Меры безопасности при лазерном излучении

Подпись

Дата

Лист

11

КП-НГТУ-220306 (09-АК)-12

тяжелое повреждение роговице, сопровождающееся денатурацией белков и полной потерей прозрачности (образованием бельма).

Главный механизм воздействия  инфракрасного излучения — тепловой. Степень теплового повреждения роговицы зависит от поглощенной дозы излучения, причем травмируется не сосудистая оболочка, расположенная глубже, а тонкий эпителиальный слой. Если доза излучения велика, то может произойти полное разрушение защитного эпителия с одновременным помутнением радужной оболочки из-за коагуляции белка и хрусталика, развиться катаракта. Хрусталик повреждается около обожженных участков радужной оболочки. Это свидетельствует о том, что изменения в хрусталике носят вторичный характер, т. е. инфракрасное излучение поглощается пигментным эпителием радужной оболочки и, превращаясь в теплоту, приводит к повреждению соседних участков хрусталика. 
Таким образом, лазерное излучение оказывает повреждающее действие на все структуры органа зрения. Основной механизм повреждений — тепловое действие. 
Степень тяжести и характер повреждения глаз зависят от длины волны излучения, его энергии, длительности воздействия и других условий: 
- Воздействие ультрафиолетового (от 180 до 315 нм) или инфракрасного (св. 1400 до 10⁶ нм) лазерного излучения может привести к повреждению роговицы. 
- Воздействие лазерного излучения видимого (св. 380 до 780 нм) или ближнего инфракрасного (св. 780 до 1400 нм) диапазонов спектра может вызвать повреждение сетчатки. 
При повреждении роговицы появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, гиперемия слизистых век и глазного яблока, их отек, отек эпителия роговицы и эрозии. Тяжелые повреждения роговицы сопровождаются помутнением влаги передней камеры. 
При повреждении сетчатки легкой степени на глазном дне наблюдается небольшой участок помутневшей сетчатки. В тяжелых случаях имеется участок некроза сетчатки, разрыв ее ткани, возможен выброс участка сетчатки в стекловидное тело. Эти повреждения сопровождаются кровоизлиянием в сетчатку, в пред- или подсетчаточное пространства или стекловидное тело. 
Первая помощь при повреждении роговой оболочки заключается в наложении стерильной повязки на пострадавший глаз и направлении пострадавшего в глазной стационар. 
В случае повреждения сетчатки своевременно оказанная первая помощь направлена на создание благоприятных условий формирования хориоретинального рубца за счет уменьшения вторичных явлений, сопутствующих повреждению, и в первую очередь на ослабление отека тканей. 
После оказания первой помощи пострадавшего направляют в глазной стационар. 
 
3.2 Воздействие лазерного излучения на кожу. 
 
Кожа является первой линией защиты организма от повреждения лазерным

излучением. Кожа представляет собой не просто механический барьер, а важный, физиологически активный орган, обширные повреждения которого могут привести к гибели организма. 
Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КП-НГТУ-220306 (09-АК)-12

