Laserové žiarenie, krátke pre „lasery stimulovanej emisie žiarenia“, je vysoko zameraná a koherentná forma elektromagnetického žiarenia {{}}, avšak v rôznych oblastiach, vrátane medicíny, priemyslu, komunikácie, zábavných účinkov, a to, že je to možné Škodlivé . Tento článok skúma, ako laserové žiarenie interaguje s ľudským telom a zameriava sa na jeho biologické účinky, bezpečnostné úvahy, lekárske použitie a potenciálne riziká .
1. Pochopenie laserového žiarenia
Predtým, ako skúma svoje účinky na ľudské telo, je nevyhnutné pochopiť, čo je laserové žiarenie . na rozdiel od bežných zdrojov svetla, ktoré emitujú difúzne a viacsmerné svetlo, lasery produkujú úzky lúč svetla s vysokou intenzitou, koherencia a monochromatické vlastnosti {{2} \\ Tkanivá . lasery sú klasifikované na základe ich výkonu a potenciálu spôsobujúceho ujmu, od triedy I (neškodné za všetkých podmienok normálneho použitia) po triedu IV (vysoko nebezpečné a schopné spôsobiť vážne popáleniny a poranenia očí) .
Primárne spôsoby, ako laserové žiarenie ovplyvňuje ľudské telo, sú tepelné účinky, fotochemické účinky a mechanické účinky:
Tepelné účinky:Keď je laserová energia absorbovaná tkanivami, premení sa na teplo, čo potenciálne spôsobuje popáleniny alebo poškodenie tkaniva .
Fotochemické efekty:Niektoré vlnové dĺžky, najmä v ultrafialovom a viditeľnom spektre, môžu vyvolať chemické zmeny v tkanivách, ako je poškodenie DNA alebo zmena pigmentu .
Mechanické účinky:Vysoko intenzívne lasery môžu vytvárať rázové vlny alebo zmeny tlaku, ktoré môžu viesť k fyzickej traume, najmä v očných tkanivách .
2. Účinky laserového žiarenia na oči
Oči patria medzi najzraniteľnejšie orgány voči laserovej expozícii v dôsledku ich priehľadnosti a zaostrovacej schopnosti ., dokonca aj lasery s nízkym výkonom môžu spôsobiť trvalé poškodenie, ak sa pozrieme priamo alebo odrážajú lesklé povrchy .
2.1 Poškodenie sietnice
Sietnica, ktorá sa nachádza v zadnej časti oka, obsahuje fotoreceptorové bunky zodpovedné za videnie ., pretože šošovka zaostruje laserové svetlo na sietnicu, dokonca aj malé množstvo energie môže spôsobiť lokalizované zahrievanie a koaguláciu sietnice tkaniva {{} {}} {} {} {} {}} {}} {}} {}} {}} {}} {} {} (600 - 900 nm) predstavujú najväčšie riziko, pretože hlboko prenikajú a nie sú vnímané ako jasné, čo vedie jednotlivcov k dlhšiemu pohľadu bez toho, aby si uvedomili nebezpečenstvo .
2.2 poškodenie rohovky a šošoviek
Lasery v ultrafialovom rozsahu (pod 400 nm) a vzdialeného infračerveného rozsahu (nad 1400 nm) sú väčšinou absorbované rohovkou a šošovkou {{{}}, môže viesť k popáleninám rohovky, kataraktám a fotokeratitíde (zápal rohovky podobne natrvalo .
2.3 Slepota flash a zrakové narušenie
Dokonca aj expozícia laserového lasera, napríklad z ručných laserových ukazovateľov, môže spôsobiť dočasnú bleskovú slepotu, oslnenie alebo následné predstavy ., čo predstavuje vážne nebezpečenstvo v letectve, kde piloti môžu zaznamenať dezorientáciu počas kritických fáz letu v dôsledku laserového interferencie .
