Лекции ПДФ / 20. Лазер

МИНЗДРАВ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ЮУГМУ Минздрава России)

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ

Конспекты (презентации) лекций

Дисциплина – Гигиена

Специальность – Лечебное дело – 31.05.01

Форма обучения – очная

ЛЕКЦИЯ №20

ТЕМА: ГИГИЕНА ТРУДА МЕДИЦИНСКИХ РАБОТНИКОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛАЗЕРА

Время: 2 часа

План.

1.Ультрафиолетовое излучение и инфракрасная радиация, их влияние на организм.

2.Основные элементы лазера.

3.Классификация лазеров.

4.Биологическое действие лазерного излучения.

5.Основные принципы лазерной терапии.

6.Производственно-профессиональные факторы при работе с источниками лазерного излучения

7.Действие лазера на организм.

8.Нормирование лазерного излучения.

9.Профилактика вредного действия лазера на организм.

1. Ультрафиолетовое излучение и инфракрасная радиация, их влияние на организм.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - электромагнитное неионизирующее излучение оптического диапазона, которое условно подразделяется на коротковолновое (УФИ - С - с длиной волны 200-280 нм), средневолновое (УФИ - В - с длиной волны 280-

320 нм) и длинноволновое (УФИ - А - с длиной волны 320-400 нм).

1

УФИ генерируют как естественные, так и искусственные источники. Основной естественный источник УФИ - Солнце. До поверхности Земли доходит УФИ в диапазоне

2

280-400 нм, так как более короткие волны поглощаются озоном стратосферы. Искусственные источники УФИ широко применяются в промышленности, медицине и др.

Источники биологически эффективного УФИ можно подразделить на газоразрядные и флюоресцентные. К газоразрядным относятся ртутные лампы низкого давления с максимумом излучения на длине волны 253,7 нм, т.е. соответствует максимуму бактерицидной эффективности, и высокого давления с длинами волн 254, 297, 303, 313 нм. Последние широко используются в фотохимических реакторах, в печатном деле, для фототерапии кожных заболеваний. Оптические спектры импульсных ламп зависят от используемого в них газа - ксенона, криптона, аргона, неона и др.

В люминесцентных лампах спектр зависит от использованного ртутного люминофора.

Избыточному воздействию УФИ могут подвергаться работники промышленных предприятий и медицинских учреждений, где используются перечисленные выше источники, а также люди, работающие на открытом воздухе, за счет солнечной радиации (сельскохозяйственные, строительные, железнодорожные рабочие, рыбаки и др.).

Установлено, что как недостаток, так и избыток УФИ отрицательно сказываются на состоянии здоровья человека.

При недостаточности УФИ у детей развивается рахит вследствие нехватки витамина D и нарушения фосфорно-кальциевого обмена, снижается активность защитных систем организма, в первую очередь - иммунной, что делает его более уязвимым к воздействию неблагоприятных факторов.

Критическими органами к восприятию УФИ являются кожа и глаза.

Электроофтальмия (фотоофтальмия), представляют собой острое поражения глаз, острый конъюнктивит. Заболеванию предшествует латентный период, продолжительность которого около 12 ч. С хроническими поражениями глаз связывают хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту хрусталика.

Поражения кожи протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. Наряду с местной реакцией могут отмечаться общетоксические явления. В дальнейшем наблюдаются гиперпигментация и шелушение. Хронические изменения кожных покровов, вызванных УФИ, выражаются в старении кожи, развитии кератоза, атрофии эпидермиса, возможны злокачественные новообразования.

Профилактические мероприятия по предупреждению острого конъюнктивита при воздействии УФИ сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах с источниками УФИ. Для защиты кожи от УФИ используются защитная одежда, противосолнечные экраны (навесы), специальные кремы.

Основная роль в профилактике неблагоприятного воздействия УФИ на организм

принадлежит гигиеническим нормативам. В настоящее время действуют «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» Указанные нормативы регламентируют допустимые величины УФИ для кожи с учетом длительности облучения в течение рабочей смены и площади облучаемой поверхности кожи.

3

Кроме того, имеются методические указания «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей» Этот документ устанавливает нормы ультрафиолетовой облученности и дозы за сутки в эффективных и энергетических единицах, которые подразделяются на минимальные, максимальные и рекомендуемые.

4

Контроль уровней УФИ обеспечивается специальными радиометрами для измерения облученности в спектральных областях УФ-А, УФ-В и УФ-С.