Повреждения кожи, вызванные  лазерным излучением, могут быть различными: от легкой эритемы (покраснения) до поверхностного обугливания и, в конечном счете, до образования глубоких дефектов кожи. 
Эффект воздействия на кожные покровы определяется, с одной стороны, параметрами излучения лазера (длина волны, частота следования импульсов, интенсивность излучения и т. д.), а с другой — степенью пигментации кожи, состоянием кровообращения. Установлено, что при прочих равных условиях темнопигментированная кожа (особенно родимые пятна) значительно больше поглощает лазерных лучей, чем светлая кожа. Однако отсутствие достаточно выраженной пигментации создает условия для более глубокого проникновения лучей в кожу и даже под кожу, вследствие чего поражения могут носить более выраженный характер, затрагивая и некоторые образования, расположенные под кожей: сосуды, нервы. Следовательно, пигмент кожи является как бы своеобразным защитным экраном от глубокого проникновения лучей. Порог повреждения темнопигментированной кожи значительно ниже, чем светлой кожи. Особенно надо быть осторожным при работе с лазерами инфракрасного диапазона. Пороговые уровни энергии излучения, при которых возникают видимые изменения в коже, колеблются в сравнительно широких пределах (от 15 до 50 Дж/см²). 
Повреждения кожи, вызванные воздействием лазерного излучения, близки по характеру к термическим ожогам и отличаются от них тем, что поврежденный участок имеет четкую границу, за которой находится небольшая область покраснения. Пузыри, образующиеся при воздействии лазерного излучения, располагаются в эпидермисе, а не под ним. Вблизи поврежденных участков обнаруживаются свободные радикалы и другие признаки ионизации, что позволяет предполагать наличие кроме теплового других механизмов повреждения кожи. 
С повышением энергии излучения происходит увеличение размеров очагов поражения. Облучение кожи несфокусированным излучением с энергией около 100 Дж приводит к утрате чувствительности облученного участка на несколько дней (без видимых повреждений). Под влиянием облучения изменяется активность некоторых ферментов, наблюдается образование в коже свободных радикалов. Гистохимические и люминесцентно-микроскопические исследования кожных покровов после воздействия лазерного излучения позволяют обнаружить определенные нарушения в углеводном и липидном (жировом) обменах кожи. 
Длительное воздействие на кожу ультрафиолетового излучения ускоряет ее старение и может служить предпосылкой для злокачественного перерождения клеток. Облучение обширных участков кожи вызывает определенные сдвиги в обмене веществ, системе кроветворения, внутренних органах. Пороговые уровни энергии лазерного излучения, воздействующие на кожу, значительно выше пороговых уровней, воздействующих на глаза. 
Минимальное повреждение кожи образуется при воздействии лазерного излучения УФ-диапазона спектра с плотностью энергии ≈ 1 Дж/см² (в зависимости от степени окраски кожи и длительности воздействия). Наибольшее биологическое воздействие оказывает лазерное излучение с длинами волн 280...320 нм. Оно наиболее глубоко проникает в кожу и обладает выраженным канцерогенным действием.  
Ожоги кожи лазерным излучением, подобно термическим ожогам, могут быть разделены по глубине поражения на четыре степени: 
Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КП-НГТУ-220306 (09-АК)-12

1 степень — эритема  кожи; 
2 степень — появление пузырей; 
3 ^а степень — некроз поверхностных слоев кожи; 
3 ^б степень — некроз всей толщи кожи; 
4 степень — некроз тканей на различной глубине за пределами кожи. 
Характер терапевтических мероприятий при ожоге кожи лазерным излучением определяется не только глубиной, но и распространенностью повреждения кожи. Оказание первой помощи должно быть направлено на предотвращение загрязнения и травматизации ожоговой поверхности. 
 
3.3 Действие лазерного излучения на внутренние органы и организм в целом.

 
Лазерное излучение (особенно дальней  инфракрасной области спектра) способно проникать через ткани тела и взаимодействовать с биологическими структурами на значительной глубине, поражая внутренние органы. Механизм образования повреждений объясняется тепловым действием сфокусированного излучения или влиянием ударной волны. 
Важной особенностью воздействия лазерного излучения на внутренние органы является чередование поврежденных и неповрежденных слоев тканей. Согласно одной из гипотез, это явление связано с эффектом стоячих волн, которые образуются в результате отражения падающего излучения от костных поверхностей или границ между различными тканями. Поврежденные участки ткани совпадают с пучностями, где плотность потока энергии возрастает по сравнению с плотностью потока энергии падающего излучения. Подобные повреждения могут не вызывать боли непосредственно после облучения и не выявляться при внешнем осмотре. 
Наибольшую опасность для внутренних органов представляет сфокусированное лазерное излучение. Однако необходимо учитывать, что и не сфокусированное излучение может фокусироваться в глубине ткани тела человека. Степень повреждения внутренних органов в значительной мере определяется интенсивностью потока излучения и цветом окраски органа. Так, печень является одним из наиболее уязвимых внутренних органов. Тяжесть повреждения внутренних органов также зависит от длины волны падающего излучения. Наибольшую опасность представляют излучения с длинами волн, близкими к спектру поглощения химических связей органических молекул, входящих в состав биологических тканей.

 
Воздействие лазерного излучения  на организм в целом.  
 
В опытах на животных и при клиническом обследовании лиц, работающих с лазерами и подвергающихся воздействию малых доз излучения, показана возможность неблагоприятного действия лазерного излучения и на организм в целом. 
У части работающих наблюдаются патологические изменения, проявляющиеся в виде функциональных расстройств в деятельности центральной нервной системы, что выражается в повышенной возбудимости нервных процессов, наличии сдвигов в стволовых структурах мозга и т. п. Имеют место также явления вегетативно-сосудистой дисфункции, нарушения сердечно-сосудистой системы. Это проявляется в неустойчивости артериального давления крови, повышенной потливости, склонности пульса к замедлению. 
Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

