Az ember ipar, orvostudomány, tudományos kutatás, állapotfigyelés környezet A lézersugárzás (LI), más típusú sugárzásokhoz hasonlóan, káros hatással van az emberi szervezetre. A folyamatosan kibocsátó lézerek 10 dollár W/cm2 nagyságrendű intenzitást produkálnak, ami elégséges bármilyen anyag megolvasztásához és elpárologtatásához. A sugárzás intenzitása a rövid impulzusok generálása során néha meghaladja a 10 $ W/cm2-t. Ennek az értéknek az elképzeléséhez meg kell jegyezni, hogy a Föld felszíne közelében a napfény intenzitása mindössze 0,1 $… 0,2 $ W/cm2. Az LI optikai koherens sugárzás, amely nagy irányítottsággal és nagy energiasűrűséggel rendelkezik.

A sugárzás az aktív közegben jön létre, amely a lézer fő eleme, és annak kialakulásához szükséges:

1. Nem lézeres forrásból származó fény;
2. Elektromos kisülés gázokban;
3. Kémiai reakciók;
4. Elektromos sugárbombázás és egyéb módszerek.

Az optikai rezonátort tükrök alkotják, amelyek között az aktív közeg található, lehet szilárd anyag - üveg, műanyag, rubin - félvezetőkkel, folyadékkal, szerves színezékkel, gázzal, stb. A lézerek lehetnek impulzusos és folyamatos .

Fizikai és műszaki paramétereik szerint a lézereket osztályozzák:

1. Tervezési verzió:

   • Helyhez kötött lézerek;
   • Mobil lézerek;
   • nyitott lézerek;
   • zárt lézerek.

2. Sugárzási teljesítmény:

   • Nagy teljesítményű lézerek;
   • Erőteljes lézerek;
   • Közepes teljesítményű lézerek;
   • kis teljesítményű lézerek.

3. Munkamód:

   • CW lézerek;
   • Impulzuslézerek;
   • Q-kapcsolt impulzuslézerek.

4. Hőelvezetési módszer:

   • Természetes hűtésű lézerek;
   • Vízhűtéses lézerek;
   • Léghűtéses lézerek;
   • Lézerek speciális folyadékokkal kényszerhűtéssel.

5. Célja:

   • Technológiai lézerek;
   • A lézerek különlegesek;
   • Kutatási lézerek;
   • A lézerek egyediek.

6. Szivattyúzás módja:

   • Szivattyúzás kémiai gerjesztéssel;
   • Szivattyúzás nagyfrekvenciás áram átvezetésével;
   • Impulzusáram átadása;
   • Egyenáram átadásával;
   • Szivattyúzás pulzáló fénnyel;
   • Szivattyúzás állandó fénnyel.

7. A generált fényhullám hossza:

   • infravörös lézerek;
   • Látható fény lézerek;
   • ultraibolya lézerek;
   • röntgenlézerek;
   • szubmilliméteres lézerek.

8. Az aktív elemhez:

   • Gázdinamikus lézerek;
   • Szilárdtestlézerek;
   • Félvezető lézerek;
   • Folyékony lézerek;
   • Gázlézerek.

A lézersugárzás és az emberi test

Az összes lézer a munkavállalókra gyakorolt ​​veszély mértéke alapján 4 osztályba sorolható:

1. Ne jelentsen sugárzási veszélyt az emberi bőrre és a szemre;
2. Mind a közvetlen, mind a tükröződő sugárzás nagy veszélyt jelent a szemre;
3. A visszaverő felülettől 0,1 $ m távolságban mindhárom sugárzás – közvetlen, tükröződő és diffúzan visszavert – veszélyes. Fennáll a bőrexpozíció veszélye is;
4. Diffúzan visszaverődő sugárzás veszélye 0,1 $ m távolságra a szórt visszaverő felülettől.

Az emberi szervezetben a lézersugárzás kóros elváltozásokat, a látószervek, a központi idegrendszer és az autonóm rendszer zavarait okozhatja. A lézersugárzás negatív hatással van az ember belső szerveire - a májra, a vesére, a gerincvelőre stb. A keletkező felületi égési sérülések - a besugárzás fő kórélettani hatása.

A $II$, $III$, $IV$ osztályú lézerek a működés teljes időtartamára kötelezően lézeres veszélytáblákkal vannak ellátva, és jelzőberendezésekkel felszereltek. Annak megakadályozására, hogy a sugárzás a feldolgozott anyagokon túlra terjedjen, a $III$ és $IV$ osztályú lézereket felszerelték speciális képernyők. Előállításukhoz tűzálló, nem olvadó, fényelnyelő anyagot használnak. Az ilyen lézerek vezérlése távoli.

Telepített lézersugárzáshoz határértékek. Ezeket a szinteket úgy határozzák meg, hogy figyelembe veszik a spektrum tartományát a szem és a bőr esetében. A lézeres dolgozóknak előzetes és éves orvosi vizsgálaton is át kell esniük. A $II$…$IV$ lézereknél a dolgozóknak személyes szemvédőt kell használniuk, a $IV$ lézereknél pedig védőmaszkot. A sugárzás hullámhosszától függően a szemüveg lencséi színtelenek vagy narancssárga, kékeszöldek lehetnek.

A lézersugárzás összes veszélye fel van osztva elsődleges– lézergép és másodlagos– a lézersugárzás és a céltárgy közötti kölcsönhatás folyamatában.

1. Elsődleges veszélyek:

   • Közvetlen lézersugárzás;
   • Elektromos feszültség;
   • Fénykibocsátás;
   • akusztikus zaj;
   • Vibrációs tartozékok;
   • A berendezés egységéből kibocsátott levegőt szennyező gázok;
   • Röntgensugárzás 15 $ kV feletti feszültségnél.

2. Másodlagos veszélyek:

   • Visszavert lézersugárzás;
   • Aerodiszperz rendszerek;
   • Akusztikus zaj;
   • Plazmafáklya sugárzása.

A lézersugárzás minősítése

Két tudományosan megalapozott megközelítés létezik a lézersugárzás szabályozására:

1. Első a közvetlenül a besugárzás helyén lévő szövetek vagy szervek károsító hatásaira vonatkozik;
2. Második a megközelítés a közvetlenül nem érintett rendszerekben és szervekben észlelhető változásokra vonatkozik.

A magban higiéniai szabályozás a biológiai hatás kritériumai.

Ennek alapján a lézersugárzás tartományát területekre osztották:

1. Ultraibolya régió - 0,18 $ - 0,38 $ mikron;
2. Látható terület - 0,38 USD - 0,7 USD 5 mikron;
3. Infravörös közeli régió - 0,75 $ - 1,4 $ µm;
4. Az infravörös távoli régió több mint 1,4 dollár mikron.

2. megjegyzés

A higiéniai normák igazolását nehezíti, hogy a hullámhossz-tartomány széles, a lézersugárzás és a biológiai hatások paraméterei változatosak. A kísérleti és klinikai tesztelés időt és pénzt igényel, ezért matematikai modellezést alkalmaznak az LI megengedett legnagyobb szintjének tisztázására és fejlesztésére.

Matematikai modellek, természetesen figyelembe kell venni az energiaeloszlás jellegét és a besugárzott szövetek abszorpciós jellemzőit. A módszer, a metódus matematikai modellezés alapvető fizikai folyamatok. Belépett legújabb kiadása egészségügyi normák és szabályok a lézerek készülékére és működésére - SNiP No. 5804-91.

