3-Hz-Bänder zur Definition optimaler Pulsfrequenzeinstellungen in der PBM

Aktualisiert: 12. August 2026 | Lesezeit: 12 Minuten

Es gibt keine optimale Pulsfrequenz für die Rotlichttherapie. Studien zur Photobiomodulation (PBM) haben die kontinuierliche (CW) und die gepulste (PW) Lichtapplikation bei Frequenzen von wenigen Hertz bis zu mehreren Kilohertz untersucht, die Ergebnisse lassen jedoch keine eindeutige Zuordnung eines universellen biologischen Zielmoleküls zu jedem Hertz-Wert zu.

Die Pulsfrequenz ist nur ein Bestandteil eines Lichtapplikationsprotokolls. Wellenlänge, Pulsbreite, Tastverhältnis, Spitzenbestrahlungsstärke, zeitgemittelte Bestrahlungsstärke, Belichtungszeit, Behandlungsabstand, Strahlgeometrie und die gesamte Strahlungsdosis können das Ergebnis beeinflussen. Ein Gerät, das „40 Hz“ anzeigt, ohne die übrigen Parameter anzugeben, liefert nicht genügend Informationen, um eine veröffentlichte Studie zu reproduzieren oder eine verlässliche Dosis zu berechnen.

Die am besten zu rechtfertigende Schlussfolgerung ist daher eindeutig: Pulsieren kann unter bestimmten experimentellen Bedingungen von Bedeutung sein, aber die gepulste Abgabe ist nicht generell besser als die kontinuierliche Abgabe, und es kann keine Frequenz unabhängig vom gesamten Protokoll empfohlen werden.

Was die Forschung tatsächlich über die Pulsfrequenz aussagt

Pulsfrequenzen, die in der Photobiomodulation untersucht wurden

Gängige Annahme: Jede Frequenz hat einen festen Zweck – zum Beispiel 10 Hz für die Mitochondrien, 40 Hz für das Gehirn oder 100 Hz für Muskeln und Gelenke.

Was die Beweislage stützt: In einigen Zell-, Tier- und frühen Humanstudien wurden frequenzabhängige Reaktionen beobachtet, die Ergebnisse sind jedoch heterogen und protokollspezifisch.

Eine Übersichtsarbeit von Hashmi et al. aus dem Jahr 2010 untersuchte Studien mit Pulsfrequenzen von etwa 2 Hz bis 8.000 Hz. Einige Experimente sprachen für die gepulste Applikation, andere für ähnliche Ergebnisse und wieder andere für die kontinuierliche Applikation. Die Übersichtsarbeit konnte keine Pulsfrequenz identifizieren, die sich in allen Anwendungsbereichen durchgängig als optimal erwies.

Mehrere häufig genannte Häufigkeiten verdeutlichen, warum der Kontext wichtig ist:

• 10 Hz: Diese Frequenz wurde in spezifischen Tiermodellen zur Wundheilung und Hirnverletzung sowie in einigen transkraniellen oder intranasalen PBM-Protokollen untersucht. Diese Ergebnisse belegen jedoch nicht, dass 10 Hz eine universelle Einstellung für die mitochondriale Aktivität, das autonome Nervensystem, die Hautpflege oder die Regeneration darstellt.
• 40 Hz: Diese Frequenz hat in der transkraniellen Forschung Aufmerksamkeit erregt, da sie den Gamma-Frequenzbereich der Hirnaktivität überlappt. Frühe Studien berichteten über Veränderungen im EEG oder in kognitiven Messwerten unter bestimmten Wellenlängen, Bestrahlungsstärken, Tastverhältnissen und Behandlungsplänen. Diese Ergebnisse sollten jedoch nicht auf herkömmliche Ganzkörper-Panels verallgemeinert oder als etablierte Behandlungsmethode für neurologische Erkrankungen dargestellt werden.
• Frequenzen ab 100 Hz wurden in Studien zu Wundheilung, Nervenheilung, Knochenheilung, Schmerztherapie und Zelltherapie getestet, die Ergebnisse sind jedoch uneinheitlich. Eine Frequenz, die in einem erfolgreichen Experiment auftrat, ist daher nicht zwangsläufig die bevorzugte Frequenz für alle Anwendungen im Bereich des Bewegungsapparates oder des Bindegewebes.
• Andere Frequenzen: Ergebnisse bei 300 Hz und bei Frequenzen im Kilohertzbereich zeigen darüber hinaus, dass die Forschung nicht auf ein Drei-Band-10/40/100-Hz-Diagramm reduziert werden kann.

