses ändern (pulsatorisch im ms- bis s-Bereich; vasomotorisch im Bereich von einigen Sekunden bis zu einer Minute).In vivo remission is the result of multiple scattering, absorption and fluorescence processes of skin tissue. Especially in the optical "therapeutic window" between between 600 and 1100 nm, where the water absorption remains low, can be avoided detect different substances in the skin and in their vascular system spectroscopically. In the NIR range, water can due to its large spectral absorption coefficient ducks and the high content in the skin tissue (≈ 70%) the. On the other hand, the strong water absorption in the NIR makes the determination difficult of other material components of the skin, such as. B. of proteins, glucose or Fat. A spectroscopic determination of the concentration of certain substances is in human skin tissues due to their uniform molecular and cell structure in principle possible, but the high biological variability of humans makes it difficult generalized statements. This great variability is based rides in the individual on the locally different nature of Skin tissues (cell types, number of cells, cell distribution, tissue structure, body areas, Vascularization, blood circulation properties, intra- and extracellular water content, Metabolic state, pigmentation, skin layer thicknesses, surface roughness u. a.). Some of these parameters can also change during the measuring process (pulsating in the ms to s range; vasomotor in the range from a few seconds to to a minute).

Die Verwendung von glasfaseroptischen Bauelementen zur Beleuchtung der Hauto berfläche und zur Weiterleitung der remittierten Strahlung an eine Detektoreinheit ist Stand der Technik. Auch der spektrometrische Nachweis der Geweberemission mit einem Diodenzeilen-Spektrometer ist in der Literatur beschrieben. In den meisten spektroskopischen Applikationen wird von einem berührenden, auf der Hautoberfläche aufliegenden Meßkopf ausgegangen [USP 4 975 581 (Robinson/1990)]; [USP 5 379 764 (Barnes/1995)]. Im optischen Strahlungsweg Lichtsender-Hautgewebe- Lichtdetektor werden bei der berührenden Messung inhomogene Übergänge zur Haut (zufällige, mikroskopisch kleine Luftstrecken mit Spiegel-Reflexion von 3%) verursacht. Diese lokal nicht reproduzierbaren Reflexionssignale an der Hautoberfläche führen zu Meßsignalschwankungen und unterdrücken sogar kleinere Remissionssignale aus dem Gewebeinneren. Eine exakt senkrechte Positionierung des Sensors auf der Gewebeo berfläche mittels optischer Drei-Punktmessung soll trotzdem auftretende abstands- und winkelabhängige Einflüsse auf die Remission verkleinern [DE-PS 43 31 010 (Papenkordt/1995)]. Es wurden weiterhin verschiedene Ansätze unternommen, eine möglichst gute optische Anpassung zwischen dem glasfaseroptischen Meßkopf zu ge währleisten, z. B. die Verwendung eines fluiden Mittels aus Chlorfluorcarbonen [USP 5 823 951 (Messerschmidt/1998]. Obwohl dadurch eine Erhöhung der Reproduzierbar keit sowie Unterdrückung der spiegelnden Reflexion erreicht werden kann, sind durch Luftblasen Inhomogenitäten nicht vermeidbar. Berührende Remissionssensoren haben außerdem den gravierenden Nachteil, daß durch den Auflagedruck des Meßkopfes wesentliche Meßfehler in der Remission aufgrund der Verdrängung von Blut und extra zellulären Flüssigkeiten bedingt werden, die nur schwer kompensierbar sind. Eine Er höhung der Reproduzierbarkeit berührender Messungen wird daher mit einer Steue rung des Auflagedrucks mittels mechanischen Federanordnung [DE-PS 29 16 061] oder eines zusätzlichen Drucksensors (Dehnungsmeßstreifen) angestrebt. In einem anderen Vorschlag sollen durch zwei räumlich getrennte spektrale Detektoren sowie durch Differenz- oder Quotientenbildung beider Remissionssignale derartige Einflüsse reduziert werden können [USP 5 349 961 (Stoddart/1994)].The use of fiber optic components to illuminate the skin Surface and for forwarding the remitted radiation to a detector unit State of the art. Also the spectrometric detection of the tissue emission with a diode line spectrometer is described in the literature. In most Spectroscopic applications are made by a touching, on the skin surface resting measurement head [USP 4 975 581 (Robinson / 1990)]; [USP 5,379 764 (Barnes / 1995)]. In the optical radiation path light transmitter skin tissue During the touching measurement, light detectors become inhomogeneous transitions to the skin (random, microscopic air gaps with mirror reflection of 3%). These locally non-reproducible reflection signals on the skin surface lead to Measurement signal fluctuations and suppress even smaller remission signals from the Tissue interior. An exact vertical positioning of the sensor on the tissue surface by means of optical three-point measurement should nevertheless occur distance and reduce angle-dependent influences on remission [DE-PS 43 31 010 (Papenkordt / 1995)]. Various approaches have continued to be taken, one best possible optical adaptation between the glass fiber optic measuring head ensure, e.g. B. the use of a fluid agent from chlorofluorocarbons [USP 5 823 951 (Messerschmidt / 1998), although this increases the reproducibility speed and suppression of specular reflection can be achieved by Air inhomogeneities cannot be avoided. Have touching reflectance sensors also the serious disadvantage that the contact pressure of the measuring head significant measurement errors in remission due to the displacement of blood and extra cellular fluids that are difficult to compensate for. An he The reproducibility of touching measurements is therefore increased with a control of the contact pressure by means of a mechanical spring arrangement [DE-PS 29 16 061] or an additional pressure sensor (strain gauge). In one Another proposal is to use two spatially separated spectral detectors as well by forming differences or quotients of both remission signals such influences can be reduced [USP 5 349 961 (Stoddart / 1994)].

Die optisch Bestimmung von Gewebeparametern mittels zeitlich aufgelöster spektro skopischer Untersuchungstechniken liefert neben der Remissionsamplitude auch die mittlere freie Weglänge der Photonen. Damit kann dann näherungsweise auch das Lambert-Beersche Gesetz zur Konzentrationsbestimmung von Stoffen im Hautgewebe angewendet werden, was ansonsten in stark streuenden Materialien nicht möglich ist. Da typische Ausbreitungszeiten der Photonen im sub-ns-Bereich liegen, ist hierfür je doch eine aufwendige und teure spektroskopische Nachweistechnik (ps-Laser, Streak- Kamera) erforderlich [USP 5 706 821 (Matcher/1998)].The optical determination of tissue parameters using temporally resolved spectro In addition to the reflectance amplitude, scopic examination techniques also provide the mean free path of the photons. So that can approximately do that too Lambert-Beer law for determining the concentration of substances in skin tissue are used, which is otherwise not possible in strongly scattering materials. Since typical propagation times of the photons are in the sub-ns range, this is the case a complex and expensive spectroscopic detection technology (ps laser, streak Camera) required [USP 5 706 821 (Matcher / 1998)].

Nichtberührende spektroskopische Verfahren bedürfen einer exakten Abstandskontrol le zwischen der mehr oder weniger inhomogenen Hautoberfläche und der Lichtquellen- Detektor-Einheit des Remissionssensors, wenn auch die gewebespezifischen absolu ten Remissionsamplituden ausgewertet werden sollen. Die gewebeoptische Theorie und die experimentellen Erfahrungen zeigen, daß in Hautgeweben die Streuung von Licht in weiten Spektralbereichen die Lichtabsorption überwiegt. Daher kann bei relativ großen mittleren freien Weglängen mit Ausbreitungslängen der Photonen bis zu 10 mm gerechnet werden. Auch relativ weit von der Einstrahlungsstelle entfernte Hautgebiete beeinflussen deshalb die meßbare VIS-NIR-Remission. Eine faseroptische Detekto ranordnung, die über Lichtleiter mit einem begrenzten Öffnungswinkel von typisch 20° die in den gesamten Halbraum über der Hautoberfläche abgegebene Remission erfas sen soll, kann nicht die Eigenschaften einer Integrationskugel (Ulbricht-Kugel) aufwei sen. Daher ist es besonders wichtig, daß bei berührungslosen Messungen ein optima ler Abstand zwischen der Meßsonde und der Hautoberfläche gefunden wird, der es gestattet, die wesentlichen Beiträge zur Remission messend zu erfassen. Dieser Ab stand muß mit einer ausreichenden Toleranz eingehalten werden.Non-contacting spectroscopic methods require exact distance control le between the more or less inhomogeneous skin surface and the light source Detector unit of the reflectance sensor, even if the tissue-specific absolut ten reflectance amplitudes are to be evaluated. The tissue-optical theory and experimental experience shows that the spread of Light in a wide spectral range outweighs light absorption. Therefore, at relative large mean free path lengths with propagation lengths of the photons up to 10 mm be counted. Areas of skin also relatively far away from the point of irradiation therefore influence the measurable VIS-NIR remission. A fiber optic detector Arrangement using light guides with a limited opening angle of typically 20 ° recorded the remission given in the entire half space above the skin surface cannot have the properties of an integration sphere (integrating sphere) sen. It is therefore particularly important that optima distance between the probe and the surface of the skin is found allowed to measure the essential contributions to remission. This Ab Stand must be maintained with a sufficient tolerance.

