Laser je považovaný za jednu z najideálnejších vízií Alberta Einsteina. Aktívne trval na tom, že atómy môžu vyžarovať svetlo. Táto teória sa potvrdila o pol storočia neskôr, keď Prochorov a Basov vynašli kvantový generátor. Laser je schopný produkovať špeciálne žiarenie. V modernom svete sú široko používané v medicíne, v rôznych oblastiach techniky, na predstaveniach a javiskových predstaveniach. Napriek jeho šialenej popularite je dôležité pochopiť, aký vplyv má na ľudské telo.
Špecifickosť žiarenia
Laserové žiarenie sa vytvára v atómoch, rovnako ako jednoduché svetlo. To si však vyžaduje špeciálne fyzikálne procesy, vďaka ktorým dochádza k nevyhnutnému vplyvu vonkajšieho poľa – elektromagnetického. Preto sa žiarenie považuje za stimulované, nútené. Na meranie jeho výkonu sa používa špeciálne zariadenie - na to sa používa veľa metód.
Jednoducho povedané, laserové žiarenie sú elektromagnetické vlny, ktoré sa šíria navzájom paralelne. Preto má laserový lúč ostrú smerovosť, veľmi malý uhol rozptylu a tiež zvýšenú intenzitu vplyvu na povrch, ktorý je vystavený žiareniu.
Ako sa laserové žiarenie líši od žiarenia získaného z lampy? Treba poznamenať, že akumulačná labka sa považuje za umelý zdroj svetla, ktorý produkuje elektromagnetické vlny, čo sa líši od laserového svetla. Uhol šírenia v spektrálnom rozsahu je tristošesťdesiat stupňov.
Účinok lasera na ľudské telo
Vzhľadom na rôzne využitie kvantového generátora sa mnohí vedci a lekári rozhodli skúmať laserové žiarenie, ako aj jeho vplyv na ľudský organizmus. Vďaka mnohým experimentom a vedeckým prácam sa zistilo, že laserové žiarenie má nasledujúce vlastnosti:
- v procese interakcie so zdrojom takéhoto žiarenia môže inštalácia a odrazené lúče pôsobiť ako škodlivý faktor;
- závažnosť lézie priamo súvisí s parametrami lokalizácie žiarenia a elektromagnetických vĺn;
- energia, ktorá je absorbovaná takýmito tkanivami, spôsobuje zoznam negatívnych, škodlivých účinkov, a to svetlo, teplo a iné.
V momente biologického pôsobenia takéhoto žiarenia dochádza k poškodeniu v určitom poradí:
- Telesná teplota prudko stúpa, čo je sprevádzané popáleninami.
- Potom intersticiálna, bunková tekutina vrie.
- Para, ktorá vzniká v dôsledku takéhoto procesu, vyvíja neuveriteľný tlak, takže všetko končí výbuchom, akousi rázovou vlnou, ktorá ničí tkanivo.
Nízka a stredná intenzita žiarenia má škodlivý účinok na pokožku. Ak dôjde k vážnejšiemu ožiareniu, poškodenie sa prejaví opuchom kože, nekrózou častí tela, krvácaním. Pokiaľ ide o vnútorné tkanivá, sú značne transformované. Hlavné nebezpečenstvo pochádza zo zrkadlovo odrazeného priameho žiarenia. Tento proces spôsobuje vážne zmeny vo fungovaní všetkých vnútorných systémov a orgánov.
Najviac trpia zrakové orgány, preto je pri práci s laserom nutné nosiť špeciálne ochranné okuliare.
Laser generuje krátke pulzy žiarenia, ktoré spôsobujú vážne poškodenie rohovky a sietnice, šošovky a dúhovky.
Existujú tri hlavné dôvody takýchto javov:
- V krátkom časovom období, počas ktorého sa spustí laserové žiarenie, sa žmurkací reflex nestihne spustiť včas.
- Rohovka a membrána sa považujú za najzraniteľnejšie.
- Škodlivé účinky spôsobuje optický systém oka, ktorý sústreďuje žiarenie na spodnú časť oka. Laserový bod zasiahne cievy sietnice, čím ju upchá. Vzhľadom na to, že tam nie sú žiadne receptory zodpovedné za bolesť, poškodenie sietnice je takmer neviditeľné. Ak sa spálená časť oka zväčší, obrazy predmetov, ktoré na ňu padajú, sa jednoducho vyparia.
Charakteristické znaky poškodenia orgánov zraku:
- v tkanive je krvácanie;
- opuch očných viečok;
- bolestivé pocity v očiach;
- oblačnosť, rozmazaný obraz;
- kŕče očných viečok.
V dôsledku takéhoto poškodenia je nemožné obnoviť bunky sietnice! Intenzita žiarenia, ktoré spôsobuje poškodenie zraku, je na nižšej úrovni ako žiarenie, ktoré pôsobí na kožu. Hlavné nebezpečenstvo predstavujú všetky infračervené lasery. Navyše všetky zariadenia, ktoré produkujú žiarenie viditeľného spektra s výkonom väčším ako 5 mW, sú pre človeka mimoriadne nebezpečné!
Základné metódy ochrany pri práci
Väčšinu ľudí hneď napadne, že im budú stačiť len laserové bezpečnostné okuliare, no stačiť im to nebude. Vzhľadom na to, že veľa ľudí pracuje v podnikoch s kvantovými generátormi, je dôležité poznať hlavné predpisy a normy týkajúce sa ochrany pred takýmto vystavením. Pozostávajú z individuálnej všeobecnej ochrany, pretože všetko závisí od stupňa nebezpečenstva, ktoré predstavuje laserová inštalácia.
Existujú štyri skupiny nebezpečenstva, na ktoré musí výrobca upozorniť. Tie lasery, ktoré sú zahrnuté v druhej, tretej a štvrtej skupine, sú pre ľudské telo nebezpečné. Kolektívne prostriedky ochrany zahŕňajú kryty, ochranné clony a svetlovody, blokovanie a alarmy, metódy telemetrického sledovania, oplotenie priestoru žiarením, ktoré prekračuje povolenú normu.
