A lézersugárzás veszélyes az emberre. A lézersugárzás tulajdonságai és hatása a szervezetre. A lézersugárzás és az emberi test

A lézert Albert Einstein egyik legideálisabb víziójának tartják. Aktívan ragaszkodott ahhoz, hogy az atomok fényt bocsáthatnak ki. Ezt az elméletet fél évszázaddal később megerősítették, amikor Prohorov és Basov feltalált egy kvantumgenerátort. A lézer speciális sugárzás előállítására képes. A modern világban széles körben használják az orvostudományban, a technológia különböző területein, előadásokban és színpadi előadásokban. Őrült népszerűsége ellenére fontos megérteni, milyen hatással van az emberi szervezetre.

A sugárzás sajátossága

A lézersugárzás az egyszerű fényhez hasonlóan atomokban jön létre. Ehhez azonban speciális fizikai folyamatok szükségesek, amelyek miatt egy külső tér - elektromágneses - szükséges befolyása következik be. Ezért tartják a sugárzást stimuláltnak, erőltetettnek. A teljesítmény mérésére egy speciális eszközt használnak - ehhez sok módszert használnak.

Egyszerűen fogalmazva, a lézersugárzás egymással párhuzamosan terjedő elektromágneses hullámok. Ezért van a lézersugár éles irányultságú, nagyon kicsi a szórási szöge, és megnövekedett intenzitása a besugárzásnak kitett felületre.

Miben különbözik a lézersugárzás a lámpából származó sugárzástól? Meg kell jegyezni, hogy a felhalmozó mancsot mesterséges fényforrásnak tekintik, amely elektromágneses hullámokat hoz létre, ami különbözik a lézerfénytől. A terjedési szög a spektrális tartományban háromszázhatvan fok.

A lézer hatása az emberi szervezetre

A kvantumgenerátor különféle felhasználási módjai miatt sok tudós és orvos döntött úgy, hogy tanulmányozza a lézersugárzást, valamint annak az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatását. Számos kísérletnek és tudományos munkának köszönhetően ismertté vált, hogy a lézersugárzás a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• az ilyen sugárzás forrásával való kölcsönhatás során a berendezés és a visszavert sugarak káros tényezőként működhetnek;
• a lézió súlyossága közvetlenül összefügg a sugárzás és az elektromágneses hullámok lokalizációjának paramétereivel;
• az ilyen szövetek által elnyelt energia negatív, káros hatások listáját okozza, nevezetesen a fényt, a hőt és másokat.

Az ilyen sugárzás biológiai hatásának pillanatában a károsodás egy bizonyos sorrendben történik:

• A testhőmérséklet meredeken emelkedik, ami égési sérülésekkel jár.
• Ezután az intersticiális, sejtfolyadék felforr.
• Az ilyen folyamat eredményeként képződő gőz hihetetlen nyomást fejt ki, így minden robbanással, egyfajta lökéshullámmal végződik, amely szöveteket roncsol.

Az alacsony és közepes intenzitású sugárzás káros hatással van a bőrre. Súlyosabb sugárzás esetén a károsodás bőrduzzanatban, testrészek nekrózisában és vérzésben nyilvánul meg. Ami a belső szöveteket illeti, nagymértékben átalakulnak. A fő veszélyt a tükröződő, közvetlen sugárzás jelenti. Ez a folyamat komoly változásokat okoz minden belső rendszer és szerv működésében.

A látószervek leginkább a szemek, ezért a lézerrel végzett munka során speciális védőszemüveget kell viselni.

A lézer rövid sugárzási impulzusokat generál, amelyek súlyos károsodást okoznak a szaruhártya és a retina, a lencse és az íriszben.

Az ilyen jelenségeknek három fő oka van:

• Abban a rövid időszakban, amely alatt a lézersugárzás kivált, a pislogási reflexnek nincs ideje időben kiváltani.
• A szaruhártya és a membrán tekinthető a legsérülékenyebbnek.
• A káros hatásokat a szem optikai rendszere okozza, amely a sugárzást a szem aljára fókuszálja. A lézerpont eléri a retina ereit, és eltömíti azt. Tekintettel arra, hogy ott nincsenek fájdalomért felelős receptorok, a retina károsodása szinte láthatatlan. Ha a szem égett része nagy lesz, a ráeső tárgyak képei egyszerűen elpárolognak.

A látószervek károsodásának jellegzetes jelei:

• vérzés van a szövetben;
• a szemhéjak duzzanata;
• fájdalmas érzések a szemben;
• felhősödés, homályos kép;
• a szemhéjak görcsei.

Az ilyen károsodások következtében lehetetlen helyreállítani a retinasejteket! A szemkárosodást okozó sugárzás intenzitása alacsonyabb szinten van, mint a bőrt érő sugárzás. A fő veszélyt minden infravörös lézer jelenti. Emellett minden olyan készülék, amely 5 mW-nál nagyobb teljesítményszintű látható spektrumú sugárzást produkál, rendkívül veszélyes az emberre!

A munkahelyi védelem alapvető módszerei

A legtöbben azonnal azt gondolják, hogy csak lézeres védőszemüvegre lesz szükségük, de ez nem lesz elég. Tekintettel arra, hogy sokan dolgoznak kvantumgenerátorokkal foglalkozó vállalkozásokban, fontos ismerni az ilyen expozíció elleni védelemre vonatkozó főbb előírásokat és szabványokat. Egyedi, általános védelemből állnak, hiszen minden a lézeres telepítés veszélyének mértékétől függ.