A kidolgozott normák figyelembe vették a tudományos kutatás eredményeit és a dokumentumok főbb rendelkezéseit:

1. SaNiP készülék és lézerek működése № 2392-8 1;
2. IEC szabvány (első kiadás, 1984 USD);
3. Változások a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság szabványában (1987 USD, kiadvány 825 USD).

Ezeket a normákat alkalmazni kell, és ezt bizonyítja a Rospotrebnadzor 16$.$05$.$2007$-os levele. № 0100/4961-07-32 . A lézersugárzás megengedett maximális szintje határozza meg a szabályokat № 5804-91 .

Követelményeket határoznak meg a következőkre is:

1. Lézerek készülékei és működtetése;
2. Ipari helyiségek, berendezések és munkahelyek elhelyezése;
3. a személyzetre vonatkozó követelmények;
4. Az ipari szféra feltételei;
5. Védelmi eszközök alkalmazása;
6. Orvosi ellenőrzés.

A. Einstein 1917-ben megfogalmazott zseniális jóslata az atomok által indukált fénykibocsátás lehetőségéről csaknem fél évszázaddal később ragyogóan beigazolódott, amikor N. G. Basov és A. M. Prohorov szovjet fizikusok kvantumgenerátorokat hoztak létre. Az angol rövidítés szerint ezt az eszközt lézernek is nevezik, az általuk keltett sugárzást pedig lézernek.

Hol találkozunk Mindennapi élet lézerfénnyel? Napjainkban a lézereket széles körben használják - ezek a technológia és az orvostudomány különböző területei, valamint a különféle előadások és műsorok fényhatásai. Az irizáló és táncoló lézersugarak szépsége nagyon vonzóvá tette őket az otthoni kísérletezők és a lézerkütyük gyártói számára. De hogyan hat a lézersugárzás az emberi egészségre?

E problémák kezeléséhez fel kell idézni, mi is az a lézersugárzás. Ehhez „gyorsítsunk előre” egy fizika órára a 10. osztályban, és beszéljünk a fénykvantumokról.

Mi az a lézersugárzás

A közönséges fény atomokban születik. A lézerfény ugyanaz. Más fizikai folyamatokkal és külső elektromágneses tér hatásának következtében azonban. Ezért a lézersugárzás erőltetett (stimulált).

A lézersugárzás egymással szinte párhuzamosan terjedő elektromágneses hullámok. Ezért a lézersugár éles fókuszú, rendkívül kicsi a szórási szöge és nagyon jelentős hatással van a besugárzott felületre.

Mi a különbség a lézersugárzás és például egy izzólámpa sugárzása között? Az izzólámpa egy mesterséges fényforrás, amely a lézersugárzástól eltérően széles spektrumtartományban bocsát ki elektromágneses hullámokat, körülbelül 360 fokos terjedési szöggel.

A lézersugárzás hatása az emberi szervezetre

A kvantumgenerátorok rendkívül sokrétű alkalmazásának lehetősége arra késztette az orvostudomány különböző területeinek szakembereit, hogy foglalkozzanak a lézersugárzás emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásával. Megállapították, hogy az ilyen típusú sugárzás a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

A lézersugárzás biológiai hatása során a károsodás sorrendje a következő:

• éles hőmérséklet-emelkedés, amelyet égési sérülés kísér;
• ezt követi az intersticiális, valamint a sejtfolyadék pezsgése;
• a keletkező gőz óriási nyomást hoz létre, ami robbanásban és lökéshullámban tetőzik, amely tönkreteszi a környező szöveteket.

Alacsony és közepes intenzitású sugárzás esetén a bőr különösen érintett. Erősebb expozíció esetén a bőr károsodása ödéma, vérzés és elhalt területek formájában jelentkezik. De a belső szövetek jelentős változásokon mennek keresztül. Ráadásul a legnagyobb veszélyt a közvetlen és tükröződő sugárzás jelenti. Kóros elváltozásokat is okoz a munkában. kritikus rendszerek szervezet.

Hadd térjünk ki különösen a lézersugárzásnak a látószervekre gyakorolt ​​hatására.

Lézer által generált rövid impulzusok okozzák a sugárzást súlyos vereség retina, szaruhártya, írisz és a szemlencse.

Ennek 3 oka van.

A szemkárosodás jellegzetes tünetei a szemhéjak görcsei és duzzanata, szemfájdalom, homályosság és a retina vérzése. A retinasejtek károsodás után nem regenerálódnak.

A látószerveket károsító sugárzás intenzitása alacsonyabb, mint a bőrt károsító sugárzás. Veszélyt jelenthet minden infra lézer, valamint a látható spektrumban 5 mW-nál nagyobb teljesítményű sugárzást kibocsátó készülék.

A lézersugárzás személyre gyakorolt ​​hatásának függősége a spektrumában

lézersugárzás az orvostudományban

Különböző országok figyelemre méltó tudósai, akik egy kvantumgenerátor megalkotásán dolgoztak, még azt sem tudták megjósolni, hogy utódaik milyen széles körű alkalmazást fognak találni az élet különböző területein. De ezeknek a területeknek mindegyike bizonyos, meghatározott hullámhosszakat igényel.

Mitől függ a lézersugárzás hullámhossza? Ezt a munkaközeg (az a közeg, ahol ez a sugárzás keletkezik) természete, pontosabban elektronikus szerkezete határozza meg. Különféle szilárdtest- és gázlézerek léteznek. Ezek a csodasugarak a spektrum ultraibolya, látható (általában vörös) és infravörös részéhez tartozhatnak. Tartományuk a 180 nm-es tartományba esik. és legfeljebb 30 mikron.

A lézersugárzás emberi testre gyakorolt ​​hatásának jellege nagymértékben függ a hullámhossztól. Látásunk körülbelül 30-szor érzékenyebb a zöldre, mint a vörösre. Ezért gyorsabban reagálunk a zöld lézerre. Ebben az értelemben biztonságosabb, mint a piros.

Lézersugárzás elleni védelem a gyártás során

Van egy hatalmas kategória azoknak, akiknek szakmai tevékenység közvetlenül vagy közvetve kvantumgenerátorokhoz kapcsolódnak. Számukra szigorú előírások és szabványok vonatkoznak a lézersugárzás elleni védelemre. Ezek általános és egyéni védelmi intézkedéseket tartalmaznak, attól függően, hogy ez a lézereszköz milyen veszélyt jelent az emberi test összes szerkezetére nézve.

lézer használata a gyártásban

Összesen 4 veszélyességi osztályt kell feltüntetni a gyártónak. Az emberi testre gyakorolt ​​veszélyt a 2., 3. és 4. osztályú lézerek jelentik.

A lézersugárzás elleni védelem kollektív eszközei, ezek védőernyők és burkolatok, fényvezetők, televíziós és telemetriai nyomkövetési módszerek, riasztó- és blokkoló rendszerek, valamint a megengedett határértéket meghaladó sugárzású terület elkerítése.

Az alkalmazottak egyéni védelmét speciális ruhakészlet biztosítja. A szem védelme érdekében speciális bevonattal ellátott szemüveg viselése kötelező.

A lézersugárzás legjobb megelőzése az üzemeltetési és védelmi szabályok betartása, valamint az időben történő orvosi vizsgálat.

