Еще в далеком 1917 году ученый А. Эйнштейн выдвинул гениальное предположение о том, что атомы способны излучать индуцированные световые волны. Однако нашло это предположение подтверждение лишь спустя почти полвека в то время, как советскими учеными Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым было начато создание квантовых генераторов.
Из первых букв английского названия этого устройства была составлена аббревиатура – лазер, следовательно, излучаемый им свет – лазерным. Встречается ли среднестатистический человек с лазером в повседневной жизни?
Современность дает возможность повсеместно наблюдать за прекрасными танцующими световыми лучами, исходящими от лазера.
Их активно применяют для создания световых шоу, а также в косметологии, медицине и технике. Именно поэтому в наши дни так активно применяются лазерные технологии для эстрадных представлений и производства всевозможных гаджетов.
Но вдруг лазерный свет вреден для человека? Именно этот вопрос мы сегодня и подымем. Но дня начала нужно перенестись в школьные годы и вспомнить о лазерных световых квантах.
В природе источником света являются атомы. Лазерный луч – не исключение, однако он рождается в результате немного отличных материальных процессах и при условии, что существует наружное влияние электромагнитного поля. На основе этого можно сказать, что лазерный свет – это вынужденное явление, то есть простимулированное.
Лучи лазерного света распространяются практически параллельно по отношению друг друга, поэтому они имеют мизерный угол рассеивания и способны интенсивно влиять на облучаемую поверхность.
Чем же тогда лазер отличается от привычной (также созданной руками людей) лампочки накаливания? В отличие от лазера, у лампы спектр рассеивания составляет практически 360 о, в то время, как пучок от лазера имеет узкую направленность.
В силу того, что квантовые генераторы плотно обосновались в жизни современного человека, ученых всерьез обеспокоил вопрос, нет ли негативного влияния от такого «соседства». В ходе проведения многих опытов им удалось добиться больших результатов и выяснить, что лазерный луч обладает особыми свойствами:
- во время работы лазерной установки можно получить негативные последствия напрямую (из самого аппарата), от рассеянного света или отраженного от других поверхностей;
- от того, на какую ткань воздействует лазер, а также от параметров его волны будет зависеть степень воздействия;
- поглощаемая любыми тканями энергия может оказывать тепловой, световой или любой другой отрицательный эффект.
Если лазер воздействует на биологическую ткань, то последовательность поражающих результатов выглядит примерно так:
- быстрое поднятие температуры и проявления признаков ожога;
- межтканевая и клеточная жидкость закипает;
- в результате вскипания образовывается пар под высоким давлением, который ищет выход и взрывает соседние ткани.
Если дозы облучения маленькие или средние, то можно отделаться ожогами кожных покровов. Но при сильном облучении кожа приобретает отечный и омертвевший вид. А внутренние органы получают сильнейшие травмы. Самую большую опасность представляют прямые и зеркально отраженные лучи, которые негативно сказываются на работе важнейших органов и их систем.
Отдельного внимания заслуживает тема влияния лазера на зрительные органы.
ВАЖНО! Импульсные короткие вспышки лазера могут привести к очень сильным поражениям сетчатки, радужки и хрусталика глаза.
На это есть 3 причины:
- Короткий лазерный импульс длиться 0,1 секунды и за это время просто не успевает сработать защита зрения – мигательный рефлекс.
- Роговая оболочка и хрусталик – это чрезвычайно восприимчивые органы, которые легко повредить.
- Поскольку глаз сам по себе – это целая оптическая система, то она и сама вносить вклад в собственное разрушение при попадании лазера. Она фокусирует луч на глазном дне и заламывает на сетчатку. Тут луч поражает хрупкие сосудики этого органа, вызывая их закупорку. Отсутствие болевых рецепторов позволяет даже не ощутить, что определенный участок на сетчатке уже поражен до тех пор, пока некоторые предметы просто не будет видны, находясь в поле зрения.
Лишь по пришествии некоторого времени начинается отечность век, боль в глазах, судорожные сокращения и кровоизлияние на сетчатке. К слову, клетки последней не регенерируются.
ВАЖНО! Излучение, в результате которого может повредиться зрение, имеет низкий уровень. А вот для повреждения кожи достаточно излучения высокой интенсивности. Инфракрасные лазеры или любые источники света видимого спектра, мощность которых превышает 5 мвт – это потенциально опасно.
Прекрасные изобретатели по всему земному шару во время своих изобретений квантовых генераторов даже и предположить не могли, какую популярность приобретут их детища в скором времени. Однако такое всеобщее признание требует знаний, какой длины волны применять для той или иной операции.
Что же влияет на длину лазерной волны? Поскольку лазер – рукотворное устройство, то и природа его волн будет определена механическим строением генерируемого луч прибора. Лазеры могут быть твердотельными и газовыми.
Чудо-свет одновременно может находится в диапазоне от 30 до 180 мкм и быть частью ультрафиолетового, видимого (чаще красного) или инфракрасного участка спектра.
Но именно длина волны во многом влияет на характер воздействия этого света на человеческое тело. Так, красный свет менее чувствителен для нашего глаза нежели зелены. То есть наше веко сомкнется при виде зеленого пучка света, поэтому он является менее опасным, чем тот же красный.
Защита от лазерного излучения на производстве
На производстве, где применяются квантовые генераторы прямо или косвенно задействовано огромное количество людей. Для таких сотрудников разработаны четкие предписания, регулирующие степень личной защиты от излучения, потому как любая лазерная установка представляет потенциальную опасность для тех или иных органов тела.
Изготовители подобных установок обязаны указать, к какому их 4-х классов опасности относится данный прибор. Наибольшую угрозу являют лазеры 2,3 и 4 категории.
К общественным средствам защиты на производстве относятся защитные экраны и кожухи, камеры наблюдения, светодиодные индикаторы, сигнализации или ограждения, устанавливаемые в зонах с повышенным уровнем опасности излучения.
Индивидуальные методы предохранения включают специальные комплекты одежды и очки с нанесенным покрытием от лазерного луча.
ВАЖНО! Своевременно обследование в больнице и соблюдение всех предписанных на производстве мер защиты – это лучшие профилактические методы защиты от волн.
В нашем быту наблюдается бесконтрольное применение самодельный лазерных приборов, установок, лазерных указок и светильников. Чтобы избежать неприятных последствий стоит четко соблюдать правила их использования:
- только в местах, где нет посторонних людей можно «играться» лазерами;
- большую опасность, чем прямой луч, несут отраженные от стекла или другого зеркального предмета световые волны;
- даже самый «безобидный» луч с невысокой интенсивностью при попадании в подле зрения водителя, пилота или спортсмена может привести к трагическим последствиям;
- лазерные приспособления нужно беречь от использования детьми и подростками;
- при низком положении облаков можно направлять пучки света в небо, дабы избежать попадания света в воздушный транспорт;
- категорически запрещено смотреть в объектив на источник света;
- при ношении защитных очков важно контролировать степень их защиты от разных по длине лучей.
Современные квантовые генераторы и лазерные устройства, встречающиеся в быту – это реальная угроза для их обладателей и окружающих. Защитить себя или близких поможет лишь строгое соблюдение всех мер предосторожности. Только тогда можно насладиться поистине завораживающим зрелищем.
Новейшие достижения квантовой электроники привнесли в ряд технологических процессов новый мощный вид излучения- лазерное излучение, вызываемое оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) -лазерами (название это составлено из начальных букв английского полного наименования: Light amplification by stimulated Emission of Radiation», что означает «усиление света путем стимулированного излучения»). Приборы эти трансформируют один из видов энергии - электрическую, световую, тепловую, химическую - в монохроматическое когерентное излучение электромагнитных волн (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) высокой частоты.
