L'uomo è industria, medicina, ricerca scientifica, monitoraggio delle condizioni ambiente e altri Le radiazioni laser (LI), come altri tipi di radiazioni, hanno un effetto negativo sul corpo umano. I laser a emissione continua producono un'intensità dell'ordine di $ 10 $ W/cm2, che è abbastanza per fondere e vaporizzare qualsiasi materiale. L'intensità della radiazione durante la generazione di impulsi brevi a volte raggiunge più di $ 10 $ W/cm2. Per immaginare questo valore, va notato che vicino alla superficie terrestre, l'intensità della luce solare è solo $0,1$…$0,2$ W/cm2. LI è una radiazione ottica coerente, che ha un'elevata direttività e un'elevata densità di energia.

La radiazione si forma nel mezzo attivo, che è l'elemento principale del laser, e affinché si formi è necessario:

1. Luce da sorgenti non laser;
2. Scarica di energia elettrica nei gas;
3. Reazioni chimiche;
4. Bombardamento con fasci elettrici e altri metodi.

Il risonatore ottico è formato da specchi, tra i quali si trova il mezzo attivo, può essere un materiale solido - vetro, plastica, rubini - può essere rappresentato da semiconduttori, liquidi con coloranti organici, gas, ecc. I laser possono essere pulsati e continui .

In base ai loro parametri fisici e tecnici, i laser sono classificati:

1. Versione design:

   • Laser fissi;
   • Laser mobili;
   • laser aperti;
   • laser chiusi.

2. Potenza di radiazione:

   • Laser per impieghi gravosi;
   • Laser potenti;
   • Laser di media potenza;
   • laser a bassa potenza.

3. Modalità di lavoro:

   • laser CW;
   • Laser pulsati;
   • Laser pulsati Q-switch.

4. Metodo di dissipazione del calore:

   • Laser a raffreddamento naturale;
   • Laser forzati raffreddati ad acqua;
   • Laser raffreddati ad aria forzata;
   • Laser con raffreddamento forzato da liquidi speciali.

5. Scopo:

   • Laser tecnologici;
   • I laser sono speciali;
   • Laser di ricerca;
   • I laser sono unici.

6. Metodo di pompaggio:

   • Pompaggio per eccitazione chimica;
   • Pompaggio tramite passaggio di corrente ad alta frequenza;
   • Passaggio di una corrente pulsata;
   • Passando corrente continua;
   • Pompaggio con luce pulsata;
   • Pompaggio a luce costante.

7. La lunghezza dell'onda luminosa generata:

   • laser a infrarossi;
   • Laser a luce visibile;
   • laser ultravioletti;
   • laser a raggi X;
   • laser submillimetri.

8. Per l'elemento attivo:

   • Laser dinamici a gas;
   • Laser a stato solido;
   • Laser a semiconduttore;
   • Laser liquidi;
   • Laser a gas.

La radiazione laser e il corpo umano

Tutti i laser, in base al grado di pericolosità per i lavoratori, sono suddivisi in 4 classi:

1. Non rappresentano un pericolo di radiazioni per la pelle e gli occhi umani;
2. Sia la radiazione diretta che quella riflessa speculare rappresentano un grande pericolo per gli occhi;
3. Tutte e tre le radiazioni - diretta, riflessa specularmente e riflessa diffusamente - a una distanza di $ 0,1 $ m dalla superficie riflettente sono pericolose. C'è anche il pericolo di esposizione alla pelle;
4. Pericolo da radiazione diffusamente riflessa a una distanza di $0,1$ m da una superficie diffusamente riflettente.

Nel corpo umano, la radiazione laser può causare alterazioni patologiche, disturbi degli organi visivi, del sistema nervoso centrale e del sistema autonomo. La radiazione laser ha un effetto negativo sugli organi interni di una persona: fegato, reni, midollo spinale, ecc. Le ustioni superficiali risultanti - principale effetto fisiopatologico dell'irradiazione.

I laser di classe $II$, $III$, $IV$ sono obbligatoriamente contrassegnati da segnali di pericolo laser e dotati di dispositivi di segnalazione per l'intero periodo di funzionamento. Per evitare che la radiazione si diffonda oltre i materiali lavorati, sono dotati di laser di classe $III$ e $IV$ schermi speciali. Per la loro produzione viene utilizzato materiale ignifugo, non fondente e che assorbe la luce. Il controllo di tali laser è remoto.

Per la radiazione laser installata livelli limite. Questi livelli sono determinati tenendo conto della regione dello spettro separatamente per gli occhi e la pelle. Gli operatori laser dovrebbero essere sottoposti sia a una visita medica preliminare che a una visita medica annuale. Per i laser da $II$…$IV$, i lavoratori devono utilizzare protezioni per gli occhi personali e per i laser da $IV$, maschere protettive. A seconda della lunghezza d'onda della radiazione, le lenti degli occhiali possono essere incolori o arancioni, blu-verdi.

Tutti i pericoli della radiazione laser sono suddivisi in primario– macchina laser e secondario– nel processo di interazione tra la radiazione laser e il bersaglio.

1. Pericoli primari:

   • Radiazione laser diretta;
   • Tensione elettrica;
   • Emissione di luce;
   • rumore acustico;
   • Accessori per vibrazioni;
   • Gas inquinanti l'aria emessa dall'unità dell'impianto;
   • Radiazione di raggi X a tensioni superiori a $ 15 $ kV.

2. Rischi secondari:

   • Radiazione laser riflessa;
   • Sistemi aerodispersi;
   • Rumore acustico;
   • Radiazione di una torcia al plasma.

Razionamento della radiazione laser

Esistono due approcci scientificamente fondati per la regolazione della radiazione laser:

1. Primo riguarda gli effetti dannosi di tessuti o organi direttamente nel sito di irradiazione;
2. Secondo l'approccio riguarda i cambiamenti rilevabili nei sistemi e negli organi che non sono stati direttamente interessati.

Al centro regolamento igienico sono i criteri per l'azione biologica.

Sulla base di ciò, la gamma della radiazione laser è stata suddivisa in aree:

1. Regione ultravioletta - da $ 0,18 $ - $ 0,38 $ micron;
2. Area visibile - $ 0,38 $ - $ 0,7 $ 5 micron;
3. Infrarossi vicino alla regione - $ 0,75 $ - $ 1,4 $ µm;
4. La regione lontana dell'infrarosso è di oltre $ 1,4 $ micron.

Nota 2

La giustificazione degli standard igienici è difficile a causa del fatto che la gamma di lunghezze d'onda è ampia, i parametri della radiazione laser e gli effetti biologici sono diversi. I test sperimentali e clinici richiedono tempo e denaro, pertanto la modellizzazione matematica viene utilizzata per chiarire e sviluppare i livelli massimi consentiti di LI.

Modelli matematici, ovviamente, tenere conto della natura della distribuzione dell'energia e delle caratteristiche di assorbimento dei tessuti irradiati. Il metodo modellazione matematica processi fisici di base. È entrato ultima edizione norme e regole sanitarie per il dispositivo e il funzionamento dei laser - SNiP n. 5804-91.