Négy veszélycsoport van, amelyekre a gyártónak figyelmeztetnie kell. A második, harmadik és negyedik csoportba tartozó lézerek veszélyesek az emberi szervezetre. A kollektív védelmi eszközök közé tartoznak a házak, védőernyők és fényvezetők, blokkolók és riasztók, telemetrikus nyomkövetési módszerek, a terület elkerítése a megengedett normát meghaladó sugárzással.

Ami a dolgozók személyes védelmét illeti, speciális ruházattal kell ellátni őket. Ami a szemet illeti, speciális bevonattal ellátott védőszemüvegre lesz szüksége. A szemüveg segít csökkenteni a negatív hatások mértékét, megőrizni a látást és a szem egészségét. Az ilyen expozíció ideális megelőzése az orvos modern látogatása, az összes biztonsági szabály betartása.

Fontos, hogy mindig viseljen védőszemüveget és védőruházatot, így megóvhatja magát és egészségét a problémáktól.

Védelmi intézkedések a lézerkütyük ellen

Egyre gyakoribbá váltak azok az esetek, amikor az emberek különösebb kontroll nélkül használnak lámpákat, házi készítésű lézereket, lézeres zseblámpákat és fénymutatókat a mindennapi életben, anélkül, hogy megértenék az általuk jelentett veszélyt. Még használatuk során is védőszemüveget kell viselnie. A szomorú következmények megelőzése érdekében fontos mindig emlékezni:

• viseljen védőszemüveget;
• Különösen veszélyesek azok a sugarak, amelyek a csatokról, üvegekről és tárgyakról verődnek vissza;
• a védőszemüvegnek alkalmasnak kell lennie a lézer teljes sugárzásának hullámhosszára;
• Lézerrel ott lehet „játszani”, ahol nincsenek emberek;
• ha egy alacsony intenzitású fénysugár egy sportoló, pilóta vagy pilóta szemébe ütközik, tragédia történhet;
• az ilyen kütyük gyermekektől és tinédzserektől távol történő tárolása;
• Ne nézzen a lencsébe, amely sugárforrás.

Érdemes megjegyezni, hogy a lézerkütyük és a kvantumgenerátorok óriási veszélyt jelenthetnek másokra és tulajdonosaikra is. A biztonsági szabályok gondos betartásával biztonságban lesz. A védőszemüveg nem tartozék, hanem megbízható és hatékony védelem.

Az alacsony intenzitású sugárzás előnyei

A modern bőrgyógyászatban és kozmetológiában különösen népszerű az alacsony intenzitású lézersugárzás. Az emberi test ilyen sugárzásának való kitettség során pozitív átalakulások figyelhetők meg:

• a szervezetben előforduló összes gyulladásos folyamat megszűnik;
• a sejtek és szövetek öregedése lelassul;
• az általános és helyi immunitás erősödik;
• antibakteriális hatás lép fel;
• a bőr rugalmassága nő;
• az epidermális réteg megvastagodik;
• a dermis rekonstruálva van;
• a faggyúmirigyek és a verejtékmirigyek száma növekszik teljes aktivitásuk normalizálódása miatt;
• rögzítik a zsír felhalmozódását, növekszik az izomtömeg a javuló anyagcsere-folyamatoknak köszönhetően;
• A szövetek és sejtek jó táplálkozása, fokozott vérkeringés, aktív szőrnövekedés figyelhető meg.

Ilyen pozitív hatás a hosszú távú, szisztematikus kezelésnek köszönhetően lehetséges. Az első eredmény három kezelés után észrevehető, de általában legalább 10-30 terápia szükséges. Az eredmények megszilárdítása érdekében a prevenciót évente háromszor, 10 alkalommal végezzük.

Sugárzási teljesítmény mérése

Ami a sugárzás energiáját és erejét illeti, ezek teljesen különböző, de egymással összefüggő mennyiségek, ezeket energiaparamétereknek nevezzük. Az energiát és a teljesítményt különböző módon mérik, beleértve a mikrohullámú tartományban használtakat is. Szüksége lesz egy speciális mérőóra.

A teljesítménymérő a következő:

• Fotoelektromos lézeres teljesítménymérő. Szinte minden fotodetektor, amelynek a beeső fluxussal arányos kimeneti jele van, lehetővé teszi a folyamatos sugárzásból származó teljesítmény mérését. Ehhez egy félvezető fotodetektorra lesz szüksége.
• Nagy sugárzási teljesítménymérő. Ebből a célból kristályos hatásokra lesz szükség. Például egy ferroelektromos teljesítménymérő. Amikor ráesnek a sugarak, egy speciális kristályon vagy ellenálláson feszültség látható, ami mérhető. A bárium vagy az ólom-titanát ferroelektromos anyagként működhet. Ez a mérő nagyon hatékony.
• Teljesítménymérő fordított elektro-optikai hatással. Amikor monokromatikus sugárzás ér egy kristályt, polarizáció lép fel. Ha egy ilyen kristályt egy speciális kondenzátorba helyeznek, meg lehet mérni a speciális feszültséghez tartozó teljesítményt.

A mérő segít meghatározni a lézersugárzás erősségét. Fontos megjegyezni, hogy a lézerekkel végzett munka során, különösen nagy termelésben, minden lehetséges biztonsági intézkedést be kell tartani. Ne felejtsen el speciális szemüveget és ruhát viselni.

A lézersugárzás emberi testre gyakorolt ​​hatását jelenleg nem vizsgálták teljes mértékben, de sokan bíznak benne, hogy negatív hatással van minden élőlényre. A lézersugárzást a fényalkotás elve szerint állítják elő, és atomok felhasználásával, de eltérő fizikai folyamatokkal. Ez az oka annak, hogy lézersugárzással nyomon lehet követni a külső elektromágneses mező hatását.