Pokiaľ ide o osobnú ochranu pracovníkov, musia byť vybavení špeciálnym odevom. Čo sa týka očí, budete potrebovať ochranné okuliare so špeciálnym povlakom. Okuliare vám pomôžu znížiť úroveň negatívneho vplyvu, udržať zrak a zdravie očí. Ideálnou prevenciou takejto expozície je moderná návšteva lekára, dodržiavanie všetkých bezpečnostných pravidiel.
Je dôležité vždy nosiť ochranné okuliare a ochranný odev, ochránite tak seba a svoje zdravie pred problémami.
Ochranné opatrenia proti laserovým prístrojom
Prípady, keď ľudia používajú lampy, podomácky vyrobené lasery, laserové baterky a svetelné ukazovátka v každodennom živote bez špeciálnej kontroly, bez pochopenia nebezpečenstva, ktoré predstavujú, sú čoraz častejšie. Aj pri ich používaní musíte nosiť ochranné okuliare. Aby ste predišli smutným následkom, je dôležité si vždy pamätať:
- nosiť ochranné okuliare;
- Zvlášť nebezpečné sú tie lúče, ktoré sa odrážajú od praciek, skla a predmetov;
- ochranné okuliare musia byť vhodné pre vlnovú dĺžku všetkého žiarenia lasera;
- Môžete sa „hrať“ s laserom tam, kde nie sú žiadni ľudia;
- ak lúč nízkej intenzity zasiahne oči športovca, pilota alebo vodiča, môže dôjsť k tragédii;
- ukladanie takýchto pomôcok mimo dosahu detí a tínedžerov;
- Nepozerajte sa do šošovky, ktorá je zdrojom žiarenia.
Stojí za to pripomenúť, že laserové prístroje a kvantové generátory môžu predstavovať obrovskú hrozbu pre ostatných, ako aj pre ich majiteľov. Dôsledné dodržiavanie bezpečnostných pravidiel vás udrží v bezpečí. Ochranné okuliare nie sú doplnkom, ale spoľahlivou a účinnou ochranou.
Výhody žiarenia nízkej intenzity
V modernej dermatológii a kozmeteológii je obzvlášť obľúbené laserové žiarenie nízkej intenzity. V procese vystavenia takému žiareniu na ľudskom tele možno pozorovať pozitívne transformácie:
- všetky zápalové procesy vyskytujúce sa v tele sú odstránené;
- starnutie buniek a tkanív sa spomaľuje;
- posilňuje sa všeobecná a lokálna imunita;
- dochádza k antibakteriálnemu účinku;
- zvyšuje sa elasticita pokožky;
- epidermálna vrstva sa zahusťuje;
- dermis je zrekonštruovaná;
- počet mazových a potných žliaz sa zvyšuje v dôsledku normalizácie ich plnej aktivity;
- zaznamenáva sa akumulácia tuku, zvyšuje sa svalová hmota vďaka zlepšeným metabolickým procesom;
- V dôsledku dobrej výživy tkanív a buniek, zvýšeného krvného obehu sa pozoruje aktívny rast vlasov.
Takýto pozitívny účinok je možný vďaka dlhodobej, systematickej liečbe. Prvý výsledok je viditeľný po troch sedeniach, ale vo všeobecnosti je potrebných aspoň 10-30 terapií. Na konsolidáciu výsledkov sa prevencia vykonáva trikrát ročne na 10 sedení.
Meranie výkonu žiarenia
Pokiaľ ide o energiu a silu žiarenia, ide o úplne odlišné, ale vzájomne prepojené veličiny, ktoré sa nazývajú energetické parametre. Energia a výkon sa merajú rôznymi spôsobmi, vrátane tých, ktoré sa používajú v mikrovlnnom rozsahu. Budete potrebovať špeciálny meter.
Merač výkonu je nasledovný:
- Fotoelektrický laserový merač výkonu. Takmer každý fotodetektor, ktorý má výstupný signál úmerný dopadajúcemu toku, umožní meranie výkonu z kontinuálneho žiarenia. Na tento účel budete potrebovať polovodičový fotodetektor.
- Merač výkonu vysokého žiarenia. Na tento účel budú potrebné efekty v kryštáloch. Napríklad feroelektrický merač výkonu. Keď naň dopadajú lúče, na špeciálnom kryštáli alebo rezistore je vidieť napätie, ktoré sa dá zmerať. Titaničitan bária alebo olovnatý môže pôsobiť ako feroelektrikum. Tento merač je veľmi efektívny.
- Merač výkonu s reverzným elektro-optickým efektom. Keď sa monochromatické žiarenie dotkne kryštálu, dôjde k polarizácii. Keď je takýto kryštál umiestnený v špeciálnom kondenzátore, je možné merať výkon, ktorý je spojený so špeciálnym napätím.
Merač pomôže určiť silu laserového žiarenia. Je dôležité mať na pamäti, že pri práci s lasermi, najmä vo veľkých výrobách, treba dodržiavať všetky možné bezpečnostné opatrenia. Nezabudnite na špeciálne okuliare a oblečenie.
Účinok laserového žiarenia na ľudské telo nie je v súčasnosti úplne študovaný, ale mnohí sú presvedčení o jeho negatívnom vplyve na všetko živé. Laserové žiarenie sa generuje podľa princípu tvorby svetla a zahŕňa použitie atómov, ale s iným súborom fyzikálnych procesov. Práve z tohto dôvodu je možné pomocou laserového žiarenia sledovať vplyv vonkajšieho elektromagnetického poľa.