Die Pulsfrequenz sollte daher als experimenteller und gerätebezogener Parameter beschrieben werden – nicht als eigenständige klinische Vorgabe.

Wie Pulsfrequenz, Tastverhältnis und Bestrahlungsstärke die Dosis bestimmen

Prozessdiagramm zur Veranschaulichung des korrekten Zusammenhangs zwischen Pulsparametern und Strahlungsbelastung

Frequenz und Tastverhältnis sind nicht austauschbar.

• Die Pulsfrequenz (Hz) ist die Anzahl der abgegebenen Impulse pro Sekunde.
• Die Impulsbreite ist die Dauer jeder Einschaltphase.
• Der Tastgrad gibt an, wie viel Prozent der Zeit die Lampe eingeschaltet ist.
• Die maximale Bestrahlungsstärke ist die Bestrahlungsstärke während der Einschaltphase.
• Die zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke mittelt die Ein- und Aus-Phasen über die Zeit.

Bei einer rechteckigen Impulsfolge kann das Tastverhältnis aus Frequenz und Impulsbreite berechnet werden, wenn beide bekannt sind:

Tastverhältnis = Impulsfrequenz × Impulsbreite

Die korrekte Berechnung der Strahlungsbelastung hängt davon ab, wie die Bestrahlungsstärke angegeben wurde:

Wenn die angegebene Bestrahlungsstärke der Spitzenwert der Einschaltphase ist:

Strahlungsbelastung (J/cm²) = Spitzenbestrahlungsstärke (mW/cm²) × Tastverhältnis × Zeit (Sekunden) ÷ 1000

Wenn die angegebene Bestrahlungsstärke bereits zeitlich gemittelt ist:

Strahlungsbelastung (J/cm²) = durchschnittliche Bestrahlungsstärke (mW/cm²) × Zeit (Sekunden) ÷ 1000

Multiplizieren Sie nicht erneut mit dem Tastverhältnis, wenn der Hersteller oder der Prüfbericht bereits die zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke angibt.

Beispielsweise liefert eine gepulste Quelle mit einer Spitzenbestrahlungsstärke von 100 mW/cm², einem Tastverhältnis von 50 % und einer Belichtungszeit von 600 Sekunden eine geschätzte Oberflächenbestrahlung von:

100 × 0,50 × 600 ÷ 1000 = 30 J/cm²

Dieselbe Lichtquelle, die 600 Sekunden lang kontinuierlich betrieben wird, würde 60 J/cm² liefern, vorausgesetzt, die Dauerstrich-Bestrahlungsstärke beträgt ebenfalls 100 mW/cm². Dieser Vergleich ist nur dann gültig, wenn sich die Werte auf dieselbe Messebene und dieselbe Art von Bestrahlungsstärke beziehen.

Vor der Dosisberechnung Folgendes prüfen:

1. Der Behandlungsabstand und die Messebene.
2. Unabhängig davon, ob es sich um einen Spitzenwert, einen Mittelpunktswert, einen räumlichen Mittelwert oder einen zeitlichen Mittelwert der Bestrahlungsstärke handelt.
3. Die Impulsbreite, das Tastverhältnis, die Frequenz und die Wellenform.
4. Welche Wellenlängenkanäle werden gepulst?
5. Das Messinstrument, die spektrale Empfindlichkeit, die Aufwärmzeit und das räumliche Raster.
6. Ob die optische Leistung während der Sitzung stabil bleibt.

Gleiche J/cm²-Werte sollten nicht automatisch als biologisch äquivalent betrachtet werden. Die Photobiomodulation (PBM) folgt nicht immer einer einfachen Reziprozitätsregel, nach der eine geringere Bestrahlungsstärke gegen eine proportional längere Belichtungszeit ausgetauscht werden kann, ohne das Ergebnis zu verändern.