3. Účinky laserového žiarenia na pokožku
Laserové žiarenie môže tiež ovplyvniť pokožku v závislosti od vlnovej dĺžky, výkonu, trvania expozície a pigmentácie pokožky .
3,1 tepelné popáleniny
Vysoké lasery, najmä tie v infračervenom rozsahu (e . g ., lasery), sa ľahko absorbujú vodou v koži, čo spôsobuje rýchle zahrievanie a odparovanie tkaniva tkaniva {} {}}}} {}}} {}} alebo zváracie materiály často fungujú na týchto úrovniach energie a vyžadujú prísne bezpečnostné protokoly, aby sa zabránilo náhodnému expozícii .
3.2 fotochemické reakcie
Ultrafialové lasery (ako napríklad excimerové lasery) môžu spôsobiť účinky podobné spáleniu a zvýšenie rizika rakoviny kože poškodením DNA v kožných bunkách {{}} je dlhodobá expozícia UV-A (315–400 nm) spojená s predčasným starnutím a melanómovým vývojom .
3.3 Zmeny pigmentácie
Niektoré lasery, najmä tie, ktoré sa používajú v dermatológii (e . g ., Q-prepínané ND: YAG lasery), zacieľte melanín v koži . Zatiaľ čo táto vlastnosť je zneužívaná na odstránenie tetostí alebo ošetrenie pigmentovaných lézií, môže viesť k hypopigmentu (temná farba) alebo hyperpitovania) alebo hyperplikácie) alebo hyperpitovania), ktorá môže viesť k hypopigmentu (temná farba) alebo hyperpitovania) alebo hyperplikácie) alebo hybieho sfarbenia) alebo straty z náznaku) alebo hyperpitovania. Skin) .
4. Lekárske aplikácie laserového žiarenia
Napriek rizikám, laserová technológia revolúcia v revolúcii v modernej medicíne . starostlivo podporovaná laserová expozícia ponúka presné, minimálne invazívne ošetrenia pre širokú škálu podmienok .
4.1 Oftalmológia
Lasery sa vo veľkej miere používajú pri operácii očí:
Fotokoagulácia: Používa sa na utesnenie unikajúcich krvných ciev pri diabetickej retinopatii alebo makulárnej degenerácii .
LASIK SPRIGRECTION: opravuje refrakčné chyby, ako je krátkozrakosť, hyperopia a astigmatizmus pretvorením rohovky .
Liečba glaukómu: Otvára blokované odvodňovacie kanály v oku pomocou laserovej iridotómie .
4.2 Dermatológia
Lasery hrajú rozhodujúcu úlohu v starostlivosti o pleť a kozmetických postupoch:
Odstránenie tetovania:Krátko pulzované lasery rozkladajú tetovacie častice atramentu, ktoré sa potom odstránia imunitným systémom .
Vaskulárne lézie:Zameriava hemoglobín v krvných cievach na ošetrenie škvŕn vín a pavúkových žíl .
Resurfacing kože:Odstraňuje poškodené vonkajšie vrstvy pokožky, aby sa znížilo vrásky, jazvy a nerovnomerná textúra .
4.3 Onkológia
Laserová terapia sa používa pri liečbe rakoviny:
Fotodynamická terapia (PDT): Kombinácia laserového svetla s fotosenzitívnymi liekmi na zničenie rakovinových buniek v koži, pažeráku a rakovine pľúc .
Minimálne invazívna operácia: lasery umožňujú presné rezanie a kauterizáciu počas odstraňovania nádoru .
4.4 Zubné lekárstvo
Zubné lasery sa používajú pre:
Odstránenie rozpadnutého tkaniva
Liečba ochorenia ďasien
Bielenie
Vykonávanie biopsie
Tieto aplikácie majú úžitok z presnosti a schopnosti laserov minimalizovať krvácanie a propagovať rýchlejšie uzdravenie .