Le norme sviluppate hanno tenuto conto dei risultati della ricerca scientifica e delle principali disposizioni dei documenti:

1. Dispositivo SaNiP e funzionamento dei laser № 2392-8 1;
2. Standard IEC (prima edizione, $ 1984 $);
3. Modifiche allo standard della Commissione elettrotecnica internazionale ($ 1987, pubblicazione $ 825).

Queste norme sono soggette ad applicazione e ciò è dimostrato dalla Lettera di Rospotrebnadzor datata $16$.$05$.$2007$ № 0100/4961-07-32 . I livelli massimi consentiti di radiazione laser stabiliscono le regole № 5804-91 .

Stabiliscono inoltre requisiti per:

1. Dispositivi e funzionamento di laser;
2. Locali industriali, posizionamento di attrezzature e luoghi di lavoro;
3. requisiti per il personale;
4. Condizioni della sfera industriale;
5. Applicazione dei mezzi di protezione;
6. Controllo medico.

La brillante previsione di A. Einstein, fatta da lui nel 1917, sulla possibilità di emissione di luce indotta da parte degli atomi, fu brillantemente confermata quasi mezzo secolo dopo, quando i fisici sovietici N. G. Basov e A. M. Prokhorov crearono generatori quantistici. Secondo l'abbreviazione inglese, questo dispositivo è anche chiamato laser e la radiazione che creano è chiamata laser.

Dove ci incontriamo? Vita di ogni giorno con luce laser? Al giorno d'oggi, i laser sono ampiamente utilizzati: si tratta di vari campi della tecnologia e della medicina, nonché degli effetti luminosi in spettacoli e spettacoli di varietà. La bellezza dei raggi laser iridescenti e danzanti li ha resi molto attraenti per gli sperimentatori domestici e i produttori di gadget laser. Ma in che modo le radiazioni laser influiscono sulla salute umana?

Per affrontare questi problemi, è necessario ricordare cos'è la radiazione laser. Per fare questo, andiamo "avanzando rapidamente" a una lezione di fisica nel grado 10 e parliamo di quanti di luce.

Cos'è la radiazione laser

La luce ordinaria nasce negli atomi. La luce laser è la stessa. Tuttavia, con altri processi fisici e come risultato dell'esposizione a un campo elettromagnetico esterno. Pertanto, la radiazione laser viene forzata (stimolata).

La radiazione laser è un'onda elettromagnetica che si propaga quasi parallelamente l'una all'altra. Pertanto, il raggio laser ha una messa a fuoco nitida, un angolo di diffusione estremamente ridotto e un impatto molto significativo sulla superficie irradiata.

Qual è la differenza tra la radiazione laser e, ad esempio, la radiazione di una lampada a incandescenza? Una lampada a incandescenza è una sorgente di luce artificiale che emette onde elettromagnetiche, a differenza della radiazione laser, in un ampio intervallo spettrale con un angolo di propagazione di circa 360 gradi.

L'effetto della radiazione laser sul corpo umano

La possibilità di un'applicazione estremamente diversificata dei generatori quantistici ha spinto specialisti di vari campi della medicina a fare i conti con l'impatto della radiazione laser sul corpo umano. Si è riscontrato che questo tipo di radiazione ha le seguenti proprietà:

La sequenza del danno durante l'azione biologica della radiazione laser è la seguente:

• un forte aumento della temperatura, accompagnato da un'ustione;
• segue l'effervescenza del liquido interstiziale e cellulare;
• il vapore risultante crea una pressione tremenda, che culmina in un'esplosione e un'onda d'urto che distrugge il tessuto circostante.

A basse e medie intensità di radiazioni, la pelle è particolarmente colpita. Con un'esposizione più forte, i danni alla pelle assumono la forma di edema, emorragia e zone morte. Ma i tessuti interni subiscono cambiamenti significativi. Inoltre, il pericolo maggiore deriva dalle radiazioni dirette e riflesse speculativamente. Provoca anche cambiamenti patologici nel lavoro. sistemi critici organismo.

Soffermiamoci in particolare sull'effetto della radiazione laser sugli organi visivi.

Brevi impulsi di radiazione generati da una causa laser grave sconfitta retina, cornea, iride e cristallino.

Ci sono 3 ragioni per questo.

I sintomi caratteristici del danno oculare sono spasmi e gonfiore delle palpebre, dolore oculare, annebbiamento ed emorragia retinica. Le cellule retiniche non si rigenerano dopo il danno.

L'intensità della radiazione che provoca danni agli organi visivi è inferiore alla radiazione che provoca danni alla pelle. Eventuali laser a infrarossi, nonché dispositivi che emettono radiazioni nello spettro visibile con una potenza superiore a 5 mW, possono rappresentare un pericolo.

Dipendenza dall'influenza della radiazione laser su una persona nel suo spettro

radiazioni laser in medicina

Scienziati straordinari di diversi paesi, che hanno lavorato alla creazione di un generatore quantistico, non sono stati nemmeno in grado di prevedere quale ampia applicazione avrebbe trovato la loro progenie in vari ambiti della vita. Ma ognuna di queste aree richiederà determinate lunghezze d'onda specifiche.

Da cosa dipende la lunghezza d'onda della radiazione laser? È determinato dalla natura, più precisamente dalla struttura elettronica del fluido di lavoro (il mezzo in cui viene generata questa radiazione). Esistono vari laser a stato solido e a gas. Questi raggi miracolosi possono appartenere alle parti dello spettro ultravioletto, visibile (solitamente rosso) e infrarosso. La loro portata è compresa tra 180 nm. e fino a 30 micron.

La natura dell'impatto della radiazione laser sul corpo umano dipende in gran parte dalla lunghezza d'onda. La nostra vista è circa 30 volte più sensibile al verde che al rosso. Pertanto, risponderemo più rapidamente al laser verde. In questo senso, è più sicuro del rosso.

Protezione contro le radiazioni laser in produzione

C'è un'enorme categoria di persone la cui attività professionale direttamente o indirettamente connesso con generatori quantistici. Per loro esistono norme e standard rigorosi per la protezione contro le radiazioni laser. Includono misure di protezione generale e individuale, a seconda del grado di pericolo che questo dispositivo laser rappresenta per tutte le strutture del corpo umano.

uso del laser nella produzione

In totale, ci sono 4 classi di pericolo che il produttore deve indicare. Il pericolo per il corpo umano è rappresentato dai laser delle classi 2,3 e 4.

Mezzi collettivi di protezione contro le radiazioni laser, si tratta di schermi e involucri protettivi, guide luminose, metodi di tracciamento televisivo e telemetrico, sistemi di allarme e blocco, nonché recinzione di un'area con radiazioni superiori al livello massimo consentito.

La protezione individuale dei dipendenti è fornita da un abbigliamento speciale. Per proteggere gli occhi è obbligatorio indossare occhiali con uno speciale rivestimento.