Aus der Vielzahl von Abstandssensoren kommen theoretisch für einen Remissions meßkopf in Betracht: optische Sensoren, Ultraschall-Sensoren und kapazitive Senso ren. Für Ultraschall ist die Haut ein guter Reflektor; jedoch reicht bei üblichen Ultra schallfrequenzen von 300 kHz die erreichbare Auflösung von 1 mm nicht aus. Auch kapazitive Sensoren wären wegen des Sprungs in der Dielektrizitätskonstanten zwi schen Luft (ε_r = 1) und dem in der Haut enthaltenen Wasser (ε_r = 81) prinzipiell gut geeig net. Aber aufgrund der großen Schwankungsbreite der Hautfeuchte ist die geforderte Auflösung ebenfalls nicht erreichbar. Kommerzielle optische Laser-Triangula tionssensoren arbeiten gewöhnlich bei einer roten Wellenlänge. Hier sind Fehler durch die lokal unterschiedliche Absorption der kapillaren Blutgefäße zu befürchten. Meß technisches Hauptproblem in allen genannten Fällen ist daher das nicht dem Sensor prinzip adäquate oberflächliche Hautgewebe.From a variety of distance sensors, the following are theoretically possible for a remission measuring head: optical sensors, ultrasound sensors and capacitive sensors. The skin is a good reflector for ultrasound; however, with standard ultrasonic frequencies of 300 kHz, the achievable resolution of 1 mm is not sufficient. Capacitive sensors would in principle also be well suited due to the jump in the dielectric constant between air (ε _r = 1) and the water contained in the skin (ε _r = 81). But due to the wide range of fluctuations in skin moisture, the required resolution cannot be achieved either. Commercial laser triangulation optical sensors usually operate at a red wavelength. Errors due to the locally different absorption of the capillary blood vessels are to be feared here. The main technical measurement problem in all the cases mentioned is therefore that the superficial skin tissue is not adequate for the sensor principle.

Bildgebende Verfahren arbeiten in der Regel nichtberührend und können mit optisch- spektroskopischen Detektoren gekoppelt werden. Durch lokal gescannte Aufnahmen von Haut-Remissionsspektren oder CCD-Kameras läßt sich die geometrische Struktur von Hautläsionen bestimmen. Allerdings ist die spektroskopische Videotechnik eine sehr teure und langsame Meßanordnung. Für diagnostische Zwecke kann die Differenz von Spektren bei pathologischen und gesunden Hautpartien gebildet werden. In einem US-Patent [USP 5 833 612 (Eckhouse/1998)] wird sogar aus einem effektiven Absorp tionskoeffizienten µ_eff direkt auf Eindringtiefen der Strahlung geschlossen. Weitere bildgebende Geräte, die auf einem scannenden Spektrometer für die Fluoreszenzdia gnostik von Geweben beruhen, werden im USP 5 735 276 (Lemelson/1998) beschrie ben. Durch elektro-optisches Scanning wird eine gewebespezifische Fluoreszenz im Gewebe erzeugt, detektiert und durch eine computergestützte Signalverarbeitung im Videosignal für diagnostische Zwecke oder zur Gerätesteuerung ausgewertet. Spek trogramme im gesamten sichtbaren und NIR-Bereich können damit aufgrund der Wel lenlängenbeschränkung des Fluoreszenzdetektors nicht ermittelt werden.Imaging methods generally work in a non-contact manner and can be coupled with optical spectroscopic detectors. The geometrical structure of skin lesions can be determined by locally scanned recordings of skin reflectance spectra or CCD cameras. However, spectroscopic video technology is a very expensive and slow measuring arrangement. The difference between spectra can be formed for pathological and healthy skin areas for diagnostic purposes. In a US patent [USP 5 833 612 (Eckhouse / 1998)], an effective absorption coefficient µ _eff is used to infer the penetration depths of the radiation directly. Further imaging devices which are based on a scanning spectrometer for the fluorescence diagnosis of tissues are described in USP 5 735 276 (Lemelson / 1998). Tissue-specific fluorescence is generated in the tissue by electro-optical scanning, detected and evaluated by computer-aided signal processing in the video signal for diagnostic purposes or for device control. Spectrograms in the entire visible and NIR range cannot be determined due to the wavelength limitation of the fluorescence detector.

Ein Fluoreszenz-Monitor für Hautoberflächen, der neben einer intensiven Lichtquelle zur photodynamischen Therapie sowohl eine CCD-Videomeßeinrichtung als auch ein Mehrkanal-Spektrometer enthält, ist im USP 5 851 181 beschrieben. In einem Meßkopf sind zwei Lichtleiter (Beleuchtung und spektroskopische Fluoreszenzmessung) zu sammen mit einem CCD-Videodetektor angeordnet, womit eine on-line-Kontrolle des Behandlungsverlaufs gewährleistet werden soll. Eine Einschätzung physiologischer Hautparameter ist jedoch auf den sichtbaren Wellenlängenbereich begrenzt. A fluorescence monitor for skin surfaces, in addition to an intense light source both a CCD video measuring device and a for photodynamic therapy Multi-channel spectrometer is described in USP 5 851 181. In a measuring head are two light guides (lighting and spectroscopic fluorescence measurement) too arranged together with a CCD video detector, with which an on-line control of the Course of treatment should be ensured. An assessment of physiological However, skin parameters are limited to the visible wavelength range.

Eine Steuerungsverfahren für Laser-Behandlungsgeräte wird im USP 5 738 679 (Daikuzuno/1998) auf der Grundlage der Remission von monochromatischer Laser strahlung zwischen behandelten Hautpartien und nichtbehandelten Hautpartien als Referenz beschrieben. Durch Quotientenbildung der beiden Remissionssignale kann ein Steuersignal für die Einstellung der Bestrahlungsparameter der Laserquelle gebil det werden. Die Signalgewinnung erfolgt nur bei der NIR-Wellenlänge eines Nd-YAG- Lasers.A control method for laser treatment devices is described in USP 5 738 679 (Daikuzuno / 1998) based on the remission of monochromatic lasers radiation between treated skin areas and untreated skin areas as Reference described. By forming the quotient of the two remission signals a control signal for setting the irradiation parameters of the laser source be det. The signal is obtained only at the NIR wavelength of an Nd-YAG Lasers.