Hatály

A lézersugárzás folyamatos vagy impulzusos típusú, szűk irányítású kényszerített energiaáramlás. Az első esetben egy teljesítmény energiaáramlásról van szó, a másodiknál ​​pedig a teljesítményszint időszakosan elér bizonyos csúcsértékeket. Az ilyen energia képződését egy lézerrel ábrázolt kvantumgenerátor segíti. Az energiaáramok ebben az esetben elektromágneses hullámok, amelyek egymáshoz képest csak párhuzamosan terjednek. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően minimális fényszóródási szög és egy bizonyos pontos irány jön létre.

A tulajdonságain alapuló lézersugárzás forrásait széles körben használják az emberi tevékenység számos területén, beleértve:

• tudomány - kutatás és kísérletek, kísérletek és felfedezések;
• katonai védelmi ipar;
• űrnavigáció;
• termelési ágazat;
• műszaki terület;
• helyi hőkezelés - hegesztés és forrasztás, vágás és gravírozás;
• Háztartási felhasználás lézeres vonalkód olvasó érzékelők, CD-olvasók és mutatók formájában;
• lézeres permetezés, amely jelentősen növeli a fémek kopásállóságát;
• modern hologramok készítése;
• különféle optikai eszközök fejlesztése;
• vegyipar – reakciók elemzése és elindítása.

Az ilyen típusú eszközök használata a modern orvosi technológiák területén különösen fontos.

Lézer az orvostudományban

A modern orvostudomány szempontjából a lézersugárzás egyedülálló és nagyon időszerű áttörést jelent a sebészeti beavatkozást igénylő betegek kezelésében. A lézereket aktívan használják kiváló minőségű sebészeti műszerek gyártásában.

A sebészeti kezelés tagadhatatlan előnyei közé tartozik a nagy pontosságú lézerszike használata, amely lehetővé teszi a lágyrészek vértelen bemetszését. Ezt az eredményt a kapillárisok és a kis erek szinte azonnali összeolvadása biztosítja. A lézeres műszer használata közben a sebész teljes mértékben átlátja a műtéti teret. A lézer energiaáram egy bizonyos távolságban feldarabolja a szöveteket, miközben a műszer nem érintkezik az erekkel és a belső szervekkel.

A modern sebészeti eszközök használatánál fontos prioritás az abszolút maximális sterilitás biztosítása. A sugarak szigorú célzottságának köszönhetően minden műtét minimális traumával történik, miközben a műtéten átesett betegek szokásos rehabilitációs időszaka sokkal lerövidül és a teljes munkaképesség sokkal gyorsabban tér vissza.

A lézerszike műtét közbeni használatának megkülönböztető jellemzője a fájdalommentesség a posztoperatív időszakban. A modern lézertechnológiák igen gyors fejlődése hozzájárult alkalmazási lehetőségeinek jelentős bővüléséhez. Viszonylag a közelmúltban fedezték fel és tudományosan igazolták a lézersugárzásnak a bőr állapotára gyakorolt ​​pozitív hatását, aminek köszönhetően az ilyen típusú eszközöket aktívan használják a bőrgyógyászatban és a kozmetológiában.

Orvosi alkalmazási területek

Ma az orvostudomány messze nem az egyetlen, de nagyon ígéretes alkalmazási terület a modern lézeres berendezésekben:

• epilálási folyamat a szőrtüszők elpusztításával és hatékony szőrtelenítéssel;
• súlyos akne kezelése;
• anyajegyek és öregségi foltok hatékony eltávolítása;
• bőr csiszolás;
• az epidermisz bakteriális károsodásának terápiája fertőtlenítéssel és a patogén mikroflóra megsemmisítésével;
• a különböző eredetű fertőzések terjedésének megakadályozása.

A legelső iparág, amelyben a lézerberendezéseket és azok sugárzását elkezdték aktívan használni, a szemészet volt. Bemutatjuk a szem mikrosebészet azon területeit, amelyekben széles körben alkalmazzák a lézertechnológiát:

• lézeres koaguláció termikus tulajdonságok felhasználásával az érrendszeri szembetegségek kezelésében, amelyeket a retina és a szaruhártya ereinek károsodása kísér;
• fotodestrukció szövetdisszekció formájában a lézerberendezés csúcsteljesítményével a másodlagos szürkehályog kezelése és disszekciója során;
• fotoevaporáció hosszan tartó termikus expozíció formájában a látóideg gyulladásos folyamatai, valamint a kötőhártya-gyulladás jelenlétében;
• fotoabláció a szövet fokozatos eltávolítása formájában a szaruhártya dystrophiás elváltozásainak kezelésében, zavarosságának megszüntetésében, a glaukóma sebészeti kezelésében;
• lézeres stimuláció gyulladáscsökkentő és felszívódó hatással, jelentősen javítva a szem trofizmusát, valamint a scleritis, a szemkamrán belüli váladékozás és a hemophthalmus kezelésében.

A lézeres besugárzást széles körben alkalmazzák a bőrrák kezelésében. A melanoblasztóma eltávolításában a modern lézeres berendezések mutatják a legnagyobb hatékonyságot. Ez a módszer alkalmazható nyelőcsőrák vagy végbéldaganatok kezelésére is az 1-2. Meg kell jegyezni, hogy olyan körülmények között, amikor a daganat túl mély és több metasztázis van, a lézer gyakorlatilag egyáltalán nem hatékony.