La migliore prevenzione delle radiazioni laser è il rispetto delle regole di funzionamento e protezione, nonché una tempestiva visita medica.

Protezione dalle radiazioni laser per gli utenti di gadget laser

L'uso incontrollato di laser, lampade, puntatori luminosi e torce laser fatti in casa nella vita di tutti i giorni rappresenta un serio pericolo per gli altri. Per evitare tragiche conseguenze, dovresti ricordare:

I generatori quantistici e qualsiasi gadget laser rappresentano una potenziale minaccia per i loro proprietari e altri. E solo un'attenta osservanza delle misure di sicurezza ti consentirà di goderti questi risultati senza danneggiare te stesso e i tuoi amici.

La stessa parola "laser" è un'abbreviazione dell'inglese "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", che significa "amplificazione della luce mediante emissione stimolata".

Il conto alla rovescia dell'era della medicina laser iniziò più di mezzo secolo fa, quando nel 1960 Theodor Mayman usò per la prima volta il laser al rubino nella clinica.

Il rubino è stato seguito da altri laser: 1961 - laser al neodimio, ittrio e alluminio granato (Nd:YAG); 1962 - argon; 1964 - Laser ad anidride carbonica (CO 2).

Nel 1965, Leon Goldman riferì dell'uso di un laser a rubino per la rimozione dei tatuaggi. Successivamente, fino al 1983, furono fatti vari tentativi di utilizzare laser al neodimio e ad argon per il trattamento delle patologie vascolari della pelle. Ma il loro uso è stato limitato dall'alto rischio di cicatrici.

Nel 1983, Rocks Anderson e John Parrish hanno pubblicato il loro concetto di fototermolisi selettiva (SPT) sulla rivista Science, che ha portato a cambiamenti rivoluzionari nella medicina laser e nella dermatologia. Questo concetto ha permesso di comprendere meglio i processi di interazione della radiazione laser con i tessuti. Questo, a sua volta, ha facilitato lo sviluppo e la produzione di laser per applicazioni mediche.

Caratteristiche della radiazione laser

Tre proprietà inerenti alla radiazione laser lo rendono unico:

1. Coerenza. I picchi e le cadute delle onde sono paralleli e coincidono in fase nel tempo e nello spazio.
2. Monocromo. Le onde luminose emesse da un laser hanno la stessa lunghezza, esattamente quella fornita dal mezzo utilizzato nel laser.
3. Collimazione. Le onde in un raggio di luce rimangono parallele, non divergono e il raggio trasferisce energia praticamente senza perdite.

Modi di interazione della radiazione laser con la pelle

I metodi di chirurgia laser vengono utilizzati per le manipolazioni sulla pelle molto più spesso che su qualsiasi altro tessuto. Ciò è spiegato, in primo luogo, dall'eccezionale diversità e prevalenza di patologie cutanee e vari difetti estetici e, in secondo luogo, dalla relativa facilità di esecuzione delle procedure laser, che è associata alla posizione superficiale degli oggetti che richiedono un trattamento. L'interazione della luce laser con i tessuti si basa sulle proprietà ottiche dei tessuti e sulle proprietà fisiche della radiazione laser. La distribuzione della luce sulla pelle può essere suddivisa in quattro processi correlati.

Riflessione. Circa il 5-7% della luce viene riflessa a livello dello strato corneo.

Assorbimento (assorbimento). Descritto dalla legge Bouguer-Lambert-Beer. L'assorbimento della luce che passa attraverso il tessuto dipende dalla sua intensità iniziale, dallo spessore dello strato di sostanza attraverso il quale passa la luce, dalla lunghezza d'onda della luce assorbita e dal coefficiente di assorbimento. Se la luce non viene assorbita, non vi è alcun effetto sui tessuti. Quando un fotone viene assorbito da una molecola bersaglio (cromoforo), tutta la sua energia viene trasferita a quella molecola. I più importanti cromofori endogeni sono melanina, emoglobina, acqua e collagene. I cromofori esogeni includono coloranti per tatuaggi e particelle di sporco impregnate durante il trauma.

Diffusione. Questo processo è dovuto principalmente al collagene del derma. L'importanza del fenomeno dello scattering risiede nel fatto che riduce rapidamente la densità del flusso di energia disponibile per l'assorbimento da parte del cromoforo bersaglio e, di conseguenza, l'effetto clinico sui tessuti. La dispersione diminuisce all'aumentare della lunghezza d'onda, rendendo le lunghezze d'onda più lunghe ideali per fornire energia alle strutture profonde della pelle.

Penetrazione. La profondità di penetrazione della luce nelle strutture sottocutanee, così come l'intensità di diffusione, dipende dalla lunghezza d'onda. Le onde corte (300-400 nm) sono intensamente sparse e non penetrano a una profondità superiore a 100 µm . Le lunghezze d'onda più lunghe penetrano più in profondità perché si disperdono meno. .

I principali parametri fisici del laser, che determinano l'effetto dell'energia quantistica su un particolare bersaglio biologico, sono la lunghezza dell'onda generata e la densità del flusso di energia e il tempo di esposizione.

La lunghezza dell'onda generata. La lunghezza d'onda della radiazione laser è paragonabile allo spettro di assorbimento dei più importanti cromofori tissutali (Fig. 2). Quando si sceglie questo parametro, si dovrebbe assolutamente tenere conto della profondità della struttura target (cromoforo), poiché la diffusione della luce nel derma dipende in modo significativo dalla lunghezza d'onda (Fig. 3). Ciò significa che le onde lunghe vengono assorbite più debolmente di quelle corte; di conseguenza, la loro penetrazione nei tessuti è più profonda. È inoltre necessario tenere conto della disomogeneità dell'assorbimento spettrale dei cromofori tissutali:

• Melanina normalmente presente nell'epidermide e nei follicoli piliferi. Il suo spettro di assorbimento si trova negli intervalli spettrali dell'ultravioletto (fino a 400 nm) e del visibile (400 - 760 nm). L'assorbimento della radiazione laser da parte della melanina diminuisce gradualmente all'aumentare della lunghezza d'onda della luce. L'indebolimento dell'assorbimento si verifica nella regione del vicino infrarosso dello spettro da 900 nm.
• Emoglobina trovato negli eritrociti. Ha molti picchi di assorbimento diversi. I massimi dello spettro di assorbimento dell'emoglobina si trovano negli intervalli UV-A (320-400 nm), viola (400 nm), verde (541 nm) e giallo (577 nm).
• Collagene costituisce la base del derma. Lo spettro di assorbimento del collagene è nell'intervallo visibile da 400 nm a 760 nm e nella regione del vicino infrarosso dello spettro da 760 a 2500 nm.
• Acqua costituisce fino al 70% del derma. Lo spettro di assorbimento dell'acqua si trova nelle regioni infrarosse centrali (2500 - 5000 nm) e lontane (5000 - 10064 nm) dello spettro.