КП-НГТУ-220306 (09-АК)-12

У операторов лазерных установок  иногда наблюдают повышенную раздражительность, утомляемость глаз и всего организма. Имеются данные об определенных изменениях в показателях периферической крови, выражающихся в общем уменьшении клеточных элементов и в первую очередь гемоглобина, тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов. 
Экспериментальные данные показывают, что с помощью микровоздействия низкоэнергетического излучения газовых лазеров оказывается возможным направленно изменить внутриклеточные биохимические процессы; в одних случаях стимулировать эти процессы, в других — вызывать их торможение. Так, замечено, что в определенных дозах красное монохроматическое излучение гелий-неонового лазера действует как биологический стимулятор, вызывая повышение регенеративной способности тканей. Облучение глаз лазерным излучением сопровождается развитием дистрофических изменений в коре головного мозга. 
Все это свидетельствует о том, что у людей, работающих с лазерными установками, могут возникать как патологические изменения, обусловленные тепловым механизмом действия излучения, так и различного характера функциональные изменения, обусловленные скрытыми биологическими эффектами. Чаще жалуются специалисты, работающие с излучением видимого диапазона в условиях малой освещенности, при сравнительно продолжительных воздействиях излучений на глаза, в тесных, мало приспособленных для проведения соответствующих работ помещениях. 
В ряде случаев функциональные нарушения самостоятельно не проходят и требуют медицинского вмешательства. Несомненно, большое значение в уменьшении неблагоприятного действия лазерного излучения на организм имеет строгое соблюдение соответствующих инструкций, правил и рекомендаций по технике безопасности при работе с лазерами. 
 
4.Методы и средства защиты от лазерного излучения 
 
4.1 Коллективные средства защиты от лазерного излучения. 
 
При использовании лазеров в различных областях науки и техники и особенно в машиностроении персонал может подвергаться воздействию лазерного излучения: во время сварки различных металлов и сплавов; при получении отверстий в металлах, сверхтвердых материалах и кристаллах; в процессе резки металлов, тканей, пластмасс. 
Все это приводит к необходимости организации защиты персонала от воздействия лазерного излучения, т. е. обеспечение лазерной безопасности.  
Лазерная безопасность – совокупность технических, санитарно-гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда. Поэтому защиту от лазерного излучения осуществляют техническими, организационными и лечебно-профилактическими методами и средствами. Способы защиты подразделяются на коллективные и индивидуальные(ГОСТ 12.4.011 – 89), их маркировка по ГОСТ 12.4.115 - 82 . 
 
Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

КП-НГТУ-220306 (09-АК)-12

Коллективные  средства защиты включают:  
- защитные экраны (кожухи), препятствующие попаданию лазерного излучения на рабочие места, экраны должны поглощать излучение основной длины волны и оставаться прозрачными на остальном участке спектра; 
- размещение пульта управления лазерной установкой в отдельном помещении с телевизионной системой наблюдения за ходом процесса; 
- экранирование света импульсных ламп накачки и ультрафиолетового излучения газового разряда; 
- систему блокировок и сигнализации, предотвращающих доступ персонала во время работы лазера в пределы лазерной опасной зоны; 
- перегородки из непроницаемого для лазерного излучения материала; 
- окраску внутренних поверхностей помещений, а также находящихся в них предметов в матовый цвет с минимальным коэффициентом отражения. 
Основной принцип, которым следует руководствоваться при выборе помещений и установки в них лазеров, должен сводиться к тому, чтобы полностью исключить возможность случайного поражения (в особенности глаз прямым или отраженным излучением лазера) как непосредственно людей, работающих с ним, так и посторонних. Учитывая это, рекомендуется размещать лазеры в специально отведенных для них помещениях или местах. Само помещение, оборудование и предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркальных поверхностей, способных отражать излучение лазера. Специальная аппаратура, имеющая зеркальные поверхности и не относящаяся к самому лазеру, должна располагаться в помещении таким образом, чтобы исключалась возможность попадания на него лазерного луча. Если по характеру работы используются легко воспламеняющиеся, взрывоопасные, летучие вещества, вредно действующие на организм и т. д., то помещение должно быть оборудовано соответствующим образом (например, при работе с вредными химическими веществами иметь вытяжные шкафы). 
Стены помещений для установки лазеров должны окрашиваться в матовые тона с коэффициентом отражения не более 0,4. Искусственное освещение в помещении должно быть комбинированным и обеспечивать освещенность, соответствующую санитарным нормам. В помещение или в зону помещения с действующими лазерными установками должен быть ограничен доступ лиц, не имеющих отношение к работе установок. 
Лазерная установка должна быть максимально экранирована:

а) лазерный луч целесообразно  передавать к мишени по волноводу (световоду) или по   огражденному экранному пространству;

б) линзы, призмы и другие с твердой зеркальной поверхностью предметы на пути луча должны снабжаться блендами;