Источники лазерного излучения нашли применение при обработке высокопрочных жаростойких материалов, сплавов, для сверления, резки, сварки при сверхвысоком давлении, для калибровки в радиотехнической промышленности, для изготовления матриц с микроотверстиями в текстильной промышленности, в системе связи, в приборостроении, при исследованиях в биологии, медицине и других областях науки.
Основной частью лазера, его излучателем является активная среда - твердая (кристаллы и стекла с добавками ионов хрома, неодима, эрбия и др.), жидкая, газообразная или плазменная, в которой генерируется и накапливается электромагнитная энергия. Помещается эта среда в систему из двух параллельных зеркал - резонатор.
Существуют квантовые генераторы: газовые или ионовые (для возбуждения применяется электрический заряд); лазеры с оптической накачкой на кристаллы, стекло, жидкость и пластмассы; лазеры полупроводниковые; лазеры на органических красителях.
Принцип действия ОКГ основан на использовании вынужденного (стимулированного) электромагнитного излучения некоего рабочего вещества (твердое тело, жидкость, газ), т. е. излучения, возникшего в результате действия на него внешнего источника энергии - энергии «накачки». Таким источником могут быть яркие лампы-вспышки для твердого рабочего вещества и постоянное или переменное электрическое поле для газообразного рабочего вещества.
В зависимости от длины волны излучения различают лазеры в ультрафиолетовом, инфракрасном и видимом диапазоне спектра. В зависимости от энергетических параметров системы накачки действие генератора может быть импульсным или непрерывным. Важной особенностью импульсного режима излучения является большая мощность кратковременных импульсов, достигающая нескольких мегаватт при продолжительности импульса от долей секунды до нескольких миллисекунд; при непрерывном режиме мощность не превышает нескольких милливатт.
При воздействии на организм лазерного излучения большой интенсивности наиболее типичным является термический эффект. При этом в облученных тканях происходит быстрый нагрев структур, адсорбировавших энергию; жидкость, окружающая эти структуры, абсорбирует энергию и мгновенно вскипает. Вследствие этого резко повышается давление, возникает ударная волна, усиливающая термический эффект лазерного излучения, происходит механическая травма ткани (разрыв ее).
Таким образом, лазерное излучение приводит к сочетанному термическому и механическому действию. Наряду с этим специфическое влияние лазерного излучения сказывается в изменении генетических, ферментативных и других свойств ткани, некоторых составных частей крови (гамма-глобулины и др.). В основе механизма действия лежат процессы, связанные с избирательным поглощением тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотометрическим эффектом. Лазерное излучение видимыми, инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами воздействует на специальные образования организма - фото- и терморецепторы.
Местный эффект лазерного излучения проявляется главным образом в повреждающем действии тканей глаза. Характер изменений зависит от величины энергии и длины волны лазерного излучения, диаметра луча, расстояния глаза от источника излучения, диаметра зрачка и др. У лиц, длительно работающих в условиях лазерного излучения, наблюдается точечное помутнение хрусталика, изменение глазного дна, снижение темновой адаптации.
Общие изменения в организме под влиянием лазерного излучения многообразны. Изменения зависят от термического (фокусированный пучок выделяет значительное количество тепла за короткий отрезок времени в малом объеме), электрического (высокий градиент электрического поля), фотохимического, механического и фотогидравлического действия (при фокусировке на поверхности или вблизи тела в жидкости - вскипание ее и взрыв).
Небольшой интенсивности излучение вызывает функциональные изменения центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, эндокринных желез и др. Как правило, эти изменения носят обратимый характер и чаще наблюдаются при облучении монохроматическими когерентными лучами видимой части спектра. После многократного лазерного облучения надолго удерживаются изменения сердечно-сосудистой системы.
Условия труда на лазерных установках . Основной неблагоприятный с гигиенической точки зрения фактор - это отраженное монохроматическое излучение лазера. Возможно как прямое зеркальное отражение (с выхода прибора), так и рассеянное излучение различными промежуточными элементами и мишенями (при пробивке отверстий и других операциях, связанных с лазерным излучением). Чрезмерным раздражителем органа зрения оказывается и свет ламп «накачки».
Серьезную опасность для органа зрения представляет инфракрасное излучение лазера при значительной плотности энергии (0,07 Дж/см 2). При этом происходит разрушение или снижение активности некоторых энзимов и вследствие этого - помутнение хрусталика.
Неблагоприятное действие может оказать шум при настройке генератора ОКГ, достигающий 95-100 дБ и имеющий частоту 1000-1250 Гц, звуковые импульсы- хлопки, число которых достигает нескольких сотен при громкости 100-120 дБ. При разрядах импульсных ламп накачки образуется озон, при обработке металла лучами лазера, когда происходит переход из твердого состояния в парообразное с выбиванием струи пара со сверхзвуковой скоростью, выделяется мелкодисперсный аэрозоль.
При выборе помещения для лазерных установок (ОКГ) обязательно участие промышленно-санитарного надзора. Для предотвращения возможного поражения прямым или отраженным потоком лазерного излучения в помещении не следует размещать какие-либо другие зеркальные поверхности. Особое внимание следует обратить на защиту глаз соответствующими очками-светофильтрами.
Лазерное излучение (ЛИ) - вынужденное испускание атомами вещества квантов электромагнитного излучения. Слово «лазер» - аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы Light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света с помощью создания стимулированного излучения). Основными элементами любого лазера являются активная среда, источник энергии для ее возбуждения, зеркальный оптический резонатор и система охлаждения. ЛИ за счет монохроматичности и малой расходимости пучка способно распространяться на значительные расстояния и отражаться от границы раздела двух сред, что позволяет применять эти свойства для целей локации, навигации и связи.
Возможность создания лазерами исключительно высоких энергетических экспозиций позволяет использовать их для обработки различных материалов (резание, сверление, поверхностная закалка и др.).
При использовании в качестве активной среды различных веществ лазеры могут индуцировать излучение практически на всех длинах волн, начиная с ультрафиолетовых и заканчивая длинноволновыми инфракрасными.
Основными физическими величинами, характеризующими ЛИ, являются: длина волны (мкм), энергетическая освещенность (Вт/см 2), экспозиция (Дж/см 2), длительность импульса (с), длительность воздействия (с), частота повторения импульсов (Гц).
Биологическое действие лазерного излучения. Действие ЛИ на человека весьма сложно. Оно зависит от параметров ЛИ, прежде всего от длины волны, мощности (энергии) излучения, длительности воздействия, частоты следования импульсов, размеров облучаемой области («размерный эффект») и анатомо-физиологических особенностей облучаемой ткани (глаз, кожа). Поскольку органические молекулы, из которых состоит биологическая ткань, имеют широкий спектр абсорбируемых частот, то нет оснований считать, что монохроматичность ЛИ может создавать какие-либо специфические эффекты при взаимодействии с тканью. Пространственная когерентность также существенно не меняет механизма повреждений
излучением, так как явление теплопроводности в тканях и присущие глазу постоянные мелкие движения разрушают интерференционную картину уже при длительности воздействия, превышающей несколько микросекунд. Таким образом, ЛИ пропускается и поглощается биотканями по тем же законам, что и некогерентное, и не вызывает в тканях каких-либо специфических эффектов.
Энергия ЛИ, поглощенная тканями, преобразуется в другие виды энергии: тепловую, механическую, энергию фотохимических процессов, что может вызывать ряд эффектов: тепловой, ударный, светового давления и пр.