A lézersugárzás veszélyei

Jelenleg a lézersugárzásnak az élő szervezetekre gyakorolt ​​negatív hatásait viszonylag alaposan tanulmányozták. A besugárzás lehet diffúz, közvetlen vagy visszavert. A negatív hatást a lézerkészülékek fény- és hőáram-kibocsátó képessége okozza. A károsodás mértéke közvetlenül több tényezőtől függ, többek között:

• elektromágneses hullámhossz;
• a negatív hatás lokalizációjának területe;
• a szövetek abszorpciós képessége.

A szem a leginkább érzékeny a lézerenergia negatív hatásaira. A szem retinája rendkívül érzékeny, és különböző súlyosságú égési sérüléseket szenvedhet.

Ennek a hatásnak a következménye a beteg részleges látásvesztése, valamint teljes és visszafordíthatatlan vakság. A negatív sugárzás forrásait leggyakrabban különféle infravörös látható fénysugárzók képviselik.

A retina, az írisz, a lencse és a szaruhártya lézeres károsodásának tünetei:

• fájdalom és görcsök a szemekben;
• a szemhéjak súlyos duzzanata;
• különböző fokú vérzések;
• a szemlencse homályosodása.

A mérsékelt intenzitású besugárzás termikus égési sérüléseket okozhat a bőrön. Ebben az esetben a lézerberendezés és a bőr érintkezésének helyén a hőmérséklet éles emelkedése figyelhető meg, amelyet az intersticiális és intracelluláris folyadék forrása és elpárolgása kísér. Ebben az esetben a bőr jellegzetes vörös színt kap. Nyomás hatására szöveti struktúrák felszakadnak, duzzanat jelentkezik, amit intradermális vérzések egészíthetnek ki. Ezt követően nekrotikus területek figyelhetők meg az égési helyeken, és a legsúlyosabb esetekben a bőr észrevehető elszenesedése következik be.

A negatív hatás jelei

A lézeres égés megkülönböztető jele a bőr érintett területeinek egyértelmű határai, amelyek közvetlenül az epidermisz rétegeiben képződnek, nem pedig alatta. A szétszórt bőrelváltozásokat az érzékenység szinte azonnali elvesztése jellemzi, és a bőrpír több nappal a sugárzás után jelentkezik.

A főbb jellemzők bemutatása:

• a vérnyomás változásai;
• lassú szívverés;
• fokozott izzadás;
• megmagyarázhatatlan általános fáradtság;
• túlzott ingerlékenység.

Az infravörös lézersugárzás sajátossága, hogy mélyen behatol, a szöveteken keresztül károsítja a belső szerveket. A mély égés jellegzetes vonása az egészséges és a sérült szövetek váltakozása. Kezdetben a sugárterhelés során az emberek nem tapasztalnak észrevehető fájdalmat, és a legsérülékenyebb szervek a máj. Általánosságban elmondható, hogy a lézersugárzás emberi testre gyakorolt ​​​​hatása a központi idegrendszer működési zavarait és a szív- és érrendszeri aktivitást okozza.

Védelem a negatív hatásoktól és óvintézkedések

A sugárterhelés legnagyobb kockázata azoknál jelentkezik, akiknek tevékenysége közvetlenül kapcsolódik a kvantumgenerátorok használatához. A ma elfogadott alapvető egészségügyi szabványok szerint a sugárzás 2., 3. és 4. osztálya veszélyes az emberre.

A műszaki védelmi módszerek bemutatása:

• ipari helyiségek hozzáértő tervezése;
• helyes belső kialakítás tükörtükrözés nélkül;
• a lézeres berendezések megfelelő elhelyezése;
• a lehetséges expozíciós területek elkerítése;
• a lézeres berendezések karbantartására és üzemeltetésére vonatkozó követelmények betartása.

A személyi védelem magában foglalja a speciális szemüveget és védőruházatot, a biztonsági képernyőket és burkolatokat, valamint a sugarakat visszaverő prizmákat és lencséket. Az ilyen vállalkozások alkalmazottait rendszeresen megelőző orvosi vizsgálatokra kell küldeni.

Otthoni körülmények között óvatosnak kell lennie, és feltétlenül be kell tartania bizonyos működési szabályokat:

• ne irányítsa a sugárforrásokat tükröző felületekre;
• Ne irányítsa a lézerfényt a szemébe;
• A lézeres eszközöket tartsa távol a kisgyermekektől.

Az emberi szervezetre a legveszélyesebb lézerek a közvetlen sugárzású, nagy intenzitású, keskeny és korlátozott sugárirányú, túl nagy sugárzássűrűségű lézerek.

A lézerek szervezetre gyakorolt ​​hatása függ a sugárzási paraméterektől (az egységnyi besugárzott felületre jutó sugárzás teljesítménye és energiája, hullámhossz, impulzus időtartama, impulzusismétlési sebesség, besugárzási idő, besugárzott felület), a hatás lokalizációjától, valamint az anatómiai ill. a besugárzott tárgyak élettani jellemzői.

A technológiai folyamat sajátosságaitól függően a lézeres berendezéssel végzett munka során a személyzet főként visszavert és szórt sugárzásnak van kitéve. A biológiai tárgyakban (szövetekben, szervekben) lévő lézersugárzás energiája különféle átalakulásokon mehet keresztül, és a besugárzott szövetekben szerves elváltozásokat (elsődleges hatások) és nem specifikus funkcionális jellegű változásokat (másodlagos hatások) okozhat.