Eine breitbandige Spektralanalyse im sichtbaren und NIR-Bereich gekoppelt mit multi variaten Auswertemethoden kann besonders bei In-vivo-Hautuntersuchungen die Verallgemeinerungsfähigkeit der Resultate trotz hoher Variabilität von Hautgeweben beim Menschen erhöhen. Durch multivariate Verfahren wie Partial-Least-Square- Methoden (PLS) werden besonders im NIR-Bereich Substanzen nachgewiesen, die gegenüber dem dominierenden Wasser eine bis zu tausendfach geringere Konzentra tion aufweisen (z. B. Glucose). Im USP 4 975 581 (Robinson/1990) wurde aufgezeigt, daß NIR-Spektren von unbekannten Hautgeweben mittels PLS-Auswerteverfahren zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung von Stoffen herangezogen werden können, wenn vorher eine Kalibration auf die gesuchten Materialien mit labordiagno stisch bestimmten Parametern erfolgte.A broadband spectral analysis in the visible and NIR range coupled with multi The various evaluation methods can be particularly useful for in vivo skin examinations Generalization of the results despite high variability of skin tissues increase in humans. Through multivariate processes such as partial least square Methods (PLS) are detected especially in the NIR area substances that a concentration that is up to a thousand times lower than that of the dominant water tion (e.g. glucose). USP 4 975 581 (Robinson / 1990) showed that NIR spectra of unknown skin tissues using PLS evaluation methods qualitative and quantitative characterization of substances can be used can, if previously calibrated to the required materials with labordiagno certain parameters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem nichtberührenden und nichtinva siven Remissionsmeßkopf eine reproduzierbare Messung der Remission von Hautge weben im UV-VIS und NIR-Spektralbereich in einem optimalen Abstand von der Hau toberfläche zu ermöglichen. Dazu wird erfindungsgemäß berührungslos über geeignet angeordnete Lichtwellenleiter in das Hautgewebe eingestrahlt und eine Detektion der remittierten Gewebestrahlung ohne direkten Reflex durch einen mittig angeordnete UV- VIS-NIR-Lichtwellenleiter gewährleistet. Durch den konstruktiven Aufbau des Meßkop fes wird unter Ausnutzung der Aperturwinkel der Lichtwellenleiter sichergestellt, daß beim Heranführen des Meßkopfes an die Hautoberfläche die Aufnahme des Remissi onsspektrum immer im annähernd gleichen Abstand und Winkel ausgelöst wird. Erfin dungsgemäß wird dieser Meßfall durch das Verschwinden des abstandsabhängigen direkten Reflexes im Remissionsspektrum bei einer stark im Hautgewebe absorbierten Wellenlänge (z. B. der Wasserbande bei 1450 nm) nachgewiesen. Die gleichzeitige Aufnahme von UV-VIS-NIR-Spektren von Hautgeweben am annähernd gleichen Meß ort wird erfindungsgemäß durch einen Remissionsmeßkopf mit einem zweikanaligen, glasfaseroptischen Aufbau im Detektionszweig sowie anschließendem parallelem Be trieb von zwei oder mehreren Diodenzeilen-Spektrometern ermöglicht.The invention has for its object with a non-contact and non-invasive sive remission measuring head a reproducible measurement of the remission of skin weave in the UV-VIS and NIR spectral range at an optimal distance from the house enable surface. According to the invention, contactless is suitable for this arranged optical fibers are radiated into the skin tissue and a detection of remitted tissue radiation without direct reflection due to a centrally arranged UV VIS-NIR optical fiber guaranteed. Due to the design of the measuring head fes is ensured by using the aperture angle of the optical waveguide when the measuring head is brought up to the surface of the skin, the remissi is taken up spectrum is always triggered at approximately the same distance and angle. Erfin In accordance with this measurement case is the disappearance of the distance-dependent direct reflex in the reflectance spectrum with a strongly absorbed in the skin tissue Wavelength (e.g. the water band at 1450 nm) detected. The simultaneous Recording of UV-VIS-NIR spectra of skin tissues on approximately the same measurement According to the invention, the location is determined by a remission measuring head with a two-channel, fiber optic structure in the detection branch and subsequent parallel loading driven by two or more diode array spectrometers.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe allgemein dadurch gelöst, daß sichtbares und NIR Licht nach entsprechender Wechselwirkung durch Absorption, Streuung und Fluores zenz mit dem zu untersuchenden Hautgewebe durch einen spektralauflösenden Re missionssensor detektiert und in einer mikrorechnergestützten Baueinheit zur Auswer tung gebracht wird. Mit einem nichtberührenden Remissionsmeßkopf wird das Licht der Strahlungsquelle über geeignet angeordnete Lichtwellenleiter auf die Gewebeoberflä che eingestrahlt sowie eine Detektion der remittierten Gewebestrahlung ohne direkten Reflex durch zwei oder mehrere mittig angeordnete UV-VIS-NIR-Lichtwellenleiter ge währleistet. Der Remissionsmeßkopf ermöglicht die gleichzeitige, reflexionsarme Auf nahme von UV-VIS-NIR-Spektren am gleichen Meßort. Der konstruktive Aufbau des Meßkopfes ist so beschaffen, daß sich die, durch die Apertur von Sende- und Empfän ger-Lichtwellenleitern im optimalen Abstand von der Hautoberfläche entstehenden be leuchteten Flächen nicht überschneiden, ein direkter Reflex nicht entstehen und daher nur das im Gewebe sich ausbreitende und anschließend remittierte Licht gemäß der Apertur der Detektor-Lichtwellenleiter registriert werden kann. Dieser optimale Abstand ergibt sich allgemein aus der Kombination von Geweberemissionseigenschaften und der meßtechnischen Anordnung und kann erfindungsgemäß für typische Anwendungs fälle experimentell bestimmt werden. Der Abstand über der Hautoberfläche wird erfin dungsgemäß durch einen geeigneten Abstandssensor laufend gemessen. Das Aus gangssignal des Abstandssensors triggert bei Erreichung des optimalen Abstandes die Meßwertverarbeitungstechnik (Spektrometer, Speichereinrichtung des PC) zur Auf nahme eines optimalen UV-VIS-NIR-Spektrums. Andererseits können auch kontinuier lich in kurzen Zeitabständen UV-VIS-NIR-Spektren durch die Diodenzeilen- Spektrometer aufgenommen werden. Die Auswahl des optimalen Spektrums aus der kontinuierlichen Spektralmessung erfolgt erfindungsgemäß dann, wenn bei einer aus gewählten Wellenlänge die Remission einen bestimmten unteren Grenzwert ≈ 0 er reicht. Bei einem annähernd reflexionsfreien Spektrum und einer starken Gewebeab sorption - wie z. B. von Wasser bei λ = 1450 nm - wird das Remissionssignal bei dem optimalen Abstand über der Hautoberfläche verschwinden. Bei einem größeren Ab stand als dem optimalen erhält man aufgrund der sich überlappenden Aperturen von Sende- und Empfänger-Lichtleitern einen wesentlich größeren Remissionswert << 0.According to the invention the object is generally achieved in that visible and NIR Interaction through absorption, scattering and fluorescence zenz with the skin tissue to be examined by a spectrally resolving Re mission sensor detected and in a micro-computer-supported unit for evaluation tion is brought. The light of the Radiation source via suitably arranged optical fibers on the tissue surface irradiated and a detection of the remitted tissue radiation without direct Reflex through two or more UV-VIS-NIR optical fibers arranged in the center ensures. The reflectance measuring head enables simultaneous, low reflection acquisition of UV-VIS-NIR spectra at the same measurement location. The constructive structure of the The measuring head is designed so that the through the aperture of the transmit and receive be optical fibers created at an optimal distance from the skin surface Do not overlap illuminated surfaces, a direct reflex does not arise and therefore only the light that propagates in the tissue and is then remitted according to the Aperture of the detector optical fiber can be registered. This optimal distance generally results from the combination of tissue emission properties and the metrological arrangement and according to the invention for typical applications cases are determined experimentally. The distance above the skin surface is invented measured continuously according to a suitable distance sensor. The end output signal of the distance sensor triggers the when the optimal distance is reached Measurement processing technology (spectrometer, memory device of the PC) for opening optimal UV-VIS-NIR spectrum. On the other hand, continuous UV-VIS-NIR spectra at short intervals through the diode Spectrometer can be recorded. The selection of the optimal spectrum from the According to the invention, continuous spectral measurement takes place when one is off selected wavelength the reflectance has a certain lower limit ≈ 0 er enough. With an almost reflection-free spectrum and a strong tissue sorption - such as B. of water at λ = 1450 nm - the reflectance signal at the optimal distance above the skin surface disappear. With a larger Ab as the optimal one is obtained due to the overlapping apertures of Transmitter and receiver light guides have a significantly higher reflectance value << 0.

Erfindungsgemäß wird als optischer Abstandssensor eine lichtempfindliche InGaAs- Fotodiode verwendet, die das von dem Sende-Lichtwellenleiter emittierte Licht bei ei ner geeigneten Wellenlänge (z. B. λ = 1450 nm) detektiert. Durch die konstruktive An ordnung von Sende-Lichtwellenleiter und InGaAs-Fotodiode kommt es wegen der Aperturen erst beim optimalen Abstand zwischen Hautoberfläche und Meßkopf zu ei nem reflexionsfreien Remissionssignal, welches trotz der gewebeinneren Lichtleitung in bestimmten Wellenlängenbereichen - z. B. durch die starke Wasserabsorption bei λ = 1450 nm - annähernd verschwindet. Um sicherzustellen, daß man sich in der Nähe einer Hautoberfläche befindet und nicht gegen einen leeren Raum (mit einem dann ebenfalls verschwindenden Remissionssignal) mißt, wird mit einer Silizium-Fotodiode eine normal auftretende höhere Geweberemission (< 30%) in einem Wellenlängenbe reich < 1000 nm detektiert. Durch eine geeignete logische Verknüpfung beider Signale wird bei Annäherung des Remissionsmeßkopfes das Vorhandensein des optimalen Abstands festgestellt und als Triggersignal zur Aufnahme und Speicherung des optima len UV-VIS-NIR-Spektrums verwendet. Erfindungsgemäß ist für die Abstandssensorik keine weitere Beleuchtungsquelle notwendig. Es kann das für die Spektroskopie erfor derliche Licht z. B. einer Halogenlampe verwendet werden.According to the invention, a light-sensitive InGaAs is used as the optical distance sensor Used photodiode, which emits the light emitted by the transmission optical fiber at ei a suitable wavelength (e.g. λ = 1450 nm) is detected. Through the constructive approach order of the transmission fiber and InGaAs photodiode is due to the Apertures only at the optimal distance between the skin surface and the measuring head nem reflection-free remission signal, which despite the internal light conduction in certain wavelength ranges - e.g. B. by the strong water absorption at λ = 1450 nm - almost disappears. To make sure you are close on a skin surface and not against an empty space (with one then also disappearing reflectance signal) is measured with a silicon photodiode a normally occurring higher tissue emission (<30%) in one wavelength range detected rich <1000 nm. By a suitable logical combination of both signals when the remission measuring head is approached, the presence of the optimum Distance determined and as a trigger signal for recording and storing the optima len UV-VIS-NIR spectrum used. According to the invention is for distance sensors no further lighting source necessary. It can do this for spectroscopy such light z. B. a halogen lamp can be used.

