Лазерне випромінювання та його вплив на людину. Електромагнітне, лазерне випромінювання, ультразвук

Лазерне випромінювання

Лазерне випромінювання: l = 0,2 – 1000 мкм.

основ. джерело - оптичний квантовий генератор (лазер).Особливості лазерного випромінювання - монохроматичність; гостра спрямованість пучка; когкрентність.Властивості лазерного випромінювання: висока щільність енергії: 1010-1012 Дж/см2, висока щільність потужності: 1020-1022 Вт/см2.

На вигляд випромінювання лазерне випромінювання подразд-ся:

Пряме випромінювання; розсіяне; дзеркально-відбите; дифузне.

Біологічні дії лазерного випромінювання залежить від довжини хвилі та інтенсивності випромінювання, тому весь діапазон довжин хвиль ділиться на області:

Ультрафіолетова 0.2-0.4 мкм

Видима 0.4-0.75 мкм

Інфрачервона:

a) ближня 0.75-1

b) далека понад 1.0

Шкідливі дії лазерного випромінювання.

1)термічні події

2) енергетичні дії (+ потужність)

3) фотохімічні впливи

4) механічний вплив (коливання типу ультразвукових в опроміненому організмі)

5) електрострі (деформація молекул у полі лазерного випромінювання)

6) освіта в межах клітин мікрохвильового електромагнітного поля

Вплив лазерного випромінюванняна живі організми, зокрема і організм людини, і навіть на довкілля, то, можливо як позитивним, і негативним.

Давайте спочатку поговоримо про позитивний вплив лазерного випромінювання.
На сьогоднішній день у багатьох країнах світу проходить активне впровадження лазерного випромінювання у практичній медицині та у різних біологічних дослідженнях. Унікальні властивості лазерного променя дозволяють використовувати його в найрізноманітніших областях: хірургії, терапії та медичну діагностику. Досвідченим шляхом була доведена ефективність лазерного випромінювання ультрафіолетового, інфрачервоного та видимого спектрів для застосування на невелику уражену ділянку та для впливу на організм у цілому.

Вплив лазерного випромінювання низької інтенсивності призводить до значного зменшення гострих запальних процесів, стимулює відновлювальні процеси в організмі, нормалізує мікроциркуляцію тканин, підвищує загальний імунітет та стійкість організму до різних захворювань.
На сьогоднішній день доведено, що для низькоінтенсивного випромінювання характерний явно виражений терапевтичний вплив.

Лазеротерапією називається спосіб лікування, який ґрунтується на використанні світлової енергії лазерного випромінювання з медичною метою.
Позитивний вплив лазерного випромінювання на суглоби полягає в тому, що спостерігається перебудова субхондральної кісткової пластинки, нормалізується кровообіг в ендоост і хрящ перебудовується на фіброзноволокнистий.

При впливі лазерного випромінювання на кров спостерігається поліпшення реологічних показників крові, нормалізується кисневе постачання тканин, менше проявляється ішемія в тканинах організму, нормалізується рівень холестерину, тригліцеридів, цукру, зупиняється вивільнення різних медіаторів запалення, підвищується загальний вплив.

Що стосується негативного впливу лазерного випромінювання на організм людини, то тут страждають насамперед очі. Навіть лазери дуже маленької потужності, що становить лише кілька міліватів, можуть завдати шкоди зору. Для довжин хвиль від 400 до 700 нм, які є видимими, мають високий ступінь пропускання і можуть фокусуватися кришталиком, попадання лазерного випромінювання в око навіть на пару секунд викликати часткову, а в деяких випадках і повну втрату зору. Лазери високої потужності можуть пошкоджувати зовнішні шкірні покриви.

Вплив лазерного випромінюванняособливо небезпечно для тканин, що поглинає здатність яких максимальна. Око є найуразливішим органом у цьому плані. Причиною цього є незахищеність рогівки та кришталика ока, а також уміння оптичної системи ока значно збільшувати потужність лазерного випромінювання ближнього інфрачервоного та видимого діапазонів, розташованих на очному дні.

При ураженні ока лазерним випромінюванням виникає біль, спазм повік, течуть сльози, набрякають повіки та очне яблуко. В окремих випадках спостерігається помутніння сітківки та крововилив. Клітини сітківки після такого пошкодження вже не відновлюються.

Наші найкращі фахівці докладно пояснять вам, як уберегтися від негативного впливу лазерного випромінювання та отримати максимальну користь від позитивного. впливу лазерного випромінювання

Лазерні випромінювання, їх роль процесах життєдіяльності

У зв'язку з широким застосуванням лазерних джерел випромінювання у наукових дослідженнях, промисловості, медичному зв'язку та ін. виникає необхідність збереження здоров'я людей, що експлуатують різні лазерні установки.

Лазер джерело когерентного випромінювання, тобто узгодженого у часі та просторі руху фотонів у вигляді виділеного променя. Світлова інтенсивність лазерного променя в точці може бути більшою, ніж інтенсивність Сонця. Відповідно до використання різних матеріалів як активне середовище лазери поділяють на твердотілі, газові, напівпровідникові, рідинні на барвниках, хімічні.