Ein Produktbeispiel verdeutlicht den Unterschied zwischen einer anpassbaren Funktion und einem validierten Protokoll. REDDOT listet dieRDPRO 1500-ULTRA Mit einem einstellbaren Pulsbereich von 0–40 Hz, einer Bestrahlungsstärke von über 200 mW/cm² in 15 cm Entfernung und sechs voreingestellten Wellness-Modi. Diese Spezifikationen beschreiben die verfügbaren Steuerungsmöglichkeiten, legen aber nicht allein fest, welche Frequenz für ein bestimmtes biologisches Ziel optimal ist. Für eine reproduzierbare Anwendung müssen weiterhin Pulsbreite, Tastverhältnis, Spitzen- und zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke, gepulste Wellenlängenkanäle und die genauen Einstellungen jedes voreingestellten Modus offengelegt werden.

Zuordnung eines veröffentlichten Protokolls zu einer Anwendung und einem Gerät

Vergleich der physikalischen Abmessungen von Rotlichttherapiegeräten

Die Zieltiefe allein bestimmt nicht die korrekte Pulsfrequenz. Die Lichtausbreitung hängt primär von der Wellenlänge, den optischen Eigenschaften des Gewebes, der Strahlgeometrie, dem Behandlungsabstand und der einfallenden Bestrahlungsstärke ab. Die Pulsstruktur kann die zeitliche Energieabgabe beeinflussen, aber die Frequenz allein bewirkt weder eine um mehrere Zentimeter tiefere Lichtdurchdringung noch den Wegfall der Notwendigkeit einer ausreichenden mittleren Bestrahlungsstärke.

Verwenden Sie anstelle einer Gewebe-zu-Hz-Tabelle das folgende Schema:

Für Hautanwendungen wurde die kontinuierliche Applikation in zahlreichen veröffentlichten Studien erfolgreich eingesetzt; es existiert kein allgemein anerkannter Standard von 10–20 Hz für die Kollagenunterstützung. Bei muskuloskelettalen Anwendungen werden in Studien unterschiedliche CW- und PW-Protokolle verwendet, daher sollte 20–40 Hz nicht als universeller Erholungsbereich dargestellt werden. In der transkraniellen Forschung wurden 10 Hz, 40 Hz, 100 Hz und die kontinuierliche Applikation untersucht, diese Protokolle erfordern jedoch eine gerätespezifische Dosimetrie und sollten nicht auf andere Geräte übertragen werden.

Der sicherste evidenzbasierte Ansatz besteht darin, die vollständigen Parameter eines relevanten, validierten Protokolls zu übernehmen, anstatt eine Frequenz auszuwählen, nur weil ihre Zahl in einer anderen Studie auftaucht.

Was Studien zum Vergleich von kontinuierlicher und gepulster Verabreichung zeigen

Forscher überprüft Daten zur kontinuierlichen und gepulsten Photobiomodulation.

Die vorliegenden Erkenntnisse belegen nicht, dass die gepulste Bestrahlung der kontinuierlichen Bestrahlung grundsätzlich überlegen ist.

Die größte Schwierigkeit liegt in der Heterogenität der Studien. Veröffentlichte Vergleiche unterscheiden sich häufig hinsichtlich Wellenlänge, Lichtquelle, Spitzenleistung, durchschnittlicher Bestrahlungsstärke, Tastverhältnis, Gesamtenergie, Behandlungsschema, Gewebemodell und Ergebnis. Werden diese Parameter nicht kontrolliert, kann ein scheinbarer „Frequenzeffekt“ teilweise auf einen Unterschied in der Dosis oder beim verwendeten Gerät zurückzuführen sein.

Für Anwender ohne validiertes Pulsprotokoll ist die kontinuierliche Wellendosierung (CW) im Allgemeinen einfacher zu quantifizieren, da sie Unsicherheiten bezüglich Tastverhältnis und Umrechnung von Spitzen- zu Durchschnittsdosis vermeidet. Das bedeutet jedoch nicht, dass CW generell überlegen ist; es vereinfacht lediglich die Berechnung der Oberflächendosis.

Anwender sollten die Geräteanweisungen und alle indikationsspezifischen Hinweise einer qualifizierten Fachkraft befolgen. Der Wechsel von CW auf 10 Hz oder 40 Hz sollte nicht als zufälliges neurologisches Experiment betrachtet werden, insbesondere wenn für das Gerät kein validiertes Protokoll für den vorgesehenen Verwendungszweck vorliegt.