Lézeres sugárzás elleni védelem lézerkütyük használói számára

A házi készítésű lézerek, lámpák, fénymutatók, lézeres zseblámpák ellenőrizetlen használata a mindennapi életben komoly veszélyt jelent másokra. A tragikus következmények elkerülése érdekében emlékeznie kell:

A kvantumgenerátorok és a lézeres eszközök potenciális veszélyt jelentenek tulajdonosaikra és másokra. És csak a biztonsági intézkedések gondos betartása teszi lehetővé, hogy élvezze ezeket az eredményeket anélkül, hogy kárt okozna magának és barátainak.

Maga a "lézer" szó az angol "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" rövidítése, ami azt jelenti, hogy "fényerősítés stimulált emisszióval".

A lézergyógyászat korszakának visszaszámlálása több mint fél évszázaddal ezelőtt kezdődött, amikor 1960-ban Theodor Mayman először használta a rubinlézert a klinikán.

A Rubint más lézerek követték: 1961 - neodímium ittrium-alumínium gránátlézer (Nd:YAG); 1962 - argon; 1964 - szén-dioxid (CO 2) lézer.

1965-ben Leon Goldman beszámolt rubinlézer használatáról a tetoválás eltávolítására. Ezt követően 1983-ig különféle kísérletek történtek neodímium és argon lézerek alkalmazására a bőr érrendszeri patológiáinak kezelésére. De használatukat korlátozza a hegesedés magas kockázata.

1983-ban Rox Anderson és John Parrish a Science folyóiratban publikálta a szelektív fototermolízis (SPT) koncepcióját, amely forradalmi változásokhoz vezetett a lézergyógyászatban és a bőrgyógyászatban. Ez a koncepció lehetővé tette a lézersugárzás és a szövet kölcsönhatási folyamatainak jobb megértését. Ez viszont elősegítette az orvosi alkalmazásokhoz szükséges lézerek fejlesztését és gyártását.

A lézersugárzás jellemzői

A lézersugárzásban rejlő három tulajdonság teszi egyedivé:

1. Koherencia. A hullámok csúcsai és esései párhuzamosak, fázisukban időben és térben egybeesnek.
2. Monokróm. A lézer által kibocsátott fényhullámok ugyanolyan hosszúak, mint amennyit a lézerben használt közeg biztosít.
3. Kollimáció. A fénysugár hullámai párhuzamosak maradnak, nem térnek el egymástól, és a sugár gyakorlatilag veszteség nélkül ad át energiát.

A lézersugárzás és a bőr kölcsönhatásának módjai

A lézeres sebészeti módszereket sokkal gyakrabban alkalmazzák a bőrön végzett manipulációkhoz, mint bármely más szöveten. Ennek oka egyrészt a bőrpatológiák és a különféle kozmetikai hibák rendkívüli változatossága és elterjedtsége, másrészt a lézeres eljárások elvégzésének viszonylagos egyszerűsége, amely a kezelést igénylő tárgyak felszíni elhelyezkedésével függ össze. A lézerfény és a szövetek kölcsönhatása a szövetek optikai tulajdonságain és a lézersugárzás fizikai tulajdonságain alapul. A fény eloszlása ​​a bőrön négy egymással összefüggő folyamatra osztható.

Visszaverődés. A fény mintegy 5-7%-a verődik vissza a stratum corneum szintjén.

Felszívódás (abszorpció). A Bouguer-Lambert-Beer törvény írja le. A szöveten áthaladó fény abszorpciója függ annak kezdeti intenzitásától, annak az anyagrétegnek a vastagságától, amelyen a fény áthalad, az elnyelt fény hullámhosszától és az abszorpciós együtthatótól. Ha a fény nem nyelődik el, nincs hatása a szövetekre. Amikor egy fotont elnyel egy célmolekula (kromofor), akkor annak teljes energiája átkerül a molekulába. A legfontosabb endogén kromoforok a melanin, a hemoglobin, a víz és a kollagén. Az exogén kromoforok közé tartoznak a tetoválási festékek, valamint a trauma során átitatott szennyeződésrészecskék.

Diffúzió. Ez a folyamat elsősorban a dermis kollagénjének köszönhető. A szórási jelenség jelentősége abban rejlik, hogy gyorsan csökkenti a célkromofor általi felszívódáshoz rendelkezésre álló energiaáram-sűrűséget, és ennek következtében a szövetekre gyakorolt ​​klinikai hatást. A szórás a hullámhossz növekedésével csökken, így a hosszabb hullámhosszak ideálisak a mély bőrstruktúrákba való energia szállítására.

Behatolás. A fény szubkután struktúrákba való behatolási mélysége, valamint a szórási intenzitás a hullámhossztól függ. A rövid hullámok (300-400 nm) intenzíven szóródnak, és nem hatolnak 100 µm-nél mélyebbre . A hosszabb hullámhosszak mélyebbre hatolnak, mert kevésbé szórnak. .

A lézer fő fizikai paraméterei, amelyek meghatározzák a kvantumenergia hatását egy adott biológiai célpontra, a generált hullám hossza, valamint az energiaáram sűrűsége és az expozíciós idő.

A generált hullám hossza. A lézersugárzás hullámhossza összevethető a legfontosabb szöveti kromoforok abszorpciós spektrumával (2. ábra). Ennek a paraméternek a megválasztásánál mindenképpen figyelembe kell venni a célszerkezet (kromofor) mélységét, mivel a dermiszben történő fényszórás jelentősen függ a hullámhossztól (3. ábra). Ez azt jelenti, hogy a hosszú hullámok gyengébben nyelődnek el, mint a rövidek; ennek megfelelően a szövetekbe való behatolásuk mélyebb. Figyelembe kell venni a szöveti kromoforok spektrális abszorpciójának inhomogenitását is:

• Melanináltalában az epidermiszben és a szőrtüszőkben találhatók. Abszorpciós spektruma az ultraibolya (400 nm-ig) és a látható (400-760 nm) spektrum tartományban található. A lézersugárzás melanin általi elnyelése a fény hullámhosszának növekedésével fokozatosan csökken. Az abszorpció gyengülése a spektrum közeli infravörös tartományában következik be 900 nm-től.
• Hemoglobin vörösvértestekben található. Számos különböző abszorpciós csúcsa van. A hemoglobin abszorpciós spektruma maximumai az UV-A (320-400 nm), az ibolya (400 nm), a zöld (541 nm) és a sárga (577 nm) tartományban találhatók.
• Kollagén a dermis alapját képezi. A kollagén abszorpciós spektruma a látható tartományban 400-760 nm, a spektrum közeli infravörös tartományában pedig 760-2500 nm.
• Víz a dermisz 70%-át teszi ki. A víz abszorpciós spektruma a spektrum középső (2500-5000 nm) és távoli (5000-10064 nm) infravörös tartományában található.

Energiaáram sűrűsége. Ha a fény hullámhossza befolyásolja azt a mélységet, amelyben egyik vagy másik kromofor elnyeli, akkor a célszerkezet közvetlen károsodásához fontos a lézersugárzási energia nagysága és az energia érkezési sebességét meghatározó teljesítmény. Az energiát joule-ban (J), a teljesítményt wattban (W vagy J/s) mérik. A gyakorlatban ezeket a sugárzási paramétereket általában egységnyi területre – energiaáram-sűrűségre (J/cm 2) és energiaáram-sebességre (W/cm 2) vagy teljesítménysűrűségre – vonatkozóan használják.

