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Comprendre les effets biologiques du rayonnement laser si vous travaillez avec ou près de lasers ou de systèmes laser.

Les effets biologiques du rayonnement laser non ionisant comprennent l’action du rayonnement visible, ultraviolet (UV) ou infrarouge sur les tissus. Généralement, les lasers dans la région UV induisent des réactions photochimiques ; les lasers dans la région infrarouge induisent des effets thermiques.

Des dommages peuvent se produire lorsqu’un faisceau laser rencontre un tissu, en fonction des caractéristiques combinées à la fois du faisceau laser incident et des propriétés du tissu concerné.

Les facteurs clés sont :

• La longueur d’onde du laser, la densité de puissance et la durée d’impulsion
• La propension des tissus à réfléchir, transmettre ou absorber sélectivement le rayonnement laser

Les effets du laser sur l’œil

L’œil humain non protégé est extrêmement sensible au rayonnement laser et peut être endommagé de façon permanente par des faisceaux directs ou réfléchis.

En raison des caractéristiques des tissus, la zone de l’œil endommagée par l’énergie laser dépend de la longueur d’onde du faisceau laser incident. La rétine, la cornée et le cristallin sont les zones les plus fréquemment endommagées.

• Rétine : La lumière laser dans le spectre visible à proche infrarouge peut causer des dommages à la rétine. Ces longueurs d’onde sont également connues sous le nom de « région de danger pour la rétine ».

  • La lumière laser visible et proche infrarouge (400 – 1400 nanomètres ou nm) présente un danger critique pour la rétine. L’infrarouge A est transmis par la cornée au cristallin de l’œil qui le focalise étroitement sur la rétine, concentrant jusqu’à 100 000 fois l’exposition radiante du laser. Les structures tissulaires de la rétine ne pouvant subir aucune réparation, les lésions causées par la focalisation de la lumière visible ou proche infrarouge sur la rétine peuvent être permanentes. La zone la plus critique de la rétine est la partie centrale, la macula et la fovéa.

• Cornée et cristallin : La lumière laser dans le spectre ultraviolet ou infrarouge lointain peut causer des dommages à la cornée ou au cristallin.

  • Ultraviolet (180 nm à 400 nm) : Les dommages photochimiques sont causés par l’absorption de la lumière UV par des portions sensibles sélectives des cellules de la cornée. De nombreuses protéines et autres molécules (ADN, ARN) absorbent la lumière UV et sont « dénaturées » par le rayonnement. Une exposition excessive à la lumière UV peut provoquer une photophobie, une rougeur de l’œil, un larmoiement, un écoulement, un voile stromal, etc. Ces effets indésirables sont généralement retardés de plusieurs heures, mais se manifestent dans les 24 heures. Le cristallin absorbe principalement les UVA (315-400 nm). Le cristallin est particulièrement sensible à la longueur d’onde de 300 nm. Les lasers eximères XeCl fonctionnant à 308 nm peuvent provoquer une cataracte lors d’une exposition aiguë.
  • Infrarouge lointain (1400 nm à 1 mm ; lasers CO2, 10600 nm) : Les dommages thermiques sont causés par le réchauffement des larmes et de l’eau des tissus de la cornée par la lumière infrarouge. Une exposition excessive au rayonnement infrarouge entraîne une perte de transparence de la cornée ou des irrégularités de surface.

Effets du laser sur la peau

Les lésions thermiques (brûlures) sont la cause la plus fréquente des dommages cutanés induits par le laser. Les dommages thermiques sont généralement associés aux lasers fonctionnant à des temps d’exposition supérieurs à 10 microsecondes et dans la région de longueur d’onde allant du proche ultraviolet à l’infrarouge lointain.

• Les principaux effets thermiques de l’exposition au laser dépendent de :
  • Les coefficients d’absorption et de diffusion des tissus à la longueur d’onde du laser
  • L’irradiance ou l’exposition radiante du faisceau laser
  • Durée de l’exposition et caractéristiques de répétition des impulsions, le cas échéant
  • Etendue du flux vasculaire local
  • Taille de la zone irradiée

• Des dommages tissulaires peuvent également être causés par des ondes acoustiques induites thermiquement à la suite d’expositions à des lasers sub-microsecondes. Les lasers à impulsions répétitives ou à balayage impliquent un processus thermique dans lequel les effets des impulsions sont additifs.

Informations complémentaires

• Procédures d’urgence en cas d’accident laser
• Dangers des lasers, Manuel technique de l’OSHA, section III, chapitre 6, ministère américain du Travail, Occupational Safety & Health Administration