Дія випромінювання лазерів становить небезпеку найбільше органів зору і шкірного покриву. Характер на зоровий апарат і ступінь вражаючої дії лазера залежить від щільності енергії випромінювання, довжини хвилі випромінювання (імпульсне чи безперервне). Характер пошкодження шкіри залежить від кольору шкіри, наприклад пігментована шкіра значно сильніше поглинає лазерне випромінювання, ніж пігментована. Світла шкіра відбиває до 40 % падаючого її випромінювання. При дії лазерного випромінювання виявлено низку небажаних змін з боку органів дихання, травлення, серцево-судинної та ендокринної систем. У деяких випадках ці загальні клінічні симптоми мають досить стійкий характер, будучи результатом впливу на нервову систему.

Розглянемо дію найбільш біологічно небезпечних спектральних діапазонів лазерного опромінення. В інфрачервоній ділянці енергія найбільш «коротких» хвиль (0,7-1,3 мкм) може проникати на порівняно велику глибину в шкіру та прозорі середовища ока. Глибина проникнення залежить від довжини хвилі падаючого випромінювання. Ділянка високої прозорості на довжинах хвиль від 0,75 до 1,3 мкм має максимум прозорості в районі 1,1 мкм. На цій довжині хвилі 20% енергії, що падає на поверхневий шар шкіри, проникає у шкіру на глибину до 5 мм. При цьому в сильно пігментованій шкірі глибина проникнення може бути ще більшою. Проте шкіра людини досить добре протидіє інфрачервоному випромінюванню, оскільки вона здатна розсіювати тепло завдяки кровообігу і знижувати температуру тканини внаслідок випаровування вологи з поверхні.

Значно важче від інфрачервоного опромінення захистити очі, у них тепло практично не розсіюється, і кришталик, що фокусує випромінювання на сітківці, посилює ефект біологічної дії. Все це змушує під час роботи з лазерами особливу увагу звертати на захист очей. Рогова оболонка ока прозора для випромінювання в інтервалі довжин хвиль 0,75-1,3 мкм і стає практично непрозорою лише для довжин хвиль понад 2 мкм.

Ступінь теплового ураження рогівки залежить від поглиненої дози опромінення, причому травмується переважно поверхневий, тонкий шар. Якщо в інтервалі хвиль 1,2-1,7 мкм величина енергії опромінення перевищує мінімальну дозу опромінення, то може статися повне руйнування захисного епітеліального шару. Зрозуміло, що подібне переродження тканин в області, покладеній безпосередньо за зіницею, серйозно відзначав стан органу зору.

Райдужна оболонка, що відрізняється високим ступенем пігментації, поглинає випромінювання практично всього інфрачервоного діапазону. Особливо сильно схильна до дії випромінювання довжиною хвилі 0,8-1,3 мкм, оскільки випромінювання майже не затримується рогівкою і водянистою рідиною передньої камери ока.

Мінімальною величиною щільності енергії опромінення в інтервалі хвиль 0,8-1,1 мкм, здатної викликати ураження райдужної оболонки, вважають 4,2 Дж/см2. Одночасне ураження росової та райдужної оболонок завжди носить гострий характер, а тому воно найнебезпечніше.

Поглинання середовищем ока енергії випромінювання в інфрачервоній ділянці, що падає на рогову оболонку, зростає зі збільшенням довжини хвилі. При довжинах хвиль 1,4-1,9 мкм рогівка і передня камера ока поглинають практично все падаюче випромінювання, а при довжинах хвиль вище 1,9 мкм рогівка стає єдиним поглиначем енергії випромінювання.

Розвиток лазерної техніки змусило розпочати дослідження з визначення гранично допустимих рівнів опромінення лазера.
Вплив лазерного випромінювання на шкіру людини є переважно тепловим. Як орієнтовна безпечна доза для шкіри рекомендується вважати щільність потужності 100 мВт/см2. Механізм теплового впливу добре вивчений. Дещо складніше встановити гранично допустимі рівні лазерного опромінення очей. Широке використання лазерів із вихідними параметрами, що значно відрізняються від параметрів природних джерел світла, створює небезпеку для органу зору людини.

При оцінці допустимих рівнів лазерної енергії необхідно враховувати сумарний ефект, що виробляється на прозорі середовища ока, сітківку та судинну оболонку. Оцінимо дію лазерного випромінювання на сітчасту оболонку ока.

