Сторінка
6

Техніка безпеки при експлуатації лазерів і лазерних установок

Ушкодження сітчастої оболонки виникає переважно при впливі ЛВ видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів спектра, що проходять через око майже без втрат і фокусуються на сітківці. У результаті цього на сітківці створюється локальна щільність енергії, у 105 раз більша у порівнян-ні з щільністю енергії на роговиці. Тому влучення ЛВ зазначених довжин хвиль небезпечно для зору, воно викликає опіки і розриви, приводить до уш-кодження сітківки і судинної оболонки ока і є причиною сліпоти.

Щільність енергії (потужність) на сітківці ока зростає при збільшенні діаметра зіниці, тому імовірність ушкодження ока, адаптованого до темряви, більша, ніж імовірність ушкодження в умовах яскравого освітлення.

Для випромінювань з довжинами хвиль менше 0,4 мкм і більше 1,4 мкм оптичні середовища ока є непрозорими, і тому фокусуюча дія відсутня.

Спектральний інтервал УФ з погляду характеру біологічних ефек-тів поділяється на три області: ультрафіолет А – UV – A (0,315-0,4 мкм), В – UV – В (0,28-0,315 мкм) і С – UV – С (0,1-0,28 мкм). Випромінювання з довжиною хвилі λ < 0,2 мкм поглинається киснем повітря з утворенням озону і тому істотної біологічної ролі не грає.

Вплив УФ на орган зору в основному приводить до враження роговиці (кератит). Найбільшою фотокератичною дією володіє випромінювання з довжиною хвилі 0,288 мкм.

Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,32 мкм пра-ктично цілком поглинається у роговій оболонці та кон’юнктиві і викликає їхнє ушкодження – різного ступеня враженості кон’юнктивіт і фотокератит, які супроводжуються світлобоязню, блефароспазмом, сльозотечею і болю-чими відчуттями. У важких випадках може виникнути виразка рогової обо-лонки, аж до її перфорації. Випромінювання у цій області спектра характе-ризується кумулятивною дією, причому реакція організму, відома як відчут-тя «піску в очах», виявляється не відразу, а опісля від 30 хв до 1 доби.

Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,38 мкм при-водить також до ушкодження переднього відділу ока. Механізм ушкодження обумовлений як тепловим, так і специфічною фотобіохімічною дією цього випромінювання, яке викликає абіотичні ушкодження. При високій інтен-сивності опромінення з’являються пухирі, іноді невеликі крововиливи. Після гострої реакції поверхневі шари епідерми відриваються, а в глибоких шарах з’являється пігментація. При важких ушкодженнях утворюються тромби в судинах шкіри, що викликає дегенерацію і некроз епітелію. Ультрафіолетове випромінювання області А відповідає невидимому інтервалу спектра, і його патологічний ефект виражається в утворенні катаракти.

У видимому діапазоні випромінювання проходить без особливих ре-акцій через оптичні середовища ока і впливає головним чином на світлочут-ливі клітки сітківки, викликаючи чи тимчасове осліплення, чи опік з наступ-ними рубцюваннями, що приводить до втрати зору в даній області зорового простору. Випромінювання цього діапазону можуть викликати дефект тка-нини, злипаюче запалення, ущільнення тканини і механічне руйнування тка-нини з викидом крові.

Інфрачервоне випромінювання (ІФ) підрозділяється на наступні три області: діапазон IR – А (0,78-1,4 мкм), IR – B (1,4-3 мкм) і IR – С (3 мкм - 1 мм).

Установлено, що при λ ≥ 1,4 мкм практично всі попадаючі на око випромінювання поглинають роговиця ока і волога передньої камери, а при λ ≥ 1,9 мкм випромінювання поглинає тільки роговиця. Інфрачервоне випро-мінювання помірної інтенсивності приводить до нагрівання біологічних структур, для яких можливе настання режиму теплової рівноваги.

Випромінювання в діапазоні IR – А поглинається райдужною оболон-кою, кришталиком і склоподібним тілом. Багата пігментом райдужна обо-лонка ока нагрівається, і за рахунок теплопровідності виникає коагуляція білка кришталика. Ураження очей при цьому відбувається через тривалий проміжок часу. Нагрівання райдужної оболонки викликає дратівне відчуття і мигальний рефлекс. При великих густинах енергії осліплення необоротне внаслідок температурного помутніння кришталика.

Інфрачервоне випромінювання з λ = 1-1,64 мкм поглинається переваж-но роговою оболонкою. Цей діапазон вважається найменш небезпечним для ока, тому що ураження виникають поверхневі, тимчасового характеру і тіль-ки при великих густинах енергії випромінювання.

Високоінтенсивне випромінювання IR – А поглинається пігментними утвореннями очного дна, викликаючи їх нагрів. Перегрів клітин до температури вище 37 °С призводить до різкого перевантаження механізмів клітини, відповідальних за очищення від речовин продуктів обміну, що утрудняє її функціонування. Нагрів до температури вище 45 °С викликає переродження клітинних ферментів і загибель клітини. Якщо ж клітина нагрівається до температури вище 100 °С, то внаслідок пароутворення, яке має при високій швидкості нагрівання характер вибуху, можуть спостерігатися механічні руйнування тканин ока, які опромінюються. Подібні процеси обумовлюють ушкодження тих тканин ока, які на довжині хвилі випромінювання інтенсивно її поглинають.

Випромінювання з λ = 10,6 мкм добре поглинається і нагріває ті тканини, що містять велику кількість води (рогова оболонка, кон’юнктива). Граничні зміни в роговій оболонці (вміст води 70 %) спостерігаються при щільності потоку випромінювання порядку десятих часток вата на квадратний сантиметр. При великих рівнях випромінювання (20 Вт/см2) виникає стійке помутніння рогової оболонки [2-4; 15].

Як бачимо у залежності від довжини ЛВ різною є і локалізація ушкодження органа зору.

Імпульсне ЛВ з λ = 0,4-1,4 мкм становить більшу небезпеку, ніж непе-рервне, тому що в цьому випадку ушкодження очного дна викликається ком-бінованою дією – термічною і механічною. Механічна дія випромінювання виявляється у вигляді «вибуху» зерен меланіну (високомолекулярні водоне-розчинні пігменти), у результаті чого зерна пігменту викидаються у склопо-дібне тіло.