36. Действие лазера на организм

Действие лазеров на организм зависит от параметров излучения (мощности и энергии излучения на единицу облучаемой поверхности, длины волны, длительности импульса, частоты следования импульсов, времени облучения, площади облучаемой поверхности), локализации воздействия и от анатомо-физиологических особенностей облучаемых объектов.

В зависимости от специфики технологического процесса работа с лазерным оборудованием может сопровождаться воздействием на персонал главным образом отраженного и рассеянного излучения. Энергия излучения лазеров в биологических объектах (ткань, орган) может претерпевать различные превращения и вызывать органические изменения в облучаемых тканях (первичные эффекты) и неспецифические изменения, функционального характера (вторичные эффекты).

Биологические эффекты, возникающие при воздействии лазерного излучения на организм, зависят от энергетической экспозиции в импульсе или энергетической освещенности, длины волны излучения, длительности импульса, частоты повторения импульсов, экспозиции воздействия и площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Лазерное излучение способно вызывать первичные эффекты, к которым относятся органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях, и вторичные эффекты - неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение.

Термический эффект импульсных лазеров большой интенсивности имеет специфические особенности. При действии излучения импульсного лазера в облучаемых тканях происходит быстрый нагрев структур. Причем, если излучение соответствует режиму свободной генерации, то за время импульса (длительность в пределах 1 мс) тепловая энергия вызывает термический ожог тканей. Лазеры, работающие в режиме модулированной добротности (с укороченным импульсом), излучают энергию за весьма короткое время (длительность импульса 1*10^-7 – 1*10^-12 с).

В результате быстрого нагрева структур до высоких температур происходит резкое повышение давления в облучаемых тканевых элементах, что приводит к механическому повреждению тканей. Например, в момент воздействия на глаз или на кожу импульс излучения субъективно ощущается как точечный удар. С увеличением энергии в импульсе излучения ударная волна возрастает.

Таким образом, лазерное излучение приводит к сочетанному термическому и механическому действию.

Влияние излучения лазера орган зрения. Эффект воздействия лазерного излучения на орган зрения в значительной степени зависит от длины волны и локализации воздействия. Выраженность морфологических изменений и клиническая картина расстройств функций зрения может быть от полной потери зрения (слепота) до инструментально выявляемых функциональных нарушений.

Лазерное излучение видимой и ближней ИК области спектра при попадании в орган зрения достигает сетчатки, а излучение ультрафиолетовой и дальней ИК областей спектра поглощается конъюнктивой, роговицей, хрусталиком.

Действие лазерного излучения на кожу. При применении лазеров большой, мощности и расширении их практического использования возросла опасность случайного повреждения не только органа зрения, но и кожных покровов и даже внутренних органов. Характер повреждений кожи или слизистых оболочек варьирует от легкой гиперемии до различной степени ожогов, вплоть до грубых патологических изменений типа некроза.

Различают 4 степени поражения кожи лазерным излучением:

I степень – ожоги эпидермиса: эритема, десквамация эпителия;

II – ожоги дермы: пузыри, деструкция поверхностных слоев дермы;

III - ожоги дермы: деструкция дермы до глубоких слоев;

IV - деструкция всей толщи кожи, подкожной клетчатки и подлежащих слоев

Действие лазерных излучений наряду с морфофункциональными изменениями тканей непосредственно в месте облучения вызывает разнообразные функциональные сдвиги в организме. В частности, развиваются изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, которые могут приводить к нарушению здоровья. Биологический эффект воздействия лазерного излучения усиливается при неоднократных воздействиях и при комбинациях с другими факторами производственной среды.

37. УФ-излучение

Ультрафиолетовое (УФ) излучение представляет собой невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное положение между светом и рентгеновским излучением.

Биологически активная часть УФ излучения делится на 3 части: спектральная область – А с длиной волны 400 - 315 нм, область В с длиной волны 315 - 280 нм и С - 280 – 200 нм. УФ-излучение более короткого диапазона (от 180 нм и ниже) сильно поглощается всеми материалами и средами, в том числе и воздухом, а потому может иметь место только в условиях вакуума.

УФ-лучи обладают способностью вызывать фотоэлектрический эффект, проявлять фотохимическую активность (развитие фотохимических реакций), вызывать люминесценцию и обладают .значительной биологической активностью. При этом УФ-лучи области А отличаются сравнительно слабым биологическим действием, возбуждают флюоресценцию органических соединений. Лучи области В обладают сильным эритемным и антирахитическим действием, а лучи области С активно действуют на тканевые белки и липиды, вызывают гемолиз и обладают выраженным антирахитическим действием.

Нормируемой величиной искусственного УФ-облучения является количество эритемного облучения, определяемое произведением эритемной облученности на время облучения. Эта величина аналогична освещенности и определяется плотностью эритемного потока.