Розмір зіниці значною мірою визначає кількість енергії випромінювання, що потрапляє в око і, отже, сітківки, що досягає. Для ока, адаптованого до темряви, діаметр зіниці коливається від 2 до 8 мм; при денному світлі – 2-3 мм, при погляді на Сонце зіниця звужується до 1,6 мм у діаметрі. Величина світлової енергії, що надходить всередину, пропорційна площі зіниці. Отже, звужена зіниця пропускає світло потік в 15-25 разів менше, ніж зіниця розширена. Площа зображення джерела випромінювання на сітківці залежить від його v Ь лового розміру, що визначається в основному відстанню до джерела. Для більшості неточкових джерел розмір зображення на сітківці обчислюється за законами геометричної оптики знаючи ефективне фокусне відстань нормального розслабленого ока, можна знайти розмір зображення лазерного випромінювання на сітківці в тому випадку, якщо відомі відстань до джерела і лінійний розмір джерела випромінювання.

Ще далекого 1917 року вчений А. Ейнштейн висунув геніальне припущення у тому, що атоми здатні випромінювати індуковані світлові хвилі. Однак знайшло це припущення підтвердження лише майже через півстоліття в той час, як радянськими вченими Н. Г. Басовим і А. М. Прохоровим було розпочато створення квантових генераторів.

З перших букв англійської назви цього пристрою була складена абревіатура - лазер, отже, світло, що випромінюється ним, - лазерним. Чи зустрічається середньостатистична людина з лазером у повсякденному житті?

Сучасність дає можливість повсюдно спостерігати за прекрасними світловими променями, що танцюють, що виходять від лазера.

Їх активно застосовують для створення світлових шоу, а також у косметології, медицині та техніці. Саме тому в наші дні так активно застосовуються лазерні технології для естрадних уявлень та виробництва усіляких гаджетів.

Але раптом лазерне світло шкідливе для людини? Саме це питання ми сьогодні й порушимо. Але дня початку треба перенестись у шкільні роки та згадати про лазерні світлові кванти.

У природі джерелом світла атоми. Лазерний промінь - не виняток, проте він народжується в результаті трохи відмінних матеріальних процесах і за умови, що існує зовнішній вплив електромагнітного поля. На основі цього можна сказати, що лазерне світло – це вимушене явище, тобто простимульоване.

Промені лазерного світла поширюються практично паралельно один одному, тому вони мають мізерний кут розсіювання і здатні інтенсивно впливати на опромінювану поверхню.

Чим тоді лазер відрізняється від звичної (також створеної руками людей) лампочки розжарювання? На відміну від лазера, у лампи спектр розсіювання становить практично 360 про, тоді як пучок від лазера має вузьку спрямованість.

Через те, що квантові генератори щільно влаштувалися в житті сучасної людини, вчених серйозно стурбувало питання, чи немає негативного впливу від такого «сусідства». У ході проведення багатьох дослідів їм вдалося досягти великих результатів і з'ясувати, що лазерний промінь має особливі властивості:

• під час роботи лазерної установки можна отримати негативні наслідки безпосередньо (із апарату), від розсіяного світла чи відбитого від інших поверхонь;
• від того, яку тканину впливає лазер, і навіть від параметрів його хвилі залежатиме ступінь впливу;
• енергія, що поглинається будь-якими тканинами, може мати тепловий, світловий або будь-який інший негативний ефект.

Якщо лазер впливає на біологічну тканину, то послідовність результатів, що вражають, виглядає приблизно так:

• швидке підвищення температури та прояви ознак опіку;
• міжтканинна та клітинна рідина закипає;
• в результаті закипання утворюється пара під високим тиском, який шукає вихід та підриває сусідні тканини.

Якщо дози опромінення маленькі або середні, можна позбутися опіками шкірних покривів. Але при сильному опроміненні шкіра набуває набряклого і омертвілого вигляду. А внутрішні органи зазнають сильних травм. Найбільшу небезпеку становлять прямі та дзеркально відбиті промені, які негативно позначаються на роботі найважливіших органів та їх систем.

На окрему увагу заслуговує тема впливу лазера на зорові органи.

ВАЖЛИВО! Імпульсні короткі спалахи лазера можуть призвести до дуже сильних уражень сітківки, райдужки та кришталика ока.

На це є 3 причини:

1. Короткий лазерний імпульс триває 0,1 секунди, і за цей час просто не встигає спрацювати захист зору – миготливий рефлекс.
2. Рогова оболонка та кришталик – це надзвичайно сприйнятливі органи, які легко пошкодити.
3. Оскільки око саме собою – це ціла оптична система, вона й сама робити внесок у власне руйнація при потраплянні лазера. Вона фокусує промінь на очному дні і заламує сітківку. Тут промінь вражає тендітні судини цього органу, викликаючи їхню закупорку. Відсутність больових рецепторів дозволяє навіть не відчути, що певна ділянка на сітківці вже вражена доти, поки деякі предмети просто не буде видно, перебуваючи в полі зору.

Лише після настання деякого часу починається набряклість повік, біль в очах, судомні скорочення та крововилив на сітківці. До речі, клітини останньої не регенеруються.

ВАЖЛИВО! Випромінювання, внаслідок якого може пошкодитися зір, має низький рівень. А ось для пошкодження шкіри достатньо випромінювання високої інтенсивності. Інфрачервоні лазери чи будь-які джерела світла видимого спектру, потужність яких перевищує 5 мВт – це потенційно небезпечно.