Pôsobnosť
Laserové žiarenie je úzko smerovaný nútený tok energie kontinuálneho alebo pulzného typu. V prvom prípade ide o tok energie jedného výkonu av druhom prípade úroveň výkonu periodicky dosahuje určité špičkové hodnoty. Vzniku takejto energie napomáha kvantový generátor reprezentovaný laserom. Toky energie sú v tomto prípade elektromagnetické vlny, ktoré sa šíria iba paralelne voči sebe navzájom. Vďaka tejto vlastnosti je vytvorený minimálny uhol rozptylu svetla a určitý presný smer.
Zdroje laserového žiarenia na základe jeho vlastností sú široko používané v rôznych oblastiach ľudskej činnosti, vrátane:
- veda – výskum a experimenty, experimenty a objavy;
- vojenský obranný priemysel;
- vesmírna navigácia;
- sektor výroby;
- technická oblasť;
- lokálne tepelné spracovanie - zváranie a spájkovanie, rezanie a gravírovanie;
- použitie v domácnosti vo forme laserových snímačov na čítanie čiarových kódov, čítačiek CD a ukazovateľov;
- laserové striekanie, ktoré výrazne zvyšuje odolnosť kovov proti opotrebovaniu;
- vytváranie moderných hologramov;
- zlepšenie rôznych optických zariadení;
- chemický priemysel – analýza a spustenie reakcií.
Využitie prístrojov tohto typu v oblasti moderných medicínskych technológií je obzvlášť dôležité.
Laser v medicíne
Z pohľadu modernej medicíny je laserové žiarenie jedinečným a veľmi včasným prelomom v liečbe pacientov, ktorí potrebujú chirurgický zákrok. Lasery sa aktívne používajú pri výrobe vysokokvalitných chirurgických nástrojov.
K nepopierateľným výhodám chirurgickej liečby patrí použitie vysoko presného laserového skalpelu, ktorý umožňuje vykonávať bezkrvné rezy mäkkých tkanív. Tento výsledok je zabezpečený takmer okamžitým splynutím kapilár a malých ciev. Pri používaní laserového nástroja môže chirurg plne vidieť chirurgické pole. Prúd laserovej energie rozoberá tkanivá v určitej vzdialenosti, pričom nedochádza ku kontaktu nástroja s cievami a vnútornými orgánmi.
Dôležitou prioritou pri používaní moderných chirurgických nástrojov je zabezpečenie absolútnej maximálnej sterility. Vďaka prísnemu zacieleniu lúčov prebiehajú všetky operácie s minimálnou traumou, pričom štandardná rehabilitačná doba pre pacientov podstupujúcich operáciu sa výrazne skráti a plná pracovná kapacita sa vráti oveľa rýchlejšie.
Charakteristickým znakom použitia laserového skalpelu počas chirurgického zákroku je dnes bezbolestnosť v pooperačnom období. Veľmi rýchly rozvoj moderných laserových technológií prispel k výraznému rozšíreniu možností jeho aplikácie. Pomerne nedávno boli objavené a vedecky dokázané vlastnosti laserového žiarenia, ktoré má pozitívny vplyv na stav pokožky, vďaka čomu sa zariadenia tohto typu začali aktívne používať v dermatológii a kozmeteológii.
Oblasti medicínskeho použitia
Dnešná medicína zďaleka nie je jedinou, ale veľmi sľubnou oblasťou použitia moderných laserových zariadení:
- proces epilácie so zničením vlasových folikulov a účinným odstránením chĺpkov;
- liečba ťažkého akné;
- účinné odstránenie materských znamienok a stareckých škvŕn;
- brúsenie kože;
- terapia bakteriálneho poškodenia epidermis s dezinfekciou a deštrukciou patogénnej mikroflóry;
- zabránenie šírenia infekcií rôzneho pôvodu.
Úplne prvým odvetvím, v ktorom sa začali aktívne využívať laserové zariadenia a ich žiarenie, bola oftalmológia. Prezentované sú oblasti očnej mikrochirurgie, v ktorých sa široko používa laserová technológia:
- laserová koagulácia vo forme využitia tepelných vlastností pri liečbe vaskulárnych ochorení oka sprevádzaných poškodením ciev sietnice a rohovky;
- fotodeštrukcia vo forme disekcie tkaniva pri špičkovom výkone laserového zariadenia počas liečby a disekcie sekundárnej katarakty;
- fotoodparovanie vo forme predĺženej tepelnej expozície v prítomnosti zápalových procesov zrakového nervu, ako aj konjunktivitídy;
- fotoablácia vo forme postupného odstraňovania tkaniva pri liečbe dystrofických zmien na očnej rohovke, odstraňovaní jej zákalu, pri chirurgickej liečbe glaukómu;
- laserová stimulácia s protizápalovými a vstrebateľnými účinkami, výrazne zlepšujúca očný trofizmus, ako aj pri liečbe skleritídy, exsudácie vo vnútri očnej komory a hemoftalmu.
Laserové ožarovanie je široko používané pri liečbe rakoviny kože. Najväčšiu účinnosť pri odstraňovaní melanoblastómu vykazuje moderné laserové zariadenie. Táto metóda sa môže použiť aj pri liečbe rakoviny pažeráka alebo nádorov konečníka v štádiách 1-2. Treba si uvedomiť, že v podmienkach, keď je nádor príliš hlboký a sú tam viaceré metastázy, nie je laser prakticky vôbec účinný.
Nebezpečenstvo laserového žiarenia
V súčasnosti sú negatívne účinky laserového žiarenia na živé organizmy pomerne dobre preštudované. Ožarovanie môže byť difúzne, priame alebo odrazené. Negatívny vplyv je spôsobený schopnosťou laserových zariadení vyžarovať svetelné a tepelné toky. Stupeň poškodenia priamo závisí od niekoľkých faktorov, vrátane:
- elektromagnetická vlnová dĺžka;
- oblasť lokalizácie negatívneho vplyvu;
- absorpčná kapacita tkanív.
Oči sú najviac náchylné na negatívne účinky laserovej energie. Je to sietnica oka, ktorá je mimoriadne citlivá a môže dostať popáleniny rôznej závažnosti.
