[go: up one dir, main page]

WO2004043542A1 - Electroluminescent textile structure, in particular for medical use - Google Patents

Electroluminescent textile structure, in particular for medical use Download PDF

Info

Publication number
WO2004043542A1
WO2004043542A1 PCT/CH2003/000731 CH0300731W WO2004043542A1 WO 2004043542 A1 WO2004043542 A1 WO 2004043542A1 CH 0300731 W CH0300731 W CH 0300731W WO 2004043542 A1 WO2004043542 A1 WO 2004043542A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
textile structure
structure according
optical fiber
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2003/000731
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Walt
Bärbel SELM
Thomas Wessel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zurich Universitaet Institut fuer Medizinische Virologie
Eidgenoessische Materialpruefungs und Forschungsanstalt
Original Assignee
Zurich Universitaet Institut fuer Medizinische Virologie
Eidgenoessische Materialpruefungs und Forschungsanstalt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zurich Universitaet Institut fuer Medizinische Virologie, Eidgenoessische Materialpruefungs und Forschungsanstalt filed Critical Zurich Universitaet Institut fuer Medizinische Virologie
Priority to AU2003278051A priority Critical patent/AU2003278051A1/en
Priority to EP03769134A priority patent/EP1567228A1/en
Publication of WO2004043542A1 publication Critical patent/WO2004043542A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/50Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads
    • D03D15/547Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads with optical functions other than colour, e.g. comprising light-emitting fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/283Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/20Physical properties optical

Definitions

  • the invention relates to a light-emitting textile structure according to the preamble of claim 1 and a use thereof.
  • the textile structure described there is designed as a light-emitting panel, on one side of which a multiplicity of woven optical fibers are arranged, which are provided with bends at discrete locations along the length of the fibers. These bends mean that light guided inside the fibers at the bend points due to the lack of total reflection laterally from the optically
  • the light-emitting panel Possible applications include photo-therapeutic treatments, for example photo-therapy of jaundice in newborns.
  • the known light-emitting textile structure is designed in the manner of a fabric in which the light-conducting fibers are arranged as warp threads, the bends acting as lighting elements being located at the intersection points of the warp threads with weft threads running transversely thereto. Accordingly, a large number of luminous elements arranged in a row like pearls is assigned to each light-conducting fiber. A serious disadvantage with this type of arrangement results from the fact that the luminous intensity of the individual luminous elements decreases along the fiber. If, for example, a certain fraction of the light located there in the fiber is emitted laterally on each light-emitting element, the light intensity along the fiber will decrease substantially exponentially.
  • the pearl cord-like arrangement of the lighting elements according to EP 0 359 450 A2 is also not suitable for applications in which inhomogeneous illumination of a specified type is specifically required.
  • the series connection of the lighting elements proves to be a considerable restriction, since the intensity distribution along a chain of lighting elements is essentially predetermined, i. H. it is only possible to arbitrarily vary the intensity in the transverse direction with respect to the optical fibers by selectively supplying the individual fibers with light of different intensities. In contrast, in the longitudinal direction - with a given arrangement of the tissue - no variation of the intensity is possible.
  • a further light-emitting structure is described in GB 2 305 848 A, which contains optical fibers in textile structures of different types, ie knitted and braided structures are mentioned there in addition to fabrics. It is essential that the lateral light emission is not necessarily brought about by wavy optical fibers. Rather, the fibers are provided with local injuries to the lateral surface, which act as light exit points of the fiber, before they are processed into the structure. As Examples of such injuries are notches, grooves, dents and other irregularities in the surface. However, the problem of the intensity decreasing along each optical fiber is not addressed in GB 2 305 848 A.
  • No. 4,234,907 describes a light-emitting fabric which has optical fibers as warp threads and other fibers as weft threads. Again, lateral light emission from the optical fibers is caused by local injuries, especially scratches. In order to compensate for the drop in intensity along the individual fibers, the points of injury are arranged closer and closer as the distance from the light source increases. Although an almost homogeneous light distribution over the entire light-emitting fabric can be achieved with this solution, there is no possibility of subsequently producing a distribution of the desired shape which is inhomogeneous in the warp direction in the finished fabric. It is therefore not possible, for example, to produce a lighter-colored strip of any given direction, but this would be desirable for some applications.
  • the US 4,727,603 describes a garment that is embroidered with light-conducting fibers. Again, these are optical fibers, the surface of which is provided with a large number of small injuries.
  • the garment is to be equipped with bright ornaments, which represent, for example, floral or leaf motifs. These motifs are each made up of a plurality of line-like light fibers.
  • the problem of the drop in intensity along the fibers is not addressed; however, the provision of a homogeneously luminous textile structure is precisely not the goal sought in US Pat. No. 4,727,603.
  • the non-homogeneous light distribution is fixed by the embroidery pattern and cannot be changed afterwards or only to a very limited extent. Representation of the invention
  • the object of the invention is to provide an improved light-emitting textile structure with which the disadvantages mentioned above are avoided.
  • this textile structure should be suitable for general lighting purposes but also for human and veterinary applications.
  • the textile structure defined in claim 1 comprises a flat carrier and a multiplicity of light elements fastened thereon, each light element having a light-feeding optical fiber. Because each optical fiber is assigned exactly one light-emitting element, which is accordingly individually addressable, the light intensity of each light-emitting element can be set individually by coupling light of suitable intensity into the associated fiber. In this way, an extremely homogeneous as well as a deliberately inhomogeneous light distribution of any shape can be set on the textile structure. In addition, the light distribution can be changed without intervention on the textile structure by changing the intensity of the light coupled into the individual fibers.
  • the individual light-emitting elements are formed from one or, preferably, a plurality of coupling points formed by local curvature of the optical fiber, the local curvature being selected such that, due to the lack of total reflection, light emerges from the side of the fiber, that is to say from its outer surface.
  • the individual light-emitting elements can thus be made very compact, which ultimately allows a high number of light-emitting elements per unit area and accordingly enables good control of the light distribution of the textile structure. Because the individual light-emitting elements represent units that are independent of one another, a light-emitting textile structure with very high flexibility can be produced with a correspondingly designed carrier.
  • the light-emitting textile structure according to the invention can thus be used not only for illuminating flat objects, but in particular also for illuminating structured objects.
  • illuminating flat objects for example, in medical treatment lungs can be used like a conventional textile structure on the skin and in other internal and external organs of the body.
  • the light-emitting textile structure according to the invention can be produced very inexpensively under suitable production conditions and is therefore also suitable for single use.
  • the most important applications of the textile structure according to the invention are photodynamic diagnostics and the photodynamic therapy of malignant tumors of all kinds (for example solid tumors such as carcinomas and sarcomas) and their metastases and the preliminary stages.
  • applications in pathological cell proliferation e.g. endometriosis
  • Other applications include wound healing for various chronic diseases (e.g. diabetes or skin diseases), biostimulation and the fight against viral and bacterial infections, which is also advantageous in dentistry, among other things.
  • the textile structure according to the invention can generally be used to eliminate microorganisms on surfaces of all kinds.
  • a special use of the textile structure is defined in claim 15.
  • at least one decoupling point of an optical fiber is used as a light collector in order to dissipate light incident on the textile structure through the optical fiber.
  • the fluorescence intensity of an irradiated object in particular an irradiated tissue region, can be determined continuously or at intervals. This enables photodynamic diagnostics to be carried out in situ, which offers great advantages over conventional methods.
  • the light-emitting elements can be arranged on the carrier in various ways, both regular and irregular arrangements being possible.
  • the lighting elements form a pixel-like arrangement in the manner of a regular grid.
  • this enables a homogeneous light distribution to be achieved in that essentially each light element is supplied with the same light intensity.
  • the pixel-like arrangement is also well suited for the generation of predetermined inhomogeneous light distributions.
  • the lighting elements are distributed homogeneously on the carrier and each lighting element can thus be uniquely characterized by a row and column number. A desired light distribution can thus be achieved by expressing it as a function of two coordinates, which essentially correspond to the said row or column number and then applying the light intensities corresponding to the optical fibers assigned to the individual light elements.
  • the lighting elements are embroidered on the carrier according to claim 3. This means that at the same time a displacement-free arrangement of each lighting element at the intended position of the support, but also a very loose arrangement of the feeding optical fibers, can be realized. The result is a light-emitting textile structure with great flexibility.
  • the individual optical fibers can be designed essentially in a straight line, one or more loops only having to be provided in the area of the assigned lighting element. According to claim 4, however, the individual optical fibers are arranged in a U-shape with a near-apex lighting element. This has the advantage that two legs of the associated fiber are assigned to each lighting element, both of which can be used to supply light to the lighting element. In particular, the two can belong together. end of the leg can be combined into a single light entry point.
  • the decoupling point is formed by a loop of the optical fiber.
  • the curvature of the loop is to be selected so that at least at certain points in the loop a lateral light emission is possible due to the lack of total reflection.
  • a further embodiment of the decoupling point is defined in claim 6, according to which the decoupling point is formed by a local injury or deformation of the optical fiber.
  • the said injury or deformation point acts as a scattering center for the light guided in the fiber, which enables light to emerge from the side.
  • the local injury or deformation points can be caused by the action of fixing stitches. This means that the decoupling points are only formed in the course of the embroidery process and, consequently, expensive pretreatment of the optical fibers can be omitted.
  • the carrier expediently depends on the intended application.
  • the carrier can be formed from a textile material or from a film.
  • the carrier can be removed before the textile structure is put into use.
  • the textile structure, together with the carrier can be attached to a desired location, for example on the skin or in the body of a patient, and then the carrier can be attached be removed before exposure to light. If required, removability can be achieved by using a soluble carrier material.
  • the textile structure according to claim 10 has a light-reflecting back, with which an increased light radiation is achieved in the opposite front direction.
  • a particularly homogeneous light distribution results in the textile structure according to claim 11, which is provided with an optically effective layer arranged on the front.
  • an optically active layer is to be understood to mean any type of material layer which has a desired influence on the radiation characteristics of the textile structure. In particular, said layer can act as a diffuser.
  • the textile structure is advantageously provided both with a light-reflecting rear side and with an optically active layer arranged on the front side.
  • the embodiment defined in claim 12 is designed for medical applications, in particular for photodynamic therapy.
  • the textile structure is covered with a photosensitive substance (photosensitizer) or a precursor thereof and is designed in the manner of a plaster. Accordingly, with a single access to a part of the body in need of treatment, the photosensitizer or its preliminary stage can be attached and then - if necessary after waiting until the preliminary stage is converted - the photodynamic treatment can be carried out.
  • the optical fibers are combined at the end to form at least one fiber bundle.
  • the textile structure can thus be connected to existing light sources in a manner known per se.
  • a further embodiment is defined in claim 14, according to which the textile structure is provided with light coupling means by means of which the light supply of the individual optical fibers can be adjusted.
  • Figure 1 shows a detail of a light-emitting textile structure, in a schematic representation.
  • FIG. 2 shows three lighting elements of the textile structure of FIG. 1, in a schematic illustration, and a section of one of the lighting elements, in an enlarged illustration;
  • FIG. 3 shows an optical fiber held by two fixing stitches, with a loop provided, in a schematic illustration
  • Figure 4 shows the fiber of Figure 2 with the loop drawn together
  • FIG. 5 shows a light-emitting textile structure with a pixel-like arrangement of the lighting elements, in a schematic illustration
  • FIG. 6 shows a light-emitting structure with three different types of alignment of elongated lighting elements, in a schematic representation
  • FIG. 7 shows the light-emitting textile structure of FIG. 6, in the operating state, in a photographic illustration
  • textiles are mainly used as plasters or wound dressings, but also as implants, whereas until recently they had no light-guiding functions.
  • photosensitive substances are available on the market that specifically accumulate in pathological cells. Owing to their photophysical and photochemical properties, photosensitizers enriched in such cells under irradiation with non-ionizing electromagnetic radiation can be used on the one hand to identify or localize the diseased cells on the basis of the emitted fluorescence (photodynamic diagnostics) and on the other hand to destroy these cells as a result of photochemical reactions (Photodynamic therapy).
  • photosensitive substances photosensitizers
  • photodynamic diagnostics photodynamic diagnostics
  • Photodynamic therapy photochemical reactions
  • light is required for the area-like, homogeneous lighting, which enables the targeted treatment of skin areas, in particular skin folds and in structured cavities of organs.
  • the section of a light-emitting textile structure shown in FIG. 1 comprises a flat carrier 2 and a light-emitting element 4 fastened thereon with a light-feeding optical fiber 6.
  • the light-emitting element 4 comprises a number of loops 8, 8a, 8b, etc., the curvature of which is selected in this way is that due to the lack of total reflection, light can emerge from the side of the optical fiber 6. Accordingly, said loops act as decoupling points.
  • the luminous element shown in FIG. 1 is formed from a single optical fiber, only the parts of the fiber 6 that protrude from the plane of the drawing are shown for reasons of drawing.
  • the lighting elements can be attached to a single or to both sides of the carrier 2.
  • the light-emitting textile structure has a multiplicity of lighting elements with associated optical fibers, with exactly one lighting element being assigned to each optical fiber.
  • FIG. 2 shows three lighting elements 4, 4a, 4b with individually assigned optical fibers 6, 6a, 6b are shown.
  • the enlarged section of FIG. 2 shows part of the lighting element 4 with a number of loops 8, 8a, 8b, etc.
  • the lighting elements are fixed by means of fixing stitches 10 to the support (not shown in more detail).
  • FIGS. 3 and 4 The formation of local areas of curvature of the optical fiber required for the functioning of the lighting elements is shown schematically in FIGS. 3 and 4.
  • an optical fiber 6 is laid out on a carrier, not shown, to form a loop 8.
  • the fiber is then embroidered onto the carrier by means of two fixing stitches 10, 10a in such a way that the loop area 8 is located between the two fixing stitches.
  • the fiber is pulled in the longitudinal direction L, whereby the loop 8 is increasingly drawn together.
  • the contraction The radius of the loop is greatly reduced and, on the other hand, the fiber is twisted in the loop area. If the radius of curvature falls below a critical value at a point 12 of the loop, the condition for total reflection of the light guided in the optical fiber is no longer fulfilled at this point. As a result, light emerges from the side of the fiber.
  • the conditions for total reflection depend on various factors such as light wavelength, refractive index, etc., the relationships of which are known per se.
  • the individual optical fibers are advantageously arranged in a U-shape, as shown in the enlarged section of FIG. 2, the associated lighting element being located in the apex area.
  • FIG. 6 shows a textile structure with elongated lighting elements 4, which have three different types of alignment A, B, C. It is here on it pointed out that the optical fibers and the lighting elements are in an unambiguous relationship to one another, ie exactly one lighting element is assigned to each optical fiber and vice versa. The fact that this is not recognizable with the type of alignment C in FIG. 6 has only drawing reasons.
  • FIG. 7 shows a photograph of a light-emitting textile structure according to FIG. 6 in the operating state, i.e. when red light is coupled into the optical fibers, but without a light-scattering layer arranged on the front.
  • the textile structure has a width of approximately 80 mm and a length of approximately 100 mm and is provided with approximately 300 lighting elements.
  • these optical fibers consist of a light-guiding core, which is provided with a sheath.
  • optical fibers made of glass or plastic can be used as optical fibers.
  • the optical fibers made of polymethyl methacrylate (PMMA) known from data transmission technology are particularly suitable for medical use.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Other suitable fiber materials are polycarbonate (PC) and polystyrene (PS) or other amorphous plastics such as polyamides (PA).
  • PA polyamides
  • monofilaments or multifiles can be used, which can be used in different titers, treated or untreated, and coated or uncoated. It is also expedient to use twisted and wound threads.
  • a twisted optical monofilament fiber made of PMMA with a diameter of 125 micrometers and a titer of 370 dtex (corresponding to 370 grams per 10000 m thread length) was used.
  • a stick fixing thread made of textured polyester with 113 dtex was used to embroider the optical fibers onto the flat carrier.
  • a polyester fabric with a weight per square meter of 80 grams / m 2 was used as the carrier material.
  • the sheet-like support structure can be formed from various structures such as textiles or foils and is preferably flexible and drapable. designed.
  • the optical fibers are attached to the support using embroidery technology, which gives great freedom of design with regard to the arrangement of the lighting elements.
  • you embroider in the two-thread system in which the front thread is a light-conducting thread and the rear thread is a support thread. The reversal of this principle or other combinations with two or more threads is also possible. Both thread systems are connected on the support structure and together form the embroidery pattern.
  • a support structure is required for the manufacture of a light-conducting textile using embroidery technology.
  • the carrier structure can be removed again after the embroidery process, for example by dissolving it in a suitable solvent such as water.
  • a suitable solvent such as water.
  • the individual optical fibers must be equipped with suitable connection structures before the carrier is removed.
  • FIG. 8 shows a light-emitting textile structure that can be used for human and veterinary applications.
  • This has a flexible flat carrier 2 made of a textile material and a plurality of lighting elements 4 attached to it, of which only a small number is shown in the figure.
  • Each lighting element is located in the apex area of a U-shaped optical fiber 6, so that each fiber 6 has a pair of legs 14a, 14b.
  • the plurality of pairs of legs 14a, 14b is combined at the end to form a first fiber bundle 16, which is surrounded by an annular sleeve 18.
  • the example shown is a metallic sleeve with a nominal width of 5 mm.
  • the light entry point 20 formed in this way is intended to be connected to a conventional incoherent light source, ie a lamp or a light-emitting diode (LED), or else to a coherent laser light source.
  • a conventional incoherent light source ie a lamp or a light-emitting diode (LED), or else to a coherent laser light source.
  • the combined fiber bundle can be Desired distance to be designed as an optical cable.
  • the intensity and spectral distribution of the light fed in in the entry direction E and possibly also its polarization depend on the particular application and can be adjusted in a manner known per se.
  • the textile structure shown in FIG. 8 further comprises a light-reflecting layer 22 attached to the back of the carrier 2, by means of which increased light radiation in the opposite front direction of the textile structure can be achieved.
  • a light-reflecting layer 22 attached to the back of the carrier 2, by means of which increased light radiation in the opposite front direction of the textile structure can be achieved.
  • the carrier itself from a light-reflecting material, for example from a light-reflecting film.
  • the light-emitting textile structure is provided with a light-scattering layer 24 arranged on the front, by means of which a particularly homogeneous light distribution can be achieved. 8 shows the light-scattering effect of layer 24 due to a blurred appearance of the components lying behind it.
  • the textile structure is equipped with a number of light collectors 26, by means of which light incident on the textile structure can be detected.
  • the light collectors 26 are identical to the lighting elements 4, the associated legs 28a and 28b of the optical fibers 30 being combined to form a second fiber bundle 32. This is led to a light exit point 34, from which the collected light is guided in the detection direction D to an optical detection device.
  • the principle of operation of the arrangement described is based on a reversal of the principle of the lighting elements 4, ie the lack of total reflection at the decoupling points of the optical fibers not only allows light to exit the fiber, but also allows light to enter the fiber.
  • the textile structure can be provided with suitable photoelectric light detectors.
  • the characteristic of the light emitted by an irradiated tissue region can be determined. This characteristic is determined both by the light reflected directly from the tissue and by the fluorescent radiation of the tissue, it being possible to separate the corresponding portions on the basis of their different spectral distribution with the aid of optical filters or other suitable optical elements.
  • the irradiation carried out with light of a first wavelength which is optimal for photodynamic therapy can be briefly interrupted in order to detect the fluorescence intensity while irradiating light of a second wavelength which is optimal for photodynamic diagnosis. Accordingly, the increasing fading of a previously attached or administered photosensitizer can be tracked by continuously or at intervals determining the fluorescence intensity of an irradiated tissue region.
  • photodynamic diagnostics can also be carried out in situ.
  • a wavelength in the range of 635 nm is preferably used for photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid, while a wavelength around 400 nm is required for photodynamic diagnostics with protoporphyrin IX.
  • each leg pair 14a, 14b is supplied with a predetermined light intensity, for which purpose suitable light coupling means are to be provided.
  • the individual lighting elements can be produced, for example, with a width of approximately 1 mm and a length of approximately 6 mm.
  • the lighting elements shown in FIG. 9 comprise clearly pronounced loops
  • the lighting elements shown in FIG. 10 have non-looped U-shaped end sections which are each fastened to the flat carrier by a number of fixing stitches. It has been shown that with these lighting elements, the light emission occurs primarily in the vicinity of the fixing stitches.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