ЛИ представляют опасность для органа зрения. Сетчатка глаза может быть поражена лазерами видимого (0,38-0,7 мкм) и ближнего инфракрасного (0,75-1,4 мкм) диапазонов. Лазерное ультрафиолетовое (0,18-0,38 мкм) и дальнее инфракрасное (более 1,4 мкм) излучения не достигают сетчатки, но могут повредить роговицу, радужку, хрусталик. Достигая сетчатки, ЛИ фокусируется преломляющей системой глаза, при этом плотность мощности на сетчатке увеличивается в 1000-10000 раз по сравнению с плотностью мощности на роговице. Короткие импульсы (0,1 с-10 -14 с), которые генерируют лазеры, способны вызвать повреждение органа зрения за значительно более короткий промежуток времени, чем тот, который необходим для срабатывания защитных физиологических механизмов (мигательный рефлекс 0,1 с).
Вторым критическим органом к действию ЛИ являются кожные покровы. Взаимодействие лазерного излучения с кожными покровами зависит от длины волны и пигментации кожи. Отражающая способность кожных покровов в видимой области спектра высокая. ЛИ дальней инфракрасной области начинает сильно поглощаться кожными покровами, поскольку это излучение активно поглощается водой, которая составляет 80% содержимого большинства тканей; возникает опасность возникновения ожогов кожи.
Хроническое воздействие низкоэнергетического (на уровне или менее ПДУ ЛИ) рассеянного излучения может приводить к развитию неспецифических сдвигов в состоянии здоровья лиц, обслуживающих лазеры. При этом оно является своеобразным фактором риска развития невротических состояний и сердечно-сосудистых расстройств. Наиболее характерными клиническими синдромами, обнаруживаемыми у работающих с лазерами, являются астенический, астеновегетативный и вегетососудистая дистония.
Нормирование ЛИ. В процессе нормирования устанавливаются параметры поля ЛИ, отражающие специфику его взаимодействия с биологическими тканями, критерии вредного действия и числовые значения ПДУ нормируемых параметров.
Научно обоснованы два подхода к нормированию ЛИ: первый - по повреждающим эффектам тканей или органов, возникающим непосредственно в месте облучения; второй - на основе выявляемых функциональных и морфологических изменений ряда систем и органов, не подвергающихся непосредственному воздействию.
Гигиеническое нормирование основывается на критериях биологического действия, обусловленного, в первую очередь, областью электромагнитного спектра. В соответствии с этим диапазон ЛИ разделен на ряд областей:
От 0,18 до 0,38 мкм - ультрафиолетовая область;
От 0,38 до 0,75 мкм - видимая область;
От 0,75 до 1,4 мкм - ближняя инфракрасная область;
Свыше 1,4 мкм - дальняя инфракрасная область.
В основу установления величины ПДУ положен принцип определения минимальных «пороговых» повреждений в облучаемых тканях (сетчатка, роговица, глаза, кожа), определяемых современными методами исследования во время или после воздействия ЛИ. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Н (Дж-м -2) и облученность Е (Вт-м -2), а также энергия W (Дж) и мощность Р (Вт).
Данные экспериментальных и клинико-физиологических исследований свидетельствуют о превалирующем значении общих неспецифических реакций организма в ответ на хроническое воздействие низкоэнергетических уровней ЛИ по сравнению с местными локальными изменениями со стороны органа зрения и кожи. При этом ЛИ видимой области спектра вызывает сдвиги в функционировании эндокринной и иммунной систем, центральной и периферической нервной систем, белкового, углеводного и липидного обменов. ЛИ с длиной волны 0,514 мкм приводит к изменениям в деятельности сим- патоадреналовых и гипофизнадпочечниковых систем. Длительное хроническое действие ЛИ длиной волны 1,06 мкм вызывает вегетососудистые нарушения. Практически все исследователи, изучавшие состояние здоровья лиц, обслуживающих лазеры, подчеркивают более высокую частоту обнаружения у них астенических и вегетативно-сосудистых расстройств. Следовательно, низкоэнергетическое
ЛИ при хроническом действии выступает как фактор риска развития патологии, что и определяет необходимость учета этого фактора в гигиенических нормативах.
Первые ПДУ ЛИ в России для отдельных длин волн были установлены в 1972 г., а в 1991 г. введены в действие «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» СН и П? 5804. В США существует стандарт ANSI-z.136. Разработан также стандарт Международной электротехнической комиссией (МЭК) - Публикация 825. Отличительной особенностью отечественного документа по сравнению с зарубежными является регламентация значений ПДУ с учетом не только повреждающих эффектов глаз и кожи, но и функциональных изменений в организме.
Широкий диапазон длин волн, разнообразие параметров ЛИ и вызываемых биологических эффектов затрудняет задачу обосно- вания гигиенических нормативов. К тому же экспериментальная и особенно клиническая проверки требуют длительного времени и средств. Поэтому для разрешения задач по уточнению и разработке ПДУ ЛИ используют математическое моделирование. Это позволяет существенно уменьшить объем экспериментальных исследований на лабораторных животных. При создании математических моделей учитываются характер распределения энергии и абсорбционные характеристики облучаемой ткани.
Метод математического моделирования основных физических процессов (термический и гидродинамические эффекты, лазерный пробой и др.), приводящих к деструкции тканей глазного дна при воздействии ЛИ видимого и ближнего ИК диапазонов с длительностью импульсов от 1 до 10 -12 с, был использован при определении и уточнении ПДУ ЛИ, вошедших в последнюю редакцию «Санитарных норм и правил устройства и эксплуатации лазеров» СНиП? 5804- 91, которые разработаны на основании результатов научных исследований.
Действующие правила устанавливают:
Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения в диапазоне длин волн 180-10 6 нм при различных условиях воздействия на человека;
Классификацию лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения;
Требования к производственным помещениям, размещению оборудования и организации рабочих мест;
Требования к персоналу;
Контроль за состоянием производственной среды;
Требования к применению средств защиты;
Требования к медицинскому контролю.
Степень опасности ЛИ для персонала положена в основу классификации лазеров, согласно которой они подразделяются на 4 класса:
1-й - класс (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз;
2-й - класс (малоопасные) - представляют опасность для глаз как прямое, так и зеркально отраженное излучения;
3-й - класс (среднеопасное) - представляет опасность для глаз также и диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности;
4-й - класс (высокоопасное) - представляет уже опасность и для кожи на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.
Требования к методам, средствам измерений и контролю ЛИ. Дозиметрией ЛИ называют комплекс методов определения значений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности и вредности его для организма человека
Лазерная дозиметрия включает два основных раздела:
- расчетная, или теоретическая дозметрия, которая рассматривает методы расчета параметров ЛИ в зоне возможного нахождения операторов и приемы вычисления степени его опасности;
- экспериментальная дозиметрия, рассматривающая методы и средства непосредственного измерения параметров ЛИ в заданной точке пространства.
Средства измерений, предназначенные для дозиметрического контроля, называются лазерными дозиметрами. Дозиметрический контроль приобретает особое значение для оценки отраженных и рассеянных излучений, когда расчетные методы лазерной дозиметрии, основанные на данных выходных характеристик лазерных установок, дают весьма приближенные значения уровней ЛИ в заданной точке контроля. Использование расчетных методов диктуется отсутствием возможности провести измерение параметров ЛИ для всего разнообразия лазерной техники. Расчетный метод лазерной дозиметрии позволяет оценивать степень опасности излучения в заданной точке пространства, используя в расчетах паспортные данные. Расчетные методы удобны для случаев работы с редко повторяющимися кратковременными импульсами излучения, когда ограни-
чена возможность измерения максимального значения экспозиции. Они используются для определения лазерно-опасных зон, а также для классификации лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения.
Методы дозиметрического контроля установлены в «Методических указаниях для органов и учреждений санитарно-эпидеми- ологических служб по проведению дозиметрического контроля и гигиенической оценке лазерного излучения» ? 5309-90, а также частично рассмотрены в «Санитарных нормах и правилах устройства и эксплуатации лазеров» СН и П? 5804-91.