Dôsledkom tohto vplyvu je čiastočná strata zraku pacienta, ako aj úplná a nezvratná slepota. Zdroje negatívneho žiarenia sú najčastejšie zastúpené rôznymi žiaričmi infračerveného viditeľného svetla.
Príznaky poškodenia sietnice, dúhovky, šošovky a rohovky laserom:
- bolesť a kŕče v očiach;
- silný opuch očných viečok;
- krvácanie rôzneho stupňa;
- zakalenie očnej šošovky.
Stredná intenzita ožiarenia môže spôsobiť tepelné popáleniny pokožky. V tomto prípade je v mieste kontaktu medzi laserovým zariadením a pokožkou viditeľné prudké zvýšenie teploty sprevádzané varom a odparovaním intersticiálnej a intracelulárnej tekutiny. V tomto prípade pokožka získava charakteristické červené sfarbenie. Pod vplyvom tlaku dochádza k prasknutiu tkanivových štruktúr a vzniku opuchov, ktoré môžu byť doplnené intradermálnymi krvácaniami. Následne sa na miestach popálenín pozorujú nekrotické oblasti a v najťažších prípadoch dochádza k nápadnému zuhoľnateniu kože.
Známky negatívneho vplyvu
Charakteristickým znakom laserového popálenia sú jasné hranice na postihnutých oblastiach kože s pľuzgiermi, ktoré sa tvoria priamo vo vrstvách epidermis, a nie pod ňou. Rozptýlené kožné lézie sa vyznačujú takmer okamžitou stratou citlivosti a niekoľko dní po vystavení žiareniu sa objaví erytém.
Hlavné vlastnosti sú prezentované:
- zmeny krvného tlaku;
- pomalý tlkot srdca;
- zvýšené potenie;
- nevysvetliteľná celková únava;
- nadmerná podráždenosť.
Charakteristickým znakom infračerveného laserového žiarenia je jeho prenikanie hlboko dovnútra, cez tkanivá, poškodzujúce vnútorné orgány. Charakteristickým znakom hlbokého popálenia je striedanie zdravého a poškodeného tkaniva. Spočiatku počas ožiarenia ľudia nepociťujú žiadnu výraznú bolesť a najzraniteľnejšími orgánmi sú pečeň. Vo všeobecnosti účinok laserového žiarenia na ľudský organizmus vyvoláva funkčné poruchy v centrálnom nervovom systéme a kardiovaskulárnej činnosti.
Ochrana pred negatívnymi vplyvmi a preventívne opatrenia
Najväčšie riziko ožiarenia vzniká u ľudí, ktorých aktivity priamo súvisia s používaním kvantových generátorov. Podľa dnes prijatých základných hygienických noriem sú triedy žiarenia 2, 3 a 4 pre ľudí nebezpečné.
Technické ochranné metódy sú uvedené:
- kompetentné plánovanie priemyselných priestorov;
- správna úprava interiéru bez zrkadlového odrazu;
- vhodné umiestnenie laserových inštalácií;
- oplotenie oblastí možnej expozície;
- dodržiavanie požiadaviek na údržbu a prevádzku laserových zariadení.
Osobná ochrana zahŕňa špeciálne okuliare a ochranný odev, bezpečnostné clony a kryty, ako aj hranoly a šošovky na odrážanie lúčov. Zamestnanci takýchto podnikov by mali byť pravidelne posielaní na preventívne lekárske prehliadky.
V domácich podmienkach musíte byť opatrní a dodržiavať určité prevádzkové pravidlá:
- nesmerujte zdroje žiarenia na reflexné povrchy;
- Nesmerujte laserové svetlo do očí;
- Uchovávajte laserové zariadenia mimo dosahu malých detí.
Pre ľudské telo sú najnebezpečnejšie lasery s priamym žiarením, vysokou intenzitou, úzkym a obmedzeným smerom lúča a príliš vysokou hustotou žiarenia.
Účinok laserov na organizmus závisí od parametrov žiarenia (sila a energia žiarenia na jednotku ožiareného povrchu, vlnová dĺžka, dĺžka pulzu, frekvencia opakovania pulzu, doba ožiarenia, ožiarená plocha), lokalizácia účinku a od anatomických a fyziologické vlastnosti ožarovaných predmetov.
V závislosti od špecifík technologického procesu môže byť práca s laserovými zariadeniami sprevádzaná vystavením personálu najmä odrazenému a rozptýlenému žiareniu. Energia laserového žiarenia v biologických objektoch (tkanivo, orgán) môže prechádzať rôznymi premenami a spôsobiť organické zmeny v ožarovaných tkanivách (primárne účinky) a nešpecifické zmeny funkčného charakteru (sekundárne účinky).
Biologické účinky, ktoré sa vyskytujú pri vystavení tela laserovému žiareniu, závisia od vystavenia energie pulzu alebo energetického osvetlenia, vlnovej dĺžky žiarenia, trvania pulzu, frekvencie opakovania pulzu, expozície a plochy ožiarenej oblasti, ako aj od biologické a fyzikálno-chemické vlastnosti ožarovaných tkanív a orgánov.
Laserové žiarenie môže spôsobiť primárne účinky, medzi ktoré patria organické zmeny, ktoré sa vyskytujú priamo v ožarovaných tkanivách, a sekundárne účinky – nešpecifické zmeny, ku ktorým dochádza v organizme ako reakcia na ožiarenie.
Tepelný efekt vysokointenzívnych pulzných laserov má špecifické vlastnosti. Pri vystavení pulznému laserovému žiareniu sa štruktúry v ožarovaných tkanivách rýchlo zahrievajú. Navyše, ak žiarenie zodpovedá režimu voľnej generácie, potom počas pulzu (trvanie do 1 ms) tepelná energia spôsobí tepelné popálenie tkaniva. Lasery pracujúce v režime Q-switched (so skráteným impulzom) vyžarujú energiu vo veľmi krátkom čase (trvanie impulzu 1*10 -7 – 1*10 -12 s).