A lézeres beavatkozások típusai a bőrgyógyászatban

A bőrgyógyászatban a lézeres beavatkozások minden típusa két típusra osztható:

• Gépelek. Olyan műveletek, amelyek során az érintett bőr területét, beleértve az epidermiszt is, ablációt végeznek.
• II típusú. A kóros struktúrák szelektív eltávolítását célzó műveletek az epidermisz integritásának megsértése nélkül.

I. típus. Abláció.
Ez a jelenség a modern fizika egyik alapvető, intenzíven tanulmányozott, bár még nem teljesen megoldott problémája.
Az "abláció" kifejezés oroszul eltávolítás vagy amputáció. A nem orvosi szókincsben ez a szó elmosódást vagy olvadást jelent. A lézeres sebészetben az abláció alatt az élő szövet egy részének eltávolítását értjük, közvetlenül a lézersugárzás fotonjainak hatására. Ez arra a hatásra vonatkozik, amely pontosan a besugárzási eljárás során jelentkezik, ellentétben azzal a helyzettel (például fotodinamikus terápia során), amikor a besugárzott szövetterület a lézerexpozíció megszűnése után is a helyén marad, és fokozatos megszűnése később következik be, a besugárzási zónában kialakuló lokális biológiai reakciók sorozatának eredménye.

Az abláció energetikai jellemzőit és teljesítményét a besugárzott tárgy tulajdonságai, a sugárzás jellemzői, valamint a tárgy és a lézersugár tulajdonságait elválaszthatatlanul összekapcsoló paraméterek – egy adott típusú visszaverődési, abszorpciós és szórási együtthatók – határozzák meg. egy adott típusú szövetben vagy annak egyes összetevőiben lévő sugárzás. A besugárzott tárgy tulajdonságai a következők: a folyékony és sűrű komponensek aránya, kémiai és fizikai tulajdonságaik, az intra- és intermolekuláris kötések természete, a sejtek és makromolekulák hőérzékenysége, a szövet vérellátása stb. jellemzők a hullámhossz, a besugárzási mód (folyamatos vagy impulzus), teljesítmény, impulzusenergia, teljes elnyelt energia stb.

Az ablációs mechanizmust a legrészletesebben CO2 lézerrel (l = 10,6 μm) tanulmányozták. ³ 50 kW/cm 2 teljesítménysűrűségű sugárzását a szöveti vízmolekulák intenzíven elnyelik. Ilyen körülmények között a víz, és ebből a szövet nem vizes összetevői gyorsan felmelegednek. Ennek következménye a szöveti víz gyors (robbanásszerű) elpárolgása (párologtató hatás) és a vízgőz kitörése a szöveten kívüli sejt- és szöveti struktúrák töredékeivel együtt ablációs kráter képződésével. A túlhevített anyaggal együtt a hőenergia nagy része távozik a szövetből. A kráter falai mentén egy keskeny, felforrósodott olvadékcsík marad vissza, amelyből a hő átadódik a környező ép szöveteknek (4. ábra). Alacsony energiasűrűségnél (5. ábra, A) az ablációs termékek felszabadulása viszonylag kicsi, így a masszív olvadékréteg hőjének jelentős része a szövetbe kerül. Nagyobb sűrűségnél (5. ábra, B) ellentétes kép figyelhető meg. Ebben az esetben a kisebb hőkárosodást a lökéshullám következtében a szövet mechanikai sérülése kíséri. A felhevült anyag egy része olvadék formájában az ablációs kráter falai mentén marad, és ez a réteg a kráteren kívüli szövetekbe továbbított hő tárolója. Ennek a rétegnek a vastagsága a kráter teljes kontúrja mentén azonos. A teljesítménysűrűség növekedésével csökken, csökkenésével pedig nő, ami a hőkárosodási zóna csökkenésével, illetve növekedésével jár együtt. Így a sugárzási teljesítmény növelésével a szöveteltávolítás sebességének növekedését érjük el, miközben csökkentjük a hőkárosodás mélységét.

A CO 2 lézer alkalmazási területe igen kiterjedt. Fókuszált módban a szövetek kivágására szolgál az erek egyidejű koagulálásával. Defókuszált üzemmódban a kóros szövet rétegenkénti eltávolítása (párologtatása) történik a teljesítménysűrűség csökkentésével. Ily módon a felületes rosszindulatú és potenciálisan rosszindulatú daganatok (bazális sejtes karcinóma, aktinikus cheilitis, Queyrat erythroplasia), számos jóindulatú bőrdaganat (angiofibroma, trichlemmoma, syringoma, trichoepithelioma stb.), nagy utóégés varasodás, gyulladásos bőrbetegségek (granulómák, fülüreg göbös chondrodermatitise), ciszták, fertőző bőrelváltozások (szemölcsök, visszatérő szemölcsök, mély mycosisok), érelváltozások (pyogén granuloma, angiokeratoma, gyűrűs lymphangioma), kozmetikai hibákat okozó képződmények (rhinophy) mély aknés hegek, epidermális anyajegyek, lentigo, xanthelasma) stb.

A defókuszált CO 2 lézersugarat tisztán kozmetikai eljárásban is alkalmazzák - az úgynevezett lézerdermabrázióban, vagyis a bőr felszíni rétegeinek rétegenkénti eltávolításában a páciens megjelenésének fiatalítása érdekében. Az 1 ms-nál rövidebb impulzus-időtartamú impulzus üzemmódban 25-50 mikron szövetet szelektíven elpárologtatnak egy menetben; ez a maradék termikus nekrózis vékony zónáját képezi 40-120 mikronon belül. Ez a zóna elég nagy ahhoz, hogy ideiglenesen elszigetelje a bőr vér- és nyirokereit, ami viszont csökkenti a hegképződés kockázatát.

A lézeres dermabrázió utáni bőrmegújulásnak több oka is lehet. Az abláció csökkenti a ráncok megjelenését és a szöveti rendellenességek megjelenését a szövetek felületi párolgása, a dermis sejtjeinek termikus koagulációja és az extracelluláris mátrix fehérjék denaturációja révén. Az eljárás során a bőr azonnali, 20-25%-os, látható összehúzódása következik be a kiszáradás és a kollagénrostok összehúzódása miatti szöveti zsugorodás (kompresszió) következtében. A bőrmegújulás késleltetett, de hosszabb ideig tartó eredménye a szövetek sérülésekre adott reakciójával kapcsolatos folyamatok miatt érhető el. A lézeres expozíció után aszeptikus gyulladás alakul ki a képződött seb területén. Ez serkenti a poszttraumás növekedési faktor felszabadulását és a fibroblasztok beszűrődését. A fellépő reakciót automatikusan az aktivitás felfutása kíséri, ami elkerülhetetlenül ahhoz a tényhez vezet, hogy a fibroblasztok több kollagént és elasztint kezdenek termelni. A párologtatás hatására az epidermális sejtek megújulási folyamatai és proliferációs kinetikája aktiválódik. A dermiszben beindulnak a kollagén és elasztin regenerációs folyamatai, majd ezek párhuzamos konfigurációba rendeződnek.