В основе методов лазерной дозиметрии лежит принцип наибольшего риска, в соответствии с которым оценка степени опасности должна осуществляться для наихудших с точки зрения биологического воздействия условий облучения, т.е. измерение уровней лазерного облучения следует проводить при работе лазера в режиме максимальной отдачи мощности (энергии), определенной условиями эксплуатации. В процессе поиска и наведения измерительного прибора на объект излучения должно быть найдено такое положение, при котором регистрируются максимальные уровни ЛИ. При работе лазера в импульсно-периодическом режиме измеряют энергетические характеристики максимального импульса серии.
При гигиенической оценке лазерных установок требуется измерять не параметры излучения на выходе лазеров, а интенсивность облучения критических органов человека (глаза, кожа), влияющую на степень биологического действия. Эти измерения проводят в конкретных точках (зонах), в которых программой работы лазерной установки определено наличие обслуживающего персонала и в которых уровни отраженного или рассеянного ЛИ невозможно снизить до нуля.
Пределы измерений дозиметров определяются значениями ПДУ и техническими возможностями современной фотометрической аппаратуры. Все дозиметры должны быть аттестованы органами Госстандарта в установленном порядке. В России разработаны специальные средства измерений для дозиметрического контроля ЛИ - лазерные дозиметры. Они отличаются высокой универсальностью, заключающейся в возможности контроля как направленного, так и рассеянного непрерывного, моноимпульсного и импульсно- периодического излучений большинства применяемых на практике лазерных установок в промышленности, науке, медицине и пр.
Профилактика вредного действия лазерного излучения (ЛИ). Защиту от ЛИ осуществляют техническими, организационными и лечебнопрофилактическими методами и средствами. К методическим средствам относятся:
Выбор, планировка и внутренняя отделка помещений;
Рациональное размещение лазерных технологических установок;
Соблюдение порядка обслуживания установок;
Использование минимального уровня излучения для достижения поставленной цели;
Применение средств защиты. Организационные методы включают:
Ограничение времени воздействия излучения;
Назначение и инструктаж лиц, ответственных за организацию и проведение работ;
Ограничение допуска к проведению работ;
Организация надзора за режимом работ;
Четкая организация противоаварийных работ и регламентация порядка ведения работ в аварийных условиях;
Проведение инструктажа, наличие наглядных плакатов;
Обучение персонала.
Санитарно-гигиенические и лечебно-профилактические методы включают:
Контроль за уровнями опасных и вредных факторов на рабочих местах;
Контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров.
Производственные помещения, в которых эксплуатируются лазеры, должны отвечать требованиям действующих санитарных норм и правил. Лазерные установки размещают таким образом, чтобы уровни излучения на рабочих местах были минимальными.
Средства защиты от ЛИ должны обеспечивать предотвращение воздействия или снижение величины излучения до уровня, не превышающего допустимый. По характеру применения средства защиты подразделяются на средства коллективной защиты (СКЗ) и средства индивидуальной защиты (СИЗ). Надежные и эффективные средства защиты способствуют повышению безопасности труда, снижают производственный травматизм и профессиональную заболеваемость.
Таблица 9.1. Защитные очки от лазерного излучения (выписка из ТУ 64-1-3470-84)
К СКЗ от ЛИ относятся: ограждения, защитные экраны, блокировки и автоматические затворы, кожухи и др.
СИЗ от лазерного излучения включают защитные очки (табл. 9.1), щитки, маски и др. Средства защиты применяются с учетом длины волны ЛИ, класса, типа, режима работы лазерной установки, характера выполняемой работы.
СКЗ должны предусматриваться на стадиях проектирования и монтажа лазеров (лазерных установок), при организации рабочих мест, при выборе эксплуатационных параметров. Выбор средств защиты должен производиться в зависимости от класса лазера (лазерной установки), интенсивности излучения в рабочей зоне, характера выполняемой работы. Показатели защитных свойств защиты не должны снижаться под воздействием других опасных
и вредных факторов (вибрации, температуры и т.д.). Конструкция средств защиты должна обеспечивать возможность смены основных элементов (светофильтров, экранов, смотровых стекол и пр.).
Средства индивидуальной защиты глаз и лица (защитные очки и щитки), снижающие интенсивность ЛИ до ПДУ, должны применять- ся только в тех случаях (пусконаладочные, ремонтные и экспериментальные работы), когда коллективные средства не обеспечивают безопасность персонала.
При работе с лазерами должны применяться только такие средства защиты, на которые имеется нормативно-техническая документация, утвержденная в установленном порядке.
Электромагнитное излучение как совокупность электрического и магнитного полей является одним из основных факторов влияния окружающей среды. Электрическое и магнитное поля отдельно не существуют, и их взаимные преобразования обусловливают возникновение единого электромагнитного поля, распространяющегося в окружающей среде в виде электромагнитных волн.
Этиология
К основным показателям электромагнитного излучения (ЭМИ) относятся частота колебаний и длина волны. Частота колебаний измеряется в герцах (1 Гц - одно колебание в 1 с), а длина волны - в метрах (м). Производными этих единиц соответственно являются килогерц (1 кГц = 103 Гц), мегагерц (1 мГц = 106 Гц), а также километр (км), сантиметр (см) и др. По частоте колебаний электромагнитные волны делятся на диапазоны низких (НЧ), средних (СЧ), высоких (ВЧ), ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) частот.
Единицей измерения плотности потока энергии является 1 Вт на 1 квадратный метр (Вт/м2). ПДУ плотности потока энергии облучения в диапазоне низких частот при облучении на протяжении всего рабочего дня составляет 0,1 Вт/м2, не более 2 ч - 1 Вт/м2, не более 15-20 мин - 10 Вт/м2 при условии обязательного применения защитных очков.
Источниками излучения радиоволн служат ламповые генераторы, превращающие энергию постоянного тока в энергию переменного тока высокой частоты.
Электромагнитные волны разных частотных диапазонов широко применяются в промышленности, науке, технике, медицине, радиолокации, радиометеорологии, радиоастрономии, радионавигации, космических исследованиях, ядерной физике и других направлениях деятельности человека.
Профессиональные заболевания, вызванные влиянием электромагнитного поля, чаще всего развиваются у работников радиовещания, телевидения, связи, медицинских отраслей, у лиц, выполняющих работы, связанные с термической обработкой металлов, дерева и других материалов, нагреванием и свариванием диэлектриков.
В условиях производства значительное количество работников может также подвергаться хроническому влиянию электромагнитного излучения малой интенсивности.
Электромагнитное излучение
Индукционное нагревание металлов и полупроводников осуществляется в основном магнитным полем диапазонов ВЧ и УВЧ. ВЧ и УВЧ оборудование используется: для сушки разных материалов (дерева, бумаги, кожи), нагревания пластмассы, сварки синтетических материалов (изготовление обложек для книг, папок, пакетов, игрушек), стерилизации продуктов.
Особенно широко применяется электромагнитное излучение ВЧ-, УВЧ- и СВЧ- диапазонов в радиосвязи и телевидении, а СВЧ-диапазона - для радиорелейной связи, радиолокации, радионавигации, радиодефектоскопии. Заслуживает внимания активное внедрение радиоизлучения в физиотерапию. Свойство радиоизлучения нагревать ткани организма используется в таких процедурах, как низкочастотная магнитотерапия (аппараты “Полюс-1”, “Полюс-101”), индуктотермия (аппараты ДК.В-2, ИКВ-4), микроволновая терапия сантиметровыми (аппараты “Луч-2”, “Луч-3”, “Луч-58”) и дециметровыми волнами (аппараты “Волна-2”, “Ранет”).