Densità del flusso di energia. Se la lunghezza d'onda della luce influisce sulla profondità alla quale viene assorbita dall'uno o dall'altro cromoforo, l'intensità dell'energia della radiazione laser e la potenza che determina la velocità di arrivo di questa energia sono importanti per il danno diretto alla struttura bersaglio. L'energia è misurata in joule (J), la potenza è misurata in watt (W o J/s). In pratica, questi parametri di radiazione vengono solitamente utilizzati in termini di unità di superficie: densità del flusso di energia (J / cm 2) e velocità del flusso di energia (W / cm 2) o densità di potenza.

Tipi di interventi laser in dermatologia

Tutti i tipi di interventi laser in dermatologia possono essere suddivisi in due tipi:

• Io digito. Operazioni durante le quali viene eseguita l'ablazione dell'area della pelle interessata, compresa l'epidermide.
• II tipo. Operazioni finalizzate alla rimozione selettiva di strutture patologiche senza violare l'integrità dell'epidermide.

Tipo I. Ablazione.
Questo fenomeno è uno dei problemi fondamentali, intensamente studiati, anche se non ancora del tutto risolti, della fisica moderna.
Il termine "ablazione" è tradotto in russo come rimozione o amputazione. Nel vocabolario non medico, questa parola significa sfocatura o fusione. Nella chirurgia laser, l'ablazione è intesa come l'eliminazione di una sezione di tessuto vivente direttamente sotto l'azione dei fotoni di radiazione laser su di essa. Si tratta dell'effetto che si manifesta proprio durante la procedura di irradiazione, in contrasto con la situazione (ad esempio durante la terapia fotodinamica), in cui l'area del tessuto irradiato rimane in posizione dopo la cessazione dell'esposizione al laser, e la sua graduale eliminazione avviene successivamente come risultato di una serie di reazioni biologiche locali che si sviluppano nella zona di irradiazione.

Le caratteristiche energetiche e le prestazioni dell'ablazione sono determinate dalle proprietà dell'oggetto irradiato, dalle caratteristiche della radiazione e dai parametri che legano indissolubilmente le proprietà dell'oggetto e del raggio laser - i coefficienti di riflessione, assorbimento e dispersione di un dato tipo di radiazioni in un dato tipo di tessuto o nei suoi singoli componenti. Le proprietà dell'oggetto irradiato includono: il rapporto tra componenti liquidi e densi, le loro proprietà chimiche e fisiche, la natura dei legami intra e intermolecolari, la sensibilità termica delle cellule e delle macromolecole, l'afflusso di sangue al tessuto, ecc. La radiazione caratteristiche sono la lunghezza d'onda, la modalità di irraggiamento (continuo o impulsivo), la potenza, l'energia dell'impulso, l'energia totale assorbita, ecc.

Il meccanismo di ablazione è stato studiato nel dettaglio utilizzando un laser CO2 (l = 10,6 μm). La sua radiazione ad una densità di potenza di ³ 50 kW/cm 2 è intensamente assorbita dalle molecole d'acqua dei tessuti. In tali condizioni, c'è un rapido riscaldamento dell'acqua e da essa i componenti non acquosi del tessuto. La conseguenza di ciò è la rapida evaporazione (esplosiva) dell'acqua tissutale (effetto vaporizzazione) e l'eruzione del vapore acqueo insieme a frammenti di strutture cellulari e tissutali all'esterno del tessuto con la formazione di un cratere di ablazione. Insieme al materiale surriscaldato, la maggior parte dell'energia termica viene rimossa dal tessuto. Lungo le pareti del cratere rimane una sottile striscia di fuso riscaldato, da cui il calore viene trasferito ai tessuti intatti circostanti (Fig. 4). A una bassa densità di energia (Fig. 5a), il rilascio di prodotti di ablazione è relativamente piccolo, quindi una parte significativa del calore dal massiccio strato di fusione viene trasferita al tessuto. A una densità maggiore (Fig. 5, B), si osserva l'immagine opposta. In questo caso, un danno termico minore è accompagnato da un trauma meccanico al tessuto dovuto all'onda d'urto. Parte del materiale riscaldato sotto forma di fuso rimane lungo le pareti del cratere di ablazione, ed è questo strato che è il serbatoio del calore trasferito al tessuto esterno al cratere. Lo spessore di questo strato è lo stesso lungo l'intero contorno del cratere. Con un aumento della densità di potenza, diminuisce e con una diminuzione aumenta, il che è accompagnato rispettivamente da una diminuzione o un aumento della zona di danno termico. Pertanto, aumentando la potenza della radiazione, otteniamo un aumento della velocità di rimozione dei tessuti, riducendo la profondità del danno termico.

Il campo di applicazione del laser CO 2 è molto ampio. In modalità focalizzata, viene utilizzato per asportare i tessuti con la coagulazione simultanea dei vasi. Nella modalità sfocata, la rimozione strato per strato (vaporizzazione) del tessuto patologico viene eseguita riducendo la densità di potenza. È in questo modo che tumori superficiali maligni e potenzialmente maligni (carcinoma basocellulare, cheilite attinica, eritroplasia di Queyrat), una serie di neoplasie benigne della pelle (angiofibroma, trichlemmoma, siringoma, tricoepitelioma, ecc.), ampio post-ustione croste, malattie infiammatorie cutanee (granulomi, condrodermatite nodulare del padiglione auricolare), cisti, lesioni cutanee infettive (verruche, verruche ricorrenti, micosi profonde), lesioni vascolari (granuloma piogenico, angiocheratoma, linfangioma anulare), formazioni che causano difetti estetici (rinofima, cicatrici profonde da acne, voglie epidermiche, lentigo, xantelasma), ecc.

Il raggio laser CO 2 sfocato viene utilizzato anche in una procedura puramente cosmetica: la cosiddetta dermoabrasione laser, ovvero la rimozione strato per strato degli strati superficiali della pelle per ringiovanire l'aspetto del paziente. Nella modalità pulsata con una durata dell'impulso inferiore a 1 ms, 25-50 micron di tessuto vengono vaporizzati selettivamente in un passaggio; questo forma una sottile zona di necrosi termica residua entro 40-120 micron. La dimensione di questa zona è sufficiente per isolare temporaneamente i vasi sanguigni e linfatici del derma, il che a sua volta riduce il rischio di formazione di cicatrici.

Il rinnovamento della pelle dopo la dermoabrasione laser è dovuto a diversi motivi. L'ablazione riduce la comparsa di rughe e anomalie strutturali attraverso l'evaporazione superficiale dei tessuti, la coagulazione termica delle cellule nel derma e la denaturazione delle proteine ​​della matrice extracellulare. Durante la procedura, si verifica un'istantanea contrazione visibile della pelle nell'intervallo del 20-25% a causa del restringimento (compressione) dei tessuti dovuto alla disidratazione e alla contrazione delle fibre di collagene. L'inizio di un risultato di rinnovamento cutaneo ritardato, ma più duraturo, si ottiene grazie ai processi associati alla reazione dei tessuti alla lesione. Dopo l'esposizione al laser, si sviluppa un'infiammazione asettica nell'area della ferita formata. Questo stimola il rilascio del fattore di crescita post-traumatico e l'infiltrazione di fibroblasti. La reazione in arrivo è automaticamente accompagnata da un'impennata di attività, che porta inevitabilmente al fatto che i fibroblasti iniziano a produrre più collagene ed elastina. A seguito della vaporizzazione si attivano i processi di rinnovamento e la cinetica di proliferazione delle cellule epidermiche. Nel derma vengono avviati i processi di rigenerazione del collagene e dell'elastina, seguiti dalla loro disposizione in configurazione parallela.

