11.3. Воздействие лазерных излучений на человека

Биологическое воздействие лазерных излучений на организм определяется механизмами взаимодействия излучения с тканями (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.) и зависит от длины волны излучения, длительности импульса (воздействия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Тепловое действие излучений лазеров непрерывного действия имеет много общего с обычным нагревом. У лазеров, работающих в импульсном режиме, имеются некоторые особенности. При действии импульсного лазерного излучения в облучаемых тканях происходит резкое повышение давления, возникновение ударной волны и, в конечном счете, – механическое повреждение тканей. Отличительной чертой лазерного ожога является резкая ограниченность пораженной области. Нетепловое действие в основном обусловлено процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотохимическим эффектами. Местное действие может выражаться в поражении различных органов – глаз, кожи.

Лазерное излучение видимого (380 < λ  780 нм) или ближнего инфракрасного (780 < λ  1400 нм) диапазонов спектра представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза. Излучения такой длины (например, рубиновый, гелий-неоновый лазеры и др.) проходят почти без потерь через оптические среды глаза и практически полностью достигают его наиболее чувствительной части – сетчатой оболочки, где создается большая локальная плотность энергии, приводящая к повышению температуры и, как следствие, к ожогу. Воздействие ультрафиолетового (180 < λ  315 нм) или инфракрасного (1400 < λ  10⁵ нм) лазерного излучения наиболее опасно для глаза и может привести к повреждению роговицы. При этом появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, воспаление слизистых век и глазного яблока, их отек и эрозия. Тяжелые повреждения роговицы сопровождаются помутнением влаги глазного яблока.

Повреждение глаз может возникнуть не только от попадания прямого луча лазера, но и отраженного, даже если отражающая поверхность не является зеркальной.

При повреждении сетчатки в легкой степени на глазном дне наблюдается небольшой участок помутневшей сетчатки, а в тяжелых случаях имеется участок некроза сетчатки, разрыв ее ткани, возможен выброс участка сетчатки в стекловидное тело. Эти повреждения сопровождаются кровоизлиянием в сетчатку, в пред- или подсетчаточное пространства или стекловидное тело.

При работе с лазерным излучением опасности подвергаются также открытые участки тела – кожные покровы. Энергия мощного лазерного излучения способна воздействовать на кожу и через некоторые текстильные материалы. Кроме того, существует возможность возгорания одежды при контакте с пучком лазерного излучения.

Степень тяжести повреждения зависит от энергии излучения, длительности воздействия, площади поражения, ее локализации, добавления вторичных источников воздействия (горение, тление). При контакте с лазерным излучением появляется ощущение тепла или боли. Интенсивность боли зависит от распространенности очага поражения кожных покровов. Повреждение кожи энергией лазерного излучения ультрафиолетового диапазона спектра (нетепловые уровни энергии) может происходить без возникновения каких-либо ощущений.

Характер поражения кожи при воздействии лазерного излучения аналогичен термическим ожогам: на поверхности кожи может появиться покраснение, сухие и влажные пузырьки (отслойка роговых чешуек и всего эпидермиса), зона обугливания верхних слоев кожи, воронкообразное углубление (при сфокусированном пучке).

Ожоги кожи лазерным излучением, подобно термическим ожогам, могут быть разделены по глубине поражения на четыре степени:

1-я степень – эритема (покраснение) кожи;

2-я степень – появление пузырей;

3-а степень – некроз поверхностных слоев кожи;

3-б степень – некроз всей толщины кожи;

4-я степень – некроз тканей на различной глубине за пределами кожи.

Общее действие лазерного излучения на организм связано с параметрами лазерного излучения. При этом возможны функциональные расстройства в деятельности центральной нервной и сердечно-сосудистой систем (сосудистая дистония), нарушения мозгового кровообращения, изменения биохимических показателей крови и свертывание крови.