Основным источником искусственного электромагнитного излучения являются радио- и телевизионные станции, радиолокаторы, высоковольтные линии электропередач. Необходимо помнить, что наряду с радиоизлучением обслуживающий персонал нередко подвергается влиянию других вредных производственных факторов. На участках индукционного нагревания и при обработке электронных схем с применением пайки, в кабинах радиорелейных станций возможно загрязнение воздушной среды аэрозолями свинца, олова, углеводородов, оксидами азота. В кабинах радиорелейных станций, помещениях радио- и телерадиостанций, на участках индукционного нагревания отмечается высокая температура воздуха, а уровень шума может достигать 75-99 дБ. Трудовая деятельность операторов радиорелейных станций, персонала радио- и телерадиостанций сопровождается значительным нервно-эмоциональным напряжением и нагрузкой на орган зрения.
Патогенез
Механизм действия радиоизлучения на человека очень сложен и до конца не изучен. Установлено, что электромагнитное излучение оказывает на биологические объекты радиоволновое и тепловое действие. Тепловое действие микроволн сводится к тому, что при каждом изменении направления электромагнитного поля возникают релаксационные колебания и перемещение ионов в тканях организма, на которые направлено электромагнитное излучение, сопровождаемое выделением тепла и повышением температуры тканей. Больше всего нагреваются кровь, лимфа, паренхиматозные органы, мышцы, а также хрусталик глаза.
Таким образом, тепловое действие электромагнитного излучения основано на первичных процессах взаимодействия электромагнитных волн с молекулами тканей. Электромагнитная энергия в биологической среде превращается в кинетическую энергию поглощающих молекул, что приводит к нагреванию тканей. Степень повышения температуры тканей зависит от напряженности поля, продолжительности и частоты облучения, а также от того, какая часть тела подвергается его действию, эффективности терморегуляции и некоторых других факторов.
Механизм действия радиоизлучения небольшой (ниже тепловой) интенсивности реализуется, прежде всего, посредством его рефлекторного влияния на центральную нервную систему. Наиболее чувствительным к влиянию радиоволн является гипоталамус, где сосредоточены высшие вегетативные центры. Установлено, что парасимпатическая часть вегетативной нервной системы более чувствительна к действию радиоизлучения, чем симпатическая.
Действие радиоизлучения на головной мозг реализуется благодаря сложному комплексу биофизических, физико-химических, квантово-биологических эффектов. На клеточном и субклеточном уровне обнаруживают изменения калий-натриевого градиента в клетках, поляризацию биологических мембран с нарушением их проницаемости, деформацию структур водных систем, изменение активности ферментов, нарушение окислительных процессов и др.
Условно выделяют следующие механизмы биологического действия электромагнитного поля:
непосредственное влияние на ткани и органы, что приводит к изменению функций центральной нервной системы и связанной с ними нейрогуморальной регуляции;
рефлекторные изменения нейрогуморальной регуляции;
сочетание основных механизмов патогенеза действия электромагнитного излучения с преобладающим нарушением обмена веществ, активности ферментов.
Возможно, все три механизма действенны и удельный вес каждого определяется физическими и биологическими изменениями в организме.
Кроме того, влияние электромагнитных волн вызывает дезадаптацию организма, т. е. нарушает приобретенную ранее стойкость к разным неблагоприятным факторам, а также некоторые приспособительные реакции. Влияние электромагнитного поля характеризуется кумуляцией биологического эффекта. Экспериментально установлена особая чувствительность нервной и сердечно-сосудистой системы к действию электромагнитного поля, а также наличие дистрофических изменений в семенных железах и отставание в развитии у животных.
Клиническая картина влияния радиоизлучения зависит от его спектра, интенсивности и продолжительности и, возможно, от режима излучения.
Наиболее активными в биологическом смысле являются волны СВЧ-диапазона, затем УВЧ-диапазона, наименее активными - ВЧ-диапазона.
В зависимости от интенсивности и продолжительности влияния электромагнитных волн выделяют острые и хронические формы поражения организма.
Острая форма поражения организма
Острая форма патологического влияния электромагнитного излучения имеет три степени поражения: легкую, средней степени тяжести и тяжелую. Острая форма возникает во время аварий или в случае грубого нарушения техники безопасности, т. е. в том случае, если интенсивность излучения во много раз превышает тепловой порог. Клиническая картина характеризуется высокой фебрильной температурной реакцией (39-40 °С), лейкоцитозом, общей слабостью, недомоганием, покраснением лица, потливостью, лабильностью пульса и артериального давления. Иногда возникают гипоталамические кризы симпатоадреналового характера. Также у потерпевших наблюдаются брадикардия с периодическим сердцебиением в виде приступов пароксизмальной тахикардии, головная боль, повышение артериального давления. Возникают повторные носовые кровотечения. Появляются одышка, ощущение жажды, беспокойства и страха, тревоги, боль и ломота в конечностях и мышцах, адинамия, мышечная слабость.
В результате однократного интенсивного влияния электромагнитного излучения может развиться катаракта.
После острого поражения электромагнитным излучением могут возникнуть функциональные нарушения нервной системы в виде вегетососудистой дистонии или астеноневротического синдрома. Эти состояния длятся 2-3 мес.
Хроническая форма поражения организма
Хроническая форма поражения возникает в результате продолжительного влияния электромагнитного излучения, интенсивность которого превышает ПДУ, но находится ниже теплового порога.
Реакция-ответ организма в этом случае заключается как в адаптационной перестройке нервной и сердечно-сосудистой системы, так и в развитии кумулятивного эффекта, сопровождаемого усилением патологических реакций в организме с увеличением стажа работы. Наибольшее внимание привлекает нарушение функций нервной и сердечно-сосудистой системы. У лиц, долго работающих в условиях действия электромагнитного поля, повышается адренокортикотропная активность гипофиза, снижается активность половых желез, развиваются энзимопатия, нейроциркуляторная дистония по гипер- или гипотензивному типу, изменяется иммунобиологическая реакция организма, происходит угнетение эритроцитопоэза, возникают трофические расстройства.
Итак, хроническое влияние электромагнитных волн на организм человека приводит к возникновению:
Астеновегетативного синдрома: головная боль, головокружение, потемнение в глазах, кратковременная потеря сознания, повышенная утомляемость, общая слабость, снижение трудоспособности, адинамия, нарушение сна, неприятные ощущения в области сердца, потливость, одышка, акроцианоз, общий гипергидроз, стойкий ярко-красный дермографизм, дрожание век и пальцев вытянутых рук, оживление сухожильных рефлексов.
Астеноневротического синдрома: чрезмерная раздражительность, эмоциональная лабильность, резкие колебания настроения, неадекватная реакция на внешние раздражители.
Ангиодистонического синдрома: лабильность пульса и артериального давления, сердцебиение, сужение артериол сетчатки.
Энцефалопатии: ослабление памяти, депрессия, психические нарушения, ипохондрические состояния, навязчивые мысли об угрозе смерти.
Диэнцефального синдрома: приступообразная интенсивная головная боль, приступы внутренней дрожи, боль в области сердца, общая слабость, тахикардия, артериальная гипертензия, повышение температуры тела, кратковременные расстройства сознания, беспокойство, чувство страха, бледность кожи.
Миокардиодистрофии: неприятные ощущения, боль в области сердца, смещение границ сердца влево, приглушенность тонов, систолический шум на верхушке, снижение сократительной функции миокарда, нарушение проводимости и ритма сердечных сокращений, амплитуды зубца Т.
Нейроциркуляторной дистонии по гипотоническому, а затем - по гипертоническому типу.
Диспептического синдрома.
Болевого синдрома.
Синдрома функциональной недостаточности клеток печени (повышение уровня билирубина, холестерина, уменьшение содержания протромбина; диспро- теинемия, снижение альбумино-глобулинового коэффициента).
Гипертиреоидизма.