Eventi simili si verificano quando si utilizzano laser pulsati che emettono nella regione del vicino e medio infrarosso dello spettro (1,54-2,94 μm): erbio pompato a diodo (l = 1,54 μm), tulio (l = 1,927 μm), Ho: YSSG (l = 2,09 µm), Er:YSSG (l = 2,79 µm), Er:YAG (l = 2,94 µm). Questi laser sono caratterizzati da coefficienti di assorbimento d'acqua molto elevati. Ad esempio, la radiazione laser Er:YAG viene assorbita dai tessuti contenenti acqua 12-18 volte più attivamente della radiazione laser CO 2. Come nel caso del laser CO 2, lungo le pareti del cratere di ablazione si forma uno strato fuso nel tessuto irradiato con il laser Er:YAG. Va tenuto presente che quando si lavora su un tessuto biologico con questo laser, l'energia caratteristica dell'impulso, principalmente la sua potenza di picco, è essenziale per la natura dei cambiamenti tissutali. Ciò significa che anche alla minima potenza di radiazione, ma con un impulso più lungo, la profondità della termonecrosi aumenta notevolmente. In tali condizioni, la massa dei prodotti di ablazione surriscaldati rimossi è relativamente inferiore alla massa di quelli rimanenti. Ciò provoca un profondo danno termico attorno al cratere di ablazione. Allo stesso tempo, con un potente impulso, la situazione è diversa: danni termici minimi attorno al cratere con un'ablazione altamente efficiente. È vero, in questo caso si ottiene un effetto positivo a costo di ingenti danni meccanici al tessuto causati dall'onda d'urto. In un passaggio con un laser a erbio, il tessuto viene ablato a una profondità di 25-50 micron con un danno termico residuo minimo. Di conseguenza, il processo di riepitelizzazione della pelle è molto più breve rispetto all'esposizione al laser CO 2.

II tipo. Influenza selettiva.
Le operazioni di questo tipo includono procedure durante le quali si ottiene un danno laser a determinate formazioni intradermiche e sottocutanee senza violarne l'integrità pelle. Questo obiettivo viene raggiunto selezionando le caratteristiche del laser: lunghezza d'onda e modalità di irradiazione. Devono garantire l'assorbimento della luce laser da parte del cromoforo (struttura bersaglio colorata), che porterà alla sua distruzione o scolorimento a causa della conversione dell'energia della radiazione in calore (fototermolisi), e in alcuni casi in energia meccanica. Il target dell'esposizione laser può essere: l'emoglobina degli eritrociti localizzati in numerosi vasi dermici dilatati con macchie di vino (PWS); pigmento di melanina di varie formazioni cutanee; carbone, così come altre particelle estranee di colore diverso iniettate sotto l'epidermide durante un tatuaggio o arrivate a causa di altre influenze.

Un effetto selettivo ideale può essere considerato un tale effetto in cui i raggi laser vengono assorbiti solo dalle strutture del bersaglio e non vi è assorbimento al di fuori di esso. Per ottenere un tale risultato, uno specialista che scegliesse un laser con una lunghezza d'onda appropriata dovrebbe solo impostare la densità di energia della radiazione e la durata delle esposizioni (o impulsi), nonché gli intervalli tra di loro. Questi parametri sono determinati tenendo conto (VTR) per un determinato target: l'intervallo di tempo durante il quale la temperatura target è aumentata al momento dell'impulso viene ridotta della metà del suo aumento rispetto a quella iniziale. Il superamento della durata dell'impulso oltre il valore TTR causerà un surriscaldamento indesiderato del tessuto attorno al bersaglio. Anche una diminuzione dell'intervallo tra gli impulsi porterà allo stesso effetto. In linea di principio, tutte queste condizioni possono essere modellate matematicamente prima dell'intervento chirurgico, ma la composizione della pelle stessa non consente il pieno utilizzo dei dati calcolati. Il fatto è che nello strato basale dell'epidermide ci sono melanociti e singoli cratinociti che contengono melanina. Poiché questo pigmento assorbe intensamente la luce nelle regioni dello spettro visibile, così come nell'ultravioletto e nell'infrarosso vicino (la "finestra ottica" della melanina è nell'intervallo da 500 a 1100 nm), qualsiasi radiazione laser in questo intervallo sarà assorbita da melanina. Ciò può causare danni termici e morte delle cellule corrispondenti. Inoltre, la radiazione nella parte visibile dello spettro viene assorbita anche dai citocromi e dagli enzimi flavina (flavoproteine) sia delle cellule contenenti melanina che di tutti gli altri tipi di cellule dell'epidermide e del derma. Ne consegue che quando l'irradiazione laser di un bersaglio situato sotto la superficie della pelle, diventa inevitabile un certo danno alle cellule epidermiche. Pertanto, il vero problema clinico si riduce ad una ricerca di compromesso per tali regimi di irradiazione laser, in cui sarebbe possibile ottenere il massimo danno target con il minor danno all'epidermide (con l'aspettativa di una sua successiva rigenerazione, dovuta principalmente a zone cutanee non irradiate).

Il rispetto di tutte queste condizioni in relazione a un obiettivo specifico comporterà il suo massimo danno (riscaldamento o decadimento) con il minimo surriscaldamento o danno meccanico alle strutture vicine.

Pertanto, per l'irradiazione dei vasi patologici della macchia di vino (PWS), è più razionale utilizzare un laser con la lunghezza d'onda più lunga corrispondente ai picchi di assorbimento della luce dell'emoglobina (l = 540, 577, 585 e 595 nm), con una durata dell'impulso dell'ordine dei millisecondi, poiché in questo caso l'assorbimento di melanina da radiazione sarà trascurabile (posizione 1 della teoria della fototermolisi selettiva). Una lunghezza d'onda relativamente grande fornirà efficacemente un riscaldamento profondo del tessuto (posizione 2) e un impulso relativamente lungo corrisponderà a un bersaglio molto grande (vasi con globuli rossi; posizione 3).

Se l'obiettivo della procedura è eliminare le particelle del tatuaggio, oltre a selezionare la lunghezza d'onda di radiazione corrispondente al colore di queste particelle, sarà necessario impostare la durata dell'impulso, che è molto più breve rispetto al caso delle macchie di vino, al fine di ottenere la distruzione meccanica delle particelle con il minimo danno termico ad altre strutture (posizione 4).