Hasonló események fordulnak elő impulzuslézerek használatakor, amelyek a spektrum közeli és középső infravörös tartományában (1,54-2,94 μm) sugároznak: diódával pumpált erbium (l = 1,54 μm), tulium (l = 1,927 μm), Ho: YSSG (l) = 2,09 µm), Er:YSSG (l = 2,79 µm), Er:YAG (l = 2,94 µm). Ezeket a lézereket nagyon magas vízelnyelési együttható jellemzi. Például az Er:YAG lézersugárzást a víztartalmú szövetek 12-18-szor aktívabban nyelték el, mint a CO 2 lézersugárzást. A CO 2 lézerhez hasonlóan az Er:YAG lézerrel besugárzott szövetben olvadékréteg képződik az ablációs kráter falai mentén. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ha ezzel a lézerrel biológiai szöveten dolgozunk, az impulzusra jellemző energia, elsősorban annak csúcsteljesítménye elengedhetetlen a szöveti változások természetéhez. Ez azt jelenti, hogy még a minimális sugárzási teljesítmény mellett is, de hosszabb impulzus esetén a termonekrózis mélysége élesen megnő. Ilyen körülmények között az eltávolított túlhevített ablációs termékek tömege viszonylag kisebb, mint a fennmaradó termékek tömege. Ez mély hőkárosodást okoz az ablációs kráter körül. Ugyanakkor erős impulzus esetén a helyzet más - minimális hőkárosodás a kráter körül, rendkívül hatékony ablációval. Igaz, ebben az esetben pozitív hatás érhető el a lökéshullám által a szövetben okozott kiterjedt mechanikai károsodás árán. Egy erbium lézerrel a szövetet 25-50 mikron mélységig távolítják el, minimális maradék hőkárosodással. Ennek eredményeként a bőr újbóli epithelializációjának folyamata sokkal rövidebb, mint a CO 2 lézerrel való érintkezés után.

II típusú. Szelektív befolyás.
Az ilyen típusú műveletek közé tartoznak az olyan eljárások, amelyek során bizonyos intradermális és szubkután képződmények lézeres károsodását érik el az integritás megsértése nélkül. bőr. Ezt a célt a lézer jellemzőinek megválasztásával érik el: hullámhossz és besugárzási mód. Biztosítaniuk kell a lézerfény kromofor általi elnyelését (színes célszerkezet), ami a sugárzási energia hővé alakulása (fototermolízis), illetve egyes esetekben a sugárzási energia hővé történő átalakulása következtében annak pusztulásához vagy elszíneződéséhez vezet. mechanikus energia. A lézeres expozíció célpontja lehet: a vörösvértestek hemoglobinja, amelyek számos kitágult, borfoltokkal (PWS) járó dermális érben találhatók; különböző bőrképződmények melanin pigmentje; szén, valamint a tetoválás során a hám alá fecskendezett, vagy más behatás következtében odakerülő más, eltérő színű idegen részecskék.

Ideális szelektív hatásnak tekinthető az a hatás, amikor a lézersugarat csak a célszerkezetek nyelték el, azon kívül pedig nincs elnyelés. Egy ilyen eredmény eléréséhez a megfelelő hullámhosszú lézert választó szakembernek csak a sugárzás energiasűrűségét és az expozíciók (illetve impulzusok) időtartamát, valamint a köztük lévő intervallumokat kellene beállítania. Ezeket a paramétereket egy adott cél (VTR) figyelembevételével határozzák meg - az az időintervallum, amely alatt az impulzus idején megemelkedett célhőmérséklet a kezdeti értékhez képest a növekedés felével csökken. Az impulzus időtartamának túllépése a TTR érték felett a célpont körüli szövet nem kívánt túlmelegedését okozza. Az impulzusok közötti intervallum csökkenése is ugyanilyen hatáshoz vezet. Elvileg mindezen állapotok matematikailag modellezhetők a műtét előtt, de maga a bőr összetétele nem teszi lehetővé a számított adatok teljes körű felhasználását. Az a tény, hogy az epidermisz bazális rétegében melanociták és egyedi kratinociták vannak, amelyek melanint tartalmaznak. Mivel ez a pigment intenzíven nyeli el a fényt a spektrum látható, valamint közeli ultraibolya és infravörös tartományában (a melanin "optikai ablaka" az 500-1100 nm tartományban van), az ebben a tartományban lévő lézersugárzást melanin. Ez termikus károsodáshoz és a megfelelő sejtek halálához vezethet. Ezenkívül a spektrum látható részén lévő sugárzást a citokrómok és a flavin enzimek (flavoproteinek) is elnyelik mind a melanintartalmú sejtekben, mind az epidermisz és irha minden más típusú sejtjében. Ebből következik, hogy a bőr felszíne alatt elhelyezkedő célpont lézeres besugárzásakor elkerülhetetlenné válik az epidermális sejtek károsodása. Ezért az igazi klinikai probléma az olyan lézeres besugárzási módok kompromisszumos keresésébe redukálódik, amelyek során maximális célkárosodás érhető el az epidermisz legkevesebb károsodása mellett (a későbbi regeneráció elvárása mellett, elsősorban a szomszédos besugárzás miatt). nem besugárzott bőrterületek).

Az összes fenti feltételnek való megfelelés egy adott céllal kapcsolatban a maximális károsodáshoz (melegedés vagy bomlás) vezet, a szomszédos szerkezetek minimális túlmelegedésével vagy mechanikai sérülésével.

Így a borfolt (PWS) kóros ereinek besugárzására a legracionálisabb a hemoglobin fényelnyelési csúcsainak (l = 540, 577, 585 és 595 nm) megfelelő leghosszabb hullámhosszú lézer alkalmazása. ezredmásodperc nagyságrendű impulzusidő, mivel ebben az esetben a sugárzás melanin elnyelése elhanyagolható lesz (a szelektív fototermolízis elméletének 1. pozíciója). A viszonylag nagy hullámhossz hatékonyan biztosítja a szövet mély melegítését (2. pozíció), és egy viszonylag hosszú impulzus egy nagyon nagy célpontnak (vörösvértestekkel rendelkező erek; 3. pozíció) felel meg.

Ha az eljárás célja a tetoválás részecskék eltávolítása, akkor ezen részecskék színének megfelelő sugárzási hullámhossz kiválasztása mellett szükséges lesz az impulzus időtartamának beállítása is, ami jóval rövidebb, mint a borfoltok esetén, a részecskék mechanikai roncsolásának elérése érdekében, más szerkezetek minimális hőkárosodásával (4. pozíció).

Mindezen feltételek betartása természetesen nem biztosítja az epidermisz abszolút védelmét, azonban kizárja annak túlságosan durva károsodását, amely utólag a túlzott hegesedés miatt maradandó esztétikai hibához vezetne.

Szövetreakciók lézersugárzás hatására

Amikor a lézerfény kölcsönhatásba lép a szövettel, a következő reakciók lépnek fel.

Fotostimuláció. A fotostimulációhoz alacsony intenzitású terápiás lézereket használnak. A terápiás lézer az energetikai paramétereket tekintve olyan hatású, amely nem károsítja a biorendszert, ugyanakkor ez az energia elegendő a szervezet életfolyamatainak aktiválásához, például a sebgyógyulás felgyorsításához.

fotodinamikus reakció. Az elv azon alapul, hogy egy fényérzékenyítő (természetes vagy mesterségesen bevitt) bizonyos hullámhosszú fénynek van kitéve, amely citotoxikus hatást fejt ki a kóros szövetre. A bőrgyógyászatban a fotodinamikus expozíciót acne vulgaris, pikkelysömör, lichen planus, vitiligo, urticaria pigmentosa stb. kezelésére használják.