V dôsledku rýchleho zahrievania štruktúr na vysoké teploty dochádza k prudkému zvýšeniu tlaku v ožarovaných elementoch tkaniva, čo vedie k mechanickému poškodeniu tkaniva. Napríklad v momente expozície oka alebo kože je pulz žiarenia subjektívne pociťovaný ako presný zásah. So zvyšujúcou sa energiou v pulze žiarenia narastá rázová vlna.
Laserové žiarenie teda vedie ku kombinovanému tepelnému a mechanickému efektu.
Účinok laserového žiarenia na orgán zraku. Účinok laserového žiarenia na orgán zraku do značnej miery závisí od vlnovej dĺžky a lokalizácie účinku. Závažnosť morfologických zmien a klinický obraz poruchy zraku môže siahať od úplnej straty zraku (slepota) až po inštrumentálne zistené funkčné poruchy.
Laserové žiarenie z viditeľnej a blízkej IR oblasti spektra, keď vstúpi do zrakového orgánu, dosiahne sietnicu a žiarenie z ultrafialovej a vzdialenej IR oblasti spektra je absorbované spojivkou, rohovkou a šošovkou.
Účinok laserového žiarenia na pokožku. S použitím vysokovýkonných laserov a rozšírením ich praktického využitia sa zvýšilo nebezpečenstvo náhodného poškodenia nielen zrakového orgánu, ale aj kože a dokonca aj vnútorných orgánov. Povaha poškodenia kože alebo slizníc sa mení od miernej hyperémie cez rôzne stupne popálenín až po hrubé patologické zmeny, ako je nekróza.
Existujú 4 stupne poškodenia kože spôsobené laserovým žiarením:
I. stupeň – popáleniny epidermy: erytém, deskvamácia epitelu;
II – popáleniny dermis: pľuzgiere, deštrukcia povrchových vrstiev dermis;
III - dermálne popáleniny: zničenie dermis do hlbokých vrstiev;
IV - zničenie celej hrúbky kože, podkožného tkaniva a podkladových vrstiev
Pôsobenie laserového žiarenia spolu s morfofunkčnými zmenami tkaniva priamo v mieste ožiarenia spôsobuje v organizme rôzne funkčné zmeny. Rozvíjajú sa najmä zmeny v centrálnom nervovom, kardiovaskulárnom a endokrinnom systéme, čo môže viesť k zdravotným problémom. Biologický účinok laserového žiarenia sa zvyšuje opakovanou expozíciou a v kombinácii s ďalšími faktormi pracovného prostredia.
37. UV žiarenie
Ultrafialové (UV) žiarenie je okom neviditeľné elektromagnetické žiarenie, ktoré v elektromagnetickom spektre zaujíma strednú polohu medzi svetlom a röntgenovým žiarením.
Biologicky aktívna časť UV žiarenia je rozdelená na 3 časti: spektrálna oblasť - A s vlnovou dĺžkou 400 - 315 nm, oblasť B s vlnovou dĺžkou 315 - 280 nm a C - 280 - 200 nm. UV žiarenie kratšieho rozsahu (od 180 nm a menej) je silne absorbované všetkými materiálmi a médiami, vrátane vzduchu, a preto sa môže vyskytnúť iba v podmienkach vákua.
UV lúče majú schopnosť vyvolávať fotoelektrický efekt, vykazujú fotochemickú aktivitu (vývoj fotochemických reakcií), spôsobujú luminiscenciu a majú významnú biologickú aktivitu. Zároveň UV lúče oblasti A majú relatívne slabý biologický účinok a vzbudzujú fluorescenciu organických zlúčenín. Lúče oblasti B majú silný erytémový a antirachitický účinok a lúče oblasti C aktívne pôsobia na tkanivové proteíny a lipidy, spôsobujú hemolýzu a majú výrazný antirachitický účinok.
Normalizovaná hodnota umelého UV ožiarenia je množstvo erytémového ožiarenia, určené súčinom erytémového ožiarenia a doby ožiarenia. Táto hodnota je podobná osvetleniu a je určená hustotou toku erytému.
Erythemal flux (F er) - sila erytémového žiarenia - je hodnota, ktorá charakterizuje účinnosť UV žiarenia z hľadiska jeho priaznivých účinkov na ľudí a zvieratá.
Priemyselné zdroje UV žiarenia
Najbežnejšími umelými zdrojmi UV žiarenia vo výrobe sú elektrické oblúky, ortuťovo-kremenné horáky a autogénne plamene. Všetky zdroje UV žiarenia patria medzi takzvané teplotné žiariče.
Vo výrobných podmienkach sú pracovníci zaoberajúci sa elektrickým zváraním, autogénnym rezaním a zváraním kovov, plazmovým rezaním a zváraním a detekciou chýb vystavení UV žiareniu; technický a zdravotnícky personál pracujúci s ortuťovo-kremennými lampami na fotokopírovanie, sterilizáciu vody a produktov, personál vo fyzioterapeutických miestnostiach; pracovníci zaoberajúci sa tavením kovov a minerálov s vysokým bodom topenia v elektrických, diabázových, sklárskych a iných peciach; pracovníci zaoberajúci sa výrobou ortuťových usmerňovačov; skúšačky izolantov a pod. Poľnohospodárske, stavebné, cestné a iné odborné skupiny sú vystavené ultrafialovému žiareniu zo slnečného spektra najmä v období jeseň-leto roka.
Biologické pôsobenie
Biologický účinok UV lúčov zo slnečného žiarenia sa prejavuje predovšetkým v ich pozitívnom vplyve na ľudský organizmus. UV žiarenie je dôležitým faktorom. Je známe, že pri dlhodobom nedostatku slnečného žiarenia dochádza k poruchám fyziologickej rovnováhy organizmu a vzniká zvláštny komplex symptómov nazývaný „svetelné hladovanie“.