Прекрасні винахідники по всій земній кулі під час своїх винаходів квантових генераторів навіть і припустити не могли, яку популярність набудуть їхні дітища незабаром. Однак таке загальне визнання вимагає знань, яку довжину хвилі застосовувати для тієї чи іншої операції.

Що впливає на довжину лазерної хвилі? Оскільки лазер – рукотворний пристрій, то і природа його хвиль буде визначена механічною будовою променя приладу, що генерується. Лазери можуть бути твердотілими та газовими.

Чудо-світло одночасно може бути в діапазоні від 30 до 180 мкм і бути частиною ультрафіолетової, видимої (частіше червоної) або інфрачервоної ділянки спектра.

Але саме довжина хвилі багато в чому впливає характер впливу цього світла на людське тіло. Так, червоне світло менш чутливе для нашого ока ніж зелені. Тобто наша повіка зімкнеться побачивши зеленого пучка світла, тому воно є менш небезпечним, ніж той же червоний.

Захист від лазерного випромінювання на виробництві

На виробництві, де застосовуються квантові генератори прямо чи опосередковано задіяно дуже багато людей. Для таких співробітників розроблені чіткі приписи, що регулюють ступінь особистого захисту від випромінювання, оскільки будь-яка лазерна установка становить потенційну небезпеку для тих чи інших органів тіла.

Виробники подібних установок повинні вказати, до якого з 4-х класів небезпеки належить даний прилад. Найбільшу загрозу становлять лазери 2,3 та 4 категорії.

До громадських засобів захисту на виробництві відносяться захисні екрани та кожухи, камери спостереження, світлодіодні індикатори, сигналізації чи огорожі, що встановлюються у зонах з підвищеним рівнем небезпеки випромінювання.

Індивідуальні методи захисту включають спеціальні комплекти одягу та окуляри з нанесеним покриттям від лазерного променя.

ВАЖЛИВО! Своєчасне обстеження в лікарні та дотримання всіх запропонованих на виробництві заходів захисту – це найкращі профілактичні методи захисту від хвиль.

У нашому побуті спостерігається безконтрольне застосування саморобних лазерних приладів, установок, лазерних указок та світильників. Щоб уникнути неприємних наслідків варто чітко дотримуватись правил їх використання:

• тільки в місцях, де немає сторонніх людей, можна «гратися» лазерами;
• більшу небезпеку, ніж прямий промінь, несуть відбиті від скла чи іншого дзеркального предмета світлові хвилі;
• навіть самий «нешкідливий» промінь з невисокою інтенсивністю при попаданні в зору водія, пілота або спортсмена може призвести до трагічних наслідків;
• лазерні пристрої потрібно берегти від використання дітьми та підлітками;
• при низькому положенні хмар можна направляти пучки світла в небо, щоб уникнути попадання світла в повітряний транспорт;
• категорично заборонено дивитися в об'єктив на джерело світла;
• при носінні захисних окулярів важливо контролювати ступінь їхнього захисту від різних по довжині променів.

Сучасні квантові генератори та лазерні пристрої, що зустрічаються в побуті – це реальна загроза для їхніх власників та оточуючих. Захистити себе або близьких допоможе лише суворе дотримання всіх запобіжних заходів. Тільки тоді можна насолодитися воістину чарівним видовищем.

Лазери стають все більш важливими інструментами дослідження в галузі медицини, фізики, хімії, геології, біології та техніки. При неправильному використанні вони можуть засліплювати та наносити травми (в т. ч. опіки та електротравми) операторам та іншому персоналу, включаючи випадкових відвідувачів лабораторії, а також завдати значної шкоди майну. Користувачі цих пристроїв повинні повною мірою розуміти та вживати необхідних заходів безпеки при користуванні ними.

Що таке лазер?

Слово «лазер» (LASS, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) є абревіатурою, яка розшифровується як «посилення світла індукованим випромінюванням». Частота випромінювання, що генерується лазером, знаходиться в межах або поблизу видимої частини електромагнітного спектра. Енергія посилюється до стану надзвичайно високої інтенсивності за допомогою процесу, що зветься «випромінювання лазерне індуковане».

Термін «радіація» часто розуміється неправильно, тому що його також використовують при описі. У даному контексті воно означає передачу енергії. Енергія переноситься з одного місця в інше за допомогою провідності, конвекції та випромінювання.

Існує безліч різних типів лазерів, що працюють у різних середовищах. Як робоче середовище використовуються гази (наприклад, аргон або суміш гелію з неоном), тверді кристали (наприклад, рубін) або рідкі барвники. Коли енергія подається у робоче середовище, вона перетворюється на збуджений стан і вивільняє енергію як частинок світла (фотонів).

Пара дзеркал на обох кінцях герметизованої трубки або відбиває, або передає світло як концентрованого потоку, званого лазерним променем. Кожне робоче середовище виробляє промінь унікальної довжини хвилі та кольору.