Naturalmente, il rispetto di tutte queste condizioni non fornisce una protezione assoluta dell'epidermide, tuttavia esclude un danno troppo grossolano, che porterebbe successivamente a un difetto estetico permanente dovuto a cicatrici eccessive.

Reazioni dei tessuti all'esposizione al laser

Quando la luce laser interagisce con il tessuto, si verificano le seguenti reazioni.

Fotostimolazione. Per la fotostimolazione vengono utilizzati laser terapeutici a bassa intensità. Il laser terapeutico in termini di parametri energetici ha un effetto che non danneggia il biosistema, ma allo stesso tempo questa energia è sufficiente per attivare i processi vitali del corpo, ad esempio accelerare la guarigione delle ferite.

reazione fotodinamica. Il principio si basa sull'esposizione alla luce di una certa lunghezza d'onda su un fotosensibilizzante (naturale o introdotto artificialmente), che fornisce un effetto citotossico sul tessuto patologico. In dermatologia, l'esposizione fotodinamica viene utilizzata per trattare l'acne volgare, la psoriasi, il lichen planus, la vitiligine, l'orticaria pigmentosa, ecc.

Fototermolisi e reazioni fotomeccaniche - quando la radiazione viene assorbita, l'energia del raggio laser viene convertita in calore nell'area della pelle che contiene il cromoforo. Con una potenza sufficiente del raggio laser, ciò porta alla distruzione termica del bersaglio . La fototermolisi selettiva può essere utilizzata per rimuovere le malformazioni dei vasi localizzati superficialmente, alcune formazioni pigmentate della pelle, dei capelli e dei tatuaggi.

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I generatori quantici ottici (OCG, laser) sono dispositivi che sono una fonte di radiazione luminosa di un tipo completamente nuovo. A differenza del raggio di qualsiasi sorgente luminosa conosciuta, che trasporta onde elettromagnetiche di varia lunghezza, il raggio laser è monocromatico (onde elettromagnetiche esattamente della stessa lunghezza), ha un'elevata coerenza temporale e spaziale (tutte le onde sono generate contemporaneamente in una fase), direttività stretta, che porta a una piccola messa a fuoco accurata. Pertanto, la densità di potenza della radiazione laser in un impulso può essere enorme.

Esistono vari tipi di laser: a stato solido, dove si trova l'emettitore solido- rubino, neodimio, ecc., laser a gas (elio-neon, argon, ecc.), liquidi e semiconduttori. I laser possono funzionare in modalità continua e pulsata.

La radiazione laser è caratterizzata dai seguenti parametri principali: lunghezza d'onda (µm), potenza (W), densità del flusso di potenza (W/cm2), energia di radiazione (J) e divergenza angolare del raggio (arco min).

L'ambito del JCG è molto ampio: in vari settori dell'economia nazionale, nella tecnologia delle comunicazioni (consente di trasmettere un gran numero di dell'informazione), nella microelettronica, nell'orologeria, nella saldatura, nella saldatura, ecc., nella ricerca scientifica, nell'esplorazione spaziale.

L'unicità del raggio laser - ottenere un'elevata potenza di irraggiamento su un'area molto piccola, completa sterilità - ne consente l'utilizzo in chirurgia per la coagulazione dei tessuti durante gli interventi sulla retina, come nuovo strumento di ricerca in biologia sperimentale, in citologia (il raggio può raggiungere i singoli organelli senza danneggiare l'intera cellula), ecc.

Tutti di più le persone sono attirate nell'ambito dei laser; quindi, questo tipo di radiazioni acquisisce il significato di un fattore igienico e lavorativo molto serio.

In condizioni di produzione, il pericolo maggiore non è un raggio di luce diretto, il cui effetto è possibile solo con una grave violazione delle norme di sicurezza, ma la riflessione diffusa e la dispersione del raggio (quando si monitora visivamente il raggio che colpisce il bersaglio, quando si osservano i dispositivi vicino al percorso del raggio, se riflesso da pareti e altre superfici). Le superfici riflettenti sono particolarmente pericolose. Sebbene l'intensità del raggio riflesso sia bassa, i livelli di energia sicuri per gli occhi possono essere superati. Nei laboratori in cui lavorano con OCG pulsato, ci sono ulteriori fattori sfavorevoli: rumore costante (80-00 dB) e pulsato (fino a 120 dB o più), luce accecante dalle lampade della pompa, affaticamento dell'analizzatore visivo, stress neuro-emotivo , impurità gassose nel mezzo dell'aria - ozono, ossidi di azoto; radiazioni ultraviolette, ecc.

Azione biologica dei laser

L'effetto biologico dei laser è determinato da due criteri principali: 1) le caratteristiche fisiche del laser (lunghezza d'onda del laser, irradiazione continua o pulsata, durata dell'impulso, frequenza di ripetizione dell'impulso, potenza specifica), 2) caratteristiche di assorbimento dei tessuti. Le proprietà della struttura biologica stessa (capacità di assorbimento, riflessione) influenzano gli effetti dell'azione biologica del laser.

L'azione del laser è multiforme: elettrica, fotochimica; l'azione principale è termica. I laser più pericolosi con un'elevata energia di impulso.

Un impulso monocromatico a luce diretta provoca un'ustione locale in un tessuto sano: coagulazione di proteine, necrosi locale, nettamente delimitata dall'area adiacente, infiammazione asettica, seguita dallo sviluppo di una cicatrice del tessuto connettivo. Con intensa irradiazione - disturbi della vascolarizzazione, emorragie negli organi parenchimali. Con esposizioni ripetute, l'effetto patologico aumenta. I più sensibili sono gli occhi (la cornea e il cristallino focalizzano la radiazione sulla retina) e la pelle, soprattutto pigmentata.

Clinica

Con un colpo diretto del raggio laser negli occhi - un'ustione della retina, le sue rotture. La cornea, l'iride, il cristallino, la pelle delle palpebre possono essere interessati. Il danno è solitamente irreversibile.

Non solo la radiazione riflessa diretta, ma anche diffusa da qualsiasi superficie è pericolosa per gli occhi. Con l'esposizione prolungata a quest'ultimo, vengono spesso rilevate opacità puntiformi dell'obiettivo, simili ad aghi, sagitate e, meno comunemente,. Sulla retina - lesioni chiare, bianco-giallastre, depigmentate. Nello studio dello stato funzionale dell'analizzatore visivo, vengono determinati una diminuzione della sensibilità alla luce e al contrasto, un aumento del tempo di recupero dell'adattamento e i cambiamenti nella sensibilità alla luce. Reclami di dolore e pressione nei bulbi oculari, dolore agli occhi, occhi stanchi entro la fine della giornata lavorativa, mal di testa sono caratteristici.

Oltre al danno all'organo della vista, quando si lavora con OCG, si sviluppa un complesso di reazioni non specifiche da vari organi e sistemi.