The inventive electroluminescent textile structure used, in particular for medical purposes comprises a flat support (2) and a plurality of electroluminescent elements (4) fixed thereto. Each electroluminescent element comprises an optical fibre (6) for light guiding and is accurately associated to each corresponding optical fibre (6). Said element comprises at least one output point formed by the local curvature of the optical fibre. Said local curvature is selected in such a way that light laterally exits from the optical fibre because of the absence of a total reflection.

Description

LICHTEMITTIERENDES TEXTILGEBILDE, INSBESONDERE FÜR MEDIZINISCHE ANWENDUNGENLIGHT-EMITTING TEXTILE, IN PARTICULAR FOR MEDICAL APPLICATIONS

Technisches Gebiet 5 Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Textilgebilde gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung davon.Technical field 5 The invention relates to a light-emitting textile structure according to the preamble of claim 1 and a use thereof.

Stand der TechnikState of the art

Ein gattungsgemässes Textilgebilde ist in der EP 0 359 450 A2 angegeben. DasA generic textile structure is specified in EP 0 359 450 A2. The

10 dort beschriebene Textilgebilde ist als lichtemittierende Tafel ausgestaltet, auf deren einen Seite eine Vielzahl von gewebten optischen Fasern angeordnet ist, welche mit Biegungen an diskreten Stellen entlang der Länge der Fasern versehen sind. Diese Biegungen bewirken, dass innerhalb der Fasern geführtes Licht an den Biegungsstellen aufgrund fehlender Totalreflexion seitlich aus den opti-The textile structure described there is designed as a light-emitting panel, on one side of which a multiplicity of woven optical fibers are arranged, which are provided with bends at discrete locations along the length of the fibers. These bends mean that light guided inside the fibers at the bend points due to the lack of total reflection laterally from the optically

15 sehen Fasern emittiert wird. Als mögliche Anwendungen der lichtemittierenden Tafel sind unter Anderem photo-therapeutische Behandlungen, beispielsweise die Photo-Therapie von Gelbsucht bei Neugeborenen, angegeben.15 see fibers is emitted. Possible applications of the light-emitting panel include photo-therapeutic treatments, for example photo-therapy of jaundice in newborns.