Erfindungsgemäß kann weiterhin beim Betrieb eines NIR-Diodenzeilen-Spektrometers auf einen separaten InGaAs-Fotodioden-Detektor für die Abstandsermittlung verzichtet werden, wenn bei Annäherung des Remissionsmeßkopfes an die Hautoberfläche mit tels einer kontinuierlichen Spektrenaufnahme über eine geeignete Auswerte-Software bei bestimmten Wellenlängen das Remissionssignal beobachtet wird. Kann man hin reichend schnell NIR-Spektren aufnehmen - wie z. B. bei Diodenzeilen-Spektrometern mit einer Zykluszeit von 10 ms -, dann lassen sich die aufeinanderfolgenden Spektren bei Annäherung des berührungslosen Remissionsmeßkopfes an die Hautoberfläche on-line in der Meßwertverarbeitungselektronik bezüglich bestimmter Kriterien untersu chen und zur Steuerung verwenden. Da beim optimalen Abstand das direkte Refle xionssignal verschwindet und bei geeigneten Wellenlängen - wie z. B. bei der starken Wasserabsorptionbande bei λ = 1450 nm - die interne Geweberemission ebenfalls sehr klein wird, kann z. B. aus dem Remissionssignal bei λ = 1450 nm softwaremäßig das optimale Spektrum zur Speicherung ausgewählt werden. Alle anderen, vor und nach diesem optimalen Abstand aufgenommenen Spektren werden verworfen und be lasten nicht die Speicherkapazität der mikrorechnergestützten Auswerte-Baugruppe oder des Personalcomputers.According to the invention, operation of a NIR diode line spectrometer can continue there is no separate InGaAs photodiode detector for determining the distance be when the remission measuring head approaches the skin surface with continuous spectra recording using suitable evaluation software the remission signal is observed at certain wavelengths. You can go there Record NIR spectra quickly enough - e.g. B. in diode array spectrometers with a cycle time of 10 ms - then the successive spectra can be when the non-contact remission measuring head approaches the skin surface on-line in the measurement processing electronics with regard to certain criteria and use for control. Because at the optimal distance the direct reflect xion signal disappears and at suitable wavelengths - such as. B. in the strong Water absorption band at λ = 1450 nm - the internal tissue emission too becomes very small, e.g. B. from the remission signal at λ = 1450 nm in software the optimal spectrum can be selected for storage. Everyone else, before and spectra recorded after this optimal distance are rejected and be do not burden the memory capacity of the microprocessor-supported evaluation module or the personal computer.

Die erfindungsgemäße Verwendung von gekoppelten UV-VIS-NIR-Diodenzeilen- Spektrometern (UV: 215 nm bis 400 nm sowie VIS: 310 nm bis 1150 nm auf Silizium- Basis; NIR: 900 nm bis 2400 nm auf Indium-Gallium-Arsenid-Basis) als Nachweisein richtung gestattet die Untersuchung schneller pulsatorischer Prozesse in Hautgeweben mit zeitlichen Auflösungen bis in den Millisekundenbereich. Durch die Verarbeitung der Signale der UV-VIS-NIR-Diodenzeilen in einem mikrorechnergestützten Gerät kann die UV-VIS-NIR-Remission mittels spezieller univariater und multivariater spektroskopi scher Methoden ausgewertet werden. Mit der gleichzeitigen Messung der UV-VIS-NIR- Remission am gleichen Probenort (glasfaseroptischer Y-Verzweiger) oder am annä hernd gleichen (zwei oder mehrere Detektorfasern) in einem optimalen Abstand über der Hautoberfläche werden eine Vielzahl medizinisch relevanter Parameter von Haut geweben erfaßt und für diagnostisch-therapeutische Zwecke einsetzbar. Dies betrifft die Strahlungsabsorption von Hautpigmenten (Hämoglobin, Melanin, Cytochrome), von Wasser und Proteinen, die Streuung optischer Strahlung durch die Gewebestruktur (Kollagen, Elastin, Fibrin, Gefäße) sowie die Fluoreszenz (Eigen- und induzierte Fluo reszenz).The use according to the invention of coupled UV-VIS-NIR diode row Spectrometers (UV: 215 nm to 400 nm and VIS: 310 nm to 1150 nm on silicon Base; NIR: 900 nm to 2400 nm based on indium gallium arsenide) as detection direction allows the investigation of rapid pulsatory processes in skin tissues with temporal resolutions down to the millisecond range. By processing the The signals of the UV-VIS-NIR diode rows in a microcomputer-supported device can UV-VIS-NIR remission using special univariate and multivariate spectroscopy methods are evaluated. With the simultaneous measurement of UV-VIS-NIR Remission at the same sample location (fiber optic Y-branch) or at approx the same (two or more detector fibers) at an optimal distance The skin surface has a variety of medically relevant parameters of skin tissues detected and used for diagnostic-therapeutic purposes. this concerns the radiation absorption of skin pigments (hemoglobin, melanin, cytochrome), from Water and proteins, the scattering of optical radiation through the tissue structure (Collagen, elastin, fibrin, vessels) and fluorescence (self-induced and induced fluo resence).

Gemäß der Erfindung werden die lichtaussendenden Glasfasern in radial symmetrischer Form im Remissionsmeßkopf angeordnet, so daß z. B. bei einem Aper turwinkel von 12,5° und bei einem Abstand von 2 mm über der Hautoberfläche eine Entfernung von 2 mm zu den mittig angeordneten Detektorlichtleitern erhalten werden kann, ohne daß ein direkter Reflex registriert wird. Besonders das NIR-Licht kann durch Migration der Photonen ohne Probleme das Hautgewebe durchqueren. Aller dings sind bei kürzeren Wellenlängen die optischen Eindringtiefen deutlich kürzer. Stärker im blauen oder ultravioletten Wellenlängenbereich absorbierende Materialien können nur nach entsprechender Korrektur oder gar nicht mit dieser reflexionsarmen Sonde entsprechend obigen beispielhaften Abmessungen vermessen werden. Durch die zirkulare Anordnung der Sendelichtleiter wird erfindungsgemäß weiterhin eine örtli che Homogenisierung des remittierten Lichts aus einer inhomogenen Gewebestruktur über Flächen von 10 mm² realisiert.According to the invention, the light-emitting glass fibers are arranged in a radially symmetrical shape in the remission measuring head, so that, for. B. at an aperture angle of 12.5 ° and at a distance of 2 mm above the skin surface, a distance of 2 mm to the centrally arranged detector light guides can be obtained without a direct reflex being registered. The NIR light in particular can easily cross the skin tissue through the migration of the photons. However, the optical penetration depths are much shorter at shorter wavelengths. Materials absorbing more strongly in the blue or ultraviolet wavelength range can only be measured after appropriate correction or not at all with this low-reflection probe according to the above exemplary dimensions. Due to the circular arrangement of the transmission light conductors, a localized homogenization of the remitted light from an inhomogeneous tissue structure over areas of 10 mm ^{2 is also} realized according to the invention.

Mit empfindlichen UV-VIS-NIR-Diodenzeilen-Spektrometern kann das Remissions signal des reflexionsarmen glasfaseroptischen Meßkopfes je nach erwarteter maxima ler Amplitude mit einer einstellbaren Integrationszeit von einigen ms bis zu einer Se kunde verarbeitet sowie entsprechend dem überlagerten Rauschen n-fach gemittelt werden. Die Normierung der UV-VIS-NIR-Remissionsspektren erfolgt üblicherweise mit einem hoch reflektierenden, wellenlängenunabhängigen Material (z. B. Spectralon® mit Reflexionsgrad = 98%), wobei vor jeder Proben-Messung eine Messung des Refe renzmaterials erfolgt und intern im Spektrometer eine Quotientenbildung erfolgt. Da für Hautgewebeuntersuchungen ohne Messung des direkten Reflexes erfindungsgemäß eine spezielle zirkular beleuchtende Meßsonde verwendet wird, kann mit herkömmli chen Referenzmaterialien nicht gearbeitet werden, da die Lichtleitung in ihnen zu ge ring ist. Daher wird erfindungsgemäß auf stärker streuende Materialien wie z. B. Teflon zurückgegriffen, deren auf Spectralon bezogene Reflexionsfähigkeit zwar von 100% bei 400 nm auf 65% bei 1700 nm abnimmt, dafür aber eine sehr gute mechanisch chemische Stabilität und ein kontinuierliches Spektrum ohne Absorptionspeaks auf weist. Durch Vergrößerung der Integrationszeit kann auch bei geringeren Remissions signalen eine Vollaussteuerung der Diodenzeilen und damit eine Messung im gesam ten Dynamikbereich (typisch 2¹⁵ = 32.768) erreicht werden. Bei verschiedenen Haut- Remissionsuntersuchungen ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß das Spektrum einer geeigneten Hautpartie oder eines bestimmten Wundbereiches selbst als Refe renzspektrum genommen wird. Pathologische Abweichungen lassen sich derart mitun ter auf einfache Weise aufzeigen.With sensitive UV-VIS-NIR diode line spectrometers, the remission signal of the low-reflection glass fiber optic measuring head can be processed with an adjustable integration time of a few ms up to one second depending on the expected maximum amplitude and averaged n times according to the superimposed noise. The UV-VIS-NIR reflectance spectra are normally standardized with a highly reflective, wavelength-independent material (e.g. Spectralon® with reflectance = 98%), with the reference material being measured before each sample measurement and internally in the spectrometer Quotient formation takes place. Since a special circular illuminating probe is used according to the invention for skin tissue examinations without measuring the direct reflex, it is not possible to work with conventional reference materials, since the light guide in them is too small. Therefore, according to the invention on more scattering materials such. B. Teflon, whose spectral reflectivity decreases from 100% at 400 nm to 65% at 1700 nm, but has very good mechanical-chemical stability and a continuous spectrum without absorption peaks. By increasing the integration time, full control of the diode rows and thus measurement in the entire dynamic range (typically 2 ¹⁵ = 32,768) can be achieved even with lower remission signals. In various skin remission examinations, it is advantageous if, according to the invention, the spectrum of a suitable skin area or of a specific wound area is itself taken as the reference spectrum. Pathological deviations can be easily identified in this way.

