De biologiske virkninger af ikke-ioniserende laserstråling omfatter virkningen af synlig, ultraviolet (UV) eller infrarød stråling på væv. Generelt inducerer lasere i UV-området fotokemiske reaktioner; lasere i det infrarøde område inducerer termiske virkninger.
Skader kan opstå, når en laserstråle støder på væv, afhængigt af de kombinerede egenskaber ved både den indfaldende laserstråle og det pågældende vævs egenskaber.
Nøglefaktorer er:
- Laserbølgelængde, effekttæthed og pulsvarighed
- Vævs tilbøjelighed til at reflektere, transmittere eller selektivt absorbere laserstrålingen
Lasereffekter på øjet
Det ubeskyttede menneskelige øje er ekstremt følsomt over for laserstråling og kan blive permanent beskadiget af direkte eller reflekterede stråler.
På grund af vævskarakteristika er det område af øjet, der beskadiges af laserenergi, afhængig af bølgelængden af den indfaldende laserstråle. Retina, hornhinde og linse er de områder, der oftest beskadiges.
-
Retina: Laserlys i det synlige til nær-infrarøde spektrum kan forårsage skade på nethinden. Disse bølgelængder er også kendt som “retinal fareområde.”
- Visibelt og nær-infrarødt (400 – 1400 nanometer eller nm) laserlys udgør en kritisk fare for nethinden. Infrarødt A transmitteres af hornhinden til øjets linse, som fokuserer det snævert på nethinden og koncentrerer laserstrålingens eksponering op til 100 000 gange. Da nethindens vævsstrukturer ikke kan repareres, kan læsioner forårsaget af fokusering af synligt eller nær-infrarødt lys på nethinden være permanente. Det mest kritiske område af nethinden er den centrale del, makulaen og fovea.
-
Cornea og linse: Laserlys i det ultraviolette eller fjerninfrarøde spektrum kan forårsage skader på hornhinden eller linsen.
- Ultraviolet (180 nm til 400 nm): Fotokemisk skade forårsages af absorption af UV-lys af selektive følsomme dele af cellerne i hornhinden. Mange proteiner og andre molekyler (DNA, RNA) absorberer UV-lys og bliver “denatureret” af strålingen. Overdreven eksponering for UV-lys kan forårsage fotofobi, rødme af øjet, tåreflåd, udflåd, stromal tåge osv. Disse skadelige virkninger er normalt forsinkede i flere timer, men opstår inden for 24 timer. Linsen absorberer hovedsageligt UVA (315-400 nm). Linsen er særlig følsom over for bølgelængden på 300 nm. XeCl eximerlasere, der arbejder ved 308 nm, kan forårsage katarakt ved akut eksponering.
- Fjerninfrarødt (1400 nm til 1 mm; CO2-lasere, 10600 nm): Termisk skade forårsages af opvarmning af tårer og vævsvand i hornhinden af det infrarøde lys. Overdreven eksponering for infrarød stråling resulterer i tab af gennemsigtighed i hornhinden eller uregelmæssigheder i overfladen.
Lasereffekter på huden
Termisk (forbrændings)skade er den mest almindelige årsag til laserinducerede hudskader. Termisk skade er generelt forbundet med lasere, der opererer ved eksponeringstider på mere end 10 mikrosekunder og i bølgelængdeområdet fra det nær-ultraviolette til det fjern-infrarøde område.
- De vigtigste termiske virkninger af lasereksponering afhænger af: hvor det er relevant
- Udstrækningen af den lokale vaskulære strømning
- Størrelsen af det bestrålede område
- Tvævsskader kan også forårsages af termisk inducerede akustiske bølger efter eksponering med submikrosekunders lasereksponering. Gentagne pulserende eller scannende lasere indebærer en termisk proces, hvor virkningerne af pulserne er additive.
Supplerende oplysninger
- Laser Accident Emergency Procedures
- Laser Hazards, OSHA Technical Manual, Section III, Chapter 6, US Department of Labor, Occupational Safety & Health Administration