5. Riziká v oblasti povolania a životného prostredia
Pracovníci v odvetviach zahŕňajúcich laserovú technológiu čelia významným rizikám expozície .Správne bezpečnostné opatreniasú nevyhnutné na ochranu personálu pred zranením .
5.1 priemyselné nastavenia
Vo výrobe sa lasery používajú na rezanie, gravírovanie, zváranie a vŕtanie . Pracovníci musia nosiť vhodnéochranné okuliarea postupujte podľa prísnych bezpečnostných protokolov vrátane krytov, blokovania a výstražných znakov .
5.2 Výskum a vývoj
Laboratóriá využívajúce vysoko výkonné lasery pre vedecký výskum musia implementovať inžinierske kontroly, administratívne záruky aOsobné ochranné vybavenie (PPE) .Školiace programy sú rozhodujúce pre zabezpečenie bezpečnej manipulácie .
5.3 Expozícia verejnosti
Incidenty týkajúce sa neoprávneného používania vysoko výkonných laserov, ako napríklad ich zameranie na lietadlá alebo ľudí, zvýšili obavy verejnej bezpečnosti . Mnoho krajín reguluje predaj a používanie laserových ukazovateľov, aby sa zabránilo zneužitiu .
6. bezpečnostné normy a nariadenia
Na zmiernenie rizík spojených s laserovým žiarením boli stanovené medzinárodné normy a usmernenia .
6.1 Klasifikácia laserov
Lasery sú rozdelené do tried na základe ich sily a potenciálu spôsobiť škodu:
Trieda I: Bezpečné za všetkých podmienok; Žiadne nebezpečenstvo .
Trieda II: Nízka sila; bezpečné pre krátke vystavenie (<0.25 seconds).
Trieda IIIA/IIIB: Stredná sila; Nebezpečné po priamom sledovaní alebo odrazoch .
Trieda IV: vysoká sila; nebezpečné pre oči a pokožku; môže spôsobiť požiare .
6.2 Ochranné opatrenia
Kľúčové bezpečnostné postupy zahŕňajú:
S použitím vhodnéhoochranné okuliarezodpovedá laserovej vlnovej dĺžke a výkonu .
Inštalácia bariér a krytov, aby sa zabránilo túlavým lúčom .
Zabezpečenie správnej ventilácie na odstránenie toxických výparov generovaných počas laserovej operácie .
Poskytovanie výcviku a značenia v laserom kontrolovaných oblastiach .
Podľa štandardov ANSI Z136 a IEC 60825 pre bezpečné použitie .
7. vznikajúce technológie a budúce pokyny
Keď sa laserová technológia neustále vyvíja, objavujú sa nové aplikácie a výzvy .
7.1 Ultrafast lasery
Femtosekundové a pikosekundové lasery ponúkajú ultra-predistné rezanie a minimálne poškodenie tepelného tepla, rozširujú ich použitie v chirurgii a mikrofabrikácii .
7,2 kvantové kaskádové lasery
Tieto lasery, ktoré sa používajú v stredne infračervenej spektroskopii
7.3 Nositeľné a prenosné lasery
Pokroky v miniaturizácii umožňujú prenosné laserové zariadenia pre domácu zdravotnú starostlivosť a spotrebnú elektroniku a vyvoláva nové bezpečnostné otázky týkajúce sa rozsiahleho použitia .
8. záver
Laserové žiarenie má hlboké a mnohostranné účinky na ľudské telo . jeho interakcia s biologickými tkanivami závisí od faktorov, ako je napríklad vlnová dĺžka, sila, priemysel a komunikácia, a preto tiež zahrnutá {{1} Terapeutické aj nebezpečné aspekty laserového žiarenia sú rozhodujúce pre maximalizáciu svojich výhod a zároveň minimalizácie rizík . prostredníctvom prísnych bezpečnostných štandardov, vzdelávania a zodpovedných inovácií môže spoločnosť bezpečne a efektívne využívať silu laserov