Wie man überprüft, ob ein Gerät die angegebenen Pulseinstellungen liefert

Schnittzeichnung eines Lichttherapiegeräts, die die Komponenten und Tests zur Bestimmung der Pulsgenauigkeit zeigt.

Eine Frequenzeinstellung ist nur dann aussagekräftig, wenn die optische Ausgangsleistung gemessen wurde. Zertifizierungen im Bereich der elektrischen Anlagen oder des Qualitätssystems können die Prüfung der Wellenform nicht ersetzen.

Ein geeigneter Verifizierungsaufbau verwendet einen schnellen optischen Detektor und ein Oszilloskop in der angegebenen Behandlungsebene. Der Bericht sollte Folgendes dokumentieren:

• Gemessene Impulsfrequenz und Toleranz.
• Impulsbreite und Tastverhältnis.
• Wellenform, Anstiegszeit und Abfallzeit.
• Optische Spitzen- und zeitlich gemittelte Leistung.
• Optische Leckage im ausgeschalteten Zustand.
• Welche Wellenlängenkanäle werden gepulst?
• Stabilität nach dem Aufwärmen und während der gesamten Trainingseinheit.
• Zentrum, Rand, Minimum, Maximum und räumlich gemittelte Bestrahlungsstärke.

Thermisches Management und Produktionskontrollen bleiben wichtig, da sich die LED-Leistung und das Ansteuerverhalten mit steigender Bauteiltemperatur verändern können. Prüfungen auf Erdung, Verdrahtung, Leckstrom oder Montagequalität belegen jedoch nicht direkt die Genauigkeit der optischen Impulse. Für jede Leistungsangabe ist ein Testverfahren erforderlich, das den jeweiligen Parameter misst.

Der Geltungsbereich der Zertifizierung muss ebenfalls genau beschrieben werden:

• Die ETL-Zertifizierung oder eine andere Sicherheitszertifizierung gilt für die in der Auflistung genannten Modelle und Standards. Sie bestätigt nicht automatisch die biologische Wirksamkeit oder jede Angabe zur optischen Leistung.
• Die ISO 13485-Zertifizierung bezieht sich auf das Qualitätsmanagementsystem des Herstellers im Rahmen des Zertifikatsumfangs; es handelt sich nicht um eine Produktwirksamkeitszertifizierung.
• MDSAP Es handelt sich um ein behördliches Auditprogramm für das Qualitätsmanagementsystem eines Herstellers; es legt keine bevorzugte Pulsfrequenz fest.
• Die Registrierung einer Einrichtung und die Listung eines Geräts bei der FDA bedeuten nicht, dass die FDA die Einrichtung oder das Gerät genehmigt, freigegeben, zertifiziert oder deren Wirksamkeit bestätigt hat. (Einige Rotlichttherapiegeräte sind von der FDA-Pflicht befreit.)
• Die CE-Kennzeichnung bestätigt die Konformität mit den geltenden EU-Anforderungen im Rahmen des entsprechenden Konformitätsbewertungsverfahrens. Das genaue Produkt, der Verwendungszweck, die Richtlinien oder Verordnungen, Normen und zugehörigen Berichte müssen angegeben werden.

Der stärkste Beweis dafür, dass eine angegebene Frequenz real ist, ist ein modellspezifischer optischer Wellenformbericht – nicht ein allgemeines Firmenzertifikat.

EMV und photobiologische Sicherheit von gepulstem Licht

Sicherheitslabor zur Bewertung der optischen und elektromagnetischen Eigenschaften eines Geräts für die gepulste Lichttherapie

Die Pulsfrequenz allein reicht nicht für die vollständige Sicherheit aus. Die optische Sicherheit hängt von der Wellenlänge, der spektralen Bestrahlungsstärke bzw. Strahlungsdichte, der Spitzen- und Durchschnittsleistung, der Pulsdauer, der Belichtungszeit, dem Behandlungsabstand, der Betrachtungsgeometrie und dem bestrahlten Gewebe ab. Auch das thermische Verhalten und die Gebrauchsanweisung spielen eine Rolle.

