Ochrana zdraví při práci s lasery

Část III. Biologické účinky záření laserů

Část III. Biologické účinky záření laserů

Biologické účinky záření laserů

Laserové záření obecně působí na biologické tkáně mechanismem, který může zahrnovat působení tepla, fotochemických procesů a nelineárních účinků. Poškození tkáně je vázáno na fyzikální parametry zdroje záření, zejména vlnovou délku záření, dobu trvání impulsu záření, velikost obrazu, intenzitu ozařování a dávku ozáření. Příčinou všech typů poškození biologické tkáně je absorpce záření touto tkání. Probíhá na úrovni atomů nebo molekul a je to proces závislý na vlnové délce absorbovaného záření. Vlnová délka tedy určuje, kterou tkáň je určitý laser schopen poškodit.

Tepelné účinky jsou spojovány s dobou trvání ozáření od 1 ms do několika sekund. Molekuly po absorbování energie zrychlí kmitání, dojde ke zvýšení teploty ve tkáni. Buňky v této oblasti jsou spálené, poškození tkáně plyne především z rozložení proteinů. Tento typ poškození je běžnější u laserů pracujících v kontinuálním režimu nebo u laserů s dlouhými pulsy, vyskytuje se však i u laserů s krátkými pulsy. Působením vodivosti se tepelná vlna šíří a dochází ke zvětšení plochy poškození.

Fotochemické účinky jsou vyvolány absorpcí dané energie světla, spíše než uvolňování energie začnou probíhat chemické reakce. Tyto reakce jsou schopny vyvolat poškození již při nízkých úrovních ozáření. Pokožka, čočka oka a částečně i sítnice mohou vykazovat nevratné změny způsobené dlouhým ozářením nízkými úrovněmi UV záření a také viditelného světla s krátkou vlnovou délkou. K poškození dochází, pokud doba ozáření je nadměrná nebo se po dlouhou dobu opakují kratší ozáření.

Nelineární účinky jsou vyvolány lasery s vysokými špičkovými výkony a krátkými pulsy. Cílová tkáň je ve velmi krátkém čase vystavena velmi intenzivnímu ozáření, dochází v ní k rychlému nárůstu teploty, při které se kapalné složky buněk přemění v plyn. Při této změně skupenství dojde k explozi a prasknutí buňky. Může dojít k mechanickému poškození tkáně vzdálené od absorbující vrstvy působením posunu tkání vůči sobě.

Lasery vyzařující UV a vzdálené infračervené záření jsou nebezpečné pro rohovku. Lasery vyzařující viditelné a blízké infračervené záření jsou nebezpečné pro sítnici; mezi rohovkou a sítnicí dochází ke zvýšení intenzity ozáření. Poranění nebo spálení sítnice se hojí jizvou, jejíž umístění určuje závažnost poškození. Může vést ke zhoršení vidění, ale i ke ztrátě zraku. Na pokožce se vlivem viditelného a infračerveného záření může objevit zčervenání, puchýře, pigmentace, zanícení a následně zjizvení pokožky.