Das bekannte lichtemittierende Textilgebilde ist in der Art eines Gewebes aus- 20 gestaltet, bei dem die lichtleitenden Fasern als Kettfäden angeordnet sind, wobei die als Leuchtelemente wirkenden Biegungen sich an den Kreuzungsstellen der Kettfäden mit quer dazu verlaufenden Schussfäden befinden. Dementsprechend ist jeder lichtleitenden Faser eine ganze Vielzahl von perlenschnurartig aneinander gereihten Leuchtelementen zugeordnet. Ein gravierender Nachteil bei dieser 25 Art von Anordnung ergibt sich aus dem Umstand, dass die Leuchtintensität der einzelnen Leuchtelemente entlang der Faser abnimmt. Falls beispielsweise an jedem Leuchtelement ein bestimmter Bruchteil des dort in der Faser befindlichen Lichtes seitlich ausgestrahlt, so wird die Leuchtintensität entlang der Faser im Wesentlichen exponentiell abnehmen. Um eine annähernd homogene Leucht- 30 Verteilung über das ganze Gebilde zu erreichen, muss dafür gesorgt werden, dass der aus den einzelnen Leuchtelementen austretende Bruchteil des Lichtes entlang der lichtleitenden Faser allmählich zunimmt. Alternativ kann versucht werden, den Abstand zwischen den Leuchtelementen entlang der lichtleitenden Faser allmählich zu verringern, um so die abnehmende Intensität pro Leuchtelement durch eine höhere Dichte von Leuchtelementen zu kompensieren. Diese ist jedoch aufwendig und ist überdies gerade bei einem gewebe-artigen Textilgebilde, welches in aller Regel periodisch aufgebaut ist, schwer zu realisieren. Aus all diesen Gründen ist es bei dem in der EP 0 359 450 A2 beschriebenen lichtemittierenden Textilgebilde kaum möglich, eine homogene Leuchtverteilung zu erreichen. Dies läuft jedoch den Erfordernissen von sehr vielen Anwendun- gen, insbesondere auch manchen medizinischen Anwendungen, zuwider, die eine möglichst gleichförmige Ausleuchtung eines mit Licht zu bestrahlenden Gebietes voraussetzen.The known light-emitting textile structure is designed in the manner of a fabric in which the light-conducting fibers are arranged as warp threads, the bends acting as lighting elements being located at the intersection points of the warp threads with weft threads running transversely thereto. Accordingly, a large number of luminous elements arranged in a row like pearls is assigned to each light-conducting fiber. A serious disadvantage with this type of arrangement results from the fact that the luminous intensity of the individual luminous elements decreases along the fiber. If, for example, a certain fraction of the light located there in the fiber is emitted laterally on each light-emitting element, the light intensity along the fiber will decrease substantially exponentially. In order to achieve an approximately homogeneous light distribution over the entire structure, care must be taken to ensure that the fraction of the light emerging from the individual light elements gradually increases along the light-conducting fiber. Alternatively, an attempt can be made to gradually reduce the distance between the lighting elements along the light-conducting fiber, in order to compensate for the decreasing intensity per lighting element by a higher density of lighting elements. However, this is complex and, moreover, is difficult to implement, particularly in the case of a fabric-like textile structure which is generally periodically constructed. For all these reasons, it is hardly possible to achieve a homogeneous light distribution in the light-emitting textile structure described in EP 0 359 450 A2. However, this runs counter to the requirements of a very large number of applications, in particular also some medical applications, which require the most uniform possible illumination of an area to be irradiated with light.

Die perlschnurartige Anordnung der Leuchtelemente gemäss der EP 0 359 450 A2 ist aber auch nicht für Anwendungen geeignet, bei denen gezielt eine inhomogene Ausleuchtung vorgegebener Art benötigt wird. Wiederum erweist sich die Hintereinanderschaltung der Leuchtelemente als erhebliche Einschränkung, da die Intensitätsverteilung entlang einer Kette von Leuchtelementen im Wesentlichen vorgegeben ist, d. h. es ist lediglich möglich, die Intensität in Querrichtung bezüglich der optischen Fasern willkürlich zu variieren, indem die einzelnen Fasern gezielt mit Licht unterschiedlicher Intensität versorgt werden. In Längsrichtung ist hingegen - bei vorgegebener Anordnung des Gewebes - keine Variation der Intensität möglich.However, the pearl cord-like arrangement of the lighting elements according to EP 0 359 450 A2 is also not suitable for applications in which inhomogeneous illumination of a specified type is specifically required. Again, the series connection of the lighting elements proves to be a considerable restriction, since the intensity distribution along a chain of lighting elements is essentially predetermined, i. H. it is only possible to arbitrarily vary the intensity in the transverse direction with respect to the optical fibers by selectively supplying the individual fibers with light of different intensities. In contrast, in the longitudinal direction - with a given arrangement of the tissue - no variation of the intensity is possible.

Ein weiteres lichtemittierendes Gebilde ist in der GB 2 305 848 A beschrieben, welches optische Fasern in textilen Gebilden unterschiedlicher Art beinhaltet, d.h. nebst Geweben sind dort auch gestrickte und geflochtene Gebilde erwähnt. Wesentlich ist dabei, dass der seitliche Lichtaustritt nicht zwangsläufig durch wellenförmig ausgebildete optische Fasern bewerkstelligt wird. Vielmehr werden die Fasern noch vor der Verarbeitung zum Gebilde mit lokalen Verletzungen der Mantelfläche versehen, welche als Lichtaustrittsstellen der Faser wirken. Als Beispiele für solche Verletzungen sind Einkerbungen, Rillen, Dellen und weitere Unregelmässigkeiten der Oberfläche genannt. Das Problem der längs jeder optischen Faser abnehmenden Intensität ist jedoch in der GB 2 305 848 A nicht angesprochen.A further light-emitting structure is described in GB 2 305 848 A, which contains optical fibers in textile structures of different types, ie knitted and braided structures are mentioned there in addition to fabrics. It is essential that the lateral light emission is not necessarily brought about by wavy optical fibers. Rather, the fibers are provided with local injuries to the lateral surface, which act as light exit points of the fiber, before they are processed into the structure. As Examples of such injuries are notches, grooves, dents and other irregularities in the surface. However, the problem of the intensity decreasing along each optical fiber is not addressed in GB 2 305 848 A.

In der US 4,234, 907 ist ein lichtemittierendes Gewebe beschrieben, das optische Fasern als Kettfäden und andere Fasern als Schussfäden aufweist. Wiederum wird eine seitliche Lichtemission aus den optischen Fasern durch lokale Verletzungen, insbesondere Kratzer bewirkt. Um den Intensitätsabfall längs der einzelnen Fasern zu kompensieren, sind die Verletzungsstellen mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle immer dichter angeordnet. Wenngleich bei dieser Lösung eine annähernd homogene Leuchtverteilung über das gesamte lichtemittierende Gewebe erreichbar ist, besteht keine Möglichkeit, beim fertig gestellten Gewebe nachträglich eine in Kettrichtung inhomogene Verteilung ge- wünschter Form herbeizuführen. Es ist also beispielsweise nicht möglich, einen heller leuchtenden Streifen beliebiger vorgegebener Richtung zu erzeugen, was jedoch für manche Anwendungen wünschenswert wäre.No. 4,234,907 describes a light-emitting fabric which has optical fibers as warp threads and other fibers as weft threads. Again, lateral light emission from the optical fibers is caused by local injuries, especially scratches. In order to compensate for the drop in intensity along the individual fibers, the points of injury are arranged closer and closer as the distance from the light source increases. Although an almost homogeneous light distribution over the entire light-emitting fabric can be achieved with this solution, there is no possibility of subsequently producing a distribution of the desired shape which is inhomogeneous in the warp direction in the finished fabric. It is therefore not possible, for example, to produce a lighter-colored strip of any given direction, but this would be desirable for some applications.

Die US 4,727,603 beschreibt ein Bekleidungsstück, das mit lichtleitenden Fasern bestickt ist. Wiederum handelt es sich dabei um optische Fasern, deren Oberfläche mit einer Vielzahl von kleinen Verletzungen versehen ist. Dabei soll das Bekleidungsstück mit leuchtenden Ornamenten ausgestattet werden, welche beispielsweise Blumen- oder Blattmotive darstellen. Diese Motive sind jeweils aus einer Mehrzahl von linien-artigen Leuchtfasern aufgebaut. Die Problematik des Intensitätsabfalls längs der Fasern ist nicht angesprochen; die Bereitstellung eines homogen leuchtenden Textilgebildes ist allerdings gerade nicht das in der US 4,727,603 angestrebte Ziel. Andererseits ist die nichthomogene Leuchtverteilung durch das Stickmuster fest vorgegeben und ist nachträglich nicht oder nur sehr beschränkt veränderbar. Darstellunq der ErfindungThe US 4,727,603 describes a garment that is embroidered with light-conducting fibers. Again, these are optical fibers, the surface of which is provided with a large number of small injuries. The garment is to be equipped with bright ornaments, which represent, for example, floral or leaf motifs. These motifs are each made up of a plurality of line-like light fibers. The problem of the drop in intensity along the fibers is not addressed; however, the provision of a homogeneously luminous textile structure is precisely not the goal sought in US Pat. No. 4,727,603. On the other hand, the non-homogeneous light distribution is fixed by the embroidery pattern and cannot be changed afterwards or only to a very limited extent. Representation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes lichtemittierendes Textilgebilde anzugeben, mit dem die oben genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll dieses Textilgebilde für allgemeine Beleuchtungszwecke aber auch für human- und tiermedizinische Anwendungen geeignet sein.The object of the invention is to provide an improved light-emitting textile structure with which the disadvantages mentioned above are avoided. In particular, this textile structure should be suitable for general lighting purposes but also for human and veterinary applications.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 definierte Textilgebilde. Dieses umfasst einen flächigen Träger und eine Vielzahl daran befestigter Leuchtelemente, wobei jedes Leuchtelement eine lichtzuführende optische Faser auf- weist. Dadurch, dass jeder optischen Faser genau ein Leuchtelement zugeordnet ist, welches demnach einzeln adressierbar ist, lässt sich die Leuchtintensität eines jeden Leuchtelementes individuell einstellen, indem Licht geeigneter Intensität in die zugehörige Faser eingekoppelt wird. Damit lässt sich am Textilgebilde ebensosehr eine äusserst homogene wie auch eine gewollt inhomogene Leucht- Verteilung beliebiger Form einstellen. Darüber hinaus kann die Leuchtverteilung ohne Eingriff am Textilgebilde verändert werden, indem die Intensität des in die einzelnen Fasern eingekoppelten Lichts verändert wird. Die einzelnen Leuchtelemente sind aus einer oder vorzugsweise mehreren, durch lokale Krümmung der optischen Faser gebildete Auskopplungsstellen gebildet, wobei die lokale Krümmung so gewählt ist, dass aufgrund fehlender Totalreflexion ein seitlicher Lichtaustritt aus der Faser, also aus deren Mantelfläche, erfolgt. Damit lassen sich die einzelnen Leuchtelemente sehr kompakt ausbilden, was letztlich eine hohe Zahl von Leuchtelementen pro Flächeneinheit erlaubt und dementsprechend eine gute Kontrolle der Leuchtverteilung des Textilgebildes ermöglicht. Dadurch, dass die einzelnen Leuchtelemente voneinander unabhängige Einheiten darstellen, lässt sich mit einem entsprechend ausgestalteten Träger ein lichtemittierendes Textilgebilde mit sehr hoher Biegsamkeit herstellen. Damit ist das erfindungsgemässe lichtemittierende Textilgebilde nicht nur zur Ausleuchtung von flachen Objekten, sondern insbesondere auch zur Ausleuchtung von struktu- rierten Objekten anwendbar. Beispielsweise kann es bei medizinischen Behand- lungen wie ein herkömmliches Textilgebilde auf der Haut und bei anderen inneren und äusseren Organen des Körpers eingesetzt werden.This object is achieved by the textile structure defined in claim 1. This comprises a flat carrier and a multiplicity of light elements fastened thereon, each light element having a light-feeding optical fiber. Because each optical fiber is assigned exactly one light-emitting element, which is accordingly individually addressable, the light intensity of each light-emitting element can be set individually by coupling light of suitable intensity into the associated fiber. In this way, an extremely homogeneous as well as a deliberately inhomogeneous light distribution of any shape can be set on the textile structure. In addition, the light distribution can be changed without intervention on the textile structure by changing the intensity of the light coupled into the individual fibers. The individual light-emitting elements are formed from one or, preferably, a plurality of coupling points formed by local curvature of the optical fiber, the local curvature being selected such that, due to the lack of total reflection, light emerges from the side of the fiber, that is to say from its outer surface. The individual light-emitting elements can thus be made very compact, which ultimately allows a high number of light-emitting elements per unit area and accordingly enables good control of the light distribution of the textile structure. Because the individual light-emitting elements represent units that are independent of one another, a light-emitting textile structure with very high flexibility can be produced with a correspondingly designed carrier. The light-emitting textile structure according to the invention can thus be used not only for illuminating flat objects, but in particular also for illuminating structured objects. For example, in medical treatment lungs can be used like a conventional textile structure on the skin and in other internal and external organs of the body.