Колір світла лазера, зазвичай, виражається довжиною хвилі. Він є неіонізуючим і включає ультрафіолетову (100-400 нм), видиму (400-700 нм) та інфрачервону (700 нм - 1 мм) частину спектра.

Електромагнітний спектр

Кожна електромагнітна хвиля має унікальну частоту і довжину, пов'язану з цим параметром. Подібно до того, як червоне світло має свою власну частоту і довжину хвилі, так і всі інші кольори - помаранчевий, жовтий, зелений і синій - мають унікальні частоти і довжини хвиль. Люди здатні сприймати ці електромагнітні хвилі, але не в змозі бачити решту спектра.

Найбільшу частоту мають ультрафіолет. Інфрачервоне, мікрохвильова радіація та радіохвилі займають нижні частоти спектра. Видиме світло знаходиться у дуже вузькому діапазоні між ними.

вплив на людину

Лазер виробляє інтенсивний спрямований пучок світла. Якщо його направити, відобразити або сфокусувати на об'єкт, промінь частково поглинеться, підвищуючи температуру поверхні та внутрішньої частини об'єкта, що може спричинити зміну або деформацію матеріалу. Ці якості, які знайшли застосування в лазерній хірургії та обробці матеріалів, можуть бути небезпечними для тканин людини.

Крім радіації, що чинить тепловий вплив на тканини, небезпечне лазерне випромінювання, що справляє фотохімічний ефект. Його умовою є досить коротка, тобто ультрафіолетова або синя частини спектру. Сучасні пристрої виробляють лазерне випромінювання, вплив на людину якого зведено до мінімуму. Енергії малопотужних лазерів недостатньо для завдання шкоди, і небезпеки вони не становлять.

Тканини людини чутливі до впливу енергії, і при певних обставинах електромагнітне випромінювання, лазерне в тому числі, може призвести до пошкодження очей та шкіри. Було проведено дослідження порогових рівнів травмуючої радіації.

Небезпека для очей

Людське око більш схильний до травм, ніж шкіра. Рогівка (прозора зовнішня передня поверхня ока), на відміну від дерми, не має зовнішнього шару відмерлих клітин, що захищають від впливу навколишнього середовища. Лазерне та поглинається рогівкою ока, що може завдати їй шкоди. Травма супроводжується набряком епітелію та ерозією, а при тяжких ушкодженнях – помутнінням передньої камери.

Кришталик ока також може бути схильний до травм, коли на нього впливає різне лазерне випромінювання - інфрачервоне та ультрафіолетове.

Найбільшу небезпеку, однак, є вплив лазера на сітківку ока у видимій частині оптичного спектру - від 400 нм (фіолетовий) до 1400 нм (ближній інфрачервоний). У межах цієї області діапазону колімовані промені фокусуються на дуже невеликих ділянках сітківки. Найбільш несприятливий варіант впливу відбувається, коли око дивиться в далечінь і в нього потрапляє прямий або відбитий промінь. В цьому випадку його концентрація на сітківці досягає 100 000 разів.

Таким чином, видимий пучок потужністю 10 мВт/см2 впливає на сітківку ока з потужністю 1000 Вт/см2. Цього більш ніж достатньо, щоб спричинити пошкодження. Якщо око не дивиться вдалину, або якщо промінь відбивається від дифузної, не дзеркальної поверхні, до травм веде значно сильніше випромінювання. Лазерна дія на шкіру позбавлена ​​ефекту фокусування, тому вона набагато менше схильна до травм при цих довжинах хвиль.

Рентгенівське проміння

Деякі високовольтні системи з напругою понад 15 кВ можуть генерувати рентгенівські промені значної потужності: лазерне випромінювання, джерела якого - потужні з електронним накачуванням, а також плазмові системи та джерела іонів. Ці пристрої повинні бути перевірені у тому числі для забезпечення належного екранування.

Класифікація

Залежно від потужності чи енергії пучка та довжини хвилі випромінювання, лазери діляться на кілька класів. Класифікація заснована на потенційній здатності пристрою викликати негайну травму очей, шкіри, займання при прямому впливі променя або при відображенні від дифузних поверхонь, що відбивають. Всі комерційні лазери підлягають ідентифікації за допомогою намічених на них міток. Якщо пристрій було виготовлено вдома або іншим чином не позначено, слід отримати консультацію щодо відповідної класифікації та маркування. Лазери розрізняють за потужністю, довжиною хвилі та тривалістю експозиції.

Безпечні пристрої

Пристрої першого класу генерують низькоінтенсивне лазерне випромінювання. Воно не може досягти небезпечного рівня, тому джерела звільняються від більшості заходів контролю чи інших форм спостереження. Приклад: лазерні принтери та програвачі компакт-дисків.

