Ymmärrä lasersäteilyn biologiset vaikutukset, jos työskentelet lasereiden tai laserjärjestelmien parissa tai niiden läheisyydessä.
Ionisoimattoman lasersäteilyn biologisiin vaikutuksiin kuuluu näkyvän, ultravioletti- (UV) tai infrapunasäteilyn vaikutus kudoksiin. Yleensä UV-alueen laserit aiheuttavat fotokemiallisia reaktioita; infrapuna-alueen laserit aiheuttavat lämpövaikutuksia.
Vahinkoja voi syntyä, kun lasersäde osuu kudokseen, riippuen sekä osuvan lasersäteen että kyseessä olevan kudoksen ominaisuuksien yhteisistä ominaisuuksista.
Keskeisiä tekijöitä ovat:
- Laserin aallonpituus, tehotiheys ja pulssin kesto
- Kudoksen taipumus heijastaa, läpäistä tai absorboida valikoivasti lasersäteilyä
Laserin vaikutukset silmään
Suojaamaton ihmissilmä on erittäin herkkä lasersäteilylle, ja se voi vahingoittua pysyvästi suorasta tai heijastuneesta säteestä.
Kudoksen ominaisuuksista johtuen laser-energian vaurioittama silmän alue riippuu osuvan lasersäteen aallonpituudesta. Verkkokalvo, sarveiskalvo ja linssi ovat yleisimmin vaurioituneita alueita.
-
Verkkokalvo: Näkyvän ja lähi-infrapunasäteilyn spektrissä oleva laservalo voi vaurioittaa verkkokalvoa. Näitä aallonpituuksia kutsutaan myös ”verkkokalvon vaara-alueeksi.”
- Näkyvä ja lähi-infrapuna (400 – 1400 nanometriä tai nm) laservalo aiheuttavat kriittisen vaaran verkkokalvolle. Infrapuna A siirtyy sarveiskalvon kautta silmän linssiin, joka keskittää sen kapeasti verkkokalvolle, jolloin laserin säteilyaltistus keskittyy jopa 100 000-kertaiseksi. Koska verkkokalvon kudosrakenteet eivät pysty korjautumaan, näkyvän tai lähi-infrapunavalon verkkokalvolle kohdistamisen aiheuttamat vauriot voivat olla pysyviä. Verkkokalvon kriittisin alue on sen keskiosa, makula ja fovea.
-
Sarveiskalvo ja linssi: Ultravioletti- tai infrapunaspektriin kuuluva laservalo voi vahingoittaa sarveiskalvoa tai linssiä.
- Ultravioletti (180 nm – 400 nm): Valokemiallinen vaurio aiheutuu UV-valon absorboitumisesta sarveiskalvon solujen valikoiviin herkkiin osiin. Monet proteiinit ja muut molekyylit (DNA, RNA) absorboivat UV-valoa ja ”denaturoituvat” säteilyn vaikutuksesta. Liiallinen altistuminen UV-valolle voi aiheuttaa valonarkuutta, silmän punoitusta, kyynelehtimistä, vuotoa, strooman sameutta jne. Nämä haittavaikutukset viivästyvät yleensä useita tunteja, mutta ne ilmenevät 24 tunnin kuluessa. Linssi absorboi pääasiassa UVA-säteilyä (315-400 nm). Linssi on erityisen herkkä 300 nm:n aallonpituudelle. XeCl-eximer-laserit, jotka toimivat 308 nm:ssä, voivat aiheuttaa kaihia akuutissa altistuksessa.
- Kaukoinfrapuna (1400 nm – 1 mm; CO2-laserit, 10600 nm): Lämpövaurio aiheutuu sarveiskalvon kyynelten ja kudosveden lämpenemisestä infrapunavalon vaikutuksesta. Liiallinen altistuminen infrapunasäteilylle johtaa sarveiskalvon läpinäkyvyyden heikkenemiseen tai pinnan epätasaisuuksiin.
Laserin vaikutukset ihoon
Lämpövaurio (palovamma) on yleisin laserilla aiheutettujen ihovaurioiden syy. Lämpövauriot liittyvät yleensä lasereihin, jotka toimivat yli 10 mikrosekunnin altistusajoilla ja aallonpituusalueella, joka ulottuu lähi-ultravioletista kaukoinfrapunaiseen.
- Laseraltistuksen pääasialliset lämpövaikutukset riippuvat seuraavista tekijöistä:
- Kudosten absorptio- ja sirontakertoimista laserin aallonpituudella
- Lasersäteen säteilysäteilystä tai säteilyaltistuksesta
- altistuksen kestosta ja pulssin toisto-ominaisuuksista, soveltuvin osin
- paikallisen verisuonivirtauksen laajuus
- säteilytetyn alueen koko
- Kudosvauriot voivat aiheutua myös lämpöindusoituneista akustisista aalloista submikrosekunnin laserille altistumisen jälkeen. Toistuvasti pulssitettuihin tai skannaaviin lasereihin liittyy lämpöprosessi, jossa pulssien vaikutukset ovat additiivisia.
Lisätietoja
- Laseronnettomuuden hätätilannemenettelyt
- Laser Hazards, OSHA Technical Manual, Section III, Chapter 6, US Department of Labor, Occupational Safety & Health Administration