A lézersugárzásnak kitett testre gyakorolt ​​biológiai hatások az impulzusban vagy az energiamegvilágításban fellépő energiaterheléstől, a sugárzás hullámhosszától, az impulzus időtartamától, az impulzusismétlődési gyakoriságtól, a besugárzott terület expozíciójától és területétől, valamint a besugárzott szövetek és szervek biológiai és fizikai-kémiai jellemzői.

A lézersugárzás elsődleges hatásokat okozhat, amelyek magukban foglalják a közvetlenül a besugárzott szövetekben fellépő szerves változásokat, valamint a másodlagos hatásokat - a szervezetben a besugárzás hatására bekövetkező nem specifikus változásokat.

A nagy intenzitású impulzuslézerek hőhatása sajátos tulajdonságokkal rendelkezik. Pulzáló lézersugárzás hatására a besugárzott szövetekben lévő struktúrák gyorsan felmelegszenek. Sőt, ha a sugárzás megfelel a szabadgenerációs módnak, akkor az impulzus alatt (1 ms-on belüli időtartam) a hőenergia a szövet hőégését okozza. A Q-kapcsolt üzemmódban (rövidített impulzussal) működő lézerek nagyon rövid idő alatt (impulzus időtartama 1*10 -7 – 1*10 -12 s) bocsátanak ki energiát.

A szerkezetek magas hőmérsékletre való gyors felmelegedése következtében a besugárzott szövetelemekben éles nyomásnövekedés következik be, ami a szövet mechanikai károsodásához vezet. Például abban a pillanatban, amikor a szem vagy a bőr érintkezik, a sugárzási impulzus szubjektíven pontosan meghatározott hatásként érzékelhető. A sugárzási impulzus energiájának növekedésével a lökéshullám növekszik.

Így a lézersugárzás kombinált termikus és mechanikai hatáshoz vezet.

A lézersugárzás hatása a látószervre. A lézersugárzásnak a látószervre gyakorolt ​​hatása nagymértékben függ a hatás hullámhosszától és lokalizációjától. A morfológiai elváltozások súlyossága és a látásromlás klinikai képe a teljes látásvesztéstől (vakság) a műszeresen kimutatott funkcionális zavarokig terjedhet.

A spektrum látható és közeli IR régióiból származó lézersugárzás a látószervbe jutva eléri a retinát, a spektrum ultraibolya és távoli IR régióiból érkező sugárzást pedig a kötőhártya, a szaruhártya és a lencse nyeli el.

A lézersugárzás hatása a bőrre. A nagy teljesítményű lézerek használatával, gyakorlati alkalmazásának bővülésével nemcsak a látószerv, hanem a bőr, sőt a belső szervek véletlenszerű károsodásának veszélye is megnőtt. A bőr vagy a nyálkahártya károsodásának természete az enyhe hiperémiától a különböző fokú égési sérülésekig, egészen a súlyos kóros elváltozásokig, például a nekrózisig változik.

A lézersugárzás által okozott bőrkárosodásnak 4 foka van:

I. fokozat – az epidermisz égési sérülései: bőrpír, a hám hámlása;

II – a dermis égési sérülései: hólyagok, az irha felületi rétegeinek elpusztulása;

III - bőrégések: a dermis elpusztulása a mély rétegekbe;

IV - a bőr, a bőr alatti szövet és az alatta lévő rétegek teljes vastagságának megsemmisítése

A lézersugárzás hatása a szövetekben közvetlenül a besugárzás helyén bekövetkező morfofunkcionális változásokkal együtt különböző funkcionális változásokat okoz a szervezetben. Különösen a központi idegrendszerben, a szív- és érrendszerben, valamint az endokrin rendszerben alakulnak ki változások, amelyek egészségügyi problémákhoz vezethetnek. A lézersugárzás biológiai hatása fokozódik az ismételt expozícióval és a munkakörnyezet egyéb tényezőivel kombinálva.

37. UV-sugárzás

Az ultraibolya (UV) sugárzás a szem számára láthatatlan elektromágneses sugárzás, amely az elektromágneses spektrumban egy köztes helyet foglal el a fény és a röntgensugárzás között.

Az UV-sugárzás biológiailag aktív része 3 részre oszlik: spektrális tartomány - A 400 - 315 nm hullámhosszúsággal, B régió 315 - 280 nm hullámhosszal és C - 280 - 200 nm. A rövidebb hatótávolságú (180 nm-től és az alatti) UV-sugárzást minden anyag és közeg, így a levegő is erősen elnyeli, ezért csak vákuum körülmények között fordulhat elő.

Az UV-sugarak képesek fotoelektromos hatást kiváltani, fotokémiai aktivitást (fotokémiai reakciók kialakulása), lumineszcenciát okozni és jelentős biológiai aktivitással rendelkeznek. Ugyanakkor az A terület UV sugarai viszonylag gyenge biológiai hatást fejtenek ki, és gerjesztik a szerves vegyületek fluoreszcenciáját. A B terület sugarai erős erythemalis és antirachitikus hatásúak, a C terület sugarai pedig aktívan hatnak a szöveti fehérjékre és lipidekre, hemolízist okoznak és kifejezett antirachitikus hatást fejtenek ki.

A mesterséges UV-besugárzás normalizált értéke az erythema besugárzás mennyisége, amelyet az erythema besugárzás és a besugárzási idő szorzata határoz meg. Ez az érték hasonló a megvilágításhoz, és az erythemális fluxus sűrűsége határozza meg.

Az eritéma fluxus (F er) - az erythemalis sugárzás ereje - olyan érték, amely az UV sugárzás hatékonyságát jellemzi az emberre és az állatokra gyakorolt ​​jótékony hatásai tekintetében.