Die Temperatur der oberflächlichen Hautgewebe bestimmt maßgeblich den Ablauf der physiologischen Vorgänge in Hautgeweben (Mikrozirkulation). Erfindungsgemäß muß daher die berührungslose Spektralmessung mit einer berührungslosen Hauttempera turmessung gekoppelt werden. Dazu ist eine Vermessung der jeweiligen Hautoberflä che mit einem Strahlungstemperaturmesser als separatem Handgerät bei einer infraro ten Wellenlänge von 10 µm notwendig. Bei weiteren Fortschritten bei der Miniaturisie rung von pyrometrischen Sensoren ist künftig auch eine Integration des Temperatur messers in den glasfaseroptischen Remissionsmeßkopf möglich. Für einige Applikati onsfälle kann auch die berührende Hauttemperaturmessung mit einem Kontaktthermo meter auf Hautbereichen zugelassen werden, die nicht durch Wunden oder dermato logische Erkrankungen gekennzeichnet sind. Allerdings unterscheiden sich die Tempe raturen an der Hautoberfläche und im Innern deutlich.The temperature of the superficial skin tissue largely determines the course of the physiological processes in skin tissues (microcirculation). According to the invention hence the non-contact spectral measurement with a non-contact skin temperature door measurement can be coupled. This involves measuring the respective skin surface with a radiation temperature meter as a separate handheld device for an infraro th wavelength of 10 µm is necessary. With further advances in miniaturization In future, pyrometric sensors will also require temperature integration possible in the glass fiber optic reflectance measuring head. For some applications Touching skin temperature measurement with a contact thermometer can also be used meters on skin areas that are not caused by wounds or dermato logical diseases are marked. However, the tempe differ temperature on the skin surface and inside clearly.

Mit Diodenzeilen-Spektrometern lassen sich aufgrund ihrer geringen Zykluszeiten bis in den ms-Bereich Kinetiken von zeitabhängigen Prozessen in Hautgeweben aufneh men. Dies betrifft erfindungsgemäß solche Applikationsmöglichkeiten wie die Beobach tung der Mikrozirkulationsänderung während einer extrakorporalen Photophorese, die Untersuchung von pulsatorischen Veränderungen des Herz-Kreislaufsystems wie der Dikrotie als Indikator für den Gefäßzustand, das venöse Refilling der Gefäße der unte ren Extremitäten bei chronisch-venöser Insuffizienz sowie vasokonstriktive und vasodi latatorische Effekte bei der pharmakologischen Therapie.Due to their short cycle times, diode line spectrometers can be used up to record kinetics of time-dependent processes in skin tissues in the ms range men. According to the invention, this relates to such application options as the Observer microcirculation change during extracorporeal photophoresis, the Examination of pulsatory changes in the cardiovascular system like that Dicrotia as an indicator of the vascular condition, the venous refilling of the lower vessels extremities with chronic venous insufficiency as well as vasoconstrictive and vasodi latatory effects in pharmacological therapy.

Gemäß der Erfindung wird der reflexionsarme Meßkopf in seinem optimalen Abstand zu einer nichtberührenden Untersuchung von akuten und chronischen Wunden einge setzt. Durch das Vorhandensein von Exsudaten in Wunden und die mechanische Ver letzlichkeit von neu gebildetem Granulationsgewebe können berührende Remissions sensoren grundsätzlich nicht verwendet werden. Die vier Phasen der Wundheilung (Entzündungs-, Reinigungs-, Granulations- und Reifungsphase) unterscheiden sich durch unterschiedliche biologische Vorgänge, die jeweils durch bestimmte optisch er faßbare Streu- und Absorptionsvorgänge gekennzeichnet sind. Dies betrifft in der ex sudativen und Entzündungsphase die Absonderung von flüssigem Material (Blut, Se rum, Eiter) sowie eine Thrombozyten-Aggregation mit der Bildung eines fibrinogenen Netzes (Schorf). Durch Leukozyten-Einwanderung (Freßzellen) kommt es zur Beseiti gung toter Gewebezellen. Die Blutgefäßerweiterungen befördern eine stärkere Durch blutung und Rötung; Extravasationen führen zu Schwellungen und zur Ödembildung. In der Granulationsphase kommt es zur Blutgefäßneubildung und Fibroblasteneinwan derung. Die Folge sind glasig-transparente miteinander verbundene Körnchen (Granula), die neben Hämoglobinen und Wasser besonders viele fibrilläre Proteine enthalten. Die Farbe des Granulationsgewebes ist ein wichtiger Indikator für den Wundheilungsfortschritt. Schließlich beobachtet man in der Reifungsphase eine Aus reifung der Kollagenfasern und die Bildung von Narbengewebe. According to the invention, the low-reflection measuring head is at its optimal distance for a non-contact examination of acute and chronic wounds puts. Due to the presence of exudates in wounds and mechanical ver Ultimately, newly formed granulation tissue can cause touching remissions sensors are generally not used. The four phases of wound healing (Inflammation, cleaning, granulation and maturation phase) differ through different biological processes, each through certain optical he tangible scattering and absorption processes are marked. In the ex sudative and inflammatory phase the secretion of liquid material (blood, se rum, pus) and platelet aggregation with the formation of a fibrinogenic Net (scab). Due to leukocyte immigration (parietal cells) it comes to the elimination dead tissue cells. The blood vessel dilatations promote a stronger through bleeding and redness; Extravasations lead to swelling and edema. During the granulation phase, new blood vessels and fibroblasts are formed change. The result is glassy-transparent, interconnected granules (Granules), which, in addition to hemoglobins and water, contain a particularly large number of fibrillary proteins contain. The color of the granulation tissue is an important indicator of the Wound healing progress. Finally, an out is observed in the ripening phase maturation of the collagen fibers and the formation of scar tissue.