Умовно безпечні пристрої

Лазери другого класу випромінюють у видимій частині спектра. Це лазерне випромінювання, джерела якого викликають у людини нормальну реакцію неприйняття надто яскравого світла (миготливий рефлекс). При дії променя людське око моргає через 0,25 с, що забезпечує достатній захист. Однак лазерне випромінювання у видимому діапазоні здатне пошкодити око при постійному впливі. Приклади: лазерні покажчики, геодезичні лазери.

Лазери 2а-класу є пристроями спеціального призначення із вихідною потужністю менше 1 мВт. Ці прилади викликають пошкодження лише при безпосередньому впливі протягом більше 1000 с за 8-годинний робочий день. Приклад: пристрої зчитування штрих-коду.

Небезпечні лазери

До класу 3а відносять пристрої, які не травмують при короткочасному впливі на незахищене око. Можуть становити небезпеку під час використання фокусуючої оптики, наприклад, телескопів, мікроскопів або біноклів. Приклади: гелій-неоновий лазер потужністю 1-5 мВт, деякі лазерні покажчики та будівельні рівні.

Промінь лазера класу 3b може призвести до травми при безпосередньому впливі або його дзеркальному відображенні. Приклад: гелій-неоновий лазер потужністю 5-500 мВт, багато дослідних та терапевтичних лазерів.

Клас 4 включає пристрої з рівнями потужності понад 500 мВт. Вони небезпечні для очей, шкіри, а також пожежонебезпечні. Вплив пучка, його дзеркального чи дифузного відбиття може стати причиною очних та шкірних травм. Мають бути вжиті всі заходи безпеки. Приклад: Nd:YAG-лазери, дисплеї, хірургія, металорізання.

Лазерне випромінювання: захист

Кожна лабораторія має забезпечити відповідний захист осіб, які працюють із лазерами. Вікна приміщень, через які може проходити випромінювання пристроїв 2, 3 або 4 класу з шкодою на неконтрольованих ділянках, повинні бути покриті або іншим чином захищені під час роботи такого приладу. Для максимального захисту очей рекомендується наступне.

• Пучок необхідно укласти в негорючу захисну оболонку, що не відображає, щоб звести до мінімуму ризик випадкового впливу або пожежі. Для вирівнювання променя використовувати люмінесцентні екрани чи вторинні візири; уникати прямого на очі.
• Для процедури вирівнювання променя використати найменшу потужність. По можливості для попередніх процедур вирівнювання використовувати пристрої низького класу. Уникати присутності зайвих відбиваючих об'єктів у зоні роботи лазера.
• Обмежити проходження променя у небезпечній зоні у неробочий час, використовуючи заслінки та інші перепони. Не використовувати стіни для вирівнювання променя лазерів класу 3b і 4.
• Використовувати інструменти, що не відображають. Деякий інвентар, що не відображає видиме світло, стає дзеркальним у невидимій області спектра.
• Не носити ювелірні вироби, що відображають. Металеві прикраси також підвищують небезпеку ураження електричним струмом.

Захисні окуляри

При роботі з лазерами 4 класу з відкритою небезпечною зоною або ризику відображення слід користуватися захисними окулярами. Тип залежить від виду випромінювання. Окуляри необхідно вибирати для захисту від відбиття, особливо дифузних, а також для забезпечення захисту до рівня, коли природний захисний рефлекс може запобігти травмам очей. Такі оптичні прилади збережуть деяку видимість променя, запобігають опікам шкіри, зменшать можливість інших нещасних випадків.

Чинники, які слід враховувати при виборі захисних окулярів:

• довжина хвилі або область спектра випромінювання;
• оптична щільність за певної довжини хвилі;
• максимальна освітленість (Вт/см2) або потужність пучка (Вт);
• тип лазерної системи;
• режим потужності – імпульсне лазерне випромінювання або безперервний режим;
• можливості відображення - дзеркального та дифузного;
• поле зору;
• наявність коригувальних лінз або достатнього розміру, що дозволяє носити окуляри для корекції зору;
• комфорт;
• наявність вентиляційних отворів, що запобігають запотіванню;
• вплив на колірний зір;
• ударостійкість;
• можливість виконання необхідних завдань.

Оскільки захисні окуляри зазнають пошкоджень та зношування, програма безпеки лабораторії повинна включати періодичні перевірки цих захисних елементів.

ЛАЗЕРНЕ ВИМИКАННЯ – це вимушене (за допомогою лазера) випромінювання атомами речовини порцій-квантів електромагнітного випромінювання. Слово "лазер" - абревіатура, утворена з початкових букв англійської фрази Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (посилення світла за допомогою індукованого випромінювання). Отже (оптичний квантовий генератор) – це генератор електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, заснований на використанні вимушеного (стимульованого) випромінювання. Лазерна установка включає активне (лазерне) середовище з оптичним резонатором, джерело енергії її збудження та, як правило, систему охолодження. За рахунок монохроматичності лазерного променя та його малої розбіжності (високого ступеня колімінованості) створюються виключно високі енергетичні експозиції, що дозволяють отримати локальний термоефект. Це є підставою для використання лазерних установок при обробці матеріалів (різання, свердління, поверхневе загартування та ін.), в хірургії і т.д.