IEC 62471 und die entsprechenden produktspezifischen Normen bieten Rahmenbedingungen für die Bewertung photobiologischer Gefahren durch Lampen und Lampensysteme. Bei gepulsten Lichtquellen muss die Bewertung die tatsächliche Wellenform und die Expositionsbedingungen berücksichtigen. Eine allgemeine Aussage, dass ein Gerät IEC 62471 entspricht, ist weniger aussagekräftig als ein Bericht, der das genaue Modell, den Betriebsmodus, den Testabstand, die Messbedingungen und das Ergebnis der Risikogruppeneinstufung angibt.

Das EMV-Verhalten lässt sich nicht allein anhand der Pulsfrequenz vorhersagen. Die Emissionen hängen von der Treibertopologie, der internen Schaltfrequenz, der Flankensteilheit, den Oberschwingungen, der Filterung, der Erdung, dem Gehäuse und den Kabeln ab. Eine höhere angezeigte PBM-Pulsrate führt nicht einfach zu einer „Akkumulation“ von Stromspitzen.

Ein EMV-Bericht belegt die Einhaltung der spezifizierten Emissions- und Störfestigkeitsanforderungen in der getesteten Konfiguration. Er beweist jedoch weder die photobiologische Sicherheit, die Impulsgenauigkeit, die klinische Wirksamkeit noch die Abwesenheit jeglicher elektromagnetischer Energie.

Für den praktischen Gebrauch:

• Beachten Sie die vom Hersteller angegebenen Hinweise zu Abstand, Zeit, Augenschutz und Bedienung.
• Schauen Sie nicht direkt in Hochleistungs-LEDs, es sei denn, die Gebrauchsanweisung und die Bewertung der optischen Sicherheit erlauben dies ausdrücklich.
• Die Anwendung ist abzubrechen, wenn Schmerzen, Brennen, anhaltende Rötung, Sehstörungen oder andere unerwartete Reaktionen auftreten.
• Personen mit Photosensibilität, entsprechenden Augenerkrankungen, Einnahme photosensibilisierender Medikamente oder einer Vorgeschichte von durch Licht ausgelösten neurologischen Symptomen sollten sich vor der Anwendung eines gepulsten Lichtgeräts fachkundig beraten lassen.

Was Sie überprüfen sollten, bevor Sie einer Pulsmessung vertrauen

Checkliste zur Bewertung der Pulseinstellungen eines Rotlichttherapiegeräts

Nutzen Sie diese Checkliste bei der Bewertung eines Geräts zur gepulsten Rotlichttherapie:

1. Wellenlänge und Kanäle: Welche Wellenlängen sind vorhanden und welche Kanäle pulsieren tatsächlich?
2. Gemessene Frequenz: Wie groß ist die Toleranz zwischen dem gewählten und dem gemessenen Hz-Wert?
3. Impulsbreite und Tastverhältnis: Sind sie fest oder einstellbar, und ändern sie sich mit der Frequenz?
4. Maximale Bestrahlungsstärke: Wie hoch ist die Ausgangsleistung bei der tatsächlichen Behandlungsdistanz?
5. Zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke: Welche durchschnittliche optische Leistung erreicht die Behandlungsebene?
6. Wellenformqualität: Sind Anstiegszeit, Abfallzeit, Überschwingen, Abfall und Abschaltzustand dokumentiert?
7. Räumliche Leistungsfähigkeit: Werden nach der Aufwärmphase Werte für Zentrum, Rand, Minimum, Maximum, Durchschnitt und Gleichmäßigkeit angegeben?
8. Messmethode: Wurde ein kalibriertes, spektral geeignetes Instrument verwendet?
9. Sicherheitsumfang: Werden in den Berichten das genaue Modell, die Konfiguration, der Betriebsmodus, die Norm und die Testentfernung genannt?
10. Bestimmungsgemäße Verwendung: Bleibt die vermarktete Anwendung innerhalb des nachgewiesenen und rechtlich zulässigen Verwendungszwecks des Geräts?

Die Wellenlängenkonsistenz sollte anhand der gemessenen Spitzenwellenlänge, der spektralen Verteilung, der Halbwertsbreite, der Kanalausbeute und der Fertigungstoleranz bewertet werden. Eine geringfügige Verschiebung, beispielsweise von 660 nm auf 665 nm, sollte nicht automatisch als Ungültigkeit eines Pulsprotokolls gewertet werden; ihre Bedeutung muss im gesamten spektralen und dosimetrischen Kontext beurteilt werden.

