Лазерна светлина 2
Лазерно лъчение: l = 0,2 - 1000 µm.
Основен източник - оптичен квантов генератор (лазер).Особености на лазерното лъчение - монохроматичност; остър фокус на лъча; когенция. Свойства на лазерното лъчение: висока енергийна плътност: 1010-1012 J/cm2, висока плътност на мощността: 1020-1022 W/cm2.
По вид излъчване лазерното лъчение се разделя на:
— пряка радиация; разпръснати; огледално отразен; дифузен.
Биологичните ефекти на лазерното лъчение зависят от дължината на вълната и интензитета на лъчението, така че целият диапазон на дължината на вълната е разделен на области:
- ултравиолетови 0,2-0,4 микрона
- видими 0,4-0,75 микрона
б) много над 1,0
Вредно въздействие на лазерното лъчение.
2) енергийни ефекти (+ мощност)
4) механично въздействие (вибрации от ултразвуков тип в облъчения организъм)
5) електростри (деформация на молекули в областта на лазерното лъчение)
6) образуването в клетките на микровълново електромагнитно поле
Въздействието на лазерното лъчениевърху живите организми, включително човешкото тяло, както и върху околната среда, може да бъде както положително, така и отрицателно.
Нека първо да поговорим за положителните ефекти на лазерното лъчение. Днес в много страни по света има активно въвеждане на лазерно лъчение в практическата медицина и в различни биологични изследвания. Уникалните свойства на лазерния лъч позволяват използването му в широк спектър от области: хирургия, терапия и медицинска диагностика. Емпирично е доказана ефективността на лазерното лъчение от ултравиолетовия, инфрачервения и видимия спектър за използване при малки засегнатисайт и за въздействие върху организма като цяло.
Въздействието на нискоинтензивното лазерно лъчение води до значително намаляване на острите възпалителни процеси, стимулира регенеративните процеси в организма, нормализира тъканната микроциркулация, повишава общия имунитет и устойчивостта на организма към различни заболявания. Към днешна дата е доказано, че облъчването с нисък интензитет се характеризира с изразен терапевтичен ефект.
Лазерната терапия е метод на лечение, основан на използването на светлинна енергия от лазерно лъчение за медицински цели. Положителният ефект на лазерното лъчение върху ставите е, че има преструктуриране на субхондралната костна пластина, кръвообращението в ендоста се нормализира и хрущялът се преустройва във влакнесто-влакнест.
Под въздействието на лазерното лъчение върху кръвта се наблюдава подобряване на реологичните параметри на кръвта, нормализиране на кислородното снабдяване на тъканите, по-малко проява на исхемия в тъканите на тялото, нормализиране на нивото на холестерола, триглицеридите и захарта, спиране на освобождаването на различни възпалителни медиатори и повишаване на общия имунитет на организма.
Що се отнася до отрицателното въздействие на лазерното лъчение върху човешкото тяло, тогава очите страдат преди всичко. Дори лазери с много ниска мощност, само няколко миливата, могат да причинят увреждане на зрението. За дължини на вълните между 400 и 700 nm, които са видими, имат висока степен на предаване и могат да бъдат фокусирани от лещата, лазерното лъчение, навлизащо в окото, дори за няколко секунди, ще причини частична и в някои случаи пълна загуба на зрение. Високомощните лазери могат дори да повредят външната кожа.
Влияние на лазерното лъчениеособеноопасни за тъканите, чиято абсорбираща способност е максимална. Окото е най-уязвимият орган в това отношение. Причината за това е несигурността на роговицата и лещата на окото, както и способността на оптичната система на окото да увеличи значително мощността на лазерното лъчение в близкия инфрачервен и видим диапазон, разположен на очното дъно.
При увреждане на окото от лазерно лъчение се появява болка, спазъм на клепачите, текат сълзи, клепачите и очната ябълка се подуват. В някои случаи има помътняване на ретината и кръвоизлив. Клетките на ретината след такова увреждане вече не се възстановяват.
Нашите най-добри специалисти ще ви обяснят подробно как да се предпазите от негативните ефекти на лазерното лъчение и да се възползвате максимално от положителните ефекти налазерното лъчение
Лазерни лъчения, тяхната роля в жизнените процеси
Във връзка с широкото използване на източници на лазерно лъчение в научните изследвания, промишлеността, медицинските комуникации и др., Съществува необходимост от запазване на здравето на хората, работещи с различни лазерни инсталации.
Лазерът е източник на кохерентно излъчване, тоест движението на фотони, координирани във времето и пространството под формата на специален лъч. Светлинният интензитет на лазерния лъч в дадена точка може да бъде по-голям от интензитета на Слънцето. В съответствие с използването на различни материали като активна среда, лазерите се разделят на твърдотелни, газови, полупроводникови, течни багрила, химически.