Fototermolízis és fotomechanikai reakciók - a sugárzás elnyelésekor a lézersugár energiája hővé alakul a bőr kromofort tartalmazó területén. A lézersugár megfelelő teljesítménye esetén ez a cél termikus megsemmisüléséhez vezet . Szelektív fototermolízissel távolíthatók el a felületesen elhelyezkedő erek malformációi, a bőr, a haj egyes pigmentfoltjai, valamint a tetoválások.

Irodalom

1. Lézer és fényterápia. Dover J.S. Moszkva. Reid Elsiver 2010.p.5-7
2. Nevorotin AI Bevezetés a lézeres sebészetbe. Oktatóanyag. - Szentpétervár: SpecLit, 2000.
3. Nevorotin AI Lézeres seb elméleti és alkalmazási szempontból. // Lézerbiológia és lézergyógyászat: gyakorlat. Mat. jelentés ismétlés. szemináriumi iskolák. 2. rész - Tartu-Pyhäjärve: Az Észt SSR Tartui Egyetemének Kiadója, 1991, p. 3-12.
4. Anderson R. R., Parish J. A. Az emberi bőr optikája. J Invest Dermatol 1981; 77:13-19.
5. Anderson R. R., Parrish J. A. Szelektív fototermolízis: precíz mikrosebészet a pulzáló sugárzás szelektív abszorpciójával. Tudomány 1983; 220:524-527.
6. Goldman L., Blaney D. J., Kindel D. J. et al. A lézersugár hatása a bőrre: előzetes jelentés. J Invest Dermatol 1963; 40:121-122.
7. Kaminer M. S., Arndt K. A., Dover J. S. et al. A kozmetikai sebészet atlasza. 2. kiadás - Saunders-Elsevier 2009.
8. Margolis R. J., Dover J. S., Polla L. L. et al. Látható hatásspektrum a melanin-specifikus szelektív fototermolízishez. Lasers Surg Med 1989; 9:389-397.

Az optikai kvantumgenerátorok (OCG, lézerek) teljesen új típusú fénysugárzás forrásai. Ellentétben bármely ismert fényforrás sugarával, amely különböző hosszúságú elektromágneses hullámokat hordoz, a lézersugár monokromatikus (pontosan azonos hosszúságú elektromágneses hullámok), nagy időbeli és térbeli koherenciájú (minden hullám egyszerre, egy fázisban keletkezik), keskeny irányíthatóság, ami pontos kis fókuszt eredményez. Ezért a lézersugárzás teljesítménysűrűsége egy impulzusban óriási lehet.

Különféle típusú lézerek léteznek: szilárdtest-lézerek, ahol az emitter található szilárd- rubin, neodímium stb., gázlézerek (hélium-neon, argon stb.), folyadék és félvezető. A lézerek folyamatos és impulzus üzemmódban működhetnek.

A lézersugárzást a következő fő paraméterek jellemzik: hullámhossz (µm), teljesítmény (W), teljesítmény fluxussűrűség (W/cm2), sugárzási energia (J) és sugárszögdivergencia (min ív).

A JCG hatóköre nagyon széles: a nemzetgazdaság különböző területein, a kommunikációs technológiában (lehetővé teszi az átvitelt nagyszámú információ), a mikroelektronikában, óraiparban, hegesztésben, forrasztásban stb., tudományos kutatásban, űrkutatásban.

A lézersugár egyedisége - nagyon kis területen nagy sugárzási teljesítmény elérése, teljes sterilitás - lehetővé teszi, hogy sebészetben is alkalmazható legyen a retinán végzett műtétek során a szövetek koagulációjára, új kutatási eszközként a kísérleti biológiában, citológiában (a nyaláb elérheti az egyes organellumokat anélkül, hogy az egész sejtet károsítaná) stb.

Minden több az egyéneket a lézerek hatókörébe vonják; így ez a fajta sugárzás nagyon komoly foglalkozási és higiéniai tényező jelentőségűvé válik.

Gyártási körülmények között a legnagyobb veszélyt nem a közvetlen fénysugár jelenti, amelynek hatása csak a biztonsági előírások durva megsértése esetén lehetséges, hanem a sugár diffúz visszaverődése és szórása (a célba ütköző sugár vizuális megfigyelésekor, eszközök megfigyelésekor a sugárút közelében, amikor a falakról és más felületekről visszaverődik). A fényvisszaverő felületek különösen veszélyesek. Bár a visszavert sugár intenzitása alacsony, a szem számára biztonságos energiaszint túlléphet. Azokban a laboratóriumokban, ahol impulzusos OCG-vel dolgoznak, további kedvezőtlen tényezők vannak: állandó (80-00 dB) és impulzus (120 dB vagy több) zaj, szivattyúlámpák vakító fénye, vizuális analizátor fáradtsága, neuro-emocionális stressz , gázszennyeződések a levegőben - ózon, nitrogén-oxidok; ultraibolya sugárzás stb.

A lézerek biológiai hatása

A lézerek biológiai hatását két fő kritérium határozza meg: 1) a lézer fizikai jellemzői (lézer hullámhossza, folyamatos vagy impulzusos besugárzás, impulzus időtartama, impulzusismétlési sebesség, fajlagos teljesítmény), 2) a szövetek abszorpciós jellemzői. Magának a biológiai szerkezetnek a tulajdonságai (elnyelő, visszaverő képesség) befolyásolják a lézer biológiai hatásának hatásait.

A lézer hatása sokrétű - elektromos, fotokémiai; a fő tevékenység a termikus. A legveszélyesebb lézerek nagy impulzusenergiával.

A közvetlen fény monokromatikus impulzus helyi égést okoz az egészséges szövetben - fehérjék koagulációja, helyi nekrózis, élesen elhatárolva a szomszédos területtől, aszeptikus gyulladás, majd kötőszöveti heg kialakulása. Intenzív besugárzással - vaszkularizációs zavarok, vérzések a parenchymás szervekben. Ismételt expozíció esetén a kóros hatás fokozódik. A legérzékenyebb a szem (a szaruhártya és a lencse fókuszálja a sugárzást a retinára) és a bőr, különösen pigmentált.

Klinika

A lézersugár közvetlen szembetalálásával - a retina égése, törése. A szaruhártya, az írisz, a lencse, a szemhéj bőre érintett lehet. A károsodás általában visszafordíthatatlan.

Nemcsak a közvetlen, hanem a diffúz visszavert sugárzás bármilyen felületről veszélyes a szemre. Ez utóbbinak való hosszan tartó expozíció esetén leggyakrabban tűszerű, sagittat és ritkábban pontszerű átlátszatlanság észlelhető a lencsén. A retinán - világos, sárgásfehér, depigmentált elváltozások. A vizuális analizátor funkcionális állapotának vizsgálata során a fény- és kontrasztérzékenység csökkenését, az adaptáció helyreállítási idejének növekedését és a fényérzékenység változásait határozzák meg. Jellemzőek a szemgolyó fájdalmai és nyomásai, szemfájdalmak, fáradt szemek a munkanap végére, fejfájás.

A látószerv károsodása mellett az OCG-vel végzett munka során a különböző szervekből és rendszerekből nem specifikus reakciók komplexuma alakul ki.