Эритемный поток (Ф_эр) – мощность эритемного излучения - представляет собой величину, характеризующую эффективность УФ-излучения по его полезному воздействию на человека и животных.

Производственные источники УФ-излучения

Наиболее распространенными искусственными источниками УФ-излучения на производстве являются электрические дуги, ртутно-кварцевые горелки, автогенное пламя. Все источники УФ-излучения принадлежат к так называемым температурным излучателям.

В условиях производства УФ-облучению подвергаются рабочие, занятые электросваркой, автогенной резкой и сваркой металла, плазменной резкой и сваркой, дефектоскопией; технический и медицинский персонал, работающий с ртутно-кварцевыми лампами при светокопировании, стерилизации воды и продуктов, персонал физиотерапевтических кабинетов; рабочие, занятые плавкой металлов и минералов с высокой температурой плавления на электрических, диабазовых, стекольных и других печах; рабочие, занятые производством ртутных выпрямителей; испытатели изоляторов и др. Сельскохозяйственные, строительные, дорожные рабочие и другие профессиональные группы подвергаются действию ультрафиолетового излучения солнечного спектра, особенно в осенне-летний период года.

Биологическое действие

Биологическое действие УФ-лучей солнечного света проявляется прежде всего в их положительном влиянии на организм человека. УФ-облучение - жизненно необходимый фактор. Известно, что при длительном недостатке солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается своеобразный симптомокомплекс, именуемый «световое голодание».

Наиболее часто следствием недостатка солнечного света являются авитаминоз D, ослабление защитных иммунобиологических реакций организма, обострение хронических заболеваний, функциональные расстройства нервной системы.

К контингентам, испытывающим «световое голодание» организма или «ультрафиолетовую недостаточность», относятся рабочие шахт и рудников, люди, работающие в бесфонарных и безоконных цехах и на ряде других объектов, не имеющих естественного освещения, таких, как машинные отделения, метрополитен и др., а также работающие на Крайнем Севере.

УФ-облучение субэритемными и малыми эритемными дозами оказывает благоприятное стимулирующее действие на организм. Происходит повышение тонуса гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем, активности митохондриальных и микросомальных ферментов и уровня неспецифического иммунитета, увеличивается секреция ряда гормонов. Наблюдается нормализация артериального давления, снижается уровень холестерина сыворотки, снижается проницаемость капилляров, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов, увеличивается содержание сульфгидрильных групп; нормализуются все виды обмена.

Установлено, что под воздействием УФ-излучения наблюдается более интенсивное выведение химических веществ (марганца, ртути, свинца) из организма и уменьшение их токсического действия. Повышается сопротивляемость организма, снижается заболеваемость, в частности простудными заболеваниями, повышается устойчивость к охлаждению, снижается утомляемость, повышается работоспособность.

В целях профилактики «ультрафиолетового дефицита» используется как солнечное излучение - инсоляция помещений, световоздушные ванны, солярии, а также и УФ-облучение искусственными источниками.

Мероприятия по предупреждению «ультрафиолетовой недостаточности» в нашей стране закреплены санитарным законодательством.

Производственные помещения с постоянным пребыванием работающих, в которых естественное освещение отсутствует или недостаточно по биологическому действию, по требованию санитарных нормативов следует оборудовать установками искусственного УФ-излучения (с эритемными лампами). УФ-облучение рабочих может быть выполнено с помощью установок общего эритемного облучения, размещенных непосредственно в цехе, где работающие получают необходимую дозу облучения в течение рабочей смены, либо УФ-облучение рабочих производится в фотариях в течение 3 - 5 мин с использованием высоких уровней облучения.

УФ-излучение от производственных источников, в первую очередь электросварочных дуг, может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений.

Наиболее подвержен действию УФ излучения зрительный анализатор.

Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии (фотоофтальмии), представляют собой острый коньюктивит или кератоконьюктивит. Заболеванию предшествует латентный период, продолжительность которого чаще всего составляет 12 ч. Проявляется заболевание ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением, блефароспазмом. Нередко обнаруживается эритема кожи лица и век. Заболевание длится до 2 - 3 сут.

Профилактические мероприятия по предупреждению электроофтальмий сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах.

С хроническими поражениями связывают хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту хрусталика.

Кожные поражения протекают в виде острых дерматитов с эритемой, иногда отёком, вплоть до образования пузырей. Наряду с местной реакцией могут отмечаться общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями, диспепсическими явлениями. В дальнейшем наступают гиперпигментация и шелушение. Классическим примером поражения кожи, вызванного УФ-излучением, служит солнечный ожог.

Хронические изменения кожных покровов, вызванные УФ-излучением, выражаются в «старении» (солнечный эластоз), развитии кератоза, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований.

Для защиты кожи от УФ-излучения используются защитная одежда, противосолнечные экраны (навесы и т.п.), специальные покровные кремы.