Najčastejšími dôsledkami nedostatku slnečného žiarenia je nedostatok vitamínu D, oslabenie ochranných imunobiologických reakcií organizmu, exacerbácia chronických ochorení, funkčné poruchy nervového systému.
Medzi kontingenty, ktoré zažívajú „hladovanie na svetle“ tela alebo „nedostatok ultrafialového žiarenia“, patria pracovníci v baniach a baniach, ľudia pracujúci v dielňach bez osvetlenia a bez okien a v mnohých iných objektoch, ktoré nemajú prirodzené svetlo, ako sú strojovne, podchody atď. , ako aj tí, ktorí pracujú na Ďalekom severe.
UV ožarovanie suberytémovými a nízkymi erytémovými dávkami má priaznivý stimulačný účinok na organizmus. Zvyšuje sa tonus hypofýzno-nadobličkového a sympatoadrenálneho systému, aktivita mitochondriálnych a mikrozomálnych enzýmov a úroveň nešpecifickej imunity, zvyšuje sa sekrécia radu hormónov. Pozoruje sa normalizácia krvného tlaku, znižuje sa hladina cholesterolu v sére, znižuje sa kapilárna permeabilita, zvyšuje sa fagocytárna aktivita leukocytov a zvyšuje sa obsah sulfhydrylových skupín; všetky typy výmeny sú normalizované.
Zistilo sa, že vplyvom UV žiarenia dochádza k intenzívnejšiemu odstraňovaniu chemikálií (mangán, ortuť, olovo) z tela a k zníženiu ich toxického účinku. Zvyšuje sa odolnosť organizmu, znižuje sa výskyt chorôb, najmä prechladnutia, zvyšuje sa odolnosť voči ochladzovaniu, klesá únava, zvyšuje sa výkonnosť.
V rámci prevencie „deficitu ultrafialového žiarenia“ sa využíva ako slnečné žiarenie – vnútorné opaľovanie, svetelné kúpele, soláriá, ako aj UV žiarenie z umelých zdrojov.
Opatrenia na predchádzanie „nedostatku ultrafialového žiarenia“ sú v našej krajine zakotvené v sanitárnej legislatíve.
Priemyselné priestory s neustálou prítomnosťou pracovníkov, v ktorých nie je prirodzené svetlo alebo nedostatočný biologický účinok, by mali byť vybavené zariadeniami na umelé UV žiarenie (s erytémovými lampami), ako to vyžadujú hygienické normy. UV ožarovanie pracovníkov je možné realizovať pomocou všeobecných erytémových ožarovacích jednotiek umiestnených priamo v dielni, kde pracovníci dostávajú potrebnú dávku žiarenia počas pracovnej zmeny, alebo sa UV ožarovanie pracovníkov vykonáva vo fotáriách po dobu 3 - 5 minút s použitím vysokých úrovní ožiarenia.
UV žiarenie z priemyselných zdrojov, predovšetkým elektrických zváracích oblúkov, môže spôsobiť akútne a chronické pracovné úrazy.
Vizuálny analyzátor je najviac náchylný na UV žiarenie.
Akútne očné lézie, takzvaná elektrooftalmia (fotoftalmia), sú akútna konjunktivitída alebo keratokonjunktivitída. Ochoreniu predchádza latentné obdobie, ktorého trvanie je najčastejšie 12 hodín. Ochorenie sa prejavuje pocitom cudzieho telesa alebo piesku v očiach, svetloplachosťou, slzením, blefarospazmom. Často sa zistí erytém kože tváre a očných viečok. Choroba trvá až 2 - 3 dni.
Preventívne opatrenia na prevenciu elektrooftalmie sa obmedzujú na používanie okuliarov alebo štítov chrániacich pred svetlom počas elektrického zvárania a iných prác.
Chronické lézie sú spojené s chronickou konjunktivitídou, blefaritídou a kataraktou šošovky.
Kožné lézie sa vyskytujú vo forme akútnej dermatitídy s erytémom, niekedy opuchom až po tvorbu pľuzgierov. Spolu s lokálnou reakciou možno pozorovať všeobecné toxické javy s horúčkou, zimnicou, bolesťami hlavy a dyspeptickými príznakmi. Následne dochádza k hyperpigmentácii a olupovaniu. Klasickým príkladom poškodenia kože UV žiarením je spálenie od slnka.
Chronické zmeny na koži spôsobené UV žiarením sa prejavujú „starnutím“ (solárna elastóza), rozvojom keratózy, atrofiou epidermy a možným vývojom malígnych novotvarov.
Na ochranu pokožky pred UV žiarením sa používajú ochranné odevy, opaľovacie krémy (striešky a pod.), špeciálne krycie krémy.
laserová bezpečnostná ochrana pred žiarením
Účinok laserov na organizmus závisí od parametrov žiarenia (výkon a energia žiarenia na jednotku ožiareného povrchu, vlnová dĺžka, trvanie pulzu, frekvencia opakovania pulzu, doba ožiarenia, plocha ožiareného povrchu), lokalizácia účinku a anatomické a fyziologické vlastnosti. ožiarené predmety.
Laserové žiarenie je typ elektromagnetického žiarenia generovaného v rozsahu optických vlnových dĺžok 0,1...1000 mikrónov. Jeho rozdiel od iných typov žiarenia spočíva v jeho monochromatickosti, koherencii a vysokom stupni smerovosti. Vďaka nízkej divergencii laserového lúča môže hustota toku energie dosiahnuť 10 16 ... 10 17 W/m2.
Účinky expozície (tepelné, fotochemické, rázovo-akustické a pod.) sú určené mechanizmom interakcie laserového žiarenia s tkanivami a závisia od energetických a časových parametrov žiarenia, ako aj od biologických a fyzikálno - chemických charakteristiky ožarovaných tkanív a orgánov.