Klinika általános jogsértések vegetatív diszfunkcióból áll, neurotikus reakciók hozzáadásával aszténiás háttéren. A szakmai tapasztalat gyarapodásával a neurocirculatory dystonia gyakorisága növekszik hipotóniás vagy hipertóniás változatokban, a lézersugárzás jellegétől (folyamatos, pulzáló), valamint a neurotizáció mértékétől függően.

A vesztibuláris készülék működésének megsértése is előfordul, mind az ingerlékenység növelése, mind pedig csökkentése irányában. E jogsértések gyakorisága is nő a szakmai tapasztalat növekedésével.

A biokémiai mutatók közül jellemzőek: a vér ammóniaszintjének emelkedése, az alkalikus foszfatáz és transzferázok aktivitásának növekedése, a katekolaminok kiválasztásának megváltozása.

Egy állatkísérletben alacsony energiaintenzitás hatására az agyi véráramlás változásait figyelték meg, amelyek a szisztémás hemodinamika változásaihoz kapcsolódnak. Megállapították a lézerenergia hatását a hypothalamus-hipofízis rendszerre.

Munkaképesség vizsgálat

A funkcionális zavarok kialakulásával a központi idegrendszer, szív- és érrendszeri apparátus, kezelés és átmeneti áthelyezés más munkakörbe javasolt; visszatérés a munkába, ha az állapot javul (orvosi felügyelet mellett) és a munkakörülmények javítása mellett. A szemkárosodás ellenjavallt a lézerrel végzett további munkavégzéshez.

Megelőzés

A laboratóriumi munkakörülmények ésszerű megszervezése. A lézer elhelyezése elszigetelt helyiségben. Riasztórendszer a biztonság érdekében a lézeres működés során. Kerülje a tükröződő felületeket. A lézersugarat nem tükröződő és nem gyúlékony háttérre kell irányítani. A falak mattra festettek - világos színekben. A sugár (különösen egy erős lézersugár) árnyékolása az emittertől az objektívig. Szigorúan tilos embereknek a lézersugárzás veszélyzónájában tartózkodni lézerműködés közben. A lézer karbantartásában nem érintett személyek laboratóriumában tartózkodni tilos. Hatékony szellőzés. Általános és helyi világítás. Az elektromos biztonsági követelmények szigorú betartása, személyi védelmi intézkedések. Speciálisan kialakított védőszemüveg használata (minden hullámhossznak megvan a maga apai szűrője). Általános erős megvilágítás mellett dolgozzon a pupilla szűkítése érdekében. Ha nagy energiákkal dolgozik, kerülje a test bármely részének érintkezését a közvetlen sugárral, ajánlott fekete filc- vagy bőrkesztyűt viselni. Szigorú szemészeti ellenőrzés. Előzetes és időszakos orvosi vizsgálatok.

A lézerek egyre fontosabb kutatási eszközökké válnak az orvostudomány, a fizika, a kémia, a geológia, a biológia és a mérnöki tudományok területén. Ha helytelenül használják, elkápráztathatják és sérülést okozhatnak (beleértve az égési sérüléseket és az áramütést is) a kezelőknek és más személyzetnek, beleértve az alkalmi laboratóriumi látogatókat, és jelentős anyagi károkat okozhatnak. Ezen eszközök felhasználóinak teljes mértékben meg kell érteniük és alkalmazniuk kell a szükséges biztonsági óvintézkedéseket a kezelésük során.

Mi az a lézer?

A "lézer" szó (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) egy rövidítés, amely a "fény erősítése stimulált emisszió által" rövidítése. A lézer által keltett sugárzás frekvenciája az elektromágneses spektrum látható részén belül vagy annak közelében van. Az energiát rendkívül nagy intenzitású állapotba erősítik fel az úgynevezett „indukált lézersugárzás” eljárás.

A "sugárzás" kifejezést gyakran félreértik, mert leírására is használják, ebben az összefüggésben az energia átadását jelenti. Az energia vezetés, konvekció és sugárzás útján kerül át egyik helyről a másikra.

Sokan vannak különféle típusok különböző környezetben működő lézerek. Munkaközegként gázokat (például argont vagy hélium és neon keverékét), szilárd kristályokat (például rubint) vagy folyékony festékeket használnak. Amikor a munkaközeget energiával látják el, az gerjesztett állapotba kerül, és fényrészecskék (fotonok) formájában energiát szabadít fel.

A lezárt cső mindkét végén lévő tükörpár visszaveri vagy továbbítja a fényt koncentrált sugárban, amelyet lézersugárnak neveznek. Minden munkaközeg egyedi hullámhosszú és színű sugarat állít elő.

A lézerfény színét általában hullámhosszban fejezik ki. Nem ionizáló, és magában foglalja a spektrum ultraibolya (100-400 nm), látható (400-700 nm) és infravörös (700 nm - 1 mm) részét.

elektromágneses spektrum

Minden elektromágneses hullámnak egyedi frekvenciája és hossza ehhez a paraméterhez kapcsolódik. Ahogy a vörös fénynek megvan a maga frekvenciája és hullámhossza, az összes többi színnek – narancssárga, sárga, zöld és kék – egyedi frekvenciája és hullámhossza van. Az emberek képesek érzékelni ezeket az elektromágneses hullámokat, de nem látják a spektrum többi részét.

Az ultraibolya is a legmagasabb frekvenciával rendelkezik. Az infravörös, mikrohullámú sugárzás és rádióhullámok a spektrum alsó frekvenciáit foglalják el. A látható fény nagyon szűk tartományban van a kettő között.

emberi hatás

A lézer intenzív irányított fénysugarat hoz létre. Ha egy tárgyra irányítják, visszaverik vagy fókuszálják, a sugár részben elnyelődik, ami megemeli a tárgy felületét és belső hőmérsékletét, ami az anyag megváltozását vagy deformálódását okozhatja. Ezek a lézeres sebészetben és anyagfeldolgozásban használatos tulajdonságok veszélyesek lehetnek az emberi szövetekre.

A szövetekre termikus hatást kifejtő sugárzás mellett veszélyes a fotokémiai hatást kiváltó lézersugárzás. Állapota kellően rövid, azaz a spektrum ultraibolya vagy kék része. A modern eszközök lézersugárzást bocsátanak ki, amelynek az emberre gyakorolt ​​hatása minimális. A kis teljesítményű lézerek energiája nem elég ahhoz, hogy kárt okozzon, és nem is jelentenek veszélyt.

Az emberi szövetek érzékenyek az energiára, és bizonyos körülmények között az elektromágneses sugárzás, beleértve a lézersugárzást is, károsíthatja a szemet és a bőrt. Tanulmányokat végeztek a traumás sugárzás küszöbszintjeivel kapcsolatban.

Szemveszély

Az emberi szem érzékenyebb a sérülésekre, mint a bőr. A szaruhártya (a szem átlátszó külső elülső felülete) a dermisszel ellentétben nem rendelkezik elhalt sejtekből álló külső réteggel, amely véd a környezeti hatásoktól. Lézer és a szem szaruhártya felszívódik, ami károsíthatja azt. A sérülést a hám ödémája és az erózió, súlyos sérülések esetén pedig az elülső kamra homályosodása kíséri.

A szemlencse is hajlamos lehet a sérülésekre, ha különféle lézersugárzásnak – infravörös és ultraibolya sugárzásnak van kitéve.