Инфракрасная радиация.

Инфракрасная радиация – это электромагнитные излучения определенной волны, обладающие тепловыми свойствами. Инфракрасные лучи – невидимы, в гигиенической практике имеет значение более узкая область – до 30 – 60 микрометров. По длине их делят на короткие (0,76 – 15 мкм), средние (15 – 100 мкм), длинные (100 – 500 мкм).

Инфракрасная радиация подчиняется ряду важных в гигиеническом отношении

закономерностей:

- величина отдачи тепла излучением зависит от температуры тела: она прямопропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела.

С увеличением температуры тела изменяется длина волны. Короткие лучи (до 1,4 мкм) проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, более длинные (1,4 – 8мкм) поглощаются верхними слоями кожи.

В производственных условиях на человека воздействует лучистое тепло открытого пламени, нагретого и расплавленного металла, поверхностей оборудования.

5

Биологическое действие

Биологическое действие лучистого тепла имеет ряд особенностей: прогревание более глубоких слоев кожи, образование в тканях биологически активных веществ, в частности, пирогенных, способствующих повышению температуры тела в органах за счет усиления обмена веществ.

При инфракрасном облучении кожи повышается ее температура, изменяется тепловое ощущение: появляется жжение, боль. Время переносимости тепловой радиации уменьшается с увеличением длины волны и ее интенсивности.

Влияние радиационного тепла различно в зависимости от зоны облучения: наибольший эффект наблюдается при облучении шейной области и верхней половины туловища, наименьший – при облучении ног (область бедра). Выносливость к облучению возрастает с увеличением периода облучения, при котором наблюдаются процессы приспособления (адаптация), сохраняющиеся довольно долго. Молодые рабочие более чувствительны к инфракрасному излучению.

Допустимое тепловое облучение работающих достигается за счет рационального размещения оборудования, рабочих мест, применения средств промышленной теплозащиты. Применяют воздушное душирование, используют помещения для отдыха с комфортным микроклиматом, спецодежду для защиты от повышенной температуры воздуха, регламентацию работы и отдыха.

6

2. Основные элементы лазера.

Лазерное излучение (ЛИ) - вынужденное испускание атомами вещества квантов электромагнитного излучения. Слово «лазер» - это аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы Light amplification by stimulated emission of radiation

(усиление света с помощью создания стимулированного излучения).

Лазер состоит из рабочего тела (активная среда), лампы накачки и зеркального резонатора. Сильная световая вспышка лампы накачки превращают электроны активной среды из спокойного в возбужденное состояние. Эти электроны, действуя друг на друга, создают лавинный поток световых фотонов. Отражаясь от резонансных экранов, фотоны пробивают полупрозрачный, зеркальный экран и выходят узким монохроматическим когерентным (строго направленным), световым пучком высокой энергии.

Основными элементами любого лазера являются:

активная среда; источник энергии для ее возбуждения, зеркальный оптический резонатор и система охлаждения.

ЛИ за счет монохроматичности и малой расходимости пучка способно распространяться на значительные расстояния и отражаться от границы раздела двух сред,

что позволяет применять эти свойства для целей локации, навигации и связи.

Возможность создания лазерами исключительно высоких энергетических экспозиций позволяет использовать их для обработки различных материалов (резание,

сверление, поверхностная закалка и др.).

В настоящее время лазеры применяют с лечебной и диагностической целью

более чем в 30 медицинских специальностях (хирургия, онкология, офтальмология, терапия, гинекология, нейрохирургия и т. д.) для коагуляции, достижения противовоспалительного и стимулирующего эффекта.

7

При использовании в качестве активной среды различных веществ лазеры могут

индуцировать излучение практически на всех длинах волн, начиная с ультрафиолетовых и кончая длинноволновыми инфракрасными.

Основными физическими величинами, характеризующими ЛИ, являются:

длина волны (мкм), энергетическая освещенность (Вт/см2), экспозиция (Дж/см2), длительность импульса (с), длительность воздействия (с), частота повторения импульсов

(Гц).

3.Классификация лазеров.