UV-sugárzás ipari forrásai

A gyártás során az UV-sugárzás leggyakoribb mesterséges forrásai az elektromos ívek, a higanykvarc égők és az autogén lángok. Minden UV-sugárzás forrása az úgynevezett hőmérséklet-kibocsátókhoz tartozik.

Gyártási körülmények között az elektromos hegesztéssel, az autogén fémvágással és -hegesztéssel, a plazmavágással és -hegesztéssel, valamint a hibafeltárással foglalkozó dolgozók UV-sugárzásnak vannak kitéve; higanykvarc lámpákkal dolgozó műszaki és egészségügyi személyzet fénymásoláshoz, víz és termékek sterilizálásához, személyzet a fizioterápiás helyiségekben; magas olvadáspontú fémek és ásványok elektromos, diabáz-, üveg- és egyéb kemencékben történő olvasztásával foglalkozó munkavállalók; higany egyenirányítók gyártásában részt vevő munkavállalók; szigetelő tesztelők stb. A mezőgazdasági, építőipari, útmunkások és más szakmai csoportok különösen az év őszi-nyári időszakban vannak kitéve a nap spektrumából származó ultraibolya sugárzásnak.

Biológiai hatás

A napfény UV-sugarak biológiai hatása elsősorban az emberi szervezetre gyakorolt ​​pozitív hatásában nyilvánul meg. Az UV-sugárzás létfontosságú tényező. Ismeretes, hogy hosszan tartó napfényhiány esetén a szervezet élettani egyensúlyának zavarai lépnek fel, és kialakul egy sajátos tünetegyüttes, az úgynevezett „fényéhezés”.

A napfény hiányának leggyakoribb következménye a D-vitamin-hiány, a szervezet védekező immunbiológiai reakcióinak gyengülése, a krónikus betegségek súlyosbodása, az idegrendszer működési zavarai.

A test „fényéhezését” vagy „ultraibolya-hiányát” tapasztaló kontingensek közé tartoznak a bányákban és bányákban dolgozók, a fény nélküli és ablak nélküli műhelyekben dolgozók és számos más olyan objektumban dolgozók, amelyek nem jutnak természetes fényhez, például gépterekben, metróban stb. , valamint a Távol-Északon dolgozók.

A suberythemális és alacsony erythemális dózisú UV besugárzás jótékony serkentő hatással van a szervezetre. Növekszik az agyalapi mirigy-mellékvese és a szimpatoadrenális rendszer tónusa, a mitokondriális és mikroszomális enzimek aktivitása és a nem specifikus immunitás szintje, valamint számos hormon szekréciója fokozódik. Megfigyelhető a vérnyomás normalizálódása, a szérum koleszterinszintje, csökken a kapillárisok permeabilitása, nő a leukociták fagocita aktivitása, és nő a szulfhidril-csoportok tartalma; minden típusú csere normalizált.

Megállapítást nyert, hogy UV-sugárzás hatására a vegyszerek (mangán, higany, ólom) intenzívebb eltávolítása a szervezetből, mérgező hatásuk csökken. Növekszik a szervezet ellenálló képessége, csökken a betegségek, különösen a megfázás előfordulása, nő a lehűtéssel szembeni ellenállás, csökken a fáradtság, nő a teljesítmény.

Az „ultraibolya-hiány” megelőzése érdekében napsugárzásként használják - beltéri sugárzás, légfürdők, szoláriumok, valamint mesterséges forrásokból származó UV-sugárzás.

Hazánkban az „ultraibolya-hiány” megelőzésére irányuló intézkedéseket egészségügyi jogszabályok rögzítik.

Azokat az ipari helyiségeket, ahol folyamatosan jelen vannak a dolgozók, és ahol nincs természetes fény vagy nem elégséges a biológiai hatás, az egészségügyi előírásoknak megfelelően mesterséges UV-sugárzást sugárzó berendezésekkel (eritéma lámpákkal) kell felszerelni. A dolgozók UV-besugárzását közvetlenül a műhelyben elhelyezett általános erythema besugárzó egységekkel lehet elvégezni, ahol a dolgozók a műszak alatt megkapják a szükséges sugárzási dózist, vagy a dolgozók UV-besugárzását fotáriumokban végezzük 3-5 percig magas szinteken. a besugárzástól.

Az ipari forrásokból, elsősorban az elektromos hegesztőívekből származó UV-sugárzás akut és krónikus foglalkozási sérüléseket okozhat.

A vizuális analizátor a leginkább érzékeny az UV sugárzásra.

Az akut szemelváltozások, az úgynevezett elektroophthalmia (fotoophthalmia) az akut kötőhártya-gyulladás vagy keratoconjunctivitis. A betegséget látens periódus előzi meg, melynek időtartama leggyakrabban 12 óra. A betegség idegen test vagy homok érzésében, fényfóbiában, könnyezésben és blefarospasmusban nyilvánul meg. Az arc és a szemhéj bőrének erythema gyakran észlelhető. A betegség 2-3 napig tart.

Az elektrooftalmia megelőzésére irányuló megelőző intézkedések az elektromos hegesztés és egyéb munkák során a fényvédő szemüveg vagy pajzs használatára korlátozódnak.

A krónikus elváltozások krónikus kötőhártya-gyulladáshoz, blepharitishez és lencse szürkehályoghoz kapcsolódnak.