Clinica violazioni generali consiste in una disfunzione autonomica con l'aggiunta di reazioni nevrotiche su uno sfondo astenico. Con l'aumentare dell'esperienza professionale, la frequenza della distonia neurocircolatoria aumenta nelle varianti ipotoniche o ipertoniche, a seconda della natura della radiazione laser (continua, pulsata), nonché del grado di neurotizzazione.

Ci sono anche violazioni della funzione dell'apparato vestibolare, sia nella direzione di aumentare che di diminuire la sua eccitabilità. La frequenza di queste violazioni aumenta anche con l'aumento dell'esperienza professionale.

Tra gli indicatori biochimici sono caratteristici: un aumento del livello di ammoniaca nel sangue, un aumento dell'attività della fosfatasi alcalina e delle transferasi, un cambiamento nell'escrezione delle catecolamine.

In un esperimento sugli animali, sotto l'azione di basse intensità energetiche, si notano cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale, associati a cambiamenti nell'emodinamica sistemica. L'effetto dell'energia laser sul sistema ipotalamo-ipofisario è stato stabilito.

Esame della capacità lavorativa

Con lo sviluppo di disturbi funzionali della centrale sistema nervoso, si raccomanda l'apparato cardiovascolare, il trattamento e il trasferimento temporaneo ad altro lavoro; tornare al lavoro quando la condizione migliora (sotto controllo medico) e subordinatamente al miglioramento delle condizioni di lavoro. Il danno oculare è una controindicazione all'ulteriore lavoro con il laser.

Prevenzione

Organizzazione razionale delle condizioni di lavoro in laboratorio. Posizionamento del laser in una stanza isolata. Sistema di allarme per garantire la sicurezza durante il funzionamento del laser. Evitare le superfici riflettenti. Il raggio laser deve essere puntato su uno sfondo non riflettente e non infiammabile. Le pareti sono dipinte di opaco - in colori chiari. Schermatura del raggio (soprattutto un potente raggio laser) dall'emettitore all'obiettivo. È severamente vietato alle persone rimanere nella zona pericolosa di radiazione laser durante il funzionamento del laser. È vietato sostare nel laboratorio di persone non coinvolte nella manutenzione del laser. Ventilazione efficiente. Illuminazione generale e locale. Rispetto rigoroso dei requisiti di sicurezza elettrica, misure di protezione individuale. L'uso di occhiali appositamente progettati (ogni lunghezza d'onda ha il proprio filtro paterno). Lavorare in condizioni di illuminazione generale intensa per restringere la pupilla. Quando si lavora con alte energie evitare il contatto di qualsiasi parte del corpo con il raggio diretto, si consiglia di indossare guanti di feltro o pelle neri. Rigoroso controllo oftalmico. Visite mediche preliminari e periodiche.

I laser stanno diventando strumenti di ricerca sempre più importanti in medicina, fisica, chimica, geologia, biologia e ingegneria. Se utilizzati in modo improprio, possono causare abbagliamento e lesioni (incluse ustioni e scosse elettriche) agli operatori e ad altro personale, compresi i visitatori occasionali del laboratorio, e causare notevoli danni alla proprietà. Gli utenti di questi dispositivi devono comprendere appieno e applicare le necessarie precauzioni di sicurezza durante la manipolazione.

Cos'è un laser?

La parola "laser" (ing. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) è un'abbreviazione che sta per "amplificazione della luce mediante emissione stimolata". La frequenza della radiazione generata da un laser è all'interno o vicino alla parte visibile dello spettro elettromagnetico. L'energia viene amplificata a uno stato di intensità estremamente elevata da un processo chiamato "radiazione laser indotta".

Il termine "radiazione" è spesso frainteso perché è usato anche per descriverlo e in questo contesto significa trasferimento di energia. L'energia viene trasferita da un luogo all'altro per conduzione, convezione e irraggiamento.

Ci sono molti vari tipi laser operanti in ambienti diversi. Come mezzo di lavoro vengono utilizzati gas (ad esempio argon o una miscela di elio e neon), cristalli solidi (ad esempio rubino) o coloranti liquidi. Quando l'energia viene fornita al mezzo di lavoro, entra in uno stato eccitato e rilascia energia sotto forma di particelle di luce (fotoni).

Una coppia di specchi alle due estremità del tubo sigillato riflette o trasmette la luce in un flusso concentrato chiamato raggio laser. Ogni mezzo di lavoro produce un raggio di lunghezza d'onda e colore unici.

Il colore della luce laser è solitamente espresso in termini di lunghezza d'onda. Non è ionizzante e include la parte dello spettro ultravioletto (100-400 nm), visibile (400-700 nm) e infrarosso (700 nm - 1 mm).

spettro elettromagnetico

Ogni onda elettromagnetica ha una frequenza e una lunghezza uniche associate a questo parametro. Proprio come la luce rossa ha una sua frequenza e lunghezza d'onda, tutti gli altri colori - arancione, giallo, verde e blu - hanno frequenze e lunghezze d'onda uniche. Gli esseri umani sono in grado di percepire queste onde elettromagnetiche, ma non sono in grado di vedere il resto dello spettro.

L'ultravioletto ha anche la frequenza più alta. Gli infrarossi, le radiazioni a microonde e le onde radio occupano le frequenze più basse dello spettro. La luce visibile si trova in un intervallo molto ristretto nel mezzo.

impatto umano

Il laser produce un intenso fascio di luce diretto. Se diretto, riflesso o focalizzato su un oggetto, il raggio verrà parzialmente assorbito, aumentando la temperatura superficiale e interna dell'oggetto, che potrebbe causare il cambiamento o la deformazione del materiale. Queste qualità, che hanno trovato impiego nella chirurgia laser e nella lavorazione dei materiali, possono essere pericolose per i tessuti umani.

Oltre alla radiazione, che ha un effetto termico sui tessuti, la radiazione laser, che produce un effetto fotochimico, è pericolosa. La sua condizione è sufficientemente breve, cioè la parte ultravioletta o blu dello spettro. I dispositivi moderni producono radiazioni laser, il cui impatto su una persona è ridotto al minimo. L'energia dei laser a bassa potenza non è sufficiente per causare danni e non rappresentano un pericolo.

I tessuti umani sono sensibili all'energia e, in determinate circostanze, le radiazioni elettromagnetiche, comprese le radiazioni laser, possono causare danni agli occhi e alla pelle. Sono stati condotti studi sui livelli di soglia delle radiazioni traumatiche.

Pericolo per gli occhi

L'occhio umano è più suscettibile alle lesioni rispetto alla pelle. La cornea (la superficie frontale esterna trasparente dell'occhio), a differenza del derma, non ha uno strato esterno di cellule morte che proteggono dalle influenze ambientali. Laser e viene assorbito dalla cornea dell'occhio, che può danneggiarlo. La lesione è accompagnata da edema dell'epitelio ed erosione e, nelle lesioni gravi, da annebbiamento della camera anteriore.

La lente dell'occhio può anche essere soggetta a lesioni quando è esposta a varie radiazioni laser: infrarossi e ultravioletti.