Действието на лазерното лъчение е най-опасно за органите на зрението и кожата. Характерът на въздействието върху зрителния апарат и степента на увреждащия ефект на лазера зависят от енергийната плътност на лъчението, дължината на вълната на лъчението (импулсно или непрекъснато).Характерът на увреждането на кожата зависи от цвета на кожата, например пигментираната кожа абсорбира лазерното лъчение много по-силно от непигментираната кожа. Светлата кожа отразява до 40% от падащата върху нея радиация. Под действието на лазерното лъчение се установяват редица нежелани промени в дихателната, храносмилателната, сърдечно-съдовата и ендокринната система. В някои случаи тези общи клинични симптоми са доста устойчиви, като резултат от въздействие върху нервната система.
Нека разгледаме действието на най-биологично опасните спектрални диапазони на лазерното облъчване. В инфрачервената област енергията на "най-късите" вълни (0,7-1,3 μm) може да проникне на относително голяма дълбочина в кожата и прозрачните среди на окото. Дълбочината на проникване зависи от дължината на вълната на падащото лъчение. Областта с висока прозрачност при дължини на вълните от 0,75 до 1,3 µm има максимална прозрачност в областта от 1,1 µm. При тази дължина на вълната 20% от енергията, падаща върху повърхностния слой на кожата, прониква в кожата на дълбочина от 5 мм. В същото време при силно пигментирана кожа дълбочината на проникване може да бъде още по-голяма. Въпреки това човешката кожа противодейства на инфрачервеното лъчение доста добре, тъй като е в състояние да разсейва топлината поради кръвообращението и да понижава температурата на тъканта поради изпаряването на влагата от повърхността.
Много по-трудно е да се предпазят очите от инфрачервено лъчение, топлината практически не се разсейва в тях, а лещата, която фокусира радиацията върху ретината, засилва ефекта от биологичното излагане. Всичко това налага да се обърне специално внимание на защитата на очите при работа с лазери. Роговицата на окото е прозрачна за радиация в диапазона на дължината на вълната от 0,75-1,3 µm и става практически непрозрачна само за дължини на вълната над 2 µm.
СтепенТермичното увреждане на роговицата зависи от погълнатата доза радиация и се наранява главно повърхностният, тънък слой. Ако във вълновия интервал 1,2-1,7 микрона стойността на радиационната енергия надвишава минималната доза радиация, тогава може да настъпи пълно разрушаване на защитния епителен слой. Ясно е, че такава дегенерация на тъканите в областта непосредствено зад зеницата сериозно засяга състоянието на органа на зрението.
Ирисът, характеризиращ се с висока степен на пигментация, абсорбира лъчение от почти целия инфрачервен диапазон. Той е особено податлив на действието на радиация с дължина на вълната 0,8-1,3 микрона, тъй като радиацията почти не се задържа от роговицата и водната течност на предната камера на окото.
Минималната стойност на енергийната плътност на облъчване във вълновия диапазон 0,8-1,1 μm, която може да причини увреждане на ириса, се счита за 4,2 J/cm2. Едновременното поражение на росата и ириса винаги е остро и затова е най-опасно.
Поглъщането от средата на окото на радиационна енергия в инфрачервената област, падаща върху роговицата, се увеличава с увеличаване на дължината на вълната. При дължини на вълните от 1,4-1,9 µm роговицата и предната камера на окото абсорбират почти цялото падащо лъчение, а при дължини на вълните над 1,9 µm роговицата става единственият абсорбатор на радиационна енергия.
Развитието на лазерната технология наложи започването на изследвания за определяне на максимално допустимите нива на лазерно облъчване. Ефектът на лазерното лъчение върху човешката кожа е главно термичен. Като индикативна безопасна доза за кожата се препоръчва плътност на мощността от 100 mW/cm2. Механизмът на топлинното действие е добре проучен. Малко по-трудно е да се установят максимално допустимите нива на лазерно облъчванеоко. Широкото използване на лазери с изходни параметри, значително различни от параметрите на естествените източници на светлина, създава опасност за човешкото око.
При оценката на допустимите нива на лазерна енергия е необходимо да се вземе предвид общият ефект върху прозрачната среда на окото, ретината и хороидеята. Нека да оценим ефекта на лазерното лъчение върху ретината на окото.
Размерът на зеницата до голяма степен определя количеството радиационна енергия, която навлиза в окото и следователно достига до ретината. За адаптирано към тъмнина око диаметърът на зеницата варира от 2 до 8 mm; на дневна светлина - 2-3 мм, при гледане към Слънцето зеницата се стеснява до 1,6 мм в диаметър. Количеството светлинна енергия, влизаща вътре, е пропорционално на площта на зеницата. Следователно свитата зеница пропуска светлинен поток 15-25 пъти по-малко от разширената зеница. Площта на изображението на източника на радиация върху ретината зависи от неговия vb размер, който се определя главно от разстоянието до източника. За повечето неточкови източници размерът на изображението върху ретината се изчислява според законите на геометричната оптика, като знаете ефективното фокусно разстояние на нормално отпуснато око, можете да намерите размера на изображението на източника на лазерно лъчение върху ретината, ако са известни разстоянието до източника и линейният размер на източника на лъчение.