Das erfindungsgemässe lichtemittierende Textilgebilde kann bei geeigneten Produktionsverhältnissen sehr kostengünstig hergestellt werden und ist deshalb auch für den Einmalgebrauch geeignet.The light-emitting textile structure according to the invention can be produced very inexpensively under suitable production conditions and is therefore also suitable for single use.

Wichtigste Anwendungen des erfindungsgemässen Textilgebildes sind die photodynamische Diagnostik und die photodynamische Therapie bösartiger Ge- schwülste aller Art (beispielsweise solide Tumore wie Karzinome und Sarkome) und deren Metastasen sowie den Vorstufen. Darüber hinaus sind Anwendungen bei pathologischen Zeilproliferationen (z. B. Endometriose) vorgesehen. Weitere Anwendungen liegen in der Wundheilung bei verschiedenen chronischen Krankheiten (z.B. Diabetes oder Hautkrankheiten), der Biostimulation sowie der Be- kämpfung viraler und bakterieller Infektionen, was unter anderem auch in der Zahnheilkunde vorteilhaft ist. Darüber hinaus kann das erfindungsgemässe Textilgebilde generell zur Elimination von Mikroorganismen auf Oberflächen aller Art eingesetzt werden.The most important applications of the textile structure according to the invention are photodynamic diagnostics and the photodynamic therapy of malignant tumors of all kinds (for example solid tumors such as carcinomas and sarcomas) and their metastases and the preliminary stages. In addition, applications in pathological cell proliferation (e.g. endometriosis) are planned. Other applications include wound healing for various chronic diseases (e.g. diabetes or skin diseases), biostimulation and the fight against viral and bacterial infections, which is also advantageous in dentistry, among other things. In addition, the textile structure according to the invention can generally be used to eliminate microorganisms on surfaces of all kinds.

Eine besondere Verwendung des Textilgebildes ist im Anspruch 15 definiert. Dabei wird mindestens eine Auskopplungsstelle einer optischen Faser als Lichtkollektor eingesetzt, um auf das Textilgebilde einfallendes Licht durch die optische Faser abzuführen. Beispielsweise kann dadurch eine kontinuierliche oder in Zeitabständen erfolgende Bestimmung der Fluoreszenzintensität eines bestrahl- ten Objektes, insbesondere einer bestrahlten Geweberegion, vorgenommen werden. Damit lässt sich eine photodynamische Diagnostik in situ durchführen, die gegenüber den herkömmlichen Verfahren grosse Vorteile bietet.A special use of the textile structure is defined in claim 15. In this case, at least one decoupling point of an optical fiber is used as a light collector in order to dissipate light incident on the textile structure through the optical fiber. For example, the fluorescence intensity of an irradiated object, in particular an irradiated tissue region, can be determined continuously or at intervals. This enables photodynamic diagnostics to be carried out in situ, which offers great advantages over conventional methods.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Grundsätzlich können die Leuchtelemente am Träger auf verschiedene Art und Weise angeordnet sein, wobei sowohl reguläre als auch irreguläre Anordnungen möglich sind. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 bilden die Leuchtelemente eine pixel-artige Anordnung in der Art eines regulären Gitters. Damit lässt sich einerseits eine homogene Leuchtverteilung dadurch erreichen, dass jedem Leuchtelement im Wesentlichen dieselbe Lichtintensität zugeführt wird. Andererseits ist die pixel-artige Anordnung auch für die Erzeugung vorgegebener inhomogener Leuchtverteilungen gut geeignet. Dabei erweist sich als vorteilhaft, dass die Leuchtelemente am Träger homogen verteilt sind und somit ein jedes Leuchtelement durch eine Zeilen- und Spaltennummer eindeutig charakterisierbar ist. Somit lässt sich eine gewünschte Leuchtverteilung erreichen, indem diese als Funktion von zwei Koordinaten ausgedrückt wird, die im Wesentlichen der besagten Zeilen- bzw. Spaltennummer entsprechen und daraufhin die den einzelnen Leuchtelementen zugeordneten optischen Fasern mit den Funktionswer- ten entsprechenden Lichtintensitäten beaufschlagt werden.Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims. In principle, the light-emitting elements can be arranged on the carrier in various ways, both regular and irregular arrangements being possible. In the embodiment according to claim 2, the lighting elements form a pixel-like arrangement in the manner of a regular grid. On the one hand, this enables a homogeneous light distribution to be achieved in that essentially each light element is supplied with the same light intensity. On the other hand, the pixel-like arrangement is also well suited for the generation of predetermined inhomogeneous light distributions. It proves to be advantageous that the lighting elements are distributed homogeneously on the carrier and each lighting element can thus be uniquely characterized by a row and column number. A desired light distribution can thus be achieved by expressing it as a function of two coordinates, which essentially correspond to the said row or column number and then applying the light intensities corresponding to the optical fibers assigned to the individual light elements.

Prinzipiell gibt es verschiedene Möglichkeiten, um die Leuchtelemente am Träger zu befestigen. Vorteilhafterweise sind die Leuchtelemente gemäss Anspruch 3 an den Träger gestickt. Damit lässt sich gleichzeitig eine verrückungsfreie An- Ordnung eines jeden Leuchtelementes an der vorgesehenen Stelle des Trägers aber auch eine nur sehr lose Anordnung der zuführenden optischen Fasern realisieren. Das Ergebnis ist ein lichtemittierendes Textilgebilde grosser Flexibilität.In principle, there are various options for attaching the lighting elements to the carrier. Advantageously, the lighting elements are embroidered on the carrier according to claim 3. This means that at the same time a displacement-free arrangement of each lighting element at the intended position of the support, but also a very loose arrangement of the feeding optical fibers, can be realized. The result is a light-emitting textile structure with great flexibility.

Die einzelnen optischen Fasern können im Wesentlichen geradlinig ausgelegt werden, wobei einzig im Bereich des zugeordneten Leuchtelementes eine oder mehrere Schlaufen vorzusehen sind. Gemäss Anspruch 4 sind jedoch die einzelnen optischen Fasern U-förmig mit scheitelnah liegendem Leuchtelement angeordnet. Dies ergibt den Vorteil, dass jedem Leuchtelement zwei Schenkel der zugehörigen Faser zugeordnet sind, die beide zur Lichtversorgung des Leucht- elementes verwendbar sind. Insbesondere können die beiden zusammengehö- renden Schenkel endständig zu einer einzelnen Lichteintrittstelle zusammenge- fasst werden.The individual optical fibers can be designed essentially in a straight line, one or more loops only having to be provided in the area of the assigned lighting element. According to claim 4, however, the individual optical fibers are arranged in a U-shape with a near-apex lighting element. This has the advantage that two legs of the associated fiber are assigned to each lighting element, both of which can be used to supply light to the lighting element. In particular, the two can belong together. end of the leg can be combined into a single light entry point.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist die Auskopplungsstelle durch eine Schlaufe der optischen Faser gebildet. Die Krümmung der Schlaufe ist dabei so zu wählen, dass zumindest an gewissen Stellen der Schlaufe ein seitlicher Lichtaustritt aufgrund fehlender Totalreflexion möglich ist.In the embodiment according to claim 5, the decoupling point is formed by a loop of the optical fiber. The curvature of the loop is to be selected so that at least at certain points in the loop a lateral light emission is possible due to the lack of total reflection.

Eine weitere Ausgestaltung der Auskopplungsstelle ist im Anspruch 6 definiert, wonach die Auskopplungsstelle durch eine lokale Verletzung oder Verformung der optischen Faser gebildet ist. Die besagte Verletzungs- oder Verformungsstelle wirkt als Streuzentrum für das in der Faser geführte Licht, welches einen seitlichen Lichtaustritt ermöglicht. Insbesondere können bei der gestickten Ausführungsform nach Anspruch 2 die lokalen Verletzungs- oder Verformungsstellen durch die Einwirkung von Fixierstichen hervorgerufen werden. Dies bedeutet, dass die Auskopplungsstellen erst im Zuge des Stickvorganges gebildet werden und demnach eine aufwendige Vorbehandlung der optischen Fasern entfallen kann.A further embodiment of the decoupling point is defined in claim 6, according to which the decoupling point is formed by a local injury or deformation of the optical fiber. The said injury or deformation point acts as a scattering center for the light guided in the fiber, which enables light to emerge from the side. In particular, in the embroidered embodiment according to claim 2, the local injury or deformation points can be caused by the action of fixing stitches. This means that the decoupling points are only formed in the course of the embroidery process and, consequently, expensive pretreatment of the optical fibers can be omitted.

Es ist möglich, die einzelnen optischen Fasern nach Anspruch 5 und 6 auszubilden, d.h. sowohl mit schlaufenförmigen als auch mit durch lokale Verletzungen oder Verformungen gebildeten Auskopplungsstellen zu versehen.It is possible to form the individual optical fibers according to claims 5 and 6, i.e. to be provided both with loop-shaped and with coupling points formed by local injuries or deformations.