Воснову классификации лазеров положены физико-технические параметры и степень опасности генерируемого излучения для обслуживающего персонала:

по степени опасности: класс I (безопасные) - выходящее излучение не опасно для глаз;

класс II (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

III (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и/или для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

класс IV (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отраженной поверхности;

по конструкции (стационарные, передвижные, открытые, закрытые);

8

по режиму работы: импульсные (с выходной мощностью от 4 до 1000 Вт и более в одиночном импульсе), непрерывные (с выходной мощностью до 500 мВт), импульсные с моделированной добротностью;

по длине волны (рентгеновские, ультрафиолетовые, видимого света, инфракрасные, субмиллиметровые);

по активному элементу: жидкостные (пиридин, бензол, толуол, нитробензол и др.), полупроводниковые, твердотельные (кристаллы искусственного рубина с добавкой хрома, некоторые соли вольфрамовой и молибденовой кислот, стекла с примесью редкоземельных и других элементов), газодинамические (смесь галлия и неона, галлия и паров кадмия, аргон, криптон, углекислый газ и др.).

4. Биологическое действие лазерного излучения.

Действие ЛИ на человека весьма сложно. Оно зависит от параметров ЛИ, прежде всего 1) от длины волны, 2) мощности (энергии) излучения, 3) длительности воздействия, 4) частоты следования импульсов, 5) размеров облучаемой области («размерный эффект») и 6) анатомо-физиологических особенностей облучаемой ткани (глаз, кожа). Поскольку органические молекулы, из которых состоит биологическая ткань, имеют широкий спектр абсорбируемых частот, то нет оснований считать, что монохроматичность ЛИ может создавать какие-либо специфические эффекты при взаимодействии с тканью.

Пространственная когерентность также существенно не меняет механизма повреждений излучением, так как явление теплопроводности в тканях и присущие глазу постоянные мелкие движения разрушают интерференционную картину уже при длительности воздействия, превышающей несколько микросекунд. Таким образом, ЛИ пропускается и поглощается биотканями по тем же законам, что и некогерентное, и не вызывает в тканях каких-либо специфических эффектов.

Энергия ЛИ, поглощенная тканями, преобразуется в другие виды энергии:

тепловую, механическую, энергию фотохимических процессов, что может вызывать ряд эффектов: тепловой, ударный, светового давления и пр.

Действие лазерного излучения, основанное на резком повышении температуры в облучаемом месте, вызывает коагуляцию (свертывание) или разрушение биологической ткани. Узкий световой пучок большой мощности дает возможность производить коагуляцию строго определенного участка пораженного органа за долю секунды. Кроме коагуляции биологических структур, при большой мощности излучения, возможно и взрывное их разрушение от воздействия своеобразной ударной волны. Она образуется в результате мгновенного перехода тканевой жидкости в газообразное состояние под действием высокой температуры.

Лазерным лучом можно производить бескровное рассечение тканей. Результат воздействия зависит: 1) от вида тканей или органов, 2) их окраски, 3) толщины, 4) плотности, 5) степени наполнения кровью. Современным лазерным скальпелем удаляют различные опухоли, его применяют во время операций на мозге, легких, печени, желудке и кишечнике (использование такого «ножа» особенно целесообразно при операциях на органах, имеющих богатую сосудистую сеть, рассечение которой обычным способом сопровождается тяжелым кровотечением).

9

5.Основные принципы лазерной терапии.

Воснову лазерной терапии положены следующие принципы:

1.Патогенетический подход к ожидаемому от воздействия эффекту. Зная его и максимальные проявления при том или ином способе воздействия (накожный, внутриполостной, внутрисосудистый), можно оптимизировать результат лечения.

2.Принцип достаточной дозы воздействия при той или иной патологии.

3.Индивидуализация лазерной терапии.

4.Хронобиологический подход к проведению процедур. Оптимальным временем для проведения процедур считают утренние часы (до 12 часов).

5.Комплексность лечения, назначение лазерной терапии совместно с другими лечебными факторами с учетом их совместимости.

Эффекты действия лазерной терапии

Противовоспалительный

При работе с лазерными установками обслуживающий персонал может подвергаться воздействию прямого (выходящего непосредственно из лазера), рассеянного (рассеянного средой, сквозь которую проходит излучение) и отраженного (зеркального или диффузного) излучения.

По способу образования, неблагоприятные факторы подразделяются на 2 группы. К 1- ой группе относятся факторы, возникающие в результате собственно работы лазеров. Во 2-ю группу включены факторы, образующиеся при взаимодействии лазерного излучения с обрабатываемыми материалами или с различными элементами системы по ходу лазерного луча.

10