Alai

Begrijp de biologische effecten van laserstraling als u werkt met of in de buurt van lasers of lasersystemen.

De biologische effecten van niet-ioniserende laserstraling omvatten de werking van zichtbare, ultraviolette (UV) of infrarode straling op weefsels. In het algemeen veroorzaken lasers in het UV-gebied fotochemische reacties; lasers in het infrarode gebied veroorzaken thermische effecten.

Schade kan optreden wanneer een laserstraal weefsel raakt, afhankelijk van de gecombineerde kenmerken van zowel de invallende laserstraal als de eigenschappen van het betrokken weefsel.

Kernfactoren zijn:

• Lasergolflengte, vermogensdichtheid en pulsduur
• Weefselgeneigdheid om de laserstraling te weerkaatsen, door te geven of selectief te absorberen

Lasereffecten op het oog

Het onbeschermde menselijke oog is uiterst gevoelig voor laserstraling en kan permanent worden beschadigd door directe of weerkaatste stralen.

Door weefselkenmerken is het gebied van het oog dat door laserenergie wordt beschadigd, afhankelijk van de golflengte van de invallende laserstraal. Het netvlies, het hoornvlies en de lens zijn de meest beschadigde gebieden.

• Retina: Laserlicht in het zichtbare tot nabij-infrarode spectrum kan schade veroorzaken aan het netvlies. Deze golflengten staan ook bekend als de “retinale gevarenzone.”

  • Zichtbaar en nabij-infrarood (400 – 1400 nanometer of nm) laserlicht vormen een kritisch gevaar voor het netvlies. Infrarood licht wordt door het hoornvlies doorgelaten naar de ooglens, die het licht scherp stelt op het netvlies, waardoor de straling van de laser tot 100.000 maal wordt geconcentreerd. Aangezien de weefselstructuren van het netvlies niet kunnen herstellen, kunnen laesies die veroorzaakt worden door het focussen van zichtbaar of bijna-infrarood licht op het netvlies blijvend zijn. Het meest kritische gebied van het netvlies is het centrale gedeelte, de macula, en de fovea.

• Cornea en lens: Laserlicht in het ultraviolette of ver-infrarode spectrum kan schade veroorzaken aan het hoornvlies of de lens.

  • Ultraviolet (180 nm tot 400 nm): Fotochemische schade wordt veroorzaakt door de absorptie van UV-licht door selectief gevoelige delen van cellen van het hoornvlies. Veel proteïnen en andere moleculen (DNA, RNA) absorberen UV-licht en worden “gedenatureerd” door de straling. Overmatige blootstelling aan UV-licht kan leiden tot fotofobie, roodheid van het oog, tranen, afscheiding, stromale waas, enz. Deze bijwerkingen laten meestal enkele uren op zich wachten, maar treden binnen 24 uur op. De lens absorbeert hoofdzakelijk UVA (315-400 nm). De lens is bijzonder gevoelig voor de golflengte van 300 nm. XeCl eximer lasers die werken bij 308 nm kunnen cataract veroorzaken bij een acute blootstelling.
  • Ver infrarood (1400 nm tot 1 mm; CO2 lasers, 10600 nm): Thermische schade wordt veroorzaakt door de verhitting van de tranen en het weefselwater van het hoornvlies door het infrarode licht. Overmatige blootstelling aan infrarode straling resulteert in een verlies van transparantie van het hoornvlies of onregelmatigheden aan het oppervlak.

Laser effecten op de huid

Thermisch (brand)letsel is de meest voorkomende oorzaak van door laser veroorzaakte huidschade. Thermische schade wordt over het algemeen in verband gebracht met lasers die werken met een blootstellingstijd van meer dan 10 microseconden en in het golflengtegebied van het bijna-ultraviolet tot het ver-infrarood.

• De belangrijkste thermische effecten van laserblootstelling zijn afhankelijk van:
  • De absorptie- en verstrooiingscoëfficiënten van de weefsels bij de lasergolflengte
  • Irradiantie of stralingsblootstelling van de laserstraal
  • Duur van de blootstelling en pulsherhalingskenmerken, indien van toepassing
  • Extensie van de lokale vasculaire doorstroming
  • Grootte van het bestraalde gebied

• Weefselbeschadiging kan ook worden veroorzaakt door thermisch geïnduceerde akoestische golven na blootstelling aan submicroseconde laserstralen. Bij repeterend gepulseerde of scannende lasers is sprake van een thermisch proces waarbij de effecten van de pulsen additief zijn.

Aanvullende informatie

• Noodprocedures bij laserongevallen
• Laser Hazards, OSHA Technical Manual, Section III, Chapter 6, US Department of Labor, Occupational Safety & Health Administration