Лазерне випромінювання 2
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
b) далека понад 1.0
Шкідливі дії лазерного випромінювання.
2) енергетичні дії (+ потужність)
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 сьогодні в багатьох країнах світу проходить активне впровадження лазерного випромінювання в практичній медицині та в різних біологічних дослідженнях. Унікальні властивості лазерного променя дозволяють використовувати його в найрізноманітніших областях: хірургії, терапії та медичну діагностику. Досвідченим шляхом було доведено ефективність лазерного випромінювання ультрафіолетового, інфрачервоного та видимого спектрів для застосування на невеликий уражений.ділянку й у впливу 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 випромінюванняособливонебезпечно 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 області 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 тільки для довжин хвиль понад 2 мкм.
Ступіньтеплового 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 опроміненняочей. 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 ефективну фокусну 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.