Гематологического синдрома: лейкопения с нейтропенией, лимфоцитоз, моноцитоз, анемия с компенсаторным ретикулоцитозом, тромбоцитопения.
Синдрома дегенеративно-дистрофических изменений в хрусталике, катаракты: помутнение в области заднего полюса, вблизи экватора в виде белых точек, мелкой пыли, отделыудх нитей, по форме напоминающих цепочки, бляшки и пятна.
В зависимости от выраженности изменений, возникших в разных органах и системах, выделяют три стадии заболевания.
Первая (I) стадия характеризуется развитием астенического синдрома, который нередко сочетается с незначительно выраженными ваготоническими симптомами. У больных наблюдается повышение функциональной активности щитовидной железы. Эти изменения имеют функциональный характер и почти не сказываются на трудоспособности больных.
Вторая (II) стадия патологического процесса сопровождается развитием астеновегетативного синдрома со стойкой брадикардией и артериальной гипотензией. Хотя возможно возникновение и вегетососудистой дистонии с лабильностью пульса и артериального давления. В миокарде наблюдаются более глубокие дистрофические изменения; также обнаруживают изменения в периферической крови, умеренные эндокринно-обменные нарушения.
Третья (III) стадия заболевания развивается очень редко. У больных наблюдается гипоталамический синдром, симпатоадреналовые кризы приобретают стойкий характер. Пострадавшие жалуются на приступообразную головную боль, озноб, сдавливающую боль в сердце, выраженную общую слабость, артериальную гипертензию. При большой мощности электромагнитного поля может развиться энцефалопатия с психическими нарушениями, ослаблением памяти, депрессией, ипохондрическим состоянием.
Диагностика
При постановке диагноза профессионального заболевания, вызванного влиянием электромагнитного излучения, нужна детальная санитарно-гигиеническая характеристика с указанием частотного спектра колебаний, интенсивности излучения, продолжительности контакта, стажа работы во вредных условиях производства. С учетом неспецифичности проявлений этого заболевания следует исключить другие общие болезни, которые могут обусловить развитие астении, вызвать нейроциркуляторные нарушения.
Характерными признаками воздействия электромагнитного излучения на организм человека являются астенический или астеновегетативный синдром с ваготоническими нарушениями, которые в дальнейшем сменяются синдромом вегетативно-сенсорной дистонии с преобладанием симпатико-тонических реакций, возникновением эндокринно-обменных нарушений, изменений показателей крови, катаракты. Быстрое обратное течение, особенно в начальных стадиях, под влиянием лечения и в результате нормализации условий труда служит подтверждением этого диагноза.
Лечение
Лечение заболевания, вызванного влиянием электромагнитного излучения, преимущественно симптоматическое и направлено на восстановление нормального соотношения возбудительно-тормозных процессов в коре большого мозга и тонуса отделов вегетативной нервной системы, а также нормализацию кровоснабжения головного мозга.
Астенические состояния являются показанием к назначению:
транквилизаторов (триоксазин по 0,3 г, сибазон по 5 мг 2-3 раза в сутки);
общеукрепляющих препаратов (инъекции 5 мл 5 % раствора аскорбиновой кислоты с 20 мл 40 % раствора глюкозы внутривенно 1 раз в сутки, на курс - 15 инъекций, 1 мл 6 % раствора тиамина бромида, 1 мл 5 % раствора пиридоксина гидрохлорида внутримышечно 1 раз в сутки, на курс - 15-20 инъекций);
тонизирующих препаратов (сапарал по 0,05 г 2-3 раза в сутки, настойка женьшеня по 25 капель 3 раза в сутки).
В случае парасимпатико-тонической направленности вегетативных нарушений применяются холинолитические препараты (эрготамина гидротартрат - беллоид, беллатаминал по 1 таблетке 2-3 раза в сутки), антигистаминные средства (димедрол по 0,05 г, супрастин по 0,025 г).
При наличии гиперкинетического синдрома (тахикардия, сердцебиение, тенденция к повышению артериального давления) назначают малые дозы адреноблокаторов: анаприлин по 0,02 г 2-3 раза в день; препараты, расширяющие сосуды и имеющие антигипертензивное действие (раунатин по 2 мг, циннаризин по 25 мг, кавинтон по 5 мг 3 раза в сутки, но-шпа или папаверина гидрохлорид по 2 мл 2 % раствора внутримышечно 1 раз в сутки на протяжении 10-15 дней).
Кроме того, назначают лечебную гимнастику, рефлексо- и психотерапию, диету с небольшой энергетической ценностью, но с высоким содержанием белков, радоновые и хвойные ванны.
Экспертиза трудоспособности
В начальной стадии заболевания трудоспособность больных не нарушена. После активного лечения таких лиц следует перевести на работу, не связанную с действием электромагнитного излучения, сроком на 1 мес. В случае благоприятного течения заболевания они могут выполнять обычную для себя работу.
Лица, перенесшие заболевание в умеренно выраженной стадии, нуждаются в лечении в условиях специализированного стационара, после чего для закрепления результатов лечения и динамического наблюдения их следует перевести на работу, не связанную с действием электромагнитного излучения, сроком на 1-2 мес. Возвращение к обычной трудовой деятельности возможно лишь при условии полного восстановления функций организма.
Если не наблюдается явного лечебного эффекта, а также в случае тяжелой стадии поражения больные нуждаются в рациональном трудоустройстве вне действия электромагнитных колебаний. Резкое снижение квалификации является основанием для направления таких работников на МСЭК и определения степени потери трудоспособности на период обретения другой профессии (1 год). При наличии катаракты дальнейшая работа, связанная с электромагнитным излучением, запрещена.
Профилактика
Для защиты от влияния энергии электромагнитного поля рекомендуются следующие методы и мероприятия: организационные, технологические, санитарно-технические, индивидуальные, лечебно-профилактические.
К основным организационным мероприятиям, позволяющим улучшить состояние окружающей среды в местах размещения источников электромагнитного излучения, относятся уменьшение продолжительности их действия и увеличение расстояния от них до работника.
Технологические мероприятия предусматривают обеспечение механизации и автоматизации производственных процессов, применение манипуляторов и дистанционного управления.
Санитарно-технические мероприятия включают экранирование всех источников электромагнитного излучения.
К средствам индивидуальной защиты относятся радиозащитная одежда, очки.
Лечебно-профилактические мероприятия состоят в проведении предварительных и периодических медицинских осмотров, во время которых важным является исследование систем организма, подвергающихся наибольшему поражению в результате воздействия электромагнитного излучения.
Профессиональные болезни, обусловленные воздействием лазерного излучения
Научно-технический прогресс ознаменовался внедрением во многих отраслях хозяйства оптических квантовых генераторов - лазеров. Диапазон применения лазеров довольно широк, а темпы внедрения чрезвычайно высоки. Термин “лазер” образован из начальных букв пяти слов словосочетания “Light amplification by stimulated emission of radiation”, что в переводе с английского означает “усиление света посредством его вынужденного излучения”.
Этиология
Излучение оптических квантовых генераторов (лазеров) является сравнительно новым фактором производственной среды. Лазеры - это качественно иные источники мощного направленного электромагнитного излучения. В результате концентрации большой энергии излучения в относительно небольшом объеме лазеры дают возможность осуществлять плавку, сварку и резку твердых металлов, образовывать высокотемпературную плазму, проводить термоядерные и инициировать химические реакции. На сегодня лазерное излучение применяется при геодезических работах, в системах передачи информации и наведения, в разных научных исследованиях по медицине, при решении сложных медико-биологических проблем, выполнении хирургических операций в онкологии, офтальмологии, дерматологии и др.
Основными физическими величинами лазерного излучения (и его единицами) являются:
длина волны (мкм);
мощность излучения (Вт);
плотность потока излучения (Вт*м2);
энергия излучения (Дж);
плотность потока энергии (Дж*м2).