Zweckmässigerweise richtet sich das Material des Trägers nach der vorgesehe- nen Anwendung. Beispielsweise kann der Träger gemäss Anspruch 8 aus einem Textilmaterial oder aber aus einer Folie gebildet sein. Gemäss der im Anspruch 9 definierten Ausgestaltung kann der Träger vor Ingebrauchnahme des Textilgebildes entfernt werden. Insbesondere kann dadurch das Textilgebilde zunächst mitsamt Träger an eine gewünschte Stelle, beispielsweise auf der Haut oder im Körper eines Patienten angebracht werden und danach der Träger noch vor Be- ginn einer Lichtbestrahlung entfernt werden. Die Entfernbarkeit kann gewünsch- tenfalls durch Verwendung eines löslichen Trägermaterials realisiert werden.The material of the carrier expediently depends on the intended application. For example, the carrier can be formed from a textile material or from a film. According to the embodiment defined in claim 9, the carrier can be removed before the textile structure is put into use. In particular, the textile structure, together with the carrier, can be attached to a desired location, for example on the skin or in the body of a patient, and then the carrier can be attached be removed before exposure to light. If required, removability can be achieved by using a soluble carrier material.

Das Textilgebilde nach Anspruch 10 weist eine lichtreflektierende Rückseite auf, womit eine erhöhte Lichtabstrahlung in die gegenüberliegende Frontrichtung erzielt wird. Eine besonders homogene Leuchtverteilung ergibt sich beim Textilgebilde nach Anspruch 11 , welches mit einer frontseitig angeordneten optisch wirksamen Schicht versehen ist. Unter einer optisch wirksamen Schicht ist im vorliegenden Zusammenhang jegliche Art von Materialschicht zu verstehen, welche eine gewünschte Beeinflussung der Abstrahlungscharakteristik des Textilgebildes ergibt. Insbesondere kann die besagte Schicht als Diffusor wirken. Vorteilhafterweise ist das Textilgebilde sowohl mit einer lichtreflektierenden Rückseite als auch mit einer frontseitig angeordneten optisch wirksamen Schicht versehen.The textile structure according to claim 10 has a light-reflecting back, with which an increased light radiation is achieved in the opposite front direction. A particularly homogeneous light distribution results in the textile structure according to claim 11, which is provided with an optically effective layer arranged on the front. In the present context, an optically active layer is to be understood to mean any type of material layer which has a desired influence on the radiation characteristics of the textile structure. In particular, said layer can act as a diffuser. The textile structure is advantageously provided both with a light-reflecting rear side and with an optically active layer arranged on the front side.

Die im Anspruch 12 definierte Ausgestaltung ist für medizinische Anwendungen, insbesondere für die photodynamische Therapie ausgelegt. Das Textilgebilde ist mit einer photosensiblen Substanz (Photosensibilisator) oder einer Vorstufe davon belegt und in der Art eines Pflasters ausgestaltet. Demnach kann mit einem einmaligen Zugang zu einer behandlungsbedürftigen Körperpartie zunächst der Photosensibilisator bzw. dessen Vorstufe angebracht und danach - allenfalls nach Abwarten bis zur Umwandlung der Vorstufe - die photodynamische Behandlung vorgenommen werden.The embodiment defined in claim 12 is designed for medical applications, in particular for photodynamic therapy. The textile structure is covered with a photosensitive substance (photosensitizer) or a precursor thereof and is designed in the manner of a plaster. Accordingly, with a single access to a part of the body in need of treatment, the photosensitizer or its preliminary stage can be attached and then - if necessary after waiting until the preliminary stage is converted - the photodynamic treatment can be carried out.

Beim Textilgebilde nach Anspruch 13 sind die optischen Fasern endständig zu mindestens einem Faserbündel zusammengefasst. Damit lässt sich das Textilgebilde in an sich bekannter Weise an bestehende Lichtquellen anschliessen. Eine weitere Ausgestaltung ist im Anspruch 14 definiert, wonach das Textilgebilde mit Lichteinkoppelungsmitteln versehen ist, mittels welcher die Lichtversorgung der einzelnen optischen Fasern einstellbar ist. Kurze Beschreibung der ZeichnungenIn the textile structure according to claim 13, the optical fibers are combined at the end to form at least one fiber bundle. The textile structure can thus be connected to existing light sources in a manner known per se. A further embodiment is defined in claim 14, according to which the textile structure is provided with light coupling means by means of which the light supply of the individual optical fibers can be adjusted. Brief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, in which:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines lichtemittierenden Textilgebildes, in schematischer Darstellung;Figure 1 shows a detail of a light-emitting textile structure, in a schematic representation.

Fig. 2 drei Leuchtelemente des Textilgebildes der Fig. 1 , in schematischer Darstellung, sowie einen Ausschnitt eines der Leuchtelemente, in ver- grösserter Darstellung;2 shows three lighting elements of the textile structure of FIG. 1, in a schematic illustration, and a section of one of the lighting elements, in an enlarged illustration;

Fig. 3 eine durch zwei Fixierstiche gehaltene optische Faser, mit einer vorgelegten Schlaufe, in schematischer Darstellung;3 shows an optical fiber held by two fixing stitches, with a loop provided, in a schematic illustration;

Fig. 4 die Faser der Fig. 2, mit zusammengezogener Schlaufe;Figure 4 shows the fiber of Figure 2 with the loop drawn together;

Fig. 5 ein lichtemittierendes Textilgebilde mit pixel-artiger Anordnung der Leuchtelemente, in schematischer Darstellung;5 shows a light-emitting textile structure with a pixel-like arrangement of the lighting elements, in a schematic illustration;

Fig. 6 ein lichtemittierendes Gebilde mit drei unterschiedlichen Ausrichtungsarten von länglichen Leuchtelementen, in schematischer Darstellung;6 shows a light-emitting structure with three different types of alignment of elongated lighting elements, in a schematic representation;

Fig. 7 das lichtemittierende Textilgebilde der Fig. 6, im Betriebszustand, in fotografischer Abbildung;7 shows the light-emitting textile structure of FIG. 6, in the operating state, in a photographic illustration;

Fig. 8 ein für medizinische Anwendungen geeignetes lichtemittierendes Textilgebilde, in schematischer Darstellung;8 shows a light-emitting textile structure suitable for medical applications, in a schematic illustration;

Fig. 9 zwei an einem flächigen Träger befestigte Leuchtelemente sowie ein Streichholz zum Grössenvergleich, in fotografischer Abbildung; Fig. 10 mehrere an einem flächigen Träger befestigte Leuchtelemente sowie ein Streichholz zum Grössenvergleich, in fotografischer Abbildung.9 two lighting elements fastened to a flat support and a matchstick for size comparison, in a photographic illustration; 10 several lighting elements fastened to a flat support and a matchstick for size comparison, in a photographic illustration.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Allgemeine BemerkungenGeneral remarks

Im medizinischen Bereich werden Textilien vorwiegend als Pflaster oder Wundverband, aber auch als Implantat verwendet, wogegen sie bis vor kurzem keine lichtleitenden Funktionen erfüllten.In the medical field, textiles are mainly used as plasters or wound dressings, but also as implants, whereas until recently they had no light-guiding functions.

Neuerdings sind photosensible Substanzen (Photosensibilisatoren) auf dem Markt erhältlich, die sich spezifisch in krankhaften Zellen anreichern. Aufgrund ihrer photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften können in solchen Zellen angereicherte Photosensibilisatoren unter Bestrahlung mit nicht- ionisierender elektromagnetischer Strahlung einerseits zur Identifikation bzw. Lokalisation der krankhaften Zellen anhand der emittierten Fluoreszenz (Photodynamische Diagnostik) und andererseits zur Zerstörung dieser Zellen infolge von photochemischen Reaktionen verwendet werden (Photodynamische Therapie). Im Zusammenhang mit diesen Photosensibilisatoren benötigt man Lichtver- teuer für die flächenartige, homogene Beleuchtung, welche die gezielte Behandlung von Hautpartien, insbesondere von Hautfalten und in strukturierten Hohlräumen von Organen, ermöglichen. Bisher stehen für die Anwendung im Körper kosten intensive Instrumentarien wie Ballonkatheter zur Verfügung, deren Einsatz durch die Unzugänglichkeit bestimmter Hautpartien und durch die unzureichend kontrollierbare Dosimetrie behindert ist. Aktuell werden grösstenteils Beleuchtungseinrichtungen verwendet, welche meist aus einer faseroptischen Lichtzufuhr bestehen, bei der mittels Aufweitungsoptik eine Fläche homogen ausgeleuchtet werden kann. Während diese Form der Anwendung an glatten, meist äusseren Hautpartien gute Ergebnisse zeigt, ist sie in Hinblick auf strukturierte Oberflächen meist unbefriedigend. AusführungsbeispieleRecently photosensitive substances (photosensitizers) are available on the market that specifically accumulate in pathological cells. Owing to their photophysical and photochemical properties, photosensitizers enriched in such cells under irradiation with non-ionizing electromagnetic radiation can be used on the one hand to identify or localize the diseased cells on the basis of the emitted fluorescence (photodynamic diagnostics) and on the other hand to destroy these cells as a result of photochemical reactions ( Photodynamic therapy). In connection with these photosensitizers, light is required for the area-like, homogeneous lighting, which enables the targeted treatment of skin areas, in particular skin folds and in structured cavities of organs. So far, intensive instruments such as balloon catheters have been available for use in the body, the use of which is hampered by the inaccessibility of certain areas of the skin and the insufficiently controllable dosimetry. For the most part, lighting devices are currently used, which mostly consist of a fiber-optic light supply in which a surface can be homogeneously illuminated by means of expansion optics. While this form of application shows good results on smooth, mostly outer skin areas, it is usually unsatisfactory with regard to structured surfaces. embodiments

Der in der Fig. 1 dargestellte Ausschnitt eines lichtemittierenden Textilgebildes umfasst einen flächigen Träger 2 sowie ein daran befestigtes Leuchtelement 4 mit einer lichtzuführenden optischen Faser 6. Das Leuchtelement 4 umfasst eine Anzahl von Schlaufen 8, 8a, 8b, etc., deren Krümmung so gewählt ist, dass aufgrund fehlender Totalreflexion ein seitlicher Lichtaustritt aus der optischen Faser 6 erfolgen kann. Demnach wirken die besagten Schlaufen als Auskopplungsstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass das in Fig. 1 gezeigte Leuchtelement aus einer einzigen optischen Faser gebildet ist, wobei aus zeichnerischen Gründen jeweils nur die aus der Zeichnungsebene herausragenden Teile der Faser 6 dargestellt sind. Die Leuchtelemente können je nach Anwendungszweck des Textilgebildes auf einer einzigen oder auf beiden Seiten des Trägers 2 angebracht sein.The section of a light-emitting textile structure shown in FIG. 1 comprises a flat carrier 2 and a light-emitting element 4 fastened thereon with a light-feeding optical fiber 6. The light-emitting element 4 comprises a number of loops 8, 8a, 8b, etc., the curvature of which is selected in this way is that due to the lack of total reflection, light can emerge from the side of the optical fiber 6. Accordingly, said loops act as decoupling points. It should be pointed out that the luminous element shown in FIG. 1 is formed from a single optical fiber, only the parts of the fiber 6 that protrude from the plane of the drawing are shown for reasons of drawing. Depending on the application of the textile structure, the lighting elements can be attached to a single or to both sides of the carrier 2.