Il pericolo maggiore, tuttavia, è l'impatto del laser sulla retina nella parte visibile dello spettro ottico - da 400 nm (viola) a 1400 nm (vicino infrarosso). All'interno di questa regione dello spettro, i fasci collimati si concentrano su aree molto piccole della retina. La variante più sfavorevole dell'esposizione si verifica quando l'occhio guarda in lontananza e vi entra un raggio diretto o riflesso. In questo caso, la sua concentrazione sulla retina raggiunge 100.000 volte.

Pertanto, un raggio visibile con una potenza di 10 mW/cm 2 colpisce la retina con una potenza di 1000 W/cm 2 . Questo è più che sufficiente per causare danni. Se l'occhio non guarda in lontananza, o se il raggio viene riflesso da una superficie diffusa e non speculare, radiazioni molto più potenti provocano lesioni. L'effetto laser sulla pelle è privo dell'effetto di messa a fuoco, quindi è molto meno soggetto a lesioni a queste lunghezze d'onda.

Raggi X

Alcuni sistemi ad alta tensione con tensioni superiori a 15 kV possono generare raggi X di potenza significativa: radiazioni laser, le cui sorgenti sono potenti sorgenti pompate da elettroni, nonché sistemi al plasma e sorgenti ioniche. Questi dispositivi devono essere controllati per l'inclusione per garantire una schermatura adeguata.

Classificazione

A seconda della potenza o dell'energia del raggio e della lunghezza d'onda della radiazione, i laser sono suddivisi in diverse classi. La classificazione si basa sulla possibilità che il dispositivo causi lesioni immediate agli occhi, alla pelle o incendi se esposto direttamente al raggio o se riflesso da superfici riflettenti diffuse. Tutti i laser commerciali sono soggetti a identificazione mediante contrassegni applicati su di essi. Se il dispositivo è stato fatto in casa o non è stato contrassegnato in altro modo, è necessario chiedere consiglio su una classificazione ed etichettatura appropriate. I laser si distinguono per potenza, lunghezza d'onda e tempo di esposizione.

Dispositivi sicuri

I dispositivi di prima classe generano radiazioni laser a bassa intensità. Non può raggiungere livelli pericolosi, quindi le fonti sono esenti dalla maggior parte dei controlli o da altre forme di sorveglianza. Esempio: stampanti laser e lettori CD.

Dispositivi condizionalmente sicuri

I laser di seconda classe emettono nella parte visibile dello spettro. Questa è la radiazione laser, le cui sorgenti fanno sì che una persona abbia una normale reazione di rifiuto di una luce troppo intensa (riflesso di ammiccamento). Se esposto al raggio, l'occhio umano lampeggia dopo 0,25 secondi, il che fornisce una protezione sufficiente. Tuttavia, la radiazione laser nel campo del visibile può danneggiare l'occhio con un'esposizione costante. Esempi: puntatori laser, laser geodetici.

I laser di classe 2a sono dispositivi speciali con una potenza di uscita inferiore a 1 mW. Questi dispositivi provocano danni solo se esposti direttamente per più di 1000 s in una giornata lavorativa di 8 ore. Esempio: lettori di codici a barre.

Laser pericolosi

La classe 3a si riferisce a dispositivi che non feriscono con un'esposizione a breve termine all'occhio non protetto. Può essere pericoloso quando si utilizzano ottiche di messa a fuoco come telescopi, microscopi o binocoli. Esempi: laser He-Ne da 1-5 mW, alcuni puntatori laser e livelli di costruzione.

Un raggio laser di classe 3b può causare lesioni se esposto direttamente o se è specchiato. Esempio: laser He-Ne 5-500 mW, molti laser di ricerca e terapeutici.

La classe 4 include dispositivi con livelli di potenza superiori a 500 mW. Sono pericolosi per gli occhi, la pelle e sono anche un pericolo di incendio. L'esposizione al raggio, ai suoi riflessi speculari o diffusi può causare lesioni agli occhi e alla pelle. Tutte le misure di sicurezza devono essere adottate. Esempio: laser Nd:YAG, display, chirurgia, taglio metalli.

Radiazione laser: protezione

Ogni laboratorio deve fornire una protezione adeguata alle persone che lavorano con i laser. Le finestre nelle stanze attraverso le quali le radiazioni provenienti da dispositivi di classe 2, 3 o 4 possono passare causando danni in aree non controllate devono essere coperte o protette in altro modo durante il funzionamento di tale dispositivo. Per la massima protezione degli occhi, si raccomanda quanto segue.

• Il raggio deve essere racchiuso in un contenitore non riflettente e non infiammabile per ridurre al minimo il rischio di esposizione accidentale o incendio. Per allineare il raggio, utilizzare schermi fluorescenti o mirini secondari; evitare l'esposizione diretta agli occhi.
• Utilizzare la potenza più bassa per la procedura di allineamento del raggio. Se possibile, utilizzare dispositivi di fascia bassa per le procedure di allineamento preliminare. Evitare la presenza di oggetti riflettenti non necessari nell'area del laser.
• Limitare il passaggio del raggio nella zona pericolosa durante le ore non lavorative, utilizzando persiane e altre barriere. Non utilizzare le pareti della stanza per allineare il raggio dei laser di classe 3b e 4.
• Utilizzare strumenti antiriflesso. Alcuni inventari che non riflettono la luce visibile diventano speculari nella regione invisibile dello spettro.
• Non indossare gioielli riflettenti. I gioielli in metallo aumentano anche il rischio di scosse elettriche.

Occhiali protettivi

Indossare occhiali protettivi quando si lavora con laser di classe 4 in un'area pericolosa aperta o dove esiste il rischio di riflessione. Il loro tipo dipende dal tipo di radiazione. Gli occhiali devono essere scelti per proteggere dai riflessi, in particolare dai riflessi diffusi, e per fornire una protezione a un livello in cui il riflesso protettivo naturale possa prevenire lesioni agli occhi. Tali dispositivi ottici manterranno una certa visibilità del raggio, preverranno ustioni cutanee e ridurranno la possibilità di altri incidenti.

Fattori da considerare quando si scelgono gli occhiali:

• lunghezza d'onda o regione dello spettro di radiazione;
• densità ottica ad una certa lunghezza d'onda;
• massima illuminazione (W / cm 2) o potenza del fascio (W);
• tipo di sistema laser;
• modalità di alimentazione: radiazione laser pulsata o modalità continua;
• la possibilità di riflessione - specchio e diffusa;
• linea di vista;
• la presenza di lenti correttive o di dimensioni sufficienti per consentire l'uso di occhiali per la correzione della vista;
• comfort;
• la presenza di fori di ventilazione che impediscono l'appannamento;
• effetto sulla visione dei colori;
• resistenza all'impatto;
• la capacità di svolgere i compiti necessari.

Poiché gli occhiali di sicurezza sono soggetti a danni e usura, il programma di sicurezza del laboratorio dovrebbe includere controlli periodici di queste caratteristiche di sicurezza.