Bei chronischen Wunden liegen über Wochen und Jahre diese vier Zustände auch parallel vor. Da häufig keine abbaubaren Blutgerinnsel (Schorf) aus der exsudativen Phase vorhanden sind, kommt es auch zu keiner Fibroblasteneinwanderung und Gra nulation. Durch den dauernden Einstrom von Entzündungszellen wird die extrazelluläre Matrix weiter abgebaut und eine Migration der Epithelzellen vom Wundrand verhindert. Toxische Stoffe und Mikroben reichem sich in der Wunde an und führen zu einem weiteren Gewebeuntergang. Alle genannten Prozesse in chronischen Wunden haben ein charakteristisches - wenn auch örtlich inhomogenes - spektroskopisches Erschei nungsbild. Es kann als zusätzliches Hilfsmittel zur Objektivierung der jeweiligen Wund heilungsstufe durch den Arzt herangezogen werden. Erfindungsgemäß sollen nichtbe rührend mit dem reflexionsarmen Meßkopf in einem optimalen Abstand über der Wun de spezifische Remissionsspektren für diese Wundheilungszustände aufgenommen werden: Blutgefäßreaktionen lassen sich sehr gut anhand einzelner Absorptionsban den (z. B. arterieller Doppelpeak des Hämoglobins HbO2 bei 548 nm und 575 nm) nachweisen. Andere charakteristisch streuende und absorbierende Objekte im Wund heilungsprozeß wie spezifische Proteine (Kollagene, Elastine, Keratine) oder polstern de Fettgewebe können über eine multvariate Auswertung der UV-VIS-NIR-Spektren zugänglich gemacht werden. Erfindungsgemäß bilden die mit dem berührungslosen, reflexionsarmen Remissionsmeßkopf erhaltenen UV-VIS-NIR-Spektren von chroni schen Wunden und anderen Hautgeweben eine Einheit mit den entsprechenden Er gebnissen der klinischen Befundung durch den Arzt.In chronic wounds, these four conditions also last for weeks and years in parallel. Because there is often no degradable blood clot (scab) from the exudative Phase are present, there is also no fibroblast migration and gra nulation. Due to the constant influx of inflammatory cells, the extracellular becomes Matrix further degraded and migration of the epithelial cells from the wound edge prevented. Toxic substances and microbes accumulate in the wound and lead to one further tissue death. Have all of the above processes in chronic wounds a characteristic - albeit locally inhomogeneous - spectroscopic phenomenon picture. It can be used as an additional tool to objectify each wound healing level can be consulted by the doctor. According to the invention should not be touching with the low-reflection measuring head at an optimal distance above the de specific reflectance spectra for these wound healing states were recorded are: Blood vessel reactions can be very easily with the help of individual absorption banks den (e.g. arterial double peak of hemoglobin HbO2 at 548 nm and 575 nm) to prove. Other characteristic scattering and absorbing objects in the wound Healing process such as specific proteins (collagens, elastins, keratins) or padding en Adipose tissue can be evaluated using a multvariate evaluation of the UV-VIS-NIR spectra be made accessible. According to the invention, those with the non-contact, low-reflection reflectance measuring head obtained UV-VIS-NIR spectra from chroni wounds and other skin tissues, a unit with the appropriate Er results of the clinical diagnosis by the doctor.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht in der Applikation des reflexionsar men Remissionsmeßkopfes zur Bestimmung des Pigmentgehaltes in der Haut und damit des Hauttyps. Durch die berührungslose Messung werden eine Druckbelastung der oberflächlichen Haut und damit Meßfehler durch eine Beeinträchtigung der Ge fäßsysteme vermieden. Aus den spektroskopischen Daten kann in bekannter Weise der Melanin-Index berechnet werden.Another basic idea of the invention is the application of the reflectionar Men remission measuring head for determining the pigment content in the skin and with that of the skin type. The non-contact measurement creates a pressure load the superficial skin and thus measurement errors due to an impairment of the Ge barrel systems avoided. From the spectroscopic data can be done in a known manner the melanin index can be calculated.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht in der approximierten analytischen Auswertung bestimmter spektraler Bereiche der Remissionskurven, die mit dem refle xionsarmen Remissionsmeßkopf aufgenommen werden. Diese analytischen Beschrei bungen können näherungsweise aus einer abgewandelten Form des Lambert- Beerschen-Gesetzes für die Konzentrationsbestimmung einer Stoffart - wie z. B. des Hämoglobin- oder Wassergehaltes - oder auf einem einfachen Drei-Schichtenmodell für Hautgewebe beruhen, wobei in letzterem aus der Literatur bekannten Streu- und Absorptionskoeffizienten verwendet werden können. Die durch rechentechnische Kur venanpassung gewonnen numerischen Koeffizienten dienen erfindungsgemäß einer quantitativen Beschreibung diagnostizierter oder therapeutischer Effekte, die über die Hautremission zugänglich sind.Another basic idea of the invention is approximated analytical Evaluation of certain spectral ranges of the remission curves, which can be done with the refle Low-ion remission measuring head can be included. This analytical description Exercises can be approximated from a modified form of the Lambert Beerschen law for determining the concentration of a type of substance - such as B. of Hemoglobin or water content - or on a simple three-layer model are based on skin tissue, the latter being known from the literature as scattering and Absorption coefficients can be used. The through computational cure numerical coefficients obtained according to the invention serve one quantitative description of diagnosed or therapeutic effects beyond the Skin remission are accessible.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht in der Auswertung der spektroskopi schen Daten mittels multivariater Methoden und der binären Klassifikatoren. Der spek trale Verlauf der Hautremission im sichtbaren und NIR-Wellenlängen-Bereich kann ei ne pathologische oder gesunde Erscheinungsform haben: Dies wird als sogenannte DPR-Methode (Disease pattern recognition) zur Krankheitserkennung bezeichnet. Die ses, aus der spektroskopischen Stofferkennung im mittleren Infrarot bewährte Verfah ren des Spektrenvergleichs wird erfindungsgemäß bei der Klassifikation von kranker und gesunder Hautspektren auch bei großer Variabilität unter den Probanden verwen det.Another basic idea of the invention is the evaluation of the spectroscopy data using multivariate methods and binary classifiers. The spec central course of the skin remission in the visible and NIR wavelength range can ei ne pathological or healthy manifestation: This is known as DPR method (Disease pattern recognition) for disease detection. The This method, which has been tried and tested from the spectroscopic detection of substances in the middle infrared Ren the spectral comparison according to the invention in the classification of sick and healthy skin spectra even with great variability among the test subjects det.

Die erfindungsgemäße Prinziplösung des berührungslosen reflexionsarmen Remissi onsmeßkopfes kann für die Steuerung und Regelung von medizinisch-technischen Ge räten für die Haarentfernung (Epilation), für die Abtragung von Haut (Resurfacing, Ab lation) oder die Entfernung von Tätowierungen eingesetzt werden. Für eine on-line- Steuerung der Laser-Anlagen ist jedoch eine sehr schnelle Mikrorechnertechnik erfor derlich, um die anfallenden spektralen Datenmengen zu verarbeiten und in Steuerbe fehle umzusetzen.The principle solution according to the invention of the non-contact, low-reflection Remissi onsmeßkopfes for the control and regulation of medical-technical Ge advise for hair removal (epilation), for the removal of skin (resurfacing, ab lation) or the removal of tattoos. For an on-line Control of the laser systems, however, requires a very fast microcomputer technology necessary to process the resulting spectral data and in Steuerbe lack to implement.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

Die Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1: Remissionsmeßkopf Fig. 1: Remission measuring head

Fig. 2: Darstellung der Meßanordnung Fig. 2: Representation of the measuring arrangement

Der dieser Erfindung zugrunde liegende berührungslose, reflexionsarme Remissions meßkopf mit einer gekoppelten UV-VIS-NIR-Diodenzeilentechnik erfüllt durch seine optimale Beleuchtungs- und Detektoranordnung wesentliche medizinisch-technische Anforderungen an die spektroskopische UV-VIS-NIR-Hautmeßtechnik. Dies betrifft die Durchführbarkeit berührungsloser In-vivo-Messungen mit einer geringen Patientenbe lastung auch an schlecht zugänglichen Körperstellen, eine hohe Reproduzierbarkeit der Spektrenaufnahme und ein großes Signal-Rausch-Verhältnis.The non-contact, low-reflection remission on which this invention is based measuring head with a coupled UV-VIS-NIR diode line technology fulfills through its optimal lighting and detector arrangement essential medical-technical Requirements for the spectroscopic UV-VIS-NIR skin measurement technology. This affects the Feasibility of non-contact in vivo measurements with a small patient population load on poorly accessible parts of the body, high reproducibility the spectra recording and a large signal-to-noise ratio.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Meßanordnung für die Aufnahme von In-vivo-Remissionsspektren der Haut dargestellt. Bis auf den Remissionsmeßkopf 1 mit integrierten Lichtwellenleitern 7,8 bestehen die wesentlichen Komponenten aus kom merziell erhältlichen VIS-NIR-Spektrometer-Modulen 2, 3 (Carl ZEISS Jena), einer Transputereinheit 4 als PC-Einschubkarte (J Aalen) sowie aus einem Personalcom puter 5 als Steuer- und Auswerteeinheit, deren Komponenten zu einer neuartigen Meßanordnung zusammengefügt und mit einer neuartigen Auswerte-Software ausge stattet sind. Aus einem Lampenkassetten-Modul 6 mit einer stabilisierten Halogenlam pe mit einer Leistung von 20 W wird ein kontinuierliches Strahlungsspektrum von 350 nm bis über 2000 nm als Weißlicht bereitgestellt. Über ein Bündel von sieben beleuch tenden Lichtleitkabeln 7 aus Quarz (NIR-LOH) mit je einem Durchmesser von 200 µm gelangt das Licht an den Remissionsmeßkopf 1. Zwei Detektor-Lichtleiter 8 aus Quarz (NIR-LOH) mit je einem Durchmesser von 200 µm nehmen das remittierte Licht auf und leiten es zu den optischen VIS- oder NIR-Spektrometereingängen. FIG. 2 shows a schematic representation of the measuring arrangement for recording in vivo reflectance spectra of the skin. Except for the reflectance measuring head 1 with integrated optical fibers 7 , 8 , the essential components consist of commercially available VIS-NIR spectrometer modules 2 , 3 (Carl ZEISS Jena), a transputer unit 4 as a PC plug-in card (J Aalen) and a Personalcom Computer 5 as a control and evaluation unit, the components of which are combined to form a new measuring arrangement and are equipped with a new evaluation software. A continuous radiation spectrum from 350 nm to over 2000 nm is provided as white light from a lamp cassette module 6 with a stabilized halogen lamp with an output of 20 W. The light reaches the reflectance measuring head 1 via a bundle of seven illuminating light guide cables 7 made of quartz (NIR-LOH), each with a diameter of 200 μm. Two detector light guides 8 made of quartz (NIR-LOH), each with a diameter of 200 µm, receive the remitted light and guide it to the optical VIS or NIR spectrometer inputs.