Wichtigste Erkenntnisse

• Es gibt keine allgemein optimale Pulsfrequenz für die Rotlichttherapie.
• Die Forschung stützt keine feste Regel, dass 10 Hz für die Mitochondrien, 40 Hz für das Gehirn und 100 Hz für Muskeln oder Bindegewebe gelten.
• Frequenz, Impulsbreite, Tastverhältnis, Spitzenbestrahlungsstärke, durchschnittliche Bestrahlungsstärke, Wellenlänge, Zeit und Entfernung müssen gemeinsam angegeben werden.
• Bei Verwendung der Spitzenbestrahlungsstärke berechnet man die Strahlungsbelastung wie folgt: peak mW/cm² × duty cycle × seconds ÷ 1000 .
• Wenn die zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke verwendet wird, darf nicht ein zweites Mal mit dem Tastverhältnis multipliziert werden.
• Sowohl die gepulste als auch die kontinuierliche Verabreichung haben unter verschiedenen Bedingungen positive und negative Ergebnisse hervorgebracht; keine der beiden Methoden ist universell überlegen.
• Zertifizierungen und Registrierungen ersetzen nicht modellspezifische Wellenform- und optische Ausgangsleistungsprüfungen.
• Die am besten zu verteidigende Einstellung ist diejenige, die einem relevanten validierten Protokoll und der exakten Gerätekonfiguration entspricht.

FAQ

Welche Pulsfrequenz sollte ich für die Rotlichttherapie verwenden?

Es gibt keine evidenzbasierte Universaleinstellung. Verwenden Sie die Frequenz, die in einem relevanten, validierten Protokoll oder in der Geräteanleitung für den vorgesehenen Verwendungszweck angegeben ist. Sind keine Pulsbreite, kein Tastverhältnis, keine Spitzen- oder Durchschnittsleistung und kein Protokoll verfügbar, reicht der Hz-Wert allein nicht für eine wissenschaftlich fundierte Entscheidung aus. Kontinuierliche Wellen sind oft einfacher zu quantifizieren, aber nicht automatisch für jede Anwendung besser geeignet.

Kann Rotlichttherapie verstopfte Arterien befreien?

Es gibt keine gesicherten klinischen Belege dafür, dass Rotlichttherapie Arterienverstopfungen beseitigt oder Arteriosklerose behandelt. Zelluläre oder präklinische Befunde im Zusammenhang mit Durchblutung und Entzündung sollten nicht zu dieser Aussage herangezogen werden. Rotlichttherapie darf weder die kardiovaskuläre Diagnostik noch etablierte medizinische Behandlungen ersetzen.

Was sind die Anzeichen einer übermäßigen Strahlenbelastung?

Unerwartete Hitze, anhaltende Rötung, Schmerzen, Brennen, Kopfschmerzen, Augenbeschwerden oder Sehstörungen sind Gründe, die Anwendung abzubrechen und die Geräteanleitung zu lesen. Rotes und nahinfrarotes Licht verursachen keinen UV-Sonnenbrand, jedoch kann ein unzureichend eingestelltes Hochleistungsgerät thermische Beschwerden oder Reizungen hervorrufen. Bei anhaltenden Symptomen ist ärztlicher Rat einzuholen.

Sind 10 Minuten Rotlichttherapie ausreichend?

Die Zeit allein kann diese Frage nicht beantworten. Zehn Minuten bei einer zeitlich gemittelten Bestrahlungsstärke von 10 mW/cm² entsprechen 6 J/cm² in der Behandlungsebene, während zehn Minuten bei 100 mW/cm² 60 J/cm² entsprechen. Ob eine der beiden Belichtungszeiten geeignet ist, hängt vom validierten Protokoll, der Wellenlänge, dem Behandlungsbereich, dem Abstand, dem Behandlungsplan und dem Anwender ab. Ein Ganzkörperpanel erfordert nicht automatisch eine längere Belichtungszeit, nur weil es gleichzeitig eine größere Fläche beleuchtet.

Referenzen

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