Лазерное излучение даже небольшой интенсивности за счет своих свойств, влияя на зрительный анализатор, способно совершать выраженное неблагоприятное влияние, прежде всего, на центральную нервную систему и подкорковые образования, вследствие чего происходит нарушение подвижности основных нервных процессов - возбуждения и торможения. Таким образом, реализуется рефлекторный механизм общих реакций организма, обусловленный влиянием лазерного излучения на зрительный анализатор.
Клиническая картина
Острые поражения в результате лазерного излучения характеризуются поражением кожи (эритема, ожог, глубокий некроз), ожогами сетчатки глаза (развиваются скотомы, хориоретинальные рубцы), кровоизлияниями в сетчатку, коагуляцией белков роговицы. Действие лазерного излучения на здоровую сетчатку и другие структуры глаза зависит от пигментации глазного дна и диапазона излучения. При этом видимый диапазон излучения действует преимущественно на фотосенсорный слой сетчатки, вызывая временную потерю зрения, а в случае ожога - потерю зрения в данной области зрительного пространства.
Лазерное лечение
В ультрафиолетовом диапазоне (240-450 нм) лазерного излучения энергию поглощают все белковые структуры глаза, в том числе роговица и хрусталик. В результате ожога поражению в первую очередь подвергается слизистая оболочка глаза. При высоком уровне энергии излучения коагуляция белков роговицы приводит к необратимой и полной потере зрения. В инфракрасном диапазоне (ближний и средний участки - 820-1500 нм) лазерного излучения энергию поглощают радужка, хрусталик и стекловидное тело. Радужка быстро нагревается, и происходит коагуляция белков хрусталика. Субъективно нагревание радужки обусловливает ощущение раздражения и мигательный рефлекс. При высоком уровне энергии излучения в результате температурного помутнения хрусталика наступает необратимая потеря зрения. Поражение глаз при лазерном излучении этого диапазона наступает обычно после его продолжительного действия. Диапазон ближнего участка инфракрасного спектра (1000-1600 нм) является наименее опасным для глаз, так как временные поверхностные поражения возникают даже при высоком уровне энергии излучения.
Лица, долго работающие с лазерами, жалуются на утомление глаз в конце рабочего дня, тупую или режущую боль в глазных яблоках, непереносимость яркого света, слезотечение или сухость. Острота зрения, как правило, не изменяется, но может наступить повышение порога цветораспознавания, увеличение продолжительности адаптации в темноте, иногда - сужение полей зрения.
Поражение кожи при влиянии прямого или диффузно отраженного лазерного излучения может иметь самый разнообразный характер - от эритемы до ожога. В легких случаях обнаруживают функциональные изменения активности внутрикожных ферментов, а также электропроводности кожи.
Хронические поражения характеризуются развитием:
астенического синдрома (общая слабость, утомляемость в конце рабочего дня);
астеновегетативного синдрома (гипергидроз, акроцианоз, стойкий красный дермографизм, усиление пиломоторного рефлекса, головная боль, нарушение сна, сердцебиение, “замирание” сердца);
астеноневротического синдрома (раздражительность, вспыльчивость, плаксивость, невнимательность);
ангиодистонического синдрома (лабильность, асимметрия пульса и артериального давления, нарушение ритма сердечных сокращений (чаще всего по типу синусовой брадикардии), снижение тонуса сосудов, неадекватная реакция сердечно-сосудистой системы при проведении функциональных проб);
миокардиодистрофии (уплощенный, двухфазный или отрицательный зубец Т, уменьшение интервала P-Q, снижение и деформация желудочкового комплекса QRS)",
болевого синдрома (кардиалгия);
нейроциркуляторной дистонии по гипотоническому типу (нейроциркуляторного криза с сильной головной болью, головокружением, кратковременными расстройствами сознания, болью в области сердца, сердцебиением, похолоданием конечностей, потливостью);
астенопии (резкое утомление глаз во время работы, туман перед глазами, снижение четкости зрения, тупая или режущая боль и ощущение давления в глазных яблоках, непереносимость яркого света, слезотечение или сухость глаза);
синдрома дегенеративно-дистрофических изменений (точечные помутнения стекловидного тела и хрусталика глаза, лучевая катаракта);
коагулопатии (умеренная тромбоцитопения, снижение уровня протромбина);
лейкемоидного синдрома (лейкоцитоз, моноцитоз и лимфоцитопения).
Лазерное излучение при продолжительном воздействии вызывает нарушение функции нервной и сердечно-сосудистой системы, изменение гематологических, иммунологических показателей, активности некоторых ферментов и медиаторов. В большинстве случаев они объединяются в астенические и астеновегетативные синдромы, сопровождаемые компенсаторно-приспособительными реакциями. Клиническая симптоматика в данном случае не имеет специфического характера и является результатом действия комплекса неблагоприятных производственных факторов, возникающих при нарушении эксплуатации лазеров.
Диагностика профессиональных заболеваний, обусловленных влиянием лазерного излучения, основывается на результатах субъективного и объективного обследования и данных санитарно-гигиенической характеристики условий работы.
Данное заболевание может быть заподозрено при наличии очевидной связи с началом работы с лазерным оборудованием, а также при отсутствии других этиологических причин (вегетососудистой дистонии, астеновегетативного синдрома, поражения органа зрения, кожи). Детальное обследование в условиях стационара, наблюдение в процессе лечения могут подтвердить или исключить профессиональное происхождение нейродинамических и сосудистых расстройств.
Лечение
При повреждении глаз или кожи характер медицинской помощи определяется видом поражения, которое зависит от длины волны излучения. В случае воздействия ультрафиолетового излучения назначаются холодные примочки на веки. В конъюнктивальный мешок закапывают 0,25 % раствор дикаина или 2,5 % раствор новокаина. При ожоге радужки, вызванном излучением видимого или близкого инфракрасного участка спектра, в конъюнктивальный мешок закапывают 0,1 % раствор атропина сульфата, на пораженный глаз накладывают асептическую повязку, потерпевшего срочно направляют к офтальмологу.
В случае хронического влияния назначается комплексное лечение, направленное на восстановление нарушенных функций организма. В его состав входят:
адаптогены - настои пустырника, женьшеня, китайского лимонника, элеутерококка;
общеукрепляющие средства - раствор глюкозы с аскорбиновой кислотой, витамином В, внутривенно;
аминазин, мепротан, триоксазин, элениум, диазепам (седуксен) в небольших дозах при невротических состояниях с признаками нарушения гипоталамических отделов головного мозга;
кальция глюконат, глутаминовая кислота, беллатаминал (белласпон) - при выраженных симптомах нейроциркуляторной дистонии;
физиотерапевтические процедуры (гальванический воротник, массаж, общие ванны, душ);
высококалорийная диета с достаточным содержанием витаминов;
рациональный режим труда и отдыха.
Экспертиза трудоспособности
Решение экспертных вопросов зависит от степени поражения того или иного органа. Если повреждена роговица, больных нужно временно отстранить от работы на период лечения (1-2 недели). Пациенты с поражением хрусталика и сетчатки нуждаются в более длительном лечении (до 1 мес.) с дальнейшим переводом (сроком до 2 мес.) на работу, не связанную с влиянием лазерного излучения. Если наблюдается прогрессирование заболевания, работника отстраняют от работы с лазерами и на период переквалификации устанавливают III группу инвалидности.
Профилактика
Во время работы с лазерами уровни вредных производственных факторов не должны превышать установленных государственными стандартами и действующей нормативно-технической документацией.
Лазеры должны быть размещены в отдельных помещениях (лазеры III- IV классов) или иметь экраны и ограждения (лазеры II-III классов). Лазерная установка должна быть оснащена экранирующими щитами, ширмами, шторами. Для защиты работников от поражения электрическим током используются дистанционное управление, блокировка; для защиты рук - хлопчатобумажные перчатки, глаз - защитные очки.