Der Remissionsmeßkopf in Fig. 1 ist so aufgebaut, daß im optimalen Abstand von an nähernd 2 mm über der Hautoberfläche der durch die Apertur der beleuchtenden Glasfasern entstehende direkte Reflex - auch unter Berücksichtigung der immer vor handenen Haut-Inhomogenitäten - nicht in die beiden Detektor-Glasfasern eingekop pelt werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Y-Lichtleitern, die in der spektro skopischen Meßtechnik weitgehende Anwendungen finden, kann damit die Spiegel- Reflexion unterdrückt werden, die nur eine Oberflächeninformation beinhaltet und schwächere Remissionssignale aus dem Gewebeinneren überdeckt und damit einer weiteren Untersuchung unzugänglich macht. Bei Annäherung der Remissionssonde an die Hautoberfläche (mit einem Abstand der größer als der optimale ist) wird jedoch durch die sich überschneidenden beleuchteten Flächen auch ein direktes Reflexions signal in den Detektorzweigen aufgenommen. Wertet man dieses Signal in einem Wellenlängenbereich aus, welches durch eine starke Gewebeabsorption und damit eine sehr geringe Remission aus der Hautoberfläche gekennzeichnet ist, kann man aus dem Verschwinden dieses Reflexes bei Annäherung des Meßkopfes an die Hauto berfläche auf den optimalen Abstand schließen und die automatische Speicherung die ses ausgewählten Spektrums auf der Festplatte des PC veranlassen. Dadurch wird gewährleistet, daß nur sichtbares und NIR-Licht, welches von den Sendefasern durch Lichtleitung mit begleitenden Streu- und Absorptionsprozessen im zu untersuchenden Hautgewebe einer Fläche von ca. 10 mm² zu den beiden Detektionsfasern gelangt ist, registriert wird. Typische Spiegel-Reflexionssignale, wie sie bei Messungen mit Y- Leitern häufig zu beobachten sind, werden vermieden. Das wird besonders im Bereich der Wasserabsorptionsbande bei λ = 1450 nm deutlich, wo sich das Remissionssignal bei normalen Hautgeweben und bei chronischen Wundgeweben auf Werte unter 1% vermindert. Dieser Wellenlängenbereich wird zur Indikation des optimalen Abstandes des Remissionsmeßkopfes über der Hautoberfläche verwendet. Die meßtechnische Erfassung kann über einen gesonderten NIR-Detektor erfolgen, der als InGaAs- Fotodiodenschaltung mit Operationsverstärkern ausgeführt ist und über einen Trigger ausgang zur Steuerung der Spektrenspeicherung verfügt. Andererseits sei auch die Möglichkeit der internen, spektrometrischen Registrierung dieses Remissionsmodus über die NIR-InGaAs-Spektrometerzeile angedeutet, die über die mikrorechnergestütz te Auswerteeinheit selbst ein Signal zur Abspeicherung des ausgewählten optimalen Spektrums liefern kann. Zur eindeutigen Ablaufsteuerung gehören noch ein Startsi gnalgeber mit einem Silizium-Fotodioden-Sensor, der die Anwesenheit von Hautgewe be bei einer geeignet ausgewählten Wellenlänge signalisiert.The remission measuring head in FIG. 1 is constructed in such a way that, at an optimal distance of approximately 2 mm above the surface of the skin, the direct reflex resulting from the aperture of the illuminating glass fibers - also taking into account the skin inhomogeneities always present - does not enter the two detectors. Glass fibers can be coupled in. In contrast to conventional Y-light guides, which are used extensively in spectroscopic measurement technology, the mirror reflection can be suppressed, which only contains surface information and covers weaker remission signals from the inside of the tissue, making it inaccessible for further investigation. When the remission probe approaches the skin surface (with a distance that is greater than the optimal one), however, a direct reflection signal is also recorded in the detector branches by the overlapping illuminated areas. If you evaluate this signal in a wavelength range, which is characterized by a strong tissue absorption and thus a very low remission from the skin surface, you can deduce the optimal distance from the disappearance of this reflex when the measuring head approaches the skin surface and the automatic storage initiate the selected spectrum on the hard disk of the PC. This ensures that only visible and NIR light, which has reached the two detection fibers from the transmission fibers through light conduction with accompanying scattering and absorption processes in the skin tissue to be examined, has an area of approximately 10 mm ² , is registered. Typical mirror reflection signals, such as are often observed in measurements with Y conductors, are avoided. This is particularly evident in the area of the water absorption band at λ = 1450 nm, where the remission signal is reduced to values below 1% in normal skin tissues and in chronic wound tissues. This wavelength range is used to indicate the optimal distance of the remission measuring head above the skin surface. The metrological detection can take place via a separate NIR detector, which is designed as an InGaAs photodiode circuit with operational amplifiers and has a trigger output for controlling the spectral storage. On the other hand, the possibility of internal spectrometric registration of this remission mode via the NIR-InGaAs spectrometer line is indicated, which itself can deliver a signal for storing the selected optimal spectrum via the microcomputer-supported evaluation unit. The clear sequence control also includes a start signal generator with a silicon photodiode sensor that signals the presence of skin tissue at a suitably selected wavelength.

Das VIS-Spektrometer-Modul 2 von ZEISS besteht aus einem kompakten Glaskörper mit einem faseroptischen Eintritts-Querschnittswandler, einem abbildenden, hologra fisch geblazten Gitter als dispersivem Element sowie einer Silizium-Diodenzeile. Alle Bauteile sind stabil und dauerjustiert zu einer mikrooptisch-mikroelektronischen Bau gruppe verklebt. Das VIS-Modul 2 ist mit einer CCD-Diodenzeile mit 256 Pixel ausge stattet, die im Wellenlängenbereich von 305 bis 1150 nm eine Pixelauflösung von 3,2 nm gewährleistet. CCD-Zeilen haben einen größeren Dynamikbereich, geringes Rau schen und Übersprechen. Die Wellenlängengenauigkeit und die Temperaturdrift liegen bei 0,3 nm bzw. bei 0,02 nm/K. Die Pixel der Diodenzeile stellen miniaturisierte Halblei terkapazitäten dar, die durch die auffallende spektrale Lichtmenge entladen werden. Diese Ladungsmengen werden über hybrid integierte Multiplexer ausgelesen und von einer nachfolgenden Analog/Digitalelektronik weiterverarbeitet. Mit einer 16 Bit-Technik sind aufgrund der hohen Lichtempfindlichkeit der Strahlungssensoren der spektrome trischen Anordnung Integrationszeiten bis zu 3 ms möglich, so daß medizinische Echt zeitmessungen von über 100 Meßpunkten pro Sekunde vorgenommen werden können. In konstruktiv ähnlicher Weise ist der NIR-Spektrometer-Modul 3 von ZEISS mit einer 128-er Diodenzeile aus InGaAs auf einem Quarzkörper aufgebaut. Zur Erzielung nied riger Rauschwerte der Zeile erfolgt hier eine thermoelektrische Temperaturstabilisie rung auf 0°C. Für einen Wellenlängenbereich von 900 bis 1700 nm wird hier eine Pixe lauflösung von 6,25 nm bei einer absoluten Genauigkeit von +/-0,6 nm und einer Drift von 0,02 nm/K erreicht.The VIS spectrometer module 2 from ZEISS consists of a compact glass body with a fiber-optic inlet cross-section converter, an imaging, holographically blazed grating as a dispersive element and a silicon diode array. All components are stable and permanently glued to form a micro-optical-microelectronic assembly. The VIS module 2 is equipped with a CCD diode row with 256 pixels, which guarantees a pixel resolution of 3.2 nm in the wavelength range from 305 to 1150 nm. CCD lines have a larger dynamic range, low noise and crosstalk. The wavelength accuracy and the temperature drift are 0.3 nm and 0.02 nm / K, respectively. The pixels of the diode row represent miniaturized semiconductor capacities that are discharged by the striking amount of spectral light. These amounts of charge are read out via hybrid-integrated multiplexers and further processed by a subsequent analog / digital electronics. With a 16-bit technology, due to the high light sensitivity of the radiation sensors of the spectrometric arrangement, integration times of up to 3 ms are possible, so that medical real-time measurements of over 100 measuring points per second can be carried out. In a structurally similar manner, the NIR spectrometer module 3 from ZEISS is constructed on a quartz body with a 128-row diode array made of InGaAs. To achieve low noise values for the line, thermoelectric temperature stabilization to 0 ° C is carried out here. For a wavelength range from 900 to 1700 nm, a pixel running solution of 6.25 nm is achieved with an absolute accuracy of +/- 0.6 nm and a drift of 0.02 nm / K.

Im Personalcomputer 5 erfolgt über eine spezielle Steuersoftware die Einstellung der Parameter der beiden VIS-NIR-Spektrometerkassetten 2, 3 (z. B. Integrationszeit der Zeilen, Mittelungszahlen der Spektren, Dunkelstromkompensation, Referenzbildung) sowie über die Transputereinheit die nahtlose Zusammenführung von zeitlich parallel gemessenen VIS- und NIR-Spektren der beiden Spektrometer bis zu Zykluszeiten un terhalb von 10 ms. Gespeichert werden nur Spektren im optimalen Abstand über der Hautoberfläche. Die auf der Festplatte im PC 5 abgelegten Spektren können dann so wohl mit einer herkömmlichen Spektrometer-Software (prozentuale oder logarithmierte Darstellung u. a.) bearbeitet werden als auch mit speziellen univariaten oder multivaria ten Routinen hinsichtlich der Objektivierung von normalen und pathologischen Haut geweben oder dem Heilungsverlauf von chronisch-venösen Wunden ausgewertet wer den. In the personal computer 5 , the parameters of the two VIS-NIR spectrometer cassettes 2 , 3 (for example, integration time of the lines, averaging numbers of the spectra, dark current compensation, reference formation) and the transputer unit are used to seamlessly combine parameters measured in parallel over time using special control software VIS and NIR spectra of the two spectrometers up to cycle times below 10 ms. Only spectra at the optimal distance above the skin surface are saved. The spectra stored on the hard disk in the PC 5 can then be processed with conventional spectrometer software (percentage or logarithmic representation, etc.) as well as with special univariate or multivariate routines with regard to the objectification of normal and pathological skin or the healing process of chronic venous wounds are evaluated.

List of the reference symbols used

11

Remissionsmeßkopf
Remission measuring head

22nd

Vis-Spektrometer-Modul
Vis spectrometer module

33rd

NIR-Spektrometer-Modul
NIR spectrometer module

44th

Transputereinheit
Transputer unit

55

Personalcomputer
Personal computer

66

Strahlungsquelle
Radiation source

77

Sende-Lichtleitkabel
Send fiber optic cable

88th

Detektor-Lichtleitkabel
Detector light guide cable

99

Sensoren zur Steuerung und Abstandskontrolle
Control and distance control sensors

1010th

Photonen im Hautgewebe
Photons in the skin tissue

1111

Hautgewebe
Skin tissue

1212th

Temperaturmeßeinrichtung
Temperature measuring device

Claims

1.Device and method for non-contact, distance-controlled, non-invasive spectrophotometric diagnostics of healthy and chronically diseased skin tissues with a stabilized lighting unit that delivers optical radiation in the ultra violet (UV), visible (VIS) and near infrared (NIR) range , with glass fiber optic transmission devices for the supply and discharge of optical radiation, with a reflectance measuring head, which contains devices for transmitting and receiving optical radiation as well as sensors for control purposes, with a detection unit, which is suitable for the spectral detection of ultraviolet, visible and near infrared radiation is, and a microcomputer-based measurement processing device and / or a personal computer, which are suitable for storing and evaluating the spectral information of skin tissues, characterized in that
the glass fiber optic transmission devices 7 for illuminating the skin surface 11 are arranged in a suitable form at a distance which is substantially greater than the free path between two scattering processes of a photon 10 in skin tissues, from the glass fiber optic transmission devices 8 on the light exit side of the remission measuring head 1 ,
the glass fiber optic transmission devices 8 for detection are arranged centrally on the light exit side of the reflectance measuring head 1 and transmit the UV-VIS-NIR light to the detector units 2 , 3 ,
the reflectance measuring head 1 contains suitable sensors 9 for controlling the spectra recording as well as for controlling the distance above the skin surface 11 , the structural arrangement of the glass fiber optic transmission devices 7 , 8 of the reflectance measuring head 1 permits spectral detection of the skin remission without specular reflection,
the Remissionsmeßkopf 1 reszenz allows the registration fabric own or induced fluo,
the remission measuring head 1 permits the control and regulation of medical-technical devices.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the remission measuring head 1 with glass fiber optic modules 7 , 8 , and the sensors 9 for control and distance control is carried out in a miniaturized and portable form and the radiation source 6 , the spectrometer modules 2 , 3 and Measured value processing unit 5 are executed in separate parts of the device.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reflectance measuring head 1 with fiber optic modules 7 , 8 , radiation source 6 and sensors 9 for control and distance control, the spectrometer modules 2 , 3 and the measured value processing unit with interface 4 , 5 in miniaturized and portable form are designed as a handheld measuring device.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reflectance measuring head 1 with the transmission light guide cables 7 on the light exit side is geometrically designed so that the light beams of the illuminating ( 7 ) and receiving ( 8 ) glass fibers only due to their aperture angle in one overlap a certain distance above the skin surface 11 , but no direct reflections are received at smaller distances.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that in the remission measuring head 1, the transmission light guide cable 7 can be designed geometrically on the light exit side in both circular, square and polygonal arrangement.

6. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the remission measuring head 1 only one detector light guide cable 8 is arranged, which, however, is designed outside the remission measuring head 1 as a Y-branch and with two glass fibers, the detected radiation each to the spectrometer modules 2 , 3 leads.

7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reflectance measuring head 1 is arranged with more than two detector light guide cables 8 , which conduct the detected radiation suitably to the spectrometer modules 2 , 3 .

8. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reflectance measuring head 1 contains a distance sensor 9 for determining the optimal measuring distance above the skin surface 11 .

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the remission measuring head 1 with the transmission light guide cables 7 on the light exit side is geometrically designed so that the radially symmetrical arrangement for attaching an optical from level sensor 9 is interrupted.

10. The arrangement according to claim 1, characterized in that the remission measuring head 1 with two detector light guide cables 8 and a further light guide for the distance control is arranged centrally on the light exit side and geometrically triangular.

11. The arrangement according to claim 8, characterized in that an optoelectronic Distance sensor with a silicon or InGaAs photodiode is arranged.

12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the optoelectronic Sensor is operated in a wavelength range in which the tissue remission reached a minimum and the disappearance of the direct reflex is evaluated.

13. The arrangement according to claim 12, characterized in that the selected Wavelength ranges in which the tissue emission reaches a minimum, who are characterized by the water absorption bands in the near infrared range the.

14. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Meßwertverarbei processing devices 4 , 5 contains means for detecting predetermined reflectance values in selected wavelength ranges, which are used in a logical combination for control of spectra storage and evaluation.

15. The arrangement according to claim 14, characterized in that the selected Wavelength ranges due to a minimum of tissue emission in particular the water absorption bands in the near infrared range and a maximum of Tissue emission between 700 and 900 nm are characterized.

16. The arrangement according to claim 14, characterized in that by means of the evaluation software of the measured value processing devices 4 , 5 the falling below a remission limit in one or more selected wavelength ranges of the water absorption bands and the exceeding of another limit value in a wavelength range at a remission maximum between 700 and 900 nm can be used in a suitable logical combination for controlling the spectral storage and signal processing.

17. The arrangement according to claim 1, characterized in that the onsmeßkopf with the Remissi 1 reflectance spectra recorded spectrum with an appropriate reference, which is also recorded with the Remissionsmeßkopf 1, to be normalized.

18. The arrangement according to claim 17, characterized in that for the normalization of reflection-free skin tissue spectra a good light-conducting material such. B. Teflon with stable physico-chemical properties is used.

19. The arrangement according to claim 1, characterized in that the remission measuring head 1 , the inclusion of reflectance spectra of healthy and pathological skin tissues, which via a measured value processing device 4 , 5 with corresponding evaluation programs by difference, quotient formation or correlation of the wavelength-dependent spectral data allows classification of skin tissues.

20. The arrangement according to claim 19, characterized in that to reduce the biological variability an area-weighted evaluation of the spectra by egg factor that is proportional to the integral sum of the reflectance values in the considered wavelength range.

21. The arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation of a Reflectance spectrum using a multivariate classification over the clinical Findings results (disease pattern recognition).

22. The arrangement according to claim 1, characterized in that with two remission measuring heads 1, the simultaneous recording of remission spectra of healthy and pathological skin tissues is carried out at different parts of the body, with the measurement processing devices 4 , 5 with corresponding evaluation programs by difference, quotient formation or correlation of the wavelength-dependent spectral data a classification of skin tissues is guaranteed.

23. The arrangement according to claim 1, characterized in that the draw Sion spectroscopic indicator to control and regulate medicine technical devices are equipped with lasers or lamps as radiation sources and for hair removal, for ablation, coagulation and vascularization of Skin tissues and tattoo removal can be used.

24. The arrangement according to claim 23, characterized in that as a reflectance spec Troscopic indicator of known characteristic skin reactions (e.g. inflammation (edema, edema, vascular changes) after laser test radiation with suitable fluids, after pharmacological test pads with suitable topi pharmaceuticals or after invasively administered pharmaceuticals.

25. The arrangement according to claim 23, characterized in that as a reflectance spec Troscopic indicator of the external appearance of skin tissues (Pigmentation, structuring) is used.

26. The arrangement according to claim 1, characterized in that by means of a receptacle of reflectance spectra of skin tissues in different parts of the body a measured value processing device with corresponding evaluation programs the determination of the layer thickness of the epidermis is ensured.

27. The arrangement according to claim 19, characterized in that from the remissions spectra the characteristic absorption and scattering properties of deep blood vessels of the subpapillary plexus in the visible area and from the top flat horny layers (stratum corneum) can be determined in the NIR range.

28. The arrangement according to claim 19, characterized in that by means of a receptacle me of reflectance spectra of skin tissues in different parts of the body the determination of the four wound healing phases of acute wounds as well as the mixed phase chronic wounds, including wound classification development is guaranteed.

29. Arrangement according to claim 28, characterized in that from the remissions spectra of the characteristic absorption and scattering properties of the wound Development phases of wounds in the visible area and in the NIR area the.

30. The arrangement according to claim 1, characterized in that time-dependent draw sion processes in skin tissues (kinetics) down to the ms range and statements on the state of the microcircula using suitable evaluation methods tion in skin tissues.

31. The arrangement according to claim 1, characterized in that a temperature measuring device 12 is arranged for determining the temperature of skin tissues.

32. Arrangement according to claim 31, characterized in that the temperature measuring device as a contactless, miniaturized pyroelectric Radiation sensor is executed.

33. Arrangement according to claim 1, characterized in that for touching examinations on suitable, pressure-insensitive skin tissues, the remission measuring head 1 is equipped with a circular, overlying spacer suitable diameter, into which a touching thermoelectric temperature sensor is fitted.