A legnagyobb veszélyt azonban a lézernek a retinára gyakorolt ​​hatása jelenti az optikai spektrum látható részén - 400 nm-től (ibolya) 1400 nm-ig (infravörös közelében). A spektrum ezen tartományán belül a kollimált nyalábok a retina nagyon kis területeire fókuszálnak. Az expozíció legkedvezőtlenebb változata akkor fordul elő, ha a szem a távolba néz, és abba közvetlen vagy visszavert sugár kerül. Ebben az esetben a retinán való koncentrációja eléri a 100 000-szeresét.

Így egy 10 mW/cm 2 teljesítményű látható nyaláb 1000 W/cm 2 teljesítménnyel hat a retinára. Ez több mint elég ahhoz, hogy károkat okozzon. Ha a szem nem néz a távolba, vagy ha a sugár diffúz, nem tükröződő felületről verődik vissza, sokkal erősebb sugárzás vezet sérüléshez. A bőrt érő lézerhatás nélkülözi a fókuszáló hatást, így sokkal kevésbé hajlamos a sérülésekre ezeken a hullámhosszokon.

röntgensugarak

Egyes, 15 kV feletti feszültségű nagyfeszültségű rendszerek jelentős teljesítményű röntgensugárzást tudnak generálni: lézersugárzást, amelynek forrásai erős elektronszivattyús források, valamint plazmarendszerek és ionforrások. Ezeket az eszközöket ellenőrizni kell a megfelelő árnyékolás érdekében.

Osztályozás

A sugár teljesítményétől vagy energiájától és a sugárzás hullámhosszától függően a lézereket több osztályba sorolják. A besorolás azon alapul, hogy az eszköz azonnali szem-, bőrsérülést vagy tüzet okozhat, ha közvetlenül a sugárnak van kitéve, vagy ha visszaverődik a diffúz fényvisszaverő felületekről. Minden kereskedelmi forgalomban lévő lézert a rájuk helyezett jelölések alapján kell azonosítani. Ha az eszköz házilag készült, vagy nincs más jelöléssel ellátva, tanácsot kell kérni a megfelelő osztályozással és címkézéssel kapcsolatban. A lézereket teljesítmény, hullámhossz és expozíciós idő különbözteti meg.

Biztonságos eszközök

Az első osztályú készülékek alacsony intenzitású lézersugárzást generálnak. Nem érheti el a veszélyes szintet, ezért a források mentesülnek a legtöbb ellenőrzés vagy egyéb felügyelet alól. Példa: lézernyomtatók és CD-lejátszók.

Feltételesen biztonságos eszközök

A második osztályba tartozó lézerek a spektrum látható részében bocsátanak ki. Ez lézersugárzás, amelynek forrásai a túl erős fény visszautasításának normális reakcióját váltják ki (pislogási reflex). A sugárnak kitéve az emberi szem 0,25 másodperc után pislog, ami kellő védelmet nyújt. A látható tartományban lévő lézersugárzás azonban állandó expozíció esetén károsíthatja a szemet. Példák: lézermutatók, geodéziai lézerek.

A 2a osztályú lézerek speciális célú eszközök, amelyek kimeneti teljesítménye 1 mW-nál kisebb. Ezek az eszközök csak akkor okoznak kárt, ha egy 8 órás munkanapon belül több mint 1000 másodpercig vannak közvetlenül kitéve. Példa: vonalkód olvasók.

Veszélyes lézerek

A 3a osztály azokra az eszközökre vonatkozik, amelyek nem okoznak sérülést a védetlen szem rövid távú expozíciója esetén. Veszélyes lehet fókuszáló optika, például teleszkóp, mikroszkóp vagy távcső használatakor. Példák: 1-5 mW He-Ne lézer, néhány lézermutató és épületszint.

A 3b osztályú lézersugár sérülést okozhat, ha közvetlenül van kitéve, vagy ha tükröződik. Példa: 5-500 mW He-Ne lézer, számos kutatási és terápiás lézer.

A 4. osztályba olyan eszközök tartoznak, amelyek teljesítménye meghaladja az 500 mW-ot. Veszélyesek a szemre, a bőrre, és tűzveszélyesek is. A sugárnak való kitettség, tükör- vagy diffúz visszaverődése szem- és bőrsérüléseket okozhat. Minden biztonsági intézkedést meg kell tenni. Példa: Nd:YAG lézerek, kijelzők, sebészet, fémvágás.

Lézersugárzás: védelem

Minden laboratóriumnak megfelelő védelmet kell biztosítania a lézerrel dolgozó személyek számára. Azon helyiségek ablakait, amelyeken keresztül a 2., 3. vagy 4. osztályú eszközök sugárzása áthaladhat, és az ellenőrizetlen területeken kárt okoz, le kell fedni vagy más módon védeni kell az ilyen készülék működése közben. A maximális szemvédelem érdekében a következők javasoltak.

• A gerendát nem tükröződő, nem gyúlékony tárolóba kell zárni, hogy minimálisra csökkentsük a véletlen expozíció vagy a tűz kockázatát. A sugár beállításához használjon fluoreszkáló képernyőket vagy másodlagos irányzékokat; kerülje a közvetlen szembe jutást.
• Használja a legkisebb teljesítményt a sugárigazítási eljáráshoz. Ha lehetséges, használjon alacsony kategóriás eszközöket az előzetes beállítási eljárásokhoz. Kerülje el a szükségtelen tükröződő tárgyak jelenlétét a lézer területén.
• Korlátozza a sugár áthaladását a veszélyzónában munkaszüneti időben, redőnyök és egyéb akadályok használatával. Ne használja a helyiség falait a 3b és 4 osztályú lézerek sugarának igazításához.
• Használjon nem tükröződő eszközöket. Néhány készlet, amely nem tükrözi vissza a látható fényt, tükörképessé válik a spektrum láthatatlan tartományában.
• Ne viseljen fényvisszaverő ékszert. A fém ékszerek növelik az áramütés kockázatát is.

Védőszemüveg

Védőszemüveget kell viselni, ha 4. osztályú lézerekkel dolgozik nyílt veszélyes területen, vagy ahol fennáll a visszaverődés veszélye. Típusuk a sugárzás típusától függ. A szemüveget úgy kell megválasztani, hogy védjen a visszaverődésektől, különösen a diffúz visszaverődésektől, és olyan szintű védelmet nyújtson, hogy a természetes védőreflex megakadályozza a szemsérülést. Az ilyen optikai eszközök bizonyos mértékben megőrzik a sugár láthatóságát, megakadályozzák a bőrégést, és csökkentik az egyéb balesetek lehetőségét.

A szemüveg kiválasztásakor figyelembe veendő tényezők:

• a sugárzási spektrum hullámhossza vagy tartománya;
• optikai sűrűség egy bizonyos hullámhosszon;
• maximális megvilágítás (W / cm 2) vagy sugárteljesítmény (W);
• lézerrendszer típusa;
• teljesítmény üzemmód - impulzusos lézersugárzás vagy folyamatos üzemmód;
• a visszaverődés lehetősége - tükör és diffúz;
• rálátás;
• korrekciós lencsék vagy megfelelő méretű lencse megléte a látásjavító szemüveg viseléséhez;
• kényelem;
• a párásodást megakadályozó szellőzőnyílások jelenléte;
• hatás a színlátásra;
• ütésállóság;
• a szükséges feladatok elvégzésének képessége.

Mivel a védőszemüvegek sérülésnek és kopásnak vannak kitéve, a laboratórium biztonsági programjának tartalmaznia kell e biztonsági elemek időszakos ellenőrzését.