In seiner Gesamtheit weist das lichtemittierende Textilgebilde eine Vielzahl von Leuchtelementen mit zugeordneten optischen Fasern auf, wobei jeder optischen Faser genau ein Leuchtelement zugeordnet ist. Dies ist schematisch in der Fig. 2 erkennbar, in welcher drei Leuchtelemente 4, 4a, 4b mit einzeln zugeordneten optischen Fasern 6, 6a, 6b dargestellt sind. Der vergrössert dargestellte Aus- schnitt der Fig. 2 zeigt einen Teil des Leuchtelementes 4 mit einer Anzahl von Schlaufen 8, 8a, 8b, etc. In diesem Beispiel sind die Leuchtelemente mittels Fixierstichen 10 an den nicht näher dargestellten Träger fixiert.In its entirety, the light-emitting textile structure has a multiplicity of lighting elements with associated optical fibers, with exactly one lighting element being assigned to each optical fiber. This can be seen schematically in FIG. 2, in which three lighting elements 4, 4a, 4b with individually assigned optical fibers 6, 6a, 6b are shown. The enlarged section of FIG. 2 shows part of the lighting element 4 with a number of loops 8, 8a, 8b, etc. In this example, the lighting elements are fixed by means of fixing stitches 10 to the support (not shown in more detail).

Die für die Funktionsweise der Leuchtelemente erforderliche Bildung von lokalen Krümmungsbereichen der optischen Faser ist schematisch in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Dabei wird zunächst eine optische Faser 6 auf einem nicht näher dargestellten Träger unter Bildung einer Schlaufe 8 ausgelegt. Danach wird die Faser mittels zwei Fixierstichen 10, 10a an den Träger gestickt derart, dass sich der Schlaufenbereich 8 zwischen den beiden Fixierstichen befindet. Schliesslich wird die Faser in Längsrichtung L gezogen, wodurch die Schlaufe 8 zunehmend zusammengezogen wird. Beim Zusammenziehen wird einerseits der Krüm- mungsradius der Schlaufe stark verkleinert und andererseits die Faser im Schlaufenbereich verdrillt. Unterschreitet der Krümmungsradius an einer Stelle 12 der Schlaufe einen kritischen Wert, so ist an dieser Stelle die Bedingung für Totalreflexion des in der optischen Faser geführten Lichtes nicht mehr erfüllt. Demzufolge findet ein seitlicher Lichtaustritt aus der Faser heraus statt. Die Bedingung für Totalreflexion hängen von verschiedenen Faktoren wie Lichtwellenlänge, Brechungsindex usw. ab, deren Zusammenhänge an sich bekannt sind.The formation of local areas of curvature of the optical fiber required for the functioning of the lighting elements is shown schematically in FIGS. 3 and 4. First, an optical fiber 6 is laid out on a carrier, not shown, to form a loop 8. The fiber is then embroidered onto the carrier by means of two fixing stitches 10, 10a in such a way that the loop area 8 is located between the two fixing stitches. Finally, the fiber is pulled in the longitudinal direction L, whereby the loop 8 is increasingly drawn together. On the one hand, the contraction The radius of the loop is greatly reduced and, on the other hand, the fiber is twisted in the loop area. If the radius of curvature falls below a critical value at a point 12 of the loop, the condition for total reflection of the light guided in the optical fiber is no longer fulfilled at this point. As a result, light emerges from the side of the fiber. The conditions for total reflection depend on various factors such as light wavelength, refractive index, etc., the relationships of which are known per se.

Stark gekrümmte lokale Bereiche, die als Lichtauskopplungsstellen wirken, wer- den aber auch beim Anbringen der Fixierstiche oder nachträglich durch deren Wirkung erzeugt. So kann einerseits beim Anbringen des Fixierstiches eine Verletzung der Mantelfläche der optischen Faser gebildet werden. Andererseits kann sich, wie in der Fig. 4 angedeutet, unter Zugbelastung der optischen Faser 6 eine lokale Knickstelle 13 im Bereich eines Fixierstiches 10a bilden. Anders als im Beispiel der Fig. 4 gezeigt, können als Auskopplungsstellen wirkende Verletzungen oder Verformungen unter Einwirkung von Fixierstichen auch ohne Schlaufenbildung erzeugt werden.Strongly curved local areas, which act as light decoupling points, are also created when the fixation stitches are attached or subsequently through their effect. On the one hand, an injury to the lateral surface of the optical fiber can be formed when the fixing stitch is attached. On the other hand, as indicated in FIG. 4, a local kink 13 can form in the area of a fixing stitch 10a under tensile loading of the optical fiber 6. In contrast to the example shown in FIG. 4, injuries or deformations acting as decoupling points can also be generated without the formation of loops under the action of fixing stitches.

Vorteilhafterweise sind die einzelnen optischen Fasern wie im vergrösserten Ausschnitt der Fig. 2 dargestellt U-förmig angeordnet, wobei sich das zugehörige Leuchtelement im Scheitelbereich befindet. Dies ergibt den Vorteil, dass jedem Leuchtelement zwei Schenkel der zugehörigen Faser zugeordnet sind, die beide zur Lichtversorgung des Leuchtelementes verwendbar sind. Es ist aber auch möglich, das Leuchtelement wie in der Fig. 1 dargestellt am Ende der zugehöri- gen optischen Faser anzuordnen.The individual optical fibers are advantageously arranged in a U-shape, as shown in the enlarged section of FIG. 2, the associated lighting element being located in the apex area. This gives the advantage that two legs of the associated fiber are assigned to each lighting element, both of which can be used to supply light to the lighting element. However, it is also possible to arrange the lighting element at the end of the associated optical fiber, as shown in FIG. 1.

Die Fig. 5 zeigt eine pixel-artige Anordnung der Leuchtelemente am Beispiel eines Ausschnittes mit sechs Leuchtelementen 4(j,k), mit Zeilenindex j = 1 ,2,3 und Spaltenindex k = 1 ,2. Weitere Anordnungsmöglichkeiten sind der Fig. 6 ent- nehmbar, welche ein Textilgebilde mit länglich ausgebildeten Leuchtelementen 4, die in drei verschiedenen Ausrichtungsarten A, B, C zeigt. Es sei hier darauf hingewiesen, dass die optischen Fasern und die Leuchtelemente in eineindeutiger Beziehung zueinander stehen, d.h. jeder optischen Faser ist genau ein Leuchtelement zugeordnet und umgekehrt. Dass dies bei der Ausrichtungsart C in Fig. 6 nicht erkennbar ist, hat lediglich zeichnerische Gründe.5 shows a pixel-like arrangement of the lighting elements using the example of a section with six lighting elements 4 (j, k), with row index j = 1, 2.3 and column index k = 1, 2. Further arrangement options can be seen in FIG. 6, which shows a textile structure with elongated lighting elements 4, which have three different types of alignment A, B, C. It is here on it pointed out that the optical fibers and the lighting elements are in an unambiguous relationship to one another, ie exactly one lighting element is assigned to each optical fiber and vice versa. The fact that this is not recognizable with the type of alignment C in FIG. 6 has only drawing reasons.

Die Fig. 7 zeigt eine fotografische Aufnahme eines lichtemittierenden Textilgebildes gemäss der Fig. 6 im Betriebszustand, d.h. bei Einkoppelung von rotem Licht in die optischen Fasern, jedoch ohne frontseitig angeordnete lichtstreuende Schicht. Das Textilgebilde weist eine Breite von ungefähr 80 mm und eine Länge von ungefähr 100 mm auf und ist mit ungefähr 300 Leuchtelementen versehen.FIG. 7 shows a photograph of a light-emitting textile structure according to FIG. 6 in the operating state, i.e. when red light is coupled into the optical fibers, but without a light-scattering layer arranged on the front. The textile structure has a width of approximately 80 mm and a length of approximately 100 mm and is provided with approximately 300 lighting elements.

In aller Regel bestehen diese Lichtwellenleiter aus einem Licht führenden Kern, der mit einer Ummantelung versehen ist. Als optische Fasern können grundsätzlich Lichtwellenleiter aus Glas oder Kunststoff verwendet werden. Für den medi- zinischen Einsatz besonders geeignet sind die aus der Datenübertragungstechnik bekannten optischen Fasern aus Polymethylmetacrylat (PMMA). Weitere geeignete Fasermaterialien sind Polycarbonat (PC) und Polystyrol (PS) oder andere amorphe Kunststoffe wie beispielsweise Polyamide (PA). Für die optischen - Fasern können Monofile oder Multifile verwendet werden, welche behandelt oder unbehandelt sowie beschichtet oder unbeschichtet in verschiedenen Titern einsetzbar sind. Zweckmässigerweise können auch umzwirnte und umwundene Fäden verwendet werden. In den dargestellten Beispielen wurde eine umzwirnte optische Monofilament-Faser aus PMMA mit einem Durchmesser von 125 Mikrometern und einem Titer von 370 dtex (entsprechend 370 Gramm pro 10O00 m Fadenlänge) verwendet. Für das Ansticken der optischen Fasern an den flächigen Träger wurde ein Stick-Fixierfaden aus texturiertem Polyester mit 113 dtex verwendet. Als Trägermaterial wurde unter anderem ein Polyestergewebe mit einem Quadratmetergewicht von 80 Gramm /m2 verwendet.As a rule, these optical fibers consist of a light-guiding core, which is provided with a sheath. In principle, optical fibers made of glass or plastic can be used as optical fibers. The optical fibers made of polymethyl methacrylate (PMMA) known from data transmission technology are particularly suitable for medical use. Other suitable fiber materials are polycarbonate (PC) and polystyrene (PS) or other amorphous plastics such as polyamides (PA). For the optical fibers, monofilaments or multifiles can be used, which can be used in different titers, treated or untreated, and coated or uncoated. It is also expedient to use twisted and wound threads. In the examples shown, a twisted optical monofilament fiber made of PMMA with a diameter of 125 micrometers and a titer of 370 dtex (corresponding to 370 grams per 10000 m thread length) was used. A stick fixing thread made of textured polyester with 113 dtex was used to embroider the optical fibers onto the flat carrier. Among other things, a polyester fabric with a weight per square meter of 80 grams / m 2 was used as the carrier material.

Das flächenförmige Trägergebilde kann aus verschiedenen Strukturen wie Textilien oder Folien gebildet sein und ist vorzugsweise flexibel und drappierbar aus- gestaltet. Die optischen Fasern sind an den Träger stickereitechnisch angebracht, was bezüglich der Anordnungsweise der Leuchtelemente eine grosse Gestaltungsfreiheit ergibt. Üblicherweise stickt man im Zweifadensystem bei welchem der Vorderfaden ein Licht leitender Faden und der Hinterfaden ein Stützfaden ist. Es ist auch die Umkehr dieses Prinzips oder andere Kombinationen mit zwei oder mehr Fäden möglich. Beide Fadensysteme sind auf der Trägerstruktur verbunden und bilden zusammen das Stickmuster.The sheet-like support structure can be formed from various structures such as textiles or foils and is preferably flexible and drapable. designed. The optical fibers are attached to the support using embroidery technology, which gives great freedom of design with regard to the arrangement of the lighting elements. Usually you embroider in the two-thread system in which the front thread is a light-conducting thread and the rear thread is a support thread. The reversal of this principle or other combinations with two or more threads is also possible. Both thread systems are connected on the support structure and together form the embroidery pattern.