A bőrelváltozások akut dermatitisz formájában jelentkeznek bőrpírral, néha duzzanattal, egészen a hólyagok kialakulásáig. A helyi reakció mellett általános toxikus jelenségek is megfigyelhetők lázzal, hidegrázással, fejfájással és dyspeptikus tünetekkel. Ezt követően hiperpigmentáció és hámlás lép fel. Az UV-sugárzás okozta bőrkárosodás klasszikus példája a leégés.

A bőr UV-sugárzás okozta krónikus elváltozásai az „öregedésben” (szoláris elasztózis), a keratosis kialakulásában, az epidermisz sorvadásában és a rosszindulatú daganatok esetleges kialakulásában fejeződnek ki.

A bőr UV-sugárzás elleni védelmére védőruházatot, fényvédőket (tetők, stb.), speciális fedő krémeket használnak.

lézeres biztonsági sugárvédelem

A lézerek szervezetre gyakorolt ​​hatása függ a sugárzási paraméterektől (egységnyi besugárzott felületre jutó teljesítmény és sugárzási energia, hullámhossz, impulzus időtartama, impulzusismétlési sebesség, besugárzási idő, besugárzott felület), a hatás lokalizációjától, valamint a besugárzott felület anatómiai és élettani jellemzőitől. a besugárzott tárgyakat.

A lézersugárzás az elektromágneses sugárzás egy fajtája, amely 0,1...1000 mikron optikai hullámhossz-tartományban keletkezik. Különbsége más típusú sugárzásoktól monokróm, koherenciájában és nagyfokú irányíthatóságában rejlik. A lézersugár alacsony divergenciája miatt a teljesítményáram sűrűsége elérheti a 10 16 ... 10 17 W/m 2 -t.

Az expozíció hatásait (termikus, fotokémiai, lökés-akusztikus stb.) a lézersugárzás és a szövetek közötti kölcsönhatás mechanizmusa határozza meg, és függ a sugárzás energia- és időparamétereitől, valamint a biológiai és fizikai - kémiai tényezőktől. a besugárzott szövetek és szervek jellemzői.

A lézersugárzás különösen nagy veszélyt jelent a sugárzást maximálisan elnyelő szövetekre. A szaruhártya és a szemlencse viszonylag enyhe sérülékenysége, valamint a szem optikai rendszerének azon képessége, hogy ismételten növelje a sugárzás energiasűrűségét (teljesítményét) a látható és közeli infravörös tartományban (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

Sérülés esetén szemfájdalom, szemhéjgörcs, könnyezés, a szemhéj és a szemgolyó duzzanata, a retina homályosodása, vérzés jelentkezik. A retinasejtek a károsodás után nem állnak helyre.

Az ultraibolya sugárzás fotokeratitist, középhullámú infravörös sugárzást okoz (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10 6 нм) - ожог роговицы.

Bőrkárosodást a 180...100 000 nm spektrumtartományban bármilyen hullámhosszú lézersugárzás okozhat. A bőrkárosodás természete hasonló a termikus égési sérülésekhez. A bőr és bizonyos esetekben az egész test károsodásának súlyossága a sugárzási energiától, az expozíció időtartamától, a károsodás területétől, annak helyétől és a másodlagos expozíciós források (égés, parázslás) hozzáadódásától függ. Minimális bőrkárosodás 1000...10000 J/m2 energiasűrűségnél alakul ki.

A távoli infravörös lézersugárzás (>1400 nm) jelentős mélységig képes behatolni a testszövetekbe, hatva a belső szervekre (közvetlen lézersugárzás).

A nem termikus intenzitású, diffúzan visszavert lézersugárzás hosszú távú krónikus hatása nem specifikus, főként vegetatív-érrendszeri rendellenességeket okozhat; funkcionális változások figyelhetők meg az idegrendszerben, a szív- és érrendszerben, valamint a belső elválasztású mirigyekben. A dolgozók fejfájásra, fokozott fáradtságra, ingerlékenységre és izzadásra panaszkodnak.

A lézersugárzásnak kitett biológiai hatások az emberi testben két csoportra oszthatók:

Az elsődleges hatások olyan szerves változások, amelyek közvetlenül a besugárzott szövetekben jelentkeznek;

A másodlagos hatások nem specifikus változások, amelyek a szervezetben a sugárzás hatására jelennek meg.

Az emberi szem a leginkább érzékeny a lézersugárzás által okozott károsodásokra. A szemlencsével a retinára fókuszált lézersugár egy kis foltnak tűnik, amelynek energiakoncentrációja még sűrűbb, mint a szembe eső sugárzás. Ezért a szembe jutó lézersugárzás veszélyes, látáskárosodással járó retina és érhártya károsodását okozhatja. Alacsony energiasűrűség esetén vérzés lép fel, magasnál pedig égés, retinarepedés és szembuborékok megjelenése az üvegtestben.

A lézersugárzás károsíthatja az emberi bőrt és a belső szerveket is. A lézersugárzás okozta bőrkárosodás hasonló a termikus égéshez. A károsodás mértékét mind a lézerek bemeneti jellemzői, mind a bőr színe és pigmentációja befolyásolja. A bőrkárosodást okozó sugárzás intenzitása sokkal nagyobb, mint a szemkárosodást okozó intenzitás.

Az optikai kvantumgenerátorok (OKG-k, lézerek) teljesen új típusú fénysugárzási forrást jelentenek. Ellentétben bármely ismert fényforrás sugarával, amely különböző hosszúságú elektromágneses hullámokat hordoz, a lézersugár monokromatikus (pontosan azonos hosszúságú elektromágneses hullámok), magas időbeli és térbeli koherenciával (minden hullám egyidejűleg, ugyanabban a fázisban keletkezik) ), szűk irányultság, amely kis térfogatban meghatározza a pontos fókuszálást. Ezért a lézersugárzás impulzusonkénti teljesítménysűrűsége óriási lehet.

Különféle típusú lézerek léteznek: szilárdtest-lézerek, ahol az emitter szilárd anyag - rubin, neodímium stb., gázlézer (hélium-neon, argon stb.), folyékony 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 a sugár szögdivergencia (arcmin).

A lézerek alkalmazási köre igen széles: a nemzetgazdaság különböző területein, a kommunikációtechnikában (nagy mennyiségű információ átvitelét teszi lehetővé), a mikroelektronikában, óraiparban, hegesztésben, forrasztásban stb. tudományos kutatás, az űrkutatásban.

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

Egyre többen vesznek részt a lézerek területén; Így ez a fajta sugárzás nagyon komoly szakmai 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 szóródása (a célba ütköző sugár vizuális megfigyelése során, a sugárút közelében lévő műszerek megfigyelésekor, amikor a falakról és más felületekről visszaverődik). A tükröződő felületek különösen veszélyesek. Bár a visszavert sugár intenzitása alacsony, lehetséges a szemnek biztonságos energiaszint túllépése. Azokban a laboratóriumokban, ahol impulzuslézerrel dolgoznak, további kedvezőtlen tényezők vannak: állandó (80-00 dB) és impulzus (akár 120 dB vagy több) zaj, a szivattyúlámpák vakító fénye, a vizuális analizátor fáradtsága, idegi-érzelmi 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 (lézersugárzás hullámhossza, folyamatos vagy impulzusos besugárzási mód, 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 hatás a termikus. A nagy impulzusenergiájú lézerek a legveszélyesebbek.

A közvetlen monokromatikus fényimpulzus helyi égést okoz az egészséges szövetekben - fehérjék koagulációja, helyi nekrózis, élesen elhatárolva a szomszédos területtől, aszeptikus gyulladás, majd kötőszöveti heg kialakulásával. Intenzív besugárzással - vaszkularizációs zavarok, vérzések a parenchymalis szervekben. Ismételt besugárzással a kóros hatás fokozódik. A legérzékenyebbek a szemek (a szaruhártya és a lencse fókuszsugárzása a retinán) és a bőr, különösen a pigmentált bőr.

Klinika

Amikor a lézersugár közvetlenül a szemhez ér, a retina megég és megreped. A szaruhártya, az írisz, a lencse és a szemhéjak bőre érintett lehet. A károsodás általában visszafordíthatatlan.

Nemcsak a közvetlen, hanem a szórt, bármilyen felületről visszavert sugárzás is veszélyes a szemre. Az utóbbinak való hosszan tartó expozíció esetén leggyakrabban tű alakú, nyíl alakú és ritkábban tű alakú lencse átlátszatlansága található. A retinán világos, sárgásfehér, depigmentált elváltozások találhatók. A vizuális analizátor funkcionális állapotának tanulmányozásakor a fény- és kontrasztérzékenység csökkenését, az adaptációs helyreállítási idő növekedését és a fényérzékenység változásait határozzák meg. Jellemző panaszok a szemgolyóban jelentkező fájdalom és nyomás, szemfájdalom, munkanap végi fáradt szemek, fejfájás.

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

Az általános rendellenességek klinikai képe autonóm diszfunkcióból áll, neurotikus reakciók hozzáadásával aszténiás háttéren. A szakmai tapasztalat növekedésével a neurocirkulációs dystonia gyakorisága hipotóniás vagy hipertóniás változatokban növekszik, a lézersugárzás jellegétől (folyamatos, pulzáló), valamint a neurotizáció mértékétől függően.

A vesztibuláris apparátus működési zavarai is vannak, mind az ingerlékenység növelése, mind pedig csökkentése irányában. E jogsértések gyakorisága is nő a szakmai tapasztalat növekedésével.

A biokémiai mutatókat a következők jellemzik: a vér ammónia szintjének növekedése, az alkalikus foszfatáz és transzferázok aktivitásának növekedése, a katekolaminok kiválasztásának megváltozása.

Állatkísérletekben 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

Ha a központi idegrendszer vagy a szív- és érrendszer működési zavarai alakulnak ki, javasolt a kezelés és az átmeneti áthelyezés másik munkakörbe; visszatér a munkába, ha az állapot javul (orvosi felügyelet mellett) és a munkakörülmények javításával. 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 fényvisszaverő felületek használatát. A lézersugarat nem tükröződő és nem gyúlékony háttérre kell irányítani. A falak mattra festettek - világos színekben. A sugár (különösen egy erős lézer) árnyékolása az emittertől az objektívig. Szigorúan tilos embereknek a lézersugárzás veszélyes zónájában tartózkodni, miközben a lézer működik. A lézer szervizelésével nem foglalkozó személyeknek tilos a laboratóriumban tartózkodniuk. Hatékony szellőzés. Általános és helyi világítás. Az elektromos biztonsági követelmények és a személyi védelmi intézkedések szigorú betartása. Speciálisan kialakított védőszemüveg használata (minden hullámhosszhoz saját szűrő). Munkavégzés általános erős fényviszonyok mellett a pupilla szűkítése érdekében. Ha nagy energiákkal dolgozik, kerülje a test bármely részének a közvetlen sugárral való érintkezését, ajánlott fekete filc- vagy bőrkesztyűt viselni. Szigorú szemészeti ellenőrzés. Előzetes és időszakos orvosi vizsgálatok.