Laserové žiarenie predstavuje osobitné nebezpečenstvo pre tkanivá, ktoré maximálne absorbujú žiarenie. Relatívne mierna zraniteľnosť rohovky a šošovky oka, ako aj schopnosť optického systému oka opakovane zvyšovať hustotu energie (výkon) žiarenia vo viditeľnom a blízkom infračervenom rozsahu (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.
Pri poškodení sa objavuje bolesť očí, kŕče očných viečok, slzenie, opuch očných viečok a očnej buľvy, zakalenie sietnice a krvácanie. Bunky sietnice sa po poškodení neobnovia.
Ultrafialové žiarenie spôsobuje fotokeratitídu, infračervené žiarenie strednej vlny (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10 6 нм) - ожог роговицы.
Poškodenie kože môže spôsobiť laserové žiarenie akejkoľvek vlnovej dĺžky v spektrálnom rozsahu 180...100 000 nm. Povaha poškodenia kože je podobná tepelným popáleninám. Závažnosť poškodenia kože a v niektorých prípadoch aj celého tela závisí od energie žiarenia, trvania expozície, oblasti poškodenia, jeho polohy a od pridania sekundárnych zdrojov expozície (spaľovanie, tlenie). Minimálne poškodenie kože vzniká pri hustote energie 1000...10000 J/m2.
Ďaleko infračervené laserové žiarenie (>1400 nm) je schopné preniknúť telesným tkanivom do značnej hĺbky a zasiahnuť vnútorné orgány (priame laserové žiarenie).
Dlhodobé chronické pôsobenie difúzne odrazeného laserového žiarenia netepelnej intenzity môže spôsobiť nešpecifické, hlavne vegetatívno-vaskulárne poruchy; funkčné zmeny možno pozorovať v nervovom, kardiovaskulárnom systéme a žľazách s vnútornou sekréciou. Pracovníci sa sťažujú na bolesti hlavy, zvýšenú únavu, podráždenosť a potenie.
Biologické účinky, ktoré sa vyskytujú pri vystavení ľudského tela laserovému žiareniu, sú rozdelené do dvoch skupín:
Primárne účinky sú organické zmeny, ktoré sa vyskytujú priamo v ožarovaných tkanivách;
Sekundárne účinky sú nešpecifické zmeny, ktoré sa objavujú v tele ako odpoveď na žiarenie.
Ľudské oko je najviac náchylné na poškodenie laserovým žiarením. Laserový lúč zaostrený očnou šošovkou na sietnicu bude mať vzhľad malého bodu s ešte hustejšou koncentráciou energie ako žiarenie dopadajúce na oko. Preto je laserové žiarenie vstupujúce do oka nebezpečné a môže spôsobiť poškodenie sietnice a cievovky s poruchou zraku. Pri nízkych hustotách energie dochádza ku krvácaniu a pri vysokých k popáleniu, prasknutiu sietnice a vzniku očných bublín v sklovci.
Laserové žiarenie môže spôsobiť poškodenie ľudskej kože a vnútorných orgánov. Poškodenie kože laserovým žiarením je podobné tepelnému popáleniu. Mieru poškodenia ovplyvňujú tak vstupné charakteristiky laserov, ako aj farba a stupeň pigmentácie kože. Intenzita žiarenia, ktorá spôsobuje poškodenie kože, je oveľa vyššia ako intenzita, ktorá spôsobuje poškodenie očí.
Optické kvantové generátory (OKG, lasery) sú zariadenia, ktoré predstavujú zdroj svetelného žiarenia úplne nového typu. Na rozdiel od lúča akéhokoľvek známeho svetelného zdroja, ktorý prenáša elektromagnetické vlny rôznych dĺžok, je laserový lúč monochromatický (elektromagnetické vlny presne rovnakej dĺžky), vyznačuje sa vysokou časovou a priestorovou koherenciou (všetky vlny sú generované súčasne v rovnakej fáze). ), úzka smerovosť, ktorá určuje presné zaostrenie pri malom objeme. Preto hustota výkonu laserového žiarenia na jeden impulz môže byť obrovská.
Existujú rôzne typy laserov: pevnolátkové, kde žiaričom je pevná látka – rubínový, neodýmový a pod., plynové lasery (hélium-neónové, argónové a pod.), kvapalinové a polovodičové. Lasery môžu pracovať v nepretržitom a pulznom režime.
Laserové žiarenie je charakterizované týmito hlavnými parametrami: vlnová dĺžka (μm), výkon (W), hustota toku výkonu (W/cm2), energia žiarenia (J) a uhlová divergencia lúča (arcmin).
Rozsah použitia laserov je veľmi široký: v rôznych oblastiach národného hospodárstva, v komunikačnej technike (umožňuje prenos veľkého množstva informácií), v mikroelektronike, hodinárskom priemysle, pri zváraní, spájkovaní a pod., v r. vedecký výskum v oblasti výskumu vesmíru.
Jedinečnosť laserového lúča - získanie vysokého výkonu žiarenia na veľmi malej ploche, úplná sterilita - umožňuje jeho využitie v chirurgii na zrážanie tkaniva pri operáciách sietnice, ako nový výskumný nástroj v experimentálnej biológii, v cytológii (lúč môže dosiahnuť jednotlivé organely bez poškodenia celej bunky) atď.
Čoraz viac ľudí sa angažuje v oblasti laserov; Tento typ žiarenia tak nadobúda význam veľmi závažného profesionálneho hygienického faktora.