Für die stickereitechnische Herstellung eines Licht leitenden Textils ist eine Trä- gerstruktur zumindest anfänglich erforderlich. Zur Gewichtsersparnis und besseren Drappierbarkeit des lichtemittierenden Textilgebildes kann jedoch nach dem Stickprozess die Trägerstruktur wieder entfernt werden, beispielsweise indem diese in einem geeigneten Lösemittel wie beispielsweise Wasser aufgelöst wird. Damit allerdings das Gebilde nicht auseinander fällt, müssen die einzelnen opti- sehen Fasern vor Entfernen des Trägers mit geeigneten Verbindungsstrukturen ausgestattet werden. Vorteilhafterweise werden diese Verbindungsstrukturen im Zuge des Stickprozesses gebildet.At least initially, a support structure is required for the manufacture of a light-conducting textile using embroidery technology. In order to save weight and improve the drapability of the light-emitting textile structure, however, the carrier structure can be removed again after the embroidery process, for example by dissolving it in a suitable solvent such as water. However, so that the structure does not fall apart, the individual optical fibers must be equipped with suitable connection structures before the carrier is removed. These connection structures are advantageously formed in the course of the embroidery process.

Die Fig. 8 zeigt ein für human- und tiermedizinische Anwendungen verwendba- res lichtemittierendes Textilgebilde. Dieses weist einen flexiblen flächigen Träger 2 aus einem Textilmaterial sowie eine Vielzahl daran befestigter Leuchtelemente 4 auf, von denen jedoch nur eine kleine Anzahl in der Figur dargestellt ist. Jedes Leuchtelement befindet sich im Scheitelbereich einer U-förmig ausgebildeten optischen Faser 6, so dass jede Faser 6 ein Schenkelpaar 14a, 14b besitzt. Die Vielzahl von Schenkelpaaren 14a, 14b ist endständig zu einem ersten Faserbündel 16 zusammengefasst, welches von einer Ringhülse 18 umgeben ist. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um eine metallische Hülse mit einer Nennweite von 5 mm. Die dadurch gebildete Lichteintrittstelle 20 ist dazu vorgesehen, an eine herkömmliche inkohärente Lichtquelle, d.h. eine Lampe oder eine Leuchtdi- ode (LED), oder aber an eine kohärente Laserlichtquelle angeschlossen zu werden. Gewünschtenfalls kann das zusammengefasste Faserbündel über eine ge- wünschte Distanz als optisches Kabel ausgebildet sein. Die Intensitäts- und Spektralverteilung des in Eintrittsrichtung E eingespeisten Lichtes und allenfalls auch dessen Polarisation richten sich nach der jeweiligen Anwendung und können in an sich bekannter Weise eingestellt werden.FIG. 8 shows a light-emitting textile structure that can be used for human and veterinary applications. This has a flexible flat carrier 2 made of a textile material and a plurality of lighting elements 4 attached to it, of which only a small number is shown in the figure. Each lighting element is located in the apex area of a U-shaped optical fiber 6, so that each fiber 6 has a pair of legs 14a, 14b. The plurality of pairs of legs 14a, 14b is combined at the end to form a first fiber bundle 16, which is surrounded by an annular sleeve 18. The example shown is a metallic sleeve with a nominal width of 5 mm. The light entry point 20 formed in this way is intended to be connected to a conventional incoherent light source, ie a lamp or a light-emitting diode (LED), or else to a coherent laser light source. If desired, the combined fiber bundle can be Desired distance to be designed as an optical cable. The intensity and spectral distribution of the light fed in in the entry direction E and possibly also its polarization depend on the particular application and can be adjusted in a manner known per se.

Das in der Fig. 8 gezeigte Textilgebilde umfasst weiter eine rückseitig am Träger 2 angebrachte lichtreflektierende Schicht 22, mittels der eine erhöhte Lichtab- strahlung in die gegenüberliegende Frontrichtung des Textilgebildes erreichbar ist. In diesem Sinne ist es auch möglich, den Träger selbst aus einem lichtreflek- tierenden Material, beispielsweise aus einer lichtreflektierenden Folie zu fertigen. Des Weiteren ist das lichtemittierende Textilgebilde mit einer frontseitig angeordneten lichtstreuenden Schicht 24 versehen, mittels welcher eine besonders homogene Leuchtverteilung erzielbar ist. Die zeichnerische Darstellung der Fig. 8 zeigt die lichtstreuende Wirkung der Schicht 24 durch eine verschwommene Erscheinung der dahinter liegenden Bauelemente.The textile structure shown in FIG. 8 further comprises a light-reflecting layer 22 attached to the back of the carrier 2, by means of which increased light radiation in the opposite front direction of the textile structure can be achieved. In this sense, it is also possible to manufacture the carrier itself from a light-reflecting material, for example from a light-reflecting film. Furthermore, the light-emitting textile structure is provided with a light-scattering layer 24 arranged on the front, by means of which a particularly homogeneous light distribution can be achieved. 8 shows the light-scattering effect of layer 24 due to a blurred appearance of the components lying behind it.

Wie der Fig. 8 weiter entnehmbar ist, ist das Textilgebilde mit einer Anzahl von Lichtkollektoren 26 ausgestattet, mittels welcher auf das Textilgebilde einfallendes Licht detektierbar ist. Im gezeigten Beispiel sind die Lichtkollektoren 26 iden- tisch ausgebildet wie die Leuchtelemente 4, wobei die zugehörigen Schenkel 28a und 28b der optischen Fasern 30 zu einem zweiten Faserbündel 32 zusammengefasst sind. Dieses ist zu einer Lichtaustrittsstelle 34 geführt, von welcher aus das gesammelte Licht in Detektionsrichtung D zu einer optischen Nachweisvorrichtung geleitet ist. Das Funktionsprinzip der beschriebenen An- Ordnung beruht auf einer Umkehr des Prinzips der Leuchtelemente 4, d.h. die fehlende Totalreflexion an den Auskopplungsstellen der optischen Fasern lässt nicht nur einen Austritt von Licht aus der Faser, sondern auch einen Eintritt von Licht in die Faser zu. Alternativ zu dieser Ausgestaltung kann das Textilgebilde mit geeigneten photoelektrischen Lichtdetektoren versehen sein. Durch die Erfassung des auf das Textilgebilde einfallenden Lichtes kann die Charakteristik des von einer bestrahlten Geweberegion ausgesandten Lichtes ermittelt werden. Diese Charakteristik ist sowohl durch das vom Gewebe direkt reflektierte Licht als auch durch Fluoreszenzstrahlung des Gewebes bestimmt, wobei es möglich sein kann, allenfalls unter Zuhilfenahme optischer Filter oder anderer geeigneter optischer Elemente die entsprechenden Anteile aufgrund ihrer unterschiedlichen Spektralverteilung aufzutrennen. Alternativ oder ergänzend dazu kann die mit Licht einer ersten, für die photodynamische Therapie optimalen Wellenlänge durchgeführte Bestrahlung kurzzeitig unterbrochen wer- den, um die Fluoreszenzintensität unter Einstrahlung von Licht einer zweiten, für die photodynamische Diagnostik optimalen Wellenlänge zu erfassen. Demnach kann durch eine kontinuierliche oder in Zeitabständen erfolgende Bestimmung der Fluoreszenzintensität einer bestrahlten Geweberegion das zunehmende Ausbleichen eines zuvor angebrachten bzw. verabreichten Photosensibilisators verfolgt werden. Darüber hinaus kann aber auch eine photodynamische Diagnostik in situ durchgeführt werden.As can further be seen from FIG. 8, the textile structure is equipped with a number of light collectors 26, by means of which light incident on the textile structure can be detected. In the example shown, the light collectors 26 are identical to the lighting elements 4, the associated legs 28a and 28b of the optical fibers 30 being combined to form a second fiber bundle 32. This is led to a light exit point 34, from which the collected light is guided in the detection direction D to an optical detection device. The principle of operation of the arrangement described is based on a reversal of the principle of the lighting elements 4, ie the lack of total reflection at the decoupling points of the optical fibers not only allows light to exit the fiber, but also allows light to enter the fiber. As an alternative to this configuration, the textile structure can be provided with suitable photoelectric light detectors. By detecting the light incident on the textile structure, the characteristic of the light emitted by an irradiated tissue region can be determined. This characteristic is determined both by the light reflected directly from the tissue and by the fluorescent radiation of the tissue, it being possible to separate the corresponding portions on the basis of their different spectral distribution with the aid of optical filters or other suitable optical elements. Alternatively or in addition to this, the irradiation carried out with light of a first wavelength which is optimal for photodynamic therapy can be briefly interrupted in order to detect the fluorescence intensity while irradiating light of a second wavelength which is optimal for photodynamic diagnosis. Accordingly, the increasing fading of a previously attached or administered photosensitizer can be tracked by continuously or at intervals determining the fluorescence intensity of an irradiated tissue region. In addition, photodynamic diagnostics can also be carried out in situ.

Für die photodynamische Therapie mit 5-Aminolävulinsäure wird vorzugsweise eine Wellenlänge im Bereich von 635 nm verwendet, während für die photody- namische Diagnostik mit Protoporphyrin IX eine Wellenlänge um 400 nm erforderlich ist.A wavelength in the range of 635 nm is preferably used for photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid, while a wavelength around 400 nm is required for photodynamic diagnostics with protoporphyrin IX.

Während für die meisten medizinischen Anwendungen eine möglichst homogene Leuchtverteilung erwünscht ist, gibt es auch Anwendungsbereiche, für welche eine gewollt inhomogene Leuchtverteilung angestrebt wird. Dies lässt sich dank der individuellen Adressierbarkeit der einzelnen Leuchtelemente realisieren. Zu diesem Zweck wäre beim Beispiel der Fig. 8 dafür zu sorgen, dass ein jedes Schenkelpaar 14a, 14b mit einer vorgegebenen Lichtintensität versorgt wird, wofür geeignete Lichteinkoppelungsmittel vorzusehen sind. Wie aus der Fig. 9 anhand eines Grössenvergleichs mit einem Streichholz erkennbar ist, können die einzelnen Leuchtelemente beispielsweise mit einer Breite von ungefähr 1 mm und einer Länge von ungefähr 6 mm hergestellt werden.While most homogeneous light distribution is desirable for most medical applications, there are also areas of application for which a deliberately inhomogeneous light distribution is sought. This can be achieved thanks to the individual addressability of the individual lighting elements. For this purpose, in the example of FIG. 8, it would have to be ensured that each leg pair 14a, 14b is supplied with a predetermined light intensity, for which purpose suitable light coupling means are to be provided. As can be seen from FIG. 9 on the basis of a size comparison with a matchstick, the individual lighting elements can be produced, for example, with a width of approximately 1 mm and a length of approximately 6 mm.

