Действие лазерного излучения на организм человека.

Различают шесть видов воздействия лазерного излучения на живой организм.

1. Термическое (тепловое) действие. При фокусировке лазерного излучения выделяется значительное количество теплоты в небольшом объеме за короткий промежуток времени.

2. Энергетическое действие определяется большим градиентом электрического поля, обусловленного высокой плотностью мощности. Это действие может вызывать поляризацию молекул, резонансные и другие эффекты.

3. Фотохимическое действие проявляется в выцветании ряда красителей.

4. Механическое действие проявляется в возникновении колебаний типа ультразвуковых в облучаемом организме.

5. Электрострикция – деформация молекул в электрическом поле лазерного излучения.

6. Образование в пределах клетки микроволнового электромагнитного поля.

Под действием лазерного излучения происходит нарушение жизнедеятельности отдельных органов и организма в целом.

При больших интенсивностях облучения возможны повреждения внутренних органов, которые имеют характер отеков, кровоизлияния, кровотечения, омертвления тканей и др.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии (мощности) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (750…1400 нм) на глазном дне до 6104 раз по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.

ЛИ с длиной волны 380…1400 нм (видимая и ближняя инфракрасная области) представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а излучение с длиной волны 180…380 нм (ультрафиолетовая) и свыше 1400 нм (дальняя инфракрасная область) – для передних сред глаза.

Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне ближнего инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиолетового диапазона (200…400 нм) поражает роговицу, развивается кератит. Наибольшим фотокератическим действием обладает излучение с длиной волны 280 нм.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральном диапазоне λ = 180…100 000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях – испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи. Значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром), минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1…1 Дж/см².

Лазерное излучение, особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм), способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ).

Импульсный режим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10–2 с связан с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности, ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различной длительности и амплитуды. Максимальную амплитуду имеет первый импульс сжатия, который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные и внутримозговые кровоизлияния. Обычно различают локальное и общее повреждения организма.

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции.

По степени опасности выходного излучения для организма человека лазеры подразделяют на 4 класса:

I – лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи;

II – лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

III – лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующие излучения в спектральном диапазоне 380…1400 нм;

IV – лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Лазеры классифицирует предприятие-изготовитель по выходным характеристикам излучения расчетным методом.