Л. в. здатне поширюватися на значні відстані і відбиватися від межі розділу двох середовищ, що дозволяє застосовувати цю властивість для цілей локації, навігації, зв'язку і т. д. Шляхом підбору тих чи інших речовин як активне середовище може індукувати практично на всіх довжинах хвиль, починаючи з ультрафіолетових і закінчуючи довгохвильовими інфрачервоними. Найбільшого поширення у промисловості набули лазери, що генерують електромагнітні випромінювання з довжиною хвилі 0,33; 0,49; 0,63; 0,69; 1,06; 106 мкм.

Основні фізичні величини, що характеризують Л. і.:

довжина хвилі, мкм;

застосування засобів захисту;

обмеження часу дії випромінювання;

призначення та осіб, відповідальних за організацію та проведення робіт;

обмеження допуску до проведення робіт;

нагляду за режимом робіт;

чітка протиаварійна робота та регламентація порядку ведення робіт в аварійних умовах;

персоналу.

Санітарно-гігієнічні та лікувально-профілактичні методи:

контроль за рівнями шкідливих та небезпечних факторів на робочих місцях;

контроль за проходженням персоналом попередніх та періодичних медичних оглядів.

Від Л. в. повинні забезпечувати запобігання впливу випромінювання або зниження його величини до рівня, що не перевищує допустимого. До СКЗ від Л. в. відносяться: огородження, захисні екрани, блокування та автоматичні затвори, кожухи та ін. ЗІЗ від Л. і. включають: щитки, маски та ін. СКЗ повинні передбачатися на стадії проектування та монтажу лазерів, при організації робочих місць, при виборі експлуатаційних параметрів. Вибір засобів захисту повинен проводитися в залежності від класу лазера, інтенсивності випромінювання в робочій зоні, характеру роботи, що виконується. Показники захисних властивостей засобів захисту повинні знижуватися під впливом ін. шкідливих і небезпечних чинників (вібрації, температури тощо. буд.). Конструкція засобів захисту повинна забезпечувати можливість зміни основних елементів (світлофільтрів, екранів, оглядового скла та ін.). ЗІЗ очей та обличчя (і щитки), що знижують інтенсивність Л. і. до ПДУ повинні застосовуватися тільки в тих випадках (пусконалагоджувальні, ремонтні та експериментальні роботи), коли СКЗ не забезпечують персоналу.

Лазерне випромінювання в медицині є вимушеною або стимульованою хвилею оптичного діапазону довжиною від 10 нм до 1000 мкм (1 мкм=1000 нм).

Лазерне випромінювання має:
- когерентність - узгоджене перебіг у часі кількох хвильових процесів однієї частоти;
- монохроматичність – одна довжина хвилі;
- поляризованість - упорядкованість орієнтації вектора напруженості електромагнітного поля хвилі в площині, що перпендикулярна її поширенню.

Фізична та фізіологічна дія лазерного випромінювання

Лазерне випромінювання (ЛИ) має фотобіологічну активність. Біофізичні та біохімічні реакції тканин на ЛИ різні і залежать від діапазону, довжини хвилі та енергії фотона випромінювання:

ІЧ-випромінювання (1000 мкм – 760 нм, енергія фотонів 1-1,5 ЕВ) проникає на глибину 40-70 мм, викликає коливальні процеси – теплову дію;
- видиме випромінювання (760-400 нм, енергія фотонів 2,0-3,1 ЕВ) проникає на глибину 0,5-25 мм, викликає дисоціацію молекул та активацію фотохімічних реакцій;
- УФ-випромінювання (300-100 нм, енергія фотонів 3,2-12.4 ЕВ) проникає на глибину 0,1-0,2 мм, викликає дисоціацію та іонізацію молекул -фотохімічну дію.

Фізіологічна дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання (НДІ) реалізується нервовим та гуморальним шляхом:

Зміна у тканинах біофізичних та хімічних процесів;
- Зміна обмінних процесів;
- Зміна метаболізму (біоактивація);
- морфологічні та функціональні зміни в нервовій тканині;
- Стимуляція серцево-судинної системи;
- Стимуляція мікроциркуляції;
- підвищення біологічної активності клітинних та тканинних елементів шкіри, активізує внутрішньоклітинні процеси у м'язах, окисно-відновні процеси, утворення міофібрил;
- Підвищує стійкість організму.

Високоінтенсивне лазерне випромінювання (10,6 та 9,6 мкм) викликає:

Термічний опік тканини;
- коагуляцію біологічних тканин;
- обвуглювання, згоряння, випаровування.

Лікувальна дія низькоінтенсивного лазера (НДІ)

Протизапальне, зниження набряклості тканини;
- аналгетичну;
- Стимуляція репаративних процесів;
- рефлексогенний вплив – стимуляція фізіологічних функцій;
- генералізований вплив - стимуляція імунної відповіді.

Лікувальна дія високоінтенсивного лазерного випромінювання

Антисептична дія, утворення коагуляційної плівки, захисний бар'єр від токсичних агентів;
- різання тканин (лазерний скальпель);
- Зварювання металевих протезів, ортодонтичних апаратів.

Показання НИЛИ

Гострі та хронічні запальні процеси;
- травма м'яких тканин;
- опік та відмороження;
- Шкірні захворювання;
- захворювання периферичної нервової системи;
- Захворювання опорно-рухового апарату;
- серцево-судинні захворювання;
- захворювання органів дихання;
- захворювання шлунково-кишкового тракту;
- захворювання сечостатевої системи;
- захворювання вуха, горла, носа;
- Порушення імунного статусу.

Показання до лазерного випромінювання у стоматології

захворювання слизової оболонки порожнини рота;
- захворювання пародонту;
- некаріозні ураження твердих тканин зубів та карієс;
- пульпіт, періодонтит;
- запальний процес та травма щелепно-лицьової області;
- захворювання СНЩС;
- Лицеві болі.

Протипоказання

Пухлини доброякісні та злоякісні;
- вагітність до 3 місяців;
- тиреотоксикоз, діабет 1 типу, хвороби крові, недостатність функції дихання, нирок, печінки, кровообігу;
- гарячкові стани;
- психічні захворювання;
- Наявність імплантованого водія ритму;
- судомні стани;
- Індивідуальна непереносимість фактора.

Апаратура

Лазери - технічний пристрій, що випромінює у вузькому оптичному діапазоні. Сучасні лазери класифікуються:

По активній речовині (джерело індукованого випромінювання) -твердотільні, рідинні, газові та напівпровідникові;
- по довжині хвилі та випромінювання - інфрачервоні, видимі та ультрафіолетові;
- за інтенсивністю випромінювання - низькоінтенсивні та високоінтенсивні;
- за режимом генерації випромінювання - імпульсний та безперервний.

Апарати комплектуються випромінюючими головками та спеціалізованими насадками - стоматологічні, дзеркальні, акупунктурні, магнітні та ін., що забезпечують ефективність лікування, що проводиться. Поєднане використання лазерного випромінювання та постійного магнітного поля посилює лікувальний ефект. Серійно виробляються в основному три види лазерної терапевтичної апаратури:

1) на базі гелій-неонових лазерів, що працюють у безперервному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,63 мкм та вихідною потужністю 1-200 мВт:

УЛФ-01, "Ягода"
- АФЛ-1, АФЛ-2
- ШАТЛ-1
- АЛТМ-01
- ФАЛМ-1
- «Платан-М1»
- "Атол"
- АЛОК-1 – апарат лазерного опромінення крові

2) на базі напівпровідникових лазерів, що працюють у безперервному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,67-1,3 мкм та вихідною потужністю 1-50 мВт:

АЛТП-1, АЛТП-2
- «Ізель»
- «Мазик»
- «Віта»
- «Дзвіночок»

3) на базі напівпровідникових лазерів, що працюють в імпульсному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,8-0,9 мкм, потужністю імпульсу 2-15 Вт:

- "Візерунок", "Візерунок-2К"
- "Лазурит-ЗМ"
- "Люзар-МП"
- "Нега"
- "Азор-2К"
- "Ефект"

Апарати для магнітолазерної терапії:

- "Млада"
- АМЛТ-01
- "Світоч-1"
- "Лазур"
- "Ерга"
- МІЛТА - магніто-інфрачервоний

Техніка та методика лазерного випромінювання

Чи вплив проводять на вогнище ураження або органу, сегментарно-метамерної зони (нашкірно), біологічно активної точки. При лікуванні глибокого карієсу та пульпіту біологічним методом опромінення проводять у ділянці дна каріозної порожнини та шийки зуба; періодонтиту - світловод вводять у кореневий канал, попередньо механічно та медикаментозно оброблений, і просувають до верхівки кореня зуба.

Методика проведення лазерного опромінення - стабільна, стабільно-скануючий або скануючий, контактний або дистанційний.

Дозування

Відповідні реакції на ЛІ залежать від параметрів дозування:

Довжина хвилі;
- методика;
- режим роботи - безперервний чи імпульсний;
- Інтенсивність, щільність потужності (ПМ): низькоінтенсивне-М'яке (1-2 мВт) застосовують для впливу на рефлексогенні зони; середня (2-30 мВт) та жорстка (30-500 мВт) - на область патологічного вогнища;
- час на одне поле - 1-5 хв, сумарний час трохи більше 15 хв. щодня чи через день;
- курс лікування 3-10 процедур, повторний через 1-2 місяці.

Техніка безпеки

Очі лікаря та пацієнта захищають окулярами СЗС-22, СЗО-33;
- Не можна дивитися на джерело випромінювання;
- стіни кабінету мають бути матовими;
- натискати на кнопку «пуск» після встановлення випромінювача на патологічне вогнище.