Während die in der Fig. 9 dargestellten Leuchtelemente deutlich ausgeprägte Schlaufen umfassen, weisen in der Fig. 10 gezeigten Leuchtelemente un- geschlaufte U-förmige Endabschnitte auf, die jeweils durch eine Anzahl von Fixierstichen am flächigen Träger befestigt sind. Es hat sich gezeigt, dass bei diesen Leuchtelementen die Lichtemission vornehmlich in der Nähe der Fixiersti- chen erfolgt. While the lighting elements shown in FIG. 9 comprise clearly pronounced loops, the lighting elements shown in FIG. 10 have non-looped U-shaped end sections which are each fastened to the flat carrier by a number of fixing stitches. It has been shown that with these lighting elements, the light emission occurs primarily in the vicinity of the fixing stitches.

Claims

Patentansprüche claims 1. Lichtemittierendes Textilgebilde, insbesondere für medizinische Anwendungen, mit einem flächigen Träger (2) und einer Vielzahl daran befestigter Leuchtelemente (4, 4a, 4b), wobei jedes Leuchtelement eine lichtzuführende optische Faser (6, 6a, 6b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder optischen Faser (6, 6a, 6b) genau ein Leuchtelement (4, 4a, 4b) zugeordnet ist, welches mindestens eine, durch eine lokale Krümmung (12, 13) der optischen Faser gebildete Auskopplungsstelle (8, 8a, 8b) aufweist, wobei die lo- kale Krümmung so gewählt ist, dass aufgrund fehlender Totalreflexion ein seitlicher Lichtaustritt aus der optischen Faser erfolgt.1. Light-emitting textile structure, in particular for medical applications, with a flat carrier (2) and a plurality of light elements (4, 4a, 4b) attached thereto, each light element having a light-feeding optical fiber (6, 6a, 6b), characterized in that that each optical fiber (6, 6a, 6b) is assigned exactly one lighting element (4, 4a, 4b) which has at least one coupling point (8, 8a, 8b) formed by a local curvature (12, 13) of the optical fiber , where the local curvature is chosen such that, due to the lack of total reflection, light emerges from the side of the optical fiber. 2. Textilgebilde nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente eine pixel-artige Anordnung (4(1 ,1), 4(1 ,2), 4(2,1), 4(2,2), 4(3,1), 4(3,2)) bilden.2. Textile structure according to claim 1, characterized in that the lighting elements have a pixel-like arrangement (4 (1, 1), 4 (1, 2), 4 (2,1), 4 (2,2), 4 (3 , 1), 4 (3,2)). 3. Textilgebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente (4, 4a, 4b) an den Träger (2) gestickt sind.3. Textile structure according to claim 1 or 2, characterized in that the lighting elements (4, 4a, 4b) are embroidered on the carrier (2). 4. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen optischen Fasern (6) U-förmig mit scheitelnah liegendem Leuchtelement (4) angeordnet sind.4. Textile structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the individual optical fibers (6) are arranged in a U-shape with a lighting element (4) lying close to the apex. 5. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskopplungsstelle durch eine Schlaufe (8, 12) der optischen Faser gebildet ist.5. Textile structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the decoupling point is formed by a loop (8, 12) of the optical fiber. 6. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskopplungsstelle durch eine lokale Verletzung oder Verformung (13) der optischen Faser gebildet ist. 6. Textile structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the decoupling point is formed by a local injury or deformation (13) of the optical fiber. 7. Textilgebilde nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Verletzung oder Verformung (13) durch einen Fixierstich (10a) hervorgerufen ist.7. Textile structure according to claims 3 and 6, characterized in that the local injury or deformation (13) is caused by a fixing stitch (10a). 8. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus einem Textilmaterial oder einer Folie gebildet ist.8. Textile structure according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier (2) is formed from a textile material or a film. 9. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) vor Ingebrauchnahme entfernbar ist.9. Textile structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier (2) is removable before use. 10. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine lichtreflektierende Rückseite (22) aufweist.10. Textile structure according to one of claims 1 to 9, characterized in that it has a light-reflecting back (22). 11. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer frontseitig angeordneten optisch wirksamen Schicht (24) versehen ist.11. Textile structure according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is provided with an optically active layer (24) arranged on the front. 12. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer photosensiblen Substanz oder einer Vorstufe davon belegt ist.12. Textile structure according to one of claims 1 to 11, characterized in that it is coated with a photosensitive substance or a precursor thereof. 13. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Fasern endständig zu mindestens einem Faserbündel (16, 32) zusammengefasst sind.13. Textile structure according to one of claims 1 to 12, characterized in that the optical fibers are combined to form at least one fiber bundle (16, 32). 14. Textilgebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es Lichteinkoppelungsmittel aufweist, mittels welcher die Lichtversorgung der einzelnen optischen Fasern einstellbar ist.14. Textile structure according to one of claims 1 to 13, characterized in that it has light coupling means, by means of which the light supply of the individual optical fibers is adjustable. 15. Verwendung des Textilgebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mindestens eine Auskopplungsstelle einer optischen Faser als Lichtkollektor (26) eingesetzt wird, um auf das Textilgebilde einfallendes Licht durch die optische Faser (30) abzuführen. 15. Use of the textile structure according to one of claims 1 to 14, wherein at least one decoupling point of an optical fiber is used as a light collector (26) in order to dissipate light incident on the textile structure through the optical fiber (30).
PCT/CH2003/000731 2002-11-11 2003-11-07 Electroluminescent textile structure, in particular for medical use Ceased WO2004043542A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003278051A AU2003278051A1 (en) 2002-11-11 2003-11-07 Electroluminescent textile structure, in particular for medical use
EP03769134A EP1567228A1 (en) 2002-11-11 2003-11-07 Electroluminescent textile structure, in particular for medical use

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02405970 2002-11-11
EP02405970.1 2002-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004043542A1 true WO2004043542A1 (en) 2004-05-27

Family

ID=32309517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2003/000731 Ceased WO2004043542A1 (en) 2002-11-11 2003-11-07 Electroluminescent textile structure, in particular for medical use

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1567228A1 (en)
AU (1) AU2003278051A1 (en)
WO (1) WO2004043542A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2875893A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-31 Salome Rokona Sa LIGHT SCREEN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
DE102007018227A1 (en) * 2007-04-16 2008-10-30 Schott Ag Textile fabric with light guides and its production
EP1587582A4 (en) * 2003-01-16 2008-12-31 Lumitex Inc Infant phototherapy positioning system
CN104174118A (en) * 2014-08-11 2014-12-03 华中科技大学 Blue ray radiation device used for treatment of neonatal jaundice
DE102015100744A1 (en) 2015-01-20 2016-07-21 Atmos Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Wound dressing and use of a wound dressing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234907A (en) * 1979-01-29 1980-11-18 Maurice Daniel Light emitting fabric
EP0359450A2 (en) * 1988-09-12 1990-03-21 Lumitex Inc. Light emitting panel assemblies and method of making same
US5249105A (en) * 1988-07-14 1993-09-28 Aromac Co. Ltd. Surface like light emitting ornamental device using optical fibers
EP0616820A2 (en) * 1993-03-24 1994-09-28 Ohmeda Inc. Servocontrol for fiber-optic, phototherapy pad
EP1229359A1 (en) * 2001-01-25 2002-08-07 Maria Bruchmann Optical fiber line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234907A (en) * 1979-01-29 1980-11-18 Maurice Daniel Light emitting fabric
US5249105A (en) * 1988-07-14 1993-09-28 Aromac Co. Ltd. Surface like light emitting ornamental device using optical fibers
EP0359450A2 (en) * 1988-09-12 1990-03-21 Lumitex Inc. Light emitting panel assemblies and method of making same
EP0616820A2 (en) * 1993-03-24 1994-09-28 Ohmeda Inc. Servocontrol for fiber-optic, phototherapy pad
EP1229359A1 (en) * 2001-01-25 2002-08-07 Maria Bruchmann Optical fiber line

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1587582A4 (en) * 2003-01-16 2008-12-31 Lumitex Inc Infant phototherapy positioning system
FR2875893A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-31 Salome Rokona Sa LIGHT SCREEN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
WO2006035169A1 (en) * 2004-09-30 2006-04-06 Salome Rökona Planar textile material in particular for an illuminated screen and method for production thereof
DE102007018227A1 (en) * 2007-04-16 2008-10-30 Schott Ag Textile fabric with light guides and its production
CN104174118A (en) * 2014-08-11 2014-12-03 华中科技大学 Blue ray radiation device used for treatment of neonatal jaundice
CN104174118B (en) * 2014-08-11 2017-04-12 华中科技大学 Blue ray radiation device used for treatment of neonatal jaundice
DE102015100744A1 (en) 2015-01-20 2016-07-21 Atmos Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Wound dressing and use of a wound dressing
EP3047793A1 (en) 2015-01-20 2016-07-27 ATMOS MedizinTechnik GmbH & Co. KG Wound dressing and use of a wound dressing
DE102015100744B4 (en) 2015-01-20 2019-09-05 Atmos Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Wound dressing and use of a wound dressing

Also Published As

Publication number Publication date
EP1567228A1 (en) 2005-08-31
AU2003278051A8 (en) 2004-06-03
AU2003278051A1 (en) 2004-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7274844B2 (en) Light-emitting textile structure, in particular for medical purposes, and use thereof
DE60117825T2 (en) TEXTILE PRODUCT WITH ILLUMINATED FIBERS, ARTICLES MANUFACTURED THEREBY AND ASSOCIATED METHOD OF MANUFACTURE
DE69431083T2 (en) Device for the automatic control of a cushion for phototherapy built from optical fibers
DE68919456T2 (en) Illuminated boards and manufacturing processes.
DE69029382T2 (en) DEVICE FOR RADIATION WITH A LASER BEAM
EP1379312B1 (en) Irradiation device, particularly for carrying out photodynamic diagnosis or therapy
AU2015337786B2 (en) Photoactivatable fibers and fabric media
DE3642408A1 (en) LIGHT RADIATION MAT
DE102017104590B4 (en) lighting device
DE102008016279B4 (en) Laser device for the medical treatment of a skin disease
DE69230409T2 (en) DIFFUSION TIP FOR AN OPTICAL FIBER
DE3922289A1 (en) LIGHT SPOTLIGHTS
EP3789666A1 (en) Side-emitting light guide and method for producing the same
AT413751B (en) LIGHT RING ARRANGEMENT
EP3170040A2 (en) Lateral illumination optical fibre
WO2004043542A1 (en) Electroluminescent textile structure, in particular for medical use
EP3531012A1 (en) Lighting device for motor vehicles with a rod-like light guide
DE69933298T2 (en) Device for controlling the light intensity distribution, device for controlling the luminous flux density and division method
DE3803763A1 (en) Optical irradition device for biological matter
DE4225433C2 (en) Magnetic resonance scanner with a light source
CH674152A5 (en)
DE102020207582A1 (en) Laser therapy fiber optic probe
EP2473090B1 (en) Medical luminaire for background light and excitation light
EP0144502B1 (en) Optical measuring apparatus for the cross-section of textile yarns, and its use
DE19739456A1 (en) Device for treatment of body tissue using light

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003769134

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003769134

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP