Лазерлер медицинада, физикада, химияда, геологияда, биологияда және техникада барған сайын маңызды зерттеу құралына айналуда. Дұрыс пайдаланбаған жағдайда олар операторлар мен басқа персоналдың, соның ішінде зертханада тұрған адамдарды соқыр етіп, жарақаттауға (соның ішінде күйік және электр тогының соғуына), сондай-ақ айтарлықтай материалдық залал келтіруі мүмкін. Бұл құрылғыларды пайдаланушылар олармен жұмыс істегенде қажетті қауіпсіздік шараларын толық түсінуі және қолдануы керек.

Лазер дегеніміз не?

«Лазер» сөзі (LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) «сәулеленудің ынталандырылған сәулеленуімен жарықты күшейту» дегенді білдіретін аббревиатура. Лазер тудыратын сәулелену жиілігі электромагниттік спектрдің көрінетін бөлігінде немесе оған жақын. Энергия лазермен индукцияланған эмиссия деп аталатын процесс арқылы өте жоғары қарқындылыққа дейін күшейтіледі.

Радиация термині жиі дұрыс түсінілмейді, себебі ол сондай-ақ сипаттау үшін қолданылады. Бұл контексте ол энергияны беруді білдіреді. Энергия бір жерден екінші жерге өткізгіштік, конвекция және сәуле шығару арқылы беріледі.

Мұнда көптеген бар әртүрлі түрлеріәртүрлі ортада жұмыс істейтін лазерлер. Жұмыс ортасы ретінде газдар (мысалы, аргон немесе гелий мен неон қоспасы), қатты кристалдар (мысалы, рубин) немесе сұйық бояғыштар қолданылады. Жұмыс ортасына энергия берілгенде ол қозып, жарық бөлшектері (фотондар) түрінде энергия бөледі.

Тығыздалған түтіктің екі жағындағы жұп айналар лазер сәулесі деп аталатын шоғырланған ағында жарықты шағылыстырады немесе жібереді. Әрбір жұмыс ортасыбірегей толқын ұзындығы мен түстің сәулесін шығарады.

Лазер сәулесінің түсі әдетте толқын ұзындығымен көрсетіледі. Ол иондаушы емес және спектрдің ультракүлгін (100-400 нм), көрінетін (400-700 нм) және инфрақызыл (700 нм - 1 мм) бөліктерін қамтиды.

Электромагниттік спектр

Әрбір электромагниттік толқын осы параметрмен байланысты бірегей жиілік пен ұзындыққа ие. Қызыл жарықтың өз жиілігі мен толқын ұзындығы болатыны сияқты, барлық басқа түстер – қызғылт сары, сары, жасыл және көк түстердің бірегей жиіліктері мен толқын ұзындығы бар. Адамдар бұл электромагниттік толқындарды қабылдай алады, бірақ спектрдің қалған бөлігін көре алмайды.

Ультракүлгін сәулелер де ең жоғары жиілікке ие. Инфрақызыл, микротолқынды сәулелену және радиотолқындар спектрдің төменгі жиіліктерін алады. Көрінетін жарық екеуінің арасындағы өте тар диапазонда жатыр.

адамға әсері

Лазер қарқынды, бағытталған жарық сәулесін шығарады. Егер нысанға бағытталса, шағылса немесе фокусталса, сәуле ішінара жұтылып, заттың беті мен ішкі бөлігінің температурасын жоғарылатады, бұл материалдың өзгеруіне немесе деформациясына әкелуі мүмкін. Лазерлік хирургияда және материалдарды өңдеуде қолданылатын бұл қасиеттер адам тініне қауіпті болуы мүмкін.

Тіндерге термиялық әсер ететін сәулеленуден басқа, фотохимиялық әсер тудыратын лазерлік сәулелер қауіпті. Оның жағдайы жеткілікті қысқа, яғни спектрдің ультракүлгін немесе көк бөлігі. Заманауи құрылғылар лазер сәулесін шығарады, оның адамға әсері барынша азайтылады. Төмен қуатты лазерлердің зиян келтіру үшін жеткілікті энергиясы жоқ және олар қауіп төндірмейді.

Адамның ұлпасы энергияға сезімтал және белгілі бір жағдайларда электромагниттік сәулелену, соның ішінде лазерлік сәулелену көзге және теріге зақым келтіруі мүмкін. Травматикалық сәулеленудің шекті деңгейлері бойынша зерттеулер жүргізілді.

Көзге қауіп

Адамның көзі теріге қарағанда жарақаттануға бейім. Мөлдір қабық (көздің мөлдір сыртқы алдыңғы беті), дермистен айырмашылығы, оны зақымданудан қорғайтын өлі жасушалардың сыртқы қабаты жоқ. қоршаған орта. Лазерді көздің мүйізді қабығы сіңіреді, бұл оған зиян келтіруі мүмкін. Зақымдану эпителийдің ісінуі мен эрозиямен, ал ауыр жарақаттар кезінде - алдыңғы камераның бұлыңғырлануымен бірге жүреді.

Көздің линзасы әртүрлі лазерлік сәулеленуге - инфрақызыл және ультракүлгін сәулелерге ұшыраған кезде де жарақатқа ұшырауы мүмкін.

Ең үлкен қауіп оптикалық спектрдің көрінетін бөлігінде - 400 нм-ден (күлгін) 1400 нм-ге дейін (инфрақызылға жақын) лазердің көз торына әсері. Спектрдің осы аймағында коллимацияланған сәулелер тордың өте кішкентай аймақтарына бағытталған. Ең қолайсыз әсер көз алысқа қараған кезде пайда болады және тікелей немесе шағылысқан сәулеге соқтығысады. Бұл жағдайда оның сетчаткадағы концентрациясы 100 000 есеге жетеді.

Осылайша, 10 мВт/см 2 қуаты бар көрінетін сәуле 1000 Вт/см 2 қуатымен көз торына әсер етеді. Бұл зиян келтіру үшін жеткілікті. Егер көз қашықтыққа қарамаса немесе сәуле шашыраңқы, айна емес бетінен шағылса, айтарлықтай күшті сәулелену жарақатқа әкеледі. Теріге лазерлік әсер ету фокустау әсеріне ие емес, сондықтан бұл толқын ұзындығында жарақатқа әлдеқайда аз сезімтал.

рентген сәулелері

Кернеуі 15 кВ-тан жоғары кейбір жоғары вольтты жүйелер айтарлықтай қуаттың рентгендік сәулелерін тудыруы мүмкін: көздері қуатты электронды айдалатын лазерлік сәулелену, сондай-ақ плазмалық жүйелер мен ион көздері. Бұл құрылғылар басқа нәрселермен қатар, дұрыс экрандауды қамтамасыз ету үшін сыналуы керек.

Классификация

Сәуленің қуатына немесе энергиясына және сәулеленудің толқын ұзындығына байланысты лазерлер бірнеше кластарға бөлінеді. Жіктеу құрылғының сәулеге тікелей әсер еткенде немесе диффузиялық шағылысатын беттерден шағылысқан кезде көзге, теріге немесе өртке бірден зақым келтіру мүмкіндігіне негізделген. Барлық коммерциялық лазерлер оларға қолданылатын белгілер арқылы анықталуы керек. Құрылғы үйде жасалған болса немесе таңбаланбаған болса, оның сәйкес жіктелуі мен таңбалануына қатысты кеңес алу керек. Лазерлер қуаты, толқын ұзындығы және әсер ету ұзақтығы бойынша ерекшеленеді.

Қауіпсіз құрылғылар

Бірінші класты құрылғылар төмен қарқынды лазер сәулесін тудырады. Ол қауіпті деңгейге жете алмайды, сондықтан көздер бақылаудың көпшілігінен немесе бақылаудың басқа түрлерінен босатылады. Мысалы: лазерлік принтерлер және CD ойнатқыштар.

Шартты қауіпсіз құрылғылар

Екінші класты лазерлер спектрдің көрінетін бөлігінде сәуле шығарады. Бұл лазерлік сәулелену, оның көздері адамдарда тым ашық жарыққа (жыпылықтау рефлексі) жиіркенішті реакцияны тудырады. Сәуленің әсерінен адам көзі 0,25 секунд ішінде жыпылықтайды, бұл жеткілікті қорғанысты қамтамасыз етеді. Дегенмен, көрінетін диапазондағы лазерлік сәулелену тұрақты әсер ету арқылы көзді зақымдауы мүмкін. Мысалдар: лазерлік көрсеткіштер, геодезиялық лазерлер.

2а класының лазерлері - шығыс қуаты 1 мВт-тан төмен арнайы мақсаттағы құрылғылар. Бұл құрылғылар 8 сағаттық жұмыс күнінде 1000 секундтан астам тікелей әсер еткенде ғана зақым келтіреді. Мысалы: штрих-код оқу құралдары.

Қауіпті лазерлер

3a класына қорғалмаған көзге қысқа мерзімді әсер ету кезінде жарақат әкелмейтін құрылғылар кіреді. Телескоптар, микроскоптар немесе бинокль сияқты фокустау оптикасын пайдаланған кезде қауіп төндіруі мүмкін. Мысалдар: 1-5 мВт гелий-неон лазері, кейбір лазерлік көрсеткіштер және құрылыс деңгейлері.

3b класының лазер сәулесі тікелей әсер ету немесе айнымалы шағылысу арқылы жарақатқа әкелуі мүмкін. Мысал: гелий-неон лазері 5-500 мВт, көптеген зерттеу және емдік лазерлер.

4-сыныпқа қуат деңгейі 500 мВт-тан жоғары құрылғылар кіреді. Олар көзге, теріге қауіпті, сонымен қатар өрт қаупі бар. Сәуленің әсері, оның спекулярлы немесе диффузиялық шағылыстары көздің және терінің жарақатын тудыруы мүмкін. Барлық қауіпсіздік шараларын қабылдау қажет. Мысал: Nd:YAG лазерлері, дисплейлер, хирургия, металды кесу.

Лазерлік сәулелену: қорғаныс

Әрбір зертхана лазермен жұмыс істейтін адамдар үшін тиісті қорғанысты қамтамасыз етуі керек. 2, 3 немесе 4 класты құрылғының сәулеленуі арқылы бақыланбайтын аумақтарға зиян келтіруі мүмкін бөлме терезелері мұндай құрылғы жұмыс істеп тұрған кезде жабылуы немесе басқа жолмен қорғалуы керек. Көзді барынша қорғауды қамтамасыз ету үшін төмендегілерді орындау ұсынылады.

• Кездейсоқ әсер ету немесе өрт қаупін азайту үшін бума шағылыспайтын, жанбайтын қорғаныш қоршаумен қоршалған болуы керек. Сәулені туралау үшін флуоресцентті экрандарды немесе қосымша көздеуіштерді пайдаланыңыз; Көзге тікелей тиюден аулақ болыңыз.
• Сәулені туралау процедурасы үшін ең аз қуатты пайдаланыңыз. Мүмкін болса, алдын ала туралау процедуралары үшін төмен деңгейдегі құрылғыларды пайдаланыңыз. Лазерлік жұмыс аймағында қажетсіз шағылыстыратын заттардың болуын болдырмаңыз.
• Жұмыстан тыс уақытта жапқыштарды және басқа бөгеттерді пайдалана отырып, сәуленің қауіпті аймаққа өтуін шектеңіз. 3b және 4 класты лазерлердің сәулесін туралау үшін бөлме қабырғаларын пайдаланбаңыз.
• Шағылыстырмайтын құралдарды қолданыңыз. Көрінетін жарықты көрсетпейтін кейбір жабдық спектрдің көрінбейтін аймағында шағылыстырылады.
• Шағылыстыратын зергерлік бұйымдарды кимеңіз. Металл зергерлік бұйымдар да электр тогының соғу қаупін арттырады.

Қорғаныс көзілдірігі

Ашық қауіпті аймақпен немесе шағылысу қаупі бар жерде 4-сыныптағы лазерлермен жұмыс істегенде қауіпсіздік көзілдірігін кию керек. Олардың түрі сәулелену түріне байланысты. Көзілдіріктерді шағылысулардан, әсіресе диффузды шағылыудан қорғау және табиғи қорғаныс рефлексі көздің зақымдануын болдырмайтындай деңгейде қорғау үшін таңдау керек. Мұндай оптикалық құрылғылар сәуленің біршама көрінуін сақтайды, терінің күйіп қалуын болдырмайды және басқа апаттардың ықтималдығын азайтады.

Қауіпсіздік көзілдірігін таңдау кезінде ескеру қажет факторлар:

• толқын ұзындығы немесе сәулелену спектрінің аймағы;
• белгілі бір толқын ұзындығындағы оптикалық тығыздық;
• максималды жарықтандыру (Вт/см2) немесе сәуленің қуаты (Вт);
• лазерлік жүйенің түрі;
• қуат режимі - импульстік лазерлік сәулелену немесе үздіксіз режим;
• шағылысу мүмкіндіктері – спекулярлық және диффузиялық;
• көру сызығы;
• түзету линзаларының болуы немесе көруді түзету үшін көзілдірік киюге мүмкіндік беретін жеткілікті өлшем;
• жайлылық;
• тұманды болдырмау үшін желдету саңылауларының болуы;
• түсті көру қабілетіне әсер ету;
• соққыға төзімділік;
• қажетті тапсырмаларды орындау қабілеті.

Қауіпсіздік көзілдіріктер зақымдануға және тозуға бейім болғандықтан, зертханалық қауіпсіздік бағдарламасы осы қауіпсіздік мүмкіндіктерін мерзімді тексеруді қамтуы керек.

лазерлік қауіпсіздік радиациялық қорғаныс

Лазердің организмге әсері сәулелену параметрлеріне (сәулеленген беттің бірлігіне шаққанда қуат пен сәулелену энергиясы, толқын ұзындығы, импульс ұзақтығы, импульстің қайталану жылдамдығы, сәулелену уақыты, сәулеленген бетінің ауданы), әсердің локализациясы мен анатомиялық және физиологиялық сипаттамаларына байланысты. сәулеленген объектілер.

Лазерлік сәулелену бір түрі болып табылады электромагниттік сәулелену, 0,1...1000 мкм оптикалық толқын ұзындығы диапазонында жасалған. Оның сәулеленудің басқа түрлерінен ерекшелігі монохромдылығында, когеренттілігінде және бағыттылығының жоғары дәрежесінде. Лазер сәулесінің аз дивергенциясына байланысты қуат ағынының тығыздығы 10 16 ... 10 17 Вт/м 2 жетуі мүмкін.

Әсер ету әсерлері (термиялық, фотохимиялық, шок-акустикалық және т.б.) лазерлік сәулеленудің тіндермен әрекеттесу механизмімен анықталады және сәулеленудің энергетикалық және уақыттық параметрлеріне, сондай-ақ биологиялық және физикаға байланысты - химиялық қасиеттерісәулеленген тіндер мен мүшелер.

Лазерлік сәулелену сәулені барынша сіңіретін тіндерге ерекше қауіп төндіреді. Көздің мүйізді қабығы мен линзасының салыстырмалы түрде жұмсақ осалдығы, сондай-ақ көздің оптикалық жүйесінің көрінетін және жақын инфрақызыл диапазондағы сәулеленудің энергия тығыздығын (қуатын) бірнеше рет арттыру мүмкіндігі (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

Зақымдалған жағдайда көздің ауыруы, қабақтың спазмы, лакримация, қабақтың және көз алмасының ісінуі, тордың бұлттылығы және қан кету пайда болады. Тор қабық жасушалары зақымданғаннан кейін қалпына келмейді.

Ультракүлгін сәулелену фотокератит, орта толқынды инфрақызыл сәулеленуді тудырады (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10 6 нм) - ожог роговицы.

Терінің зақымдануы 180...100 000 нм спектрлік диапазондағы кез келген толқын ұзындығының лазерлік сәулеленуінен туындауы мүмкін. Терінің зақымдану сипаты термиялық күйікке ұқсас. Терінің, ал кейбір жағдайларда бүкіл дененің зақымдануының ауырлығы сәулелену энергиясына, әсер ету ұзақтығына, зақымдану аймағына, оның орналасуына және қосымша әсер ету көздеріне (жану, жану) байланысты. Терінің минималды зақымдануы 1000...10000 Дж/м2 энергия тығыздығында дамиды.

Алыс инфрақызыл лазер сәулесі (>1400 нм) ішкі ағзаларға әсер ететін (тікелей лазер сәулесі) дене тініне айтарлықтай тереңдікке енуге қабілетті.

Термиялық емес қарқындылықтағы диффузиялық шағылысқан лазерлік сәулеленудің ұзақ мерзімді созылмалы әрекеті спецификалық емес, негізінен вегетативтік-тамырлық бұзылыстарды тудыруы мүмкін; жүйке, жүрек-тамыр жүйесінде, ішкі секреция бездерінде функционалдық өзгерістерді байқауға болады. Жұмысшылар бас ауруына, шаршаудың жоғарылауына, ашуланшақтыққа, тершеңдікке шағымданады.

Адам ағзасына лазер сәулесінің әсерінен пайда болатын биологиялық әсерлер екі топқа бөлінеді:

Біріншілік әсерлер – тікелей сәулеленген тіндерде болатын органикалық өзгерістер;

Екіншілік әсерлер – сәулеленуге жауап ретінде организмде пайда болатын бейспецификалық өзгерістер.

Адамның көзі лазерлік сәулеленудің зақымдалуына ең сезімтал. Көздің линзасы арқылы тор қабығына бағытталған лазер сәулесі көзге түсетін сәулеленуден гөрі энергияның одан да тығыз концентрациясы бар кішкентай нүктенің көрінісіне ие болады. Сондықтан көзге түсетін лазерлік сәуле қауіпті және көру қабілетінің бұзылуымен торлы қабық пен хореоидты зақымдауы мүмкін. Төмен энергия тығыздығында қан кету, ал жоғарыда - күйік, тордың жарылуы және шыны тәрізді денеде көз көпіршіктері пайда болады.

Лазерлік сәуле адамның терісі мен ішкі мүшелеріне де зақым келтіруі мүмкін. Терінің лазерлік сәулеленуден зақымдануы термиялық күйікке ұқсайды. Зақымдану дәрежесіне лазерлердің кіріс сипаттамалары да, терінің түсі мен пигментация дәрежесі де әсер етеді. Терінің зақымдалуын тудыратын сәулелену қарқындылығы көздің зақымдануын тудыратын қарқындылықтан әлдеқайда жоғары.

«Лазер» сөзінің өзі ағылшын тіліндегі «Сәулеленуді ынталандыру арқылы жарықты күшейту» сөзінің аббревиатурасы болып табылады, ол «стимулданған сәулелену арқылы жарықты күшейту» дегенді білдіреді.

Лазерлік медицинаның дәуірі жарты ғасырдан астам уақыт бұрын, 1960 жылы Теодор Майман клиникада алғаш рет рубин лазерін қолданған кезде басталды.

Рубин лазерінен кейін басқа лазерлер пайда болды: 1961 ж. - неодим иттрий алюминий гранат (Nd:YAG) лазері; 1962 – аргон; 1964 жыл – көмірқышқыл газы (СО 2) лазері.

1965 жылы Леон Голдман татуировканы кетіру үшін рубин лазерін қолдану туралы хабарлады. Кейіннен 1983 жылға дейін терінің тамырлы патологиясын емдеу үшін неодим және аргон лазерлерін қолдануға әртүрлі әрекеттер жасалды. Бірақ оларды пайдалану тыртықтардың жоғары қаупімен шектелді.

1983 жылы Рокс Андерсон және Джон Парриш лазерлік медицина мен дерматологияда революциялық өзгерістерге әкелген Science журналында селективті фототермолиз (SPT) тұжырымдамасын жариялады. Бұл тұжырымдама лазерлік сәулеленудің тінмен өзара әрекеттесу процестерін жақсы түсінуге мүмкіндік берді. Бұл, өз кезегінде, медициналық қолдану үшін лазерлерді әзірлеуге және өндіруге ықпал етті.

Лазерлік сәулеленудің ерекшеліктері

Лазерлік сәулеленуге тән үш қасиет оны бірегей етеді:

1. Үйлесімділік.Толқындардың шыңдары мен шұңқырлары уақыт пен кеңістікте параллель және фазалық.
2. Монохромды.Лазер шығаратын жарық толқындарының ұзындығы бірдей, дәл осы лазерде қолданылатын ортамен қамтамасыз етілген.
3. Коллимация.Жарық шоқындағы толқындар параллель болып қалады, алшақпайды және сәуле энергияны іс жүзінде жоғалтпай береді.

Лазерлік сәулеленудің теріге әсер ету әдістері

Лазерлік хирургиялық әдістер теріні өңдеу үшін кез келген басқа тіндерге қарағанда жиі қолданылады. Бұл, біріншіден, тері патологиялары мен әртүрлі косметикалық ақаулардың ерекше әртүрлілігімен және таралуымен түсіндіріледі, екіншіден, емдеуді қажет ететін объектілердің үстірт орналасуымен байланысты лазерлік процедураларды орындаудың салыстырмалы жеңілдігімен түсіндіріледі. Лазер сәулесінің ұлпамен әрекеттесуі тіннің оптикалық қасиеттеріне және лазерлік сәулеленудің физикалық қасиеттеріне негізделген. Теріге түсетін жарықтың таралуын өзара байланысты төрт процеске бөлуге болады.

Рефлексия.Жарықтың 5-7% шамасында мүйізді қабық деңгейінде шағылысады.

Абсорбция (сіңіру).Бугер-Ламберт-Бир заңымен сипатталған. Ұлпа арқылы өтетін жарықтың жұтылуы оның бастапқы қарқындылығына, жарық өтетін материал қабатының қалыңдығына, жұтылатын жарықтың толқын ұзындығына және жұтылу коэффициентіне байланысты. Жарық сіңірілмесе, тінге әсер етпейді. Фотонды мақсатты молекула (хромофор) жұтқанда, оның барлық энергиясы сол молекулаға өтеді. Ең маңызды эндогендік хромофорлар - меланин, гемоглобин, су және коллаген. Экзогендік хромофорларға тату-бояғыштар, сондай-ақ жарақат кезінде сіңдірілген кір бөлшектері жатады.

Диффузия.Бұл процесс негізінен дермистің коллагеніне байланысты. Шашырау құбылысының маңыздылығы оның мақсатты хромофордың сіңіруі үшін қол жетімді энергия ағынының тығыздығын және, демек, тінге клиникалық әсерін тез төмендетеді. Толқын ұзындығының ұлғаюымен диссипация азаяды, бұл ұзағырақ толқын ұзындығын терең тері құрылымдарына энергия жеткізу үшін тамаша етеді.

ену.Тері астындағы құрылымдарға жарықтың ену тереңдігі, сондай-ақ шашырау қарқындылығы толқын ұзындығына байланысты. Қысқа толқындар (300-400 нм) қарқынды шашыраңқы және 100 микроннан терең енбейді. . Ұзынырақ толқындар тереңірек енеді, өйткені олар аз шашыраған .

Кванттық энергияның белгілі бір биологиялық нысанаға әсерін анықтайтын лазердің негізгі физикалық параметрлері түзілетін толқынның ұзындығы мен энергия ағынының тығыздығы мен әсер ету уақыты болып табылады.

Түзілген толқынның ұзындығы.Лазерлік сәулеленудің толқын ұзындығы ең маңызды тіндік хромофорлардың жұтылу спектрімен салыстырылады (2-сурет). Бұл параметрді таңдаған кезде мақсатты құрылымның (хромофордың) тереңдігін ескеру қажет, өйткені дермадағы жарықтың шашырауы толқын ұзындығына айтарлықтай байланысты (3-сурет). Бұл қысқа толқындарға қарағанда ұзын толқындар аз жұтылады дегенді білдіреді; Тиісінше, олардың тіндерге енуі тереңірек. Сондай-ақ тіндік хромофорлардың спектрлік жұтылуының гетерогенділігін ескеру қажет:

• МеланинӘдетте эпидермис пен шаш фолликулаларында кездеседі. Оның сіңіру спектрі ультракүлгін (400 нм-ге дейін) және көрінетін (400 - 760 нм) спектрлік диапазондарда жатыр. Жарықтың толқын ұзындығы артқан сайын лазер сәулесінің меланинмен жұтылуы бірте-бірте азаяды. Спектрдің жақын инфрақызыл аймағында 900 нм-ден абсорбция әлсірейді.
• Гемоглобинқызыл қан жасушаларында кездеседі. Оның көптеген әртүрлі сіңіру шыңдары бар. Гемоглобиннің сіңіру спектрінің максимумдары УК-А аймағында (320-400 нм), күлгін (400 нм), жасыл (541 нм) және сары (577 нм) диапазонында болады.
• Коллагендермистің негізін құрайды. Коллагеннің сіңіру спектрі 400 нм-ден 760 нм-ге дейінгі көрінетін диапазонда және спектрдің жақын инфрақызыл аймағы 760-дан 2500 нм-ге дейін.
• Судермистің 70% құрайды. Судың жұту спектрі спектрдің орта (2500 - 5000 нм) және алыс (5000 - 10064 нм) инфрақызыл аймақтарында жатыр.

Энергия ағынының тығыздығы.Егер жарықтың толқын ұзындығы оның сол немесе басқа хромоформен жұтылатын тереңдігіне әсер етсе, онда мақсатты құрылымға тікелей зақым келтіру үшін лазерлік сәулелену энергиясының мөлшері және осы энергияның келу жылдамдығын анықтайтын қуат маңызды. Энергия джоульмен (Дж), қуат - ваттпен (Вт немесе Дж/с) өлшенеді. Іс жүзінде бұл сәулелену параметрлері әдетте аудан бірлігіне – энергия ағынының тығыздығы (Дж/см2) және энергия ағынының жылдамдығы (Вт/см2) немесе қуат тығыздығы бойынша қолданылады.

Дерматологиядағы лазерлік араласу түрлері

Дерматологиядағы лазерлік араласудың барлық түрлерін екі түрге бөлуге болады:

• I тип Терінің зақымдалған аймағын, соның ішінде эпидермисті жоюды қамтитын операциялар.
• II түрі. Эпидермистің тұтастығын бұзбай, патологиялық құрылымдарды іріктеп жоюға бағытталған операциялар.

I тип. Абляция.
Бұл құбылыс қазіргі физиканың әлі толық шешімін таппаған іргелі, қарқынды зерттелген мәселелерінің бірі болып табылады.
«Абляция» термині орыс тіліне алып тастау немесе ампутация деп аударылады. Медициналық емес сөздікте бұл сөз эрозия немесе балқу дегенді білдіреді. Лазерлік хирургияда абляция лазерлік фотондардың әсерінен тікелей тірі тіннің бір бөлігін жоюды білдіреді. Бұл сәулелену процедурасының өзінде көрінетін әсерді білдіреді, жағдайға қарағанда (мысалы, фотодинамикалық терапиямен), сәулеленген тіндік аймақ лазердің әсер етуі тоқтатылғаннан кейін орнында қалады және оның біртіндеп жойылуы кейінірек жүреді. сәулелену аймағында дамитын жергілікті биологиялық реакциялар қатарының нәтижесінде.

Энергетикалық сипаттамалар мен абляция өнімділігі сәулеленетін объектінің қасиеттерімен, объект пен лазер сәулесінің қасиеттерін ажырамас байланыстыратын радиациялық сипаттамалармен және параметрлермен - берілген сәулелену түрінің берілген шамада шағылысу, жұту және шашырау коэффициенттерімен анықталады. тіннің түрі немесе оның жеке компоненттері. Сәулеленген объектінің қасиеттеріне мыналар жатады: сұйық және тығыз компоненттердің қатынасы, олардың химиялық және физикалық қасиеттері, молекулаішілік және молекулааралық байланыстардың табиғаты, жасушалар мен макромолекулалардың жылу сезімталдығы, ұлпалардың қанмен қамтамасыз етілуі және т.б. Сәулеленудің сипаттамасы. толқын ұзындығы, сәулелену режимі (үздіксіз немесе импульстік), қуат, импульстағы энергия, жалпы жұтылған энергия және т.б.

Абляция механизмі СО2 лазерінің (l = 10,6 мкм) көмегімен егжей-тегжейлі зерттелген. Оның қуаты ³ 50 кВт/см 2 тығыздықтағы сәулеленуі ұлпа су молекулаларымен қарқынды түрде жұтылады. Мұндай жағдайларда судың жылдам қызуы және одан ұлпаның сусыз компоненттері пайда болады. Мұның салдары ұлпа суының жылдам (жарылғыш) булануы (булану эффектісі) және абляциялық кратердің пайда болуымен ұлпаның сыртында жасушалық және тіндік құрылымдардың фрагменттерімен бірге су буының атқылауы. Қызып кеткен материалмен бірге жылу энергиясының көп бөлігі матадан алынады. Кратердің қабырғаларында қыздырылған балқыманың тар жолағы қалады, одан жылу қоршаған бүтін тіндерге беріледі (4-сурет). Төмен энергия тығыздығында (5-сурет, А) абляция өнімдерінің бөлінуі салыстырмалы түрде аз, сондықтан массивті балқыма қабатынан жылудың маңызды бөлігі ұлпаға өтеді. Жоғары тығыздықта (5-сурет, В) қарама-қарсы сурет байқалады. Бұл жағдайда шамалы термиялық зақымдану соққы толқынының әсерінен матаның механикалық жарақатымен бірге жүреді. Балқыма түріндегі қыздырылған материалдың бір бөлігі абляциялық кратердің қабырғаларының бойымен қалады және бұл қабат кратердің сыртындағы ұлпаға берілетін жылудың резервуары болып табылады. Бұл қабаттың қалыңдығы кратердің бүкіл контуры бойынша бірдей. Қуат тығыздығы артқан сайын ол азаяды, ал азайған сайын артады, бұл термиялық зақымдану аймағының сәйкес төмендеуімен немесе ұлғаюымен бірге жүреді. Осылайша, сәулелену қуатын арттыру арқылы біз термиялық зақымдану тереңдігін азайта отырып, тіндерді жою жылдамдығының артуына қол жеткіземіз.

CO 2 лазерінің қолдану аясы өте кең. Фокусталған режимде ол бір мезгілде қан тамырларын коагуляциялау кезінде тіндерді акциздеу үшін қолданылады. Дефокус режимінде қуат тығыздығын азайту арқылы патологиялық тін қабат-қабат жойылады (булану). Дәл осылайша беткейлік қатерлі және ықтимал қатерлі ісіктер (базальды жасушалық карцинома, актиникалық хейлит, Квейр эритроплазиясы), терінің бірқатар қатерсіз ісіктері (ангиофиброма, трихлеммома, сирингома, трихоэпителиома және т.б.), күйіктен кейінгі үлкен скрабтар. , қабыну тері аурулары (гранулемалар, жүрекшенің түйіндік хондродерматиті), кисталар, терінің инфекциялық зақымданулары (сүйелдер, қайталанатын кондиломалар, терең микоздар), тамырлы зақымданулар (пиогенді гранулема, ангиокератома, сақиналы лимфангиома), формациялар (терең каузингиомалар), терең каузингиомалар -безеу тыртықтары, эпидермальды туу белгілері, лентиго, ксантелазма) т.б.

CO 2 лазерінің дефокусталған сәулесі таза косметикалық процедурада да қолданылады - лазерлік дермабразия деп аталатын, яғни пациенттің келбетін жасарту үшін терінің беткі қабаттарын қабат-қабат жою. Импульстік режимде импульс ұзақтығы 1 мс-ден аз, бір өтуде 25-50 мкм ұлпа таңдамалы түрде буланады; бұл жағдайда 40-120 мкм шегінде қалдық термиялық некроздың жұқа аймағы қалыптасады. Бұл аймақтың мөлшері дермальды қан мен лимфа тамырларын уақытша оқшаулау үшін жеткілікті, бұл өз кезегінде шрамның пайда болу қаупін азайтады.

Лазерлік дермабразиядан кейін терінің жаңаруы бірнеше себептерге байланысты. Абляция тіндердің үстіңгі булануы, дермадағы жасушалардың термиялық коагуляциясы және жасушадан тыс матрица ақуыздарының денатурациясы арқылы әжімдер мен текстуралық ауытқулардың пайда болуын азайтады. Процедура кезінде терінің бірден көрінетін жиырылуы 20-25% шегінде дегидратация мен коллаген талшықтарының қысылуына байланысты тіннің шөгуі (қысу) нәтижесінде пайда болады. Терінің жаңаруының кешіктірілген, бірақ ұзаққа созылатын нәтижесінің басталуы жарақатқа тіндердің реакциясымен байланысты процестер арқылы қол жеткізіледі. Лазер әсерінен кейін пайда болған жара аймағында асептикалық қабыну дамиды. Бұл өсу факторларының жарақаттан кейінгі босатылуын және фибробласттың инфильтрациясын ынталандырады. Реакцияның басталуы автоматты түрде белсенділіктің жоғарылауымен бірге жүреді, бұл сөзсіз фибробласттардың көбірек коллаген мен эластин шығара бастауына әкеледі. Булану нәтижесінде эпидермис жасушаларының жаңару процестері мен пролиферация кинетикасы белсендіріледі. Дермисте коллаген мен эластинді қалпына келтіру процестері басталады, содан кейін олардың параллель конфигурациясында орналасады.

Ұқсас оқиғалар спектрдің жақын және орта инфрақызыл аймағында (1,54-2,94 мкм): диодпен айдалатын эрбий (l = 1,54 мкм), тулий (l = 1,927 мкм), Ho: YSSG (l) шығаратын импульстік лазерлерді пайдаланған кезде орын алады. = 2,09 мкм), Er:YSSG (l = 2,79 мкм), Er:YAG (l = 2,94 мкм). Аталған лазерлер судың өте жоғары сіңіру коэффициентімен сипатталады. Мысалы, Er:YAG лазерлік сәулеленуді құрамында суы бар тіндер СО 2 лазерлі сәулеленуге қарағанда 12-18 есе белсенді түрде сіңіреді. CO 2 лазеріндегідей, Er:YAG лазерімен сәулеленген ұлпада абляциялық кратердің қабырғаларында балқыма қабаты пайда болады. Бұл лазермен биологиялық тінмен жұмыс істегенде, импульстің энергетикалық сипаттамалары, ең алдымен, оның ең жоғары қуаты, тіндік өзгерістердің табиғаты үшін маңызды мәнге ие екенін есте ұстаған жөн. Бұл тіпті ең аз радиациялық қуатпен, бірақ ұзағырақ импульспен термиялық некроздың тереңдігі күрт артады дегенді білдіреді. Мұндай жағдайларда жойылған қызып кеткен абляция өнімдерінің массасы қалғандарының массасынан салыстырмалы түрде аз болады. Бұл абляциялық кратердің айналасында терең термиялық зақым келтіреді. Сонымен қатар, күшті импульспен жағдай басқаша - жоғары тиімді абляциямен кратердің айналасындағы минималды термиялық зақым. Рас, бұл жағдайда оң әсер соққы толқыны арқылы тіннің кең механикалық зақымдануы есебінен қол жеткізіледі. Эрбиум лазерімен бір өтуде тін 25-50 мкм тереңдікке дейін аз қалдық термиялық зақымданумен абляцияланады. Нәтижесінде терінің қайта эпителизациялану процесі CO 2 лазерінің әсерінен кейінгіге қарағанда әлдеқайда қысқа.

II түрі. Таңдамалы әсер ету.
Бұл түрдегі операцияларға терінің тұтастығын бұзбай, белгілі бір тері ішілік және тері астындағы түзілістерге лазерлік зақым келтірілетін процедуралар жатады. Бұл мақсатқа лазер сипаттамаларын таңдау арқылы қол жеткізіледі: толқын ұзындығы және сәулелену режимі. Олар лазер сәулесінің хромофордың (түсті нысана құрылымы) жұтылуын қамтамасыз етуі керек, бұл сәулелену энергиясын жылулық (фототермолиз), кейбір жағдайларда механикалық энергияға айналдыру нәтижесінде оның бұзылуына немесе түсінің өзгеруіне әкеледі. Лазерлік әсердің нысандары болуы мүмкін: порт-шарап дақтарында (PWS) көптеген кеңейтілген тері тамырларында орналасқан эритроциттердің гемоглобиндері; әртүрлі тері түзілімдерінің меланин пигменті; көмір, сондай-ақ татуировка кезінде эпидермистің астына енген немесе басқа әсерлердің нәтижесінде басқа да түрлі түсті бөгде бөлшектер.

Лазер сәулелері тек мақсатты құрылымдармен жұтылатын және оның шекарасынан тыс сіңірілмейтін әсерді идеалды таңдамалы әсер деп санауға болады. Мұндай нәтижеге жету үшін тиісті толқын ұзындығы бар лазерді таңдаған маман тек сәулелену энергиясының тығыздығын және экспозициялардың (немесе импульстардың) ұзақтығын, сондай-ақ олардың арасындағы аралықтарды белгілеуі керек еді. Бұл параметрлер берілген мақсат үшін (TTR) ескеріле отырып анықталады - импульсті қолдану сәтінде жоғарылаған мақсатты температура бастапқыға қатысты оның өсуінің екі есе төмендейтін уақыт кезеңі. BTP мәнінен жоғары импульс ұзақтығынан асып кету нысанның айналасындағы тіннің қажетсіз қызып кетуіне әкеледі. Импульстар арасындағы интервалды қысқарту бірдей нәтиже береді. Негізінде, бұл жағдайлардың барлығын операциядан бұрын математикалық түрде модельдеуге болады, бірақ терінің құрамының өзі есептелген деректерді толық пайдалануға мүмкіндік бермейді. Өйткені эпидермистің базальды қабатында меланинді қамтитын меланоциттер мен жеке кратиноциттер бар. Бұл пигмент көрінетін, сондай-ақ спектрдің жақын ультракүлгін және инфрақызыл аймақтарында жарықты қарқынды түрде сіңіретіндіктен (меланиннің «оптикалық терезесі» 500-ден 1100 нм-ге дейінгі диапазонда), осы диапазондағы кез келген лазер сәулесі жұтылады. меланин арқылы. Бұл термиялық зақымға және зардап шеккен жасушалардың өліміне әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, спектрдің көрінетін бөлігіндегі сәулеленуді құрамында меланин бар жасушалардың да, эпидермис пен дермис жасушаларының барлық басқа түрлерінің де цитохромдары мен флавин ферменттері (флавопротеиндер) сіңіреді. Бұдан шығатыны, тері бетінің астында орналасқан нысананы лазермен сәулелендіру эпидермис жасушаларының кейбір зақымдануы сөзсіз болады. Демек, нақты клиникалық мәселе эпидермиске аз зиян келтіре отырып (оның кейінгі регенерациясын күтумен, негізінен көршілес сәулеленбеген аймақтардың есебінен) максималды мақсатты зақымдануға қол жеткізуге болатын лазерлік сәулелену режимдерін компромисстік іздеуге келіп тіреледі. тері).

Белгілі бір мақсатқа қатысты барлық осы шарттарды сақтау көрші құрылымдардың минималды қызып кетуімен немесе механикалық зақымдануымен оның максималды зақымдалуына (қызу немесе ыдырау) әкеледі.

Осылайша, порт-шарап дақтарының (PWS) патологиялық тамырларын сәулелендіру үшін гемоглобиннің жарық сіңіру шыңдарына (l = 540, 577, 585 және 595 нм) сәйкес келетін ең ұзын толқын ұзындығы бар лазерді пайдалану ең ұтымды болып табылады. , миллисекунд ретті импульс ұзақтығымен, өйткені бұл жағдайда сәулелену меланинінің жұтылуы шамалы болады (селективті фототермолиз теориясының 1 ұсынысы). Салыстырмалы түрде ұзын толқын ұзындығы тіннің терең жылытуын тиімді қамтамасыз етеді (2-позиция), ал салыстырмалы түрде ұзақ импульс өте үлкен мақсатты өлшемдерге сәйкес келеді (эритроциттер бар тамырлар; 3-позиция).

Егер процедураның мақсаты татуировка бөлшектерін жою болса, онда осы бөлшектердің түсіне сәйкес келетін сәулелену толқынының ұзындығын таңдаудан басқа, порт-шарапқа қарағанда айтарлықтай қысқа импульс ұзақтығын орнату қажет болады. басқа құрылымдарға ең аз термиялық зақым келтіре отырып, бөлшектердің механикалық бұзылуына қол жеткізу үшін дақтар (4-позиция).

Әрине, барлық осы шарттарды сақтау эпидермисті абсолютті қорғауды қамтамасыз етпейді, бірақ ол оның тым ауыр зақымдалуын болдырмайды, бұл кейіннен шамадан тыс тыртықтан кейін тұрақты косметикалық ақауға әкеледі.

Лазерлік сәулеленуге ұлпалардың реакциялары

Лазер сәулесі ұлпамен әрекеттескенде келесі реакциялар жүреді.

Фотостимуляция.Фотостимуляция үшін төмен қарқынды терапиялық лазерлер қолданылады. Энергия параметрлері бойынша емдік лазердің биожүйені зақымдамайтын әсері бар, бірақ сонымен бірге бұл энергия ағзаның өмірлік маңызды процестерін белсендіруге жеткілікті, мысалы, жараның жазылуын тездетеді.

Фотодинамикалық жауап.Принцип патологиялық тінге цитотоксикалық әсерді қамтамасыз ететін фотосенсибилизаторға (табиғи немесе жасанды түрде енгізілген) белгілі бір толқын ұзындығының жарық әсеріне негізделген. Дерматологияда фотодинамикалық экспозиция акне вульгарис, псориаз, қыналар, витилиго, пигментті есекжем және т.б. емдеу үшін қолданылады.

Фототермолиз және фотомеханикалық реакциялар -Радиацияны сіңірген кезде лазер сәулесінің энергиясы хромофоры бар тері аймағында жылуға айналады. Лазер сәулесінің жеткілікті қуатымен бұл нысананың термиялық бұзылуына әкеледі . Селективті фототермолизді беткейлік тамырлардың ақауларын, терінің кейбір пигментті түзілімдерін, шаштар мен татуировканы жою үшін қолдануға болады.

Әдебиет

1. Лазерлік және жарық терапиясы. Довер Дж.С.Мәскеу. Рид Элсивер 2010.Б.5-7
2. Неворотин А.И. Лазерлік хирургияға кіріспе. Оқу құралы. - Санкт-Петербург: SpetsLit, 2000 ж.
3. Неворотин А.И. Теориялық және қолданбалы аспектілерде лазерлік жара. // Лазерлік биология және лазерлік медицина: тәжірибе. Мат. есеп беру өкілі. семинар мектебі. 2-бөлім. - Тарту-Пихаярве: ESSR Тарту университетінің баспасы, 1991, б. 3-12.
4. Андерсон Р.Р., Приход Дж.А. Адам терісінің оптикасы. J Invest Dermatol 1981; 77:13—19.
5. Андерсон Р.Р., Парриш Дж.А. Селективті фототермолиз: импульстік сәулеленуді селективті сіңіру арқылы дәл микрохирургия. Ғылым 1983; 220:524-527.
6. Голдман Л., Блэни Дж., Киндел Дж. және т.б. Лазер сәулесінің теріге әсері: алдын ала есеп. J Invest Dermatol 1963; 40:121-122.
7. Каминер М.С., Арндт К.А., Довер Дж.С. және т.б. Косметикалық хирургия атласы. 2-ші басылым. - Сондерс-Элсевье 2009 ж.
8. Margolis R. J., Dover J. S., Polla L. L. et al. Меланинге спецификалық селективті фототермолизге арналған көрінетін әсер спектрі. Lasers Surg Med 1989; 9:389-397.

Оптикалық кванттық генераторлар (ОКГ, лазерлер) – мүлдем жаңа түрдегі жарық сәулелену көзін көрсететін құрылғылар. Әртүрлі ұзындықтағы электромагниттік толқындарды тасымалдайтын кез келген белгілі жарық көзінің сәулесінен айырмашылығы, лазер сәулесі монохроматикалық (дәл бірдей ұзындықтағы электромагниттік толқындар), жоғары уақыттық және кеңістіктік когеренттілікпен ерекшеленеді (барлық толқындар бір фазада бір мезгілде пайда болады). ), шағын көлемде дәл фокустауды анықтайтын тар бағыттылық. Сондықтан бір импульске лазерлік сәулеленудің қуат тығыздығы өте үлкен болуы мүмкін.

Лазерлердің әртүрлі түрлері бар: қатты күйдегі, эмитенті қатты зат – рубин, неодим және т.б., газды лазерлер (гелий-неон, аргон және т.б.), сұйық және жартылай өткізгіш. Лазерлер үздіксіз және импульстік режимде жұмыс істей алады.

Лазерлік сәулелену келесі негізгі параметрлермен сипатталады: толқын ұзындығы (мкм), қуат (Вт), қуат ағынының тығыздығы (Вт/см2), сәулелену энергиясы (Дж) және сәуленің бұрыштық дивергенциясы (аркмин).

Лазерлерді қолдану аясы өте кең: халық шаруашылығының әртүрлі салаларында, байланыс техникасында (үлкен көлемдегі ақпаратты беруге мүмкіндік береді), микроэлектроникада, сағат өнеркәсібінде, дәнекерлеуде, дәнекерлеуде және т.б., ғылыми зерттеулерде, ғарышты игеруде.

Лазерлік сәуленің бірегейлігі – өте аз аумақта жоғары сәулелену қуатын алуы, толық стерильділігі – оны ретинальды операциялар кезінде тіндердің коагуляциясы үшін хирургияда тәжірибелік биологияда, цитологияда жаңа зерттеу құралы ретінде пайдалануға мүмкіндік береді (сәуле өте аз аймаққа жетеді). жеке органеллалар бүкіл жасушаны зақымдамай) т.б.

Лазерлер саласына көбірек адамдар тартылуда; Осылайша, сәулеленудің бұл түрі өте маңызды кәсіби гигиеналық фактордың мәніне ие болады.

Өндіріс жағдайында ең үлкен қауіп тікелей жарық сәулесі емес, оның әсері қауіпсіздік ережелерін өрескел бұзған жағдайда ғана мүмкін болады, бірақ сәуленің диффузиялық шағылыуы және шашырауы (нәрсені көзбен шолу кезінде сәулені, қабырғалардан және басқа беттерден шағылысқан кезде сәулелік жолдың жанында аспаптарды бақылау кезінде). Айырықша шағылысатын беттер әсіресе қауіпті. Шағылысқан сәуленің қарқындылығы төмен болғанымен, көзге қауіпсіз энергия деңгейінен асып кетуге болады. Импульстік лазерлермен жұмыс істейтін зертханаларда қосымша қолайсыз факторлар бар: тұрақты (80-00 дБ) және импульстік (120 дБ немесе одан да көп) шу, сорғы лампаларының соқыр жарығы, көру анализаторының шаршауы, жүйке-эмоционалды стресс. , ауа ортасындағы газ қоспалары – озон, азот оксидтері; ультракүлгін сәулелену және т.б.

Лазерлердің биологиялық әсері

Лазерлердің биологиялық әсері екі негізгі критериймен анықталады: 1) лазердің физикалық сипаттамалары (лазер сәулеленуінің толқын ұзындығы, үздіксіз немесе импульстік сәулелену режимі, импульс ұзақтығы, импульстің қайталану жылдамдығы, меншікті қуат), 2) тіндердің сіңіру сипаттамалары. Лазердің биологиялық әсерінің әсеріне биологиялық құрылымның өзінің қасиеттері (сіңіру, шағылыстыру қабілеті) әсер етеді.

Лазердің әрекеті көп қырлы – электрлік, фотохимиялық; негізгі әсері жылу болып табылады. Импульстік энергиясы жоғары лазерлер ең қауіпті болып табылады.

Тікелей монохроматикалық жарық импульсі сау тінде жергілікті күйік тудырады - ақуыздардың коагуляциясы, іргелес аймақтан күрт бөлінген жергілікті некроз, дәнекер тінінің шрамының кейінгі дамуымен асептикалық қабыну. Қарқынды сәулелену кезінде – васкуляризация бұзылыстары, паренхималық мүшелерде қан кетулер. Қайталанған сәулелену кезінде патологиялық әсер күшейеді. Ең сезімтал көздер (мүйізді қабық пен линза сетчаткаға сәуле түсіреді) және тері, әсіресе пигментті тері.

Клиника

Лазер сәулесі көзге тікелей түскенде тор қабық күйіп, жарылып кетеді. Көздің қасаң қабығы, ирис, линза және қабақтың терісі зақымдалуы мүмкін. Зақым әдетте қайтымсыз.

Тікелей ғана емес, сонымен қатар кез келген бетінен шашыраған шағылысқан сәулелер көзге қауіпті. Соңғысына ұзақ уақыт әсер еткенде ине тәрізді, жебе тәрізді және сирек линзаның анық анықсыздығы жиі кездеседі. Көз торында ақшыл, сарғыш-ақ түсті, пигментацияланған ошақтар бар. Көру анализаторының функционалдық жағдайын зерттеу кезінде жарық пен контраст сезімталдығының төмендеуі, бейімделуді қалпына келтіру уақытының ұлғаюы және жарық сезімталдығының өзгеруі анықталады. Тәндік шағымдар - көз алмасының ауырсынуы мен қысымы, көздің ауыруы, жұмыс күнінің соңында көздің шаршауы, бас ауруы.

Көру мүшесінің зақымдануынан басқа, OCG-мен жұмыс істегенде әртүрлі органдар мен жүйелерден спецификалық емес реакциялар кешені дамиды.

Жалпы бұзылулардың клиникалық көрінісі астениялық фонда невротикалық реакциялардың қосылуымен вегетативті дисфункциядан тұрады. Кәсіби тәжірибе ұлғайған сайын, лазерлік сәулеленудің (үздіксіз, импульстік) сипатына, сондай-ақ нейротизация дәрежесіне байланысты гипотониялық немесе гипертониялық нұсқаларда нейроциркуляторлық дистонияның жиілігі артады.

Сондай-ақ, вестибулярлық аппараттың қозғыштығын жоғарылату және төмендету бағытында да дисфункциясы бар. Бұл бұзушылықтардың жиілігі кәсіби тәжірибенің артуымен де артады.

Биохимиялық көрсеткіштерге мыналар тән: қандағы аммиак деңгейінің жоғарылауы, сілтілі фосфатаза және трансфераза белсенділігінің жоғарылауы, катехоламиндердің шығарылуының өзгеруі.

Жануарлар тәжірибесінде энергияның төмен қарқындылығының әсерінен жүйелі гемодинамиканың өзгеруімен байланысты церебральды қан ағымының өзгеруі байқалады. Лазер энергиясының гипоталамус-гипофиздік жүйеге әсері анықталды.

Еңбек қабілетін тексеру

Орталық жүйке жүйесінің немесе жүрек-тамыр жүйесінің функционалдық бұзылыстары дамыған жағдайда емдеу және басқа жұмысқа уақытша ауыстыру ұсынылады; жағдайы жақсарса (дәрігердің бақылауында) және еңбек жағдайлары жақсарған жағдайда жұмысқа қайта оралу. Көздің зақымдануы лазермен одан әрі жұмыс істеуге қарсы көрсеткіш болып табылады.

Алдын алу

Зертханалық жұмыс жағдайын ұтымды ұйымдастыру. Лазерді оқшауланған бөлмеге орналастыру. Лазерлік жұмыс кезінде қауіпсіздікті қамтамасыз ететін дабыл жүйесі. Шағылыстыратын беттерді пайдаланбаңыз. Лазер сәулесі шағылыспайтын және жанбайтын фонға бағытталған болуы керек. Қабырғалар күңгірт боялған - ашық түстермен. Сәулені (әсіресе қуатты лазерді) эмитенттен линзаға дейін қорғау. Лазер жұмыс істеп тұрған кезде адамдардың лазерлік сәулеленудің қауіпті аймағында болуына қатаң тыйым салынады. Лазерге қызмет көрсетумен айналыспайтын адамдарға зертханада болуға тыйым салынады. Тиімді желдету. Жалпы және жергілікті жарықтандыру. Электр қауіпсіздігі талаптарын және жеке қорғаныс шараларын қатаң сақтау. Арнайы әзірленген қорғаныс көзілдіріктерін пайдалану (әр толқын ұзындығы үшін өз сүзгісі). Қарашықты тарылту үшін жалпы жарықтандыру жағдайында жұмыс істеу. Жоғары энергиямен жұмыс істегенде дененің кез келген бөлігін тікелей сәулеге тигізбеу үшін қара киіз немесе былғары қолғап кию ұсынылады. Қатаң офтальмологиялық бақылау. Алдын ала және мерзімді медициналық тексерулер.

Дәріс 8

«Лазер» ағылшын тіліндегі Light amplification by stimulated emission of radiation – ынталандырылған сәуле шығару арқылы жарықты күшейту сөз тіркесінің бастапқы әріптерінен жасалған аббревиатура.

Лазер (оптикалық кванттық генератор) – ынталандырылған сәулеленуді қолдануға негізделген оптикалық диапазондағы электромагниттік сәулелену генераторы.

Лазерлік сәулеленужылы пайда болатын электромагниттік сәулелену болып табылады ( лазерлер ) толқын ұзындығы 0,2-1000 мкм: 0,2...0,4 мкм – ультракүлгін, 0,4...0,75 мкм – көрінетін жарық, инфрақызылға жақын 0,75...1,4 мкм, инфрақызыл 1,4...10 2 мкм.

Ерекше ерекшелігілазерлік сәулелену дегеніміз: монохромды сәулелену (қатаң бір толқын ұзындығы); радиациялық когеренттілік (барлық сәулелену көздері бір фазада электромагниттік толқындар шығарады); өткір сәулелік фокус (шағын сәйкессіздік).

Лазерлік сәулелену мыналармен ерекшеленеді сәулелену түрі қосулы

- тікелей(шектелген тұтас бұрышпен қоршалған)

- шашылған(лазер сәулесі өтетін ортаның бөлігі болып табылатын заттан шашыранды)

- айнамен шағылысқан (радиацияның түсу бұрышына тең бұрышта бетінен шағылған)

- диффузиялық шағылысқан(барлық мүмкін бағыттарда бетінен шағылысады)

Техникалық құрылғы ретінде лазер үш негізгі элементтен тұрады:

- белсенді орта

- резонатор

- сорғы жүйелері.

Кейіпкеріне байланысты белсенді орта лазерлер келесі түрлерге бөлінеді: қатты күйде (кристалдарда немесе шыныда); газ (He-Ne, Ar, Kr, Xe, Ne, He-Cd, CO 2 және т.б.); сұйықтық; жартылай өткізгіш және т.б.

Ретінде резонатор Әдетте жоғары шағылысу қабілеті бар параллельді айналар пайдаланылады, олардың арасында белсенді орта орналастырылады.

Айдау, яғни. белсенді орта атомдарының жоғарғы деңгейге ауысуы не қуатты жарық көзімен, не электр разрядымен қамтамасыз етіледі.

Үздіксіз және импульстік лазерлер бар.

Лазерлердің жіктелуін келесідей көрсетуге болады (сурет):

Түзілген сәулеленудің қауіптілік дәрежесі бойынша лазерлер ГОСТ 12.1.041-83 (1996) бойынша жіктеледі:

1-сынып ( қауіпсіз)- шығыс сәулелену көзге және теріге қауіп төндірмейді;

II сынып ( қауіптілігі төмен) - көзді тікелей немесе спекулярлық шағылысқан сәулемен сәулелендіру кезінде шығатын сәуле қауіпті;

III сынып ( орташа қауіпті) – тікелей, спекулярлық және диффузды шағылысатын сәулелер көзге қауіпті;

IV сынып ( аса қауіпті) – шағылысқан бетінен 10 см қашықтықта диффузды шағылысқан сәуле теріге қауіпті.

Лазерлер сәулелену көзінің уақытша, энергетикалық және геометриялық (нүктелік немесе ұзартылған көз) сипаттамаларына және лазерлік сәулеленудің шекті рұқсат етілген деңгейлеріне негізделген қауіптілік дәрежесі бойынша жіктеледі.

Лазерлік сипаттамалар : толқын ұзындығы, мкм; эмиссия сызығының ені; сәулелену қарқындылығы (шығыс сәулесінің энергиясымен немесе қуатымен анықталады және Дж немесе Втпен көрсетіледі); импульс ұзақтығы, с; импульстің қайталану жиілігі, Гц.

Лазерлер ғылыми мақсатта, практикалық медицинада, сонымен қатар техниканың әртүрлі салаларында кеңінен қолданылады. Лазерді қолдану аймақтары қолданылатын лазерлік сәулеленудің энергиясымен анықталады:

Лазердің биологиялық әсері сәулелену сәулелену энергиясына тәуелді Е, импульстік энергия Ежәне, қуат (энергия) тығыздығы В p( В e) сәулелену уақыты т, толқын ұзындығы l, импульс ұзақтығы t, импульстің қайталану жиілігі f, радиация ағыны Ф, беттік радиацияның тығыздығы Е e, сәулелену қарқындылығы I.

Лазерлік сәулеленудің әсерінен жеке органдардың да, тұтастай алғанда дененің де өмірлік маңызды функциялары бұзылады. Қазіргі уақытта лазерлік сәулеленудің биологиялық объектілерге спецификалық әсері анықталды, оның басқа қауіпті өндірістік физикалық-химиялық факторлардың әсерінен айырмашылығы бар. Үздіксіз биологиялық құрылымға (мысалы, адам ағзасына) лазерлік сәулелену әсер еткенде үш кезеңді ажыратады: физикалық, физика-химиялық және химиялық.

Бірінші кезеңде ( физикалық) сәулеленудің затпен өзара әрекеттесуі пайда болады, олардың табиғаты тіндердің анатомиялық, оптикалық-физикалық және функционалдық ерекшеліктеріне, сондай-ақ сәулеленудің энергетикалық және кеңістіктік сипаттамаларына және, ең алдымен, толқын ұзындығы мен қарқындылығына байланысты. радиация. Бұл кезеңде зат қызады, электромагниттік сәулелену энергиясы механикалық тербелістерге ауысады, атомдар мен молекулалардың иондалуы, электрондардың қозуы және валенттік деңгейден өткізгіштік зонасына өтуі, қозған атомдардың рекомбинациялануы және т.б. үздіксіз лазерлік сәулеленуге ұшыраған кезде әсер етудің термиялық механизмі басым болады, нәтижесінде ақуыз коагуляциясы орын алады, ал жоғары қуаттарда - биологиялық тіннің булануы. Импульстік режимде (импульс ұзақтығымен<10 -2 с) механизм взаимодействия становится более сплошным и приводит к переходу энергии излучения в энергию механических колебаний среды, в частности ударной волны. При мощности излучения свыше 10 7 Вт и высокой степени фокусировки лазерного луча возможно возникновение ионизирующих излучений.

Екінші кезеңде ( физика-химиялық ) бос радикалдар химиялық реакцияға қабілеттілігі жоғары иондар мен қозған молекулалардан түзіледі.

Үшінші кезеңде ( химиялық ) бос радикалдар тірі ұлпаны құрайтын заттардың молекулаларымен әрекеттеседі және бұл жағдайда молекулалық зақымдану пайда болады, бұл лазер сәулесінің сәулеленген тінге және жалпы организмге әсерінің жалпы көрінісін одан әрі анықтайды. Схемалық түрде лазерлік сәулеленудің биологиялық әсерін анықтайтын негізгі факторларды келесідей көрсетуге болады:

Лазерлік сәулелену негізінен радиацияны тікелей сіңіретін тіндерге қауіп төндіреді, сондықтан сәулеленудің ықтимал қаупі және лазерлік сәулеленуден қорғану мүмкіндігі тұрғысынан біз негізінен көз бен теріні қарастырамыз.

Көздің қасаң қабығы мен линзасы электромагниттік сәулеленуге өте сезімтал, ал көздің оптикалық жүйесі көз түбіндегі көрінетін және жақын инфрақызыл диапазонның энергетикалық тығыздығын қасаң қабықпен салыстырғанда бірнеше ретке арттыруға қабілетті.

Көздің тор қабығына көрінетін диапазонда (күйік табалдырығынан көп емес) лазерлік сәулеленудің ұзақ уақыт әсер етуі ондағы қайтымсыз өзгерістерді тудыруы мүмкін, ал жақын инфрақызыл диапазонда линзаның бұлыңғырлануына әкелуі мүмкін. Тор қабық жасушалары зақымданғаннан кейін қалпына келмейді.

Лазерлік сәулеленудің теріге әсері бастапқы сіңірілген энергияға байланысты әртүрлі зақымдануға әкеледі: жұмсақ эритемадан (қызарудан) беткі күйдіруге дейін және, сайып келгенде, терең тері ақауларының қалыптасуы.

Айырмау Тірі организмге сәулеленудің 6 түрі :

1) жылулық (жылу) эффект. Лазерлік сәулеленуді фокустау кезінде қысқа уақыт ішінде аз көлемде жылудың айтарлықтай мөлшері бөлінеді;

2) энергетикалық әсер. Қуаттың жоғары тығыздығына байланысты үлкен электр өрісінің градиенті арқылы анықталады. Бұл әрекет молекулалардың поляризациясын, резонансты және басқа әсерлерді тудыруы мүмкін.;

3) фотохимиялық әрекет. Бірқатар бояғыштардың өшуі арқылы көрінеді;

4) механикалық әрекет. Ол сәулеленген денеде ультрадыбыстық типті тербелістердің пайда болуымен көрінеді.

5) электрострикция – лазерлік сәулеленудің электр өрісіндегі молекулалардың деформациясы;

6) ұяшық ішінде микротолқынды электромагниттік өрістің пайда болуы.

Энергия әсерлері радиациялық әсердің рұқсат етілген шекті деңгейлері (МАЛ) ретінде қабылданады. Үздіксіз лазерлік сәулеленуді қашықтан басқару үшін бастапқы және қайталама биологиялық әсерлерді тудырмайтын (толқын ұзындығы мен әсер ету ұзақтығын ескере отырып) ең аз мәннің энергиялық экспозициясы таңдалады. Импульсті-периодты сәулелену үшін әсер ету жылдамдығы қайталану жылдамдығын және импульстар қатарының әсерін ескере отырып есептеледі.

Лазермен жұмыс істегенде, лазерлік сәулеленуден басқа қауіп түрлері бар. Бұл зиянды химиялық заттардың бөлінуі, шу, діріл, электромагниттік өрістер, иондаушы сәулелер және т.б.