Vo výrobných podmienkach nie je najväčším nebezpečenstvom priamy svetelný lúč, ktorého pôsobenie je možné len pri hrubom porušení bezpečnostných predpisov, ale difúzny odraz a rozptyl lúča (pri vizuálnom sledovaní dopadu lúča na cieľ, pri pozorovaní prístrojov v blízkosti dráhy lúča, pri odraze od stien a iných povrchov). Nebezpečné sú najmä povrchy so zrkadlovým odrazom. Hoci je intenzita odrazeného lúča nízka, je možné prekročiť energetickú hladinu bezpečnú pre oči. V laboratóriách, kde pracujú s pulznými lasermi, sú ďalšie nepriaznivé faktory: konštantný (80-00 dB) a pulzný (do 120 dB alebo viac) hluk, oslepujúce svetlo z lámp pumpy, únava vizuálneho analyzátora, nervovo-emocionálny stres , plynové nečistoty v ovzduší – ozón, oxidy dusíka; ultrafialové žiarenie atď.
Biologický účinok laserov
Biologický účinok laserov je určený dvoma hlavnými kritériami: 1) fyzikálnymi charakteristikami lasera (vlnová dĺžka laserového žiarenia, kontinuálny alebo pulzný režim ožarovania, trvanie pulzu, frekvencia opakovania pulzu, špecifický výkon), 2) absorpčné vlastnosti tkanív. Vlastnosti samotnej biologickej štruktúry (absorpčná, odrazová schopnosť) ovplyvňujú účinky biologického pôsobenia lasera.
Pôsobenie lasera je mnohostranné – elektrické, fotochemické; hlavný efekt je tepelný. Najnebezpečnejšie sú lasery s vysokou pulznou energiou.
Priamy monochromatický svetelný impulz spôsobuje v zdravom tkanive lokálne poleptanie - zrážanie bielkovín, lokálnu nekrózu, ostro ohraničenú od priľahlej oblasti, aseptický zápal s následným vznikom jazvy na spojivovom tkanive. Pri intenzívnom ožiarení - poruchy vaskularizácie, krvácania v parenchýmových orgánoch. Pri opakovanom ožarovaní sa patologický účinok zvyšuje. Najcitlivejšie sú oči (rohovka a šošovka sústreďujú žiarenie na sietnicu) a koža, najmä pigmentovaná koža.
POLIKLINIKA
Keď laserový lúč zasiahne oko priamo, sietnica sa spáli a praskne. Môže byť ovplyvnená rohovka, dúhovka, šošovka a koža očných viečok. Poškodenie je zvyčajne nezvratné.
Pre oči je nebezpečné nielen priame, ale aj rozptýlené odrazené žiarenie z akéhokoľvek povrchu. Pri dlhšom vystavení šošovke sa najčastejšie nachádzajú ihlovité, šípovité a menej často presné opacity. Na sietnici sú svetlé, žlto-biele, depigmentované lézie. Pri štúdiu funkčného stavu vizuálneho analyzátora sa zisťuje zníženie citlivosti na svetlo a kontrast, predĺženie času zotavenia z adaptácie a zmeny citlivosti na svetlo. Charakteristické ťažkosti sú bolesť a tlak v očných bulvách, bolesť v očiach, unavené oči na konci pracovného dňa a bolesti hlavy.
Okrem poškodenia orgánu zraku sa pri práci s OCG vyvíja komplex nešpecifických reakcií z rôznych orgánov a systémov.
Klinický obraz celkových porúch pozostáva z autonómnej dysfunkcie s pridaním neurotických reakcií na astenickom pozadí. S pribúdajúcimi odbornými skúsenosťami sa zvyšuje frekvencia neurocirkulačnej dystónie v hypotonických alebo hypertonických variantoch v závislosti od charakteru laserového žiarenia (kontinuálne, pulzné), ako aj stupňa neurotizácie.
Vyskytujú sa aj dysfunkcie vestibulárneho aparátu, a to v smere zvyšovania aj znižovania jeho excitability. S pribúdajúcimi odbornými skúsenosťami sa zvyšuje aj frekvencia týchto porušení.
Biochemické ukazovatele sú charakterizované: zvýšením hladiny amoniaku v krvi, zvýšením aktivity alkalickej fosfatázy a transferáz, zmenou vylučovania katecholamínov.
Pri pokusoch na zvieratách sa pod vplyvom nízkych energetických intenzít pozorujú zmeny prekrvenia mozgu spojené so zmenami systémovej hemodynamiky. Zistil sa vplyv laserovej energie na hypotalamo-hypofyzárny systém.
Skúška pracovnej schopnosti
Ak sa vyvinú funkčné poruchy centrálneho nervového systému alebo kardiovaskulárneho systému, odporúča sa liečba a dočasné preradenie na inú prácu; návrat do práce, ak sa stav zlepší (pod lekárskym dohľadom) a ak sa zlepší pracovné podmienky. Kontraindikáciou ďalšej práce s laserom je poškodenie oka.
Prevencia
Racionálna organizácia pracovných podmienok v laboratóriu. Umiestnenie lasera v izolovanej miestnosti. Alarmový systém na zaistenie bezpečnosti počas prevádzky lasera. Vyhnite sa používaniu reflexných povrchov. Laserový lúč musí byť nasmerovaný na nereflexné a nehorľavé pozadie. Steny sú maľované matne - vo svetlých farbách. Tienenie lúča (najmä výkonný laser) od žiariča k šošovke. Počas prevádzky lasera je osobám prísne zakázané zdržiavať sa v nebezpečnej zóne laserového žiarenia. Osoby, ktoré sa nezaoberajú servisom lasera, majú zakázaný vstup do laboratória. Účinné vetranie. Všeobecné a miestne osvetlenie. Prísne dodržiavanie požiadaviek na elektrickú bezpečnosť a opatrenia na ochranu osôb. Použitie špeciálne navrhnutých ochranných skiel (pre každú vlnovú dĺžku vlastný filter). Práca vo všeobecných podmienkach jasného osvetlenia na zúženie zrenice. Pri práci s vysokými energiami sa odporúča vyhnúť sa kontaktu akejkoľvek časti tela s priamym lúčom v čiernych plstených alebo kožených rukaviciach. Prísna oftalmologická kontrola. Predbežné a pravidelné lekárske prehliadky.