Организационные мероприятия включают внедрение рациональной организации работы с проведением регламентированных физкультурных пауз и плановой санитарно-образовательной работы среди работников лазерных лабораторий по вопросам профилактики возможной патологии.
Санитарно-технические профилактические мероприятия:
Эксплуатация лазеров в помещениях площадью не менее 20 м2.
Экранирование установок (щиты, ширмы, шторы), установление ограждения.
Окрашивание стен, приборов, оборудования темной матовой краской, которая имеет минимальный коэффициент отражения.
Предотвращение превышения уровня вредных производственных факторов, установленных государственными стандартами и действующей нормативно-технической документацией.
Соблюдение правил техники безопасности при работе с лазерными установками.
Защита работников (дистанционное управление, блокировка; хлопчатобумажные перчатки, защитные очки).
Предварительный и периодический инструктаж персонала.
Проведение постоянных исследований в области лазерной дозиметрии и обеспечение постоянного контроля уровней отраженного и рассеянного лазерного излучения.
Медико-профилактические мероприятия:
Обязательное проведение предварительных и периодических медицинских осмотров работников, допущенных к работе с лазерами.
Обязательное проведение витаминизации (ретинол, аскорбиновая кислота, витамины группы В) в весенне-зимние месяцы с целью профилактики возникновения профессиональной патологии.
Профессиональные болезни, обусловленные воздействием ультразвука
Ультразвук - это механические колебания упругой среды, которые отличаются от обычного звука более высокой частотой колебаний (свыше 20 кГц) и не воспринимаются ухом человека.
Этиология
Ультразвук эффективен для изготовления эмульсий из жидкостей, которые не смешиваются, ускоряет электролитические процессы в гальванотехнике. Ультразвук широко применяется в медицине, в частности в следующих направлениях:
сварка органов в местах повреждения в эксперименте;
изготовление фармацевтических препаратов (ускорение процессов созревания, растворения компонентов);
диагностическая и лечебная ультразвуковая аппаратура;
“скальпель” для вскрытия ткани на границе контакта клеточных оболочек благодаря высокочастотной энергии;
разработка устройств по ориентации для людей с нарушениями органа зрения и т. п.
Ультразвук применяется в разных отраслях народного хозяйства: металлургии, машино- и приборостроении, радиотехнической, химической и легкой промышленности, медицине и т. п. Распространенное применение ультразвука обусловливает увеличение количества работников, находящихся под его влиянием. Основными профессиональными группами, на которые влияет ультразвук в условиях производства, являются: дефектоскописты, монтажники, операторы очистительных установок, сварщики, паяльщики, врачи и медицинские сестры, обслуживающие терапевтическую и диагностическую ультразвуковую аппаратуру, установки для хирургического вмешательства и стерилизации инструментов.
Кстати, наиболее опасно для организма человека контактное влияние ультразвука, реализующееся при удержании инструмента в процессе обработки деталей в производственных условиях и при работе с ультразвуковой диагностической аппаратурой.
Патогенез
В зависимости от интенсивности ультразвуковых волн и влияния его на живые ткани различают три вида ультразвука:
Ультразвук малой интенсивности (до 1,5 Вт/см2), рассматриваемый в качестве физического катализатора. Он служит причиной некоторых изменений физико-химических реакций организма, ускорения обменных процессов, незначительного нагревания тканей, микромассажа и не приводит к морфологическим нарушениям внутри клеток.
Ультразвук средней интенсивности (до 1,5-3,0 Вт/см2), обусловливающий реакцию угнетения в нервной ткани. Скорость восстановления функций зависит от интенсивности и продолжительности влияния ультразвука.
Ультразвук большой интенсивности может послужить причиной необратимого изменения ткани, вплоть до полного ее разрушения.
Биологическое действие ультразвука заключается в нарушении:
функционального состояния рецепторного аппарата и периферических вегетативных образований (раздражение температурных, тактильных, болевых виброрецепторов);
перехода энергии механических колебаний в тепловую с расширением сосудов, что в дальнейшем сменяется их спазмом.
Это сопровождается усилением поглощения клетками кислорода и снижением концентрации углекислого газа, накоплением азотистых шлаков, оказывающих выраженное токсическое действие на центральную и периферическую нервную систему, вызывающих повреждение клеточных мембран.
Таким образом, ультразвуковые колебания обусловливают механический, термический и физико-химический эффект. Механизм действия ультразвука (сжатие-разрежение) обеспечивает механический эффект, в то время как переход механической энергии в тепловую, усиливающийся на границе распределения (например, твердое тело-жидкость) - термический. Особым свойством ультразвука является образование кавитации (микроскопических пузырьков), что обеспечивает его физико-химический эффект: развитие фото- и электрохимических процессов в кавитационных полостях.
Следует отметить, что длительное или периодическое, но в целом хроническое влияние на организм работников контактного ультразвука может привести сначала к функциональным, а со временем - и к органическим нарушениям центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата.
Доказано, что в низких дозах ультразвук малой интенсивности дает положительный общебиологический эффект на организм, благодаря чему он применяется в терапевтической практике. Ультразвуковая энергия малой интенсивности обусловливает перестройку “внутренней” среды организма, повышает проницаемость кожи, гематоэнцефалического барьера, изменяет структуру клеточных мембран, стимулирует процессы кровоснабжения, гидролиза, гликолиза.
Клиническая картина
При систематическом влиянии ультразвука, интенсивность которого и время контакта с которым превышают ПДУ, могут возникать функциональные изменения со стороны центральной нервной, сердечнососудистой и эндокринной системы, слухового и вестибулярного анализаторов в виде астенического, астеновегетативного, астеноневротического, гипоталамического, ангиодистонического синдромов, полиневропатии, энцефалопатии, нейроциркуляторная дистония, миокардиодистрофии, синдромы дегенеративно-дистрофических изменений.
Лица, длительное время обслуживающие ультразвуковое оборудование, жалуются на головную боль, головокружение, общую слабость, быструю утомляемость, нарушение сна, раздражительность, ухудшение памяти, повышенную чувствительность к звукам, непереносимость яркого света, нередко на диспепсические расстройства.
До конца рабочего дня у таких работников возникают брадикардия и артериальная гипертензия, на ЭКГ обнаруживают брадисистолию, нарушение внутрисердечной и внутрижелудочковой проводимости. В крови - моноцитоз, эозинофилия, позже переходящая в эозинопению. Нередко наблюдаются снижение концентрации глюкозы в крови, гиперпротеинемия. Все эти проявления имеют неустойчивый характер.
В тех случаях, когда ультразвук передается не только через воздух (это касается низкочастотного ультразвука), но и контактным путем (высокочастотный ультразвук), указанная симптоматика более выражена.
При клиническом обследовании обнаруживают астеновегетативный синдром, иногда наблюдаются диэнцефальные нарушения: снижение массы тела, субфебрильная температура тела, пароксизмальные приступы по типу висцеральных кризов, повышение механической возбудимости мышц, зуд.
При длительной работе с ультразвуковыми дефектоскопами у операторов могут развиться вегетососудистые нарушения в виде ангиодистонического синдрома, вегетативного полиневрита, вегетомиофасцита рук и вегетососудистой дисфункции.
Общемозговые нарушения обычно сочетаются с симптомами вегетативного полиневрита рук разной степени выраженности, что проявляется акроцианозом, отечностью, гипергидрозом, снижением всех видов чувствительности по типу коротких или длинных перчаток.
Лечение
При наличии в клинической картине астенического синдрома больным показано назначение транквилизаторов: мепробамата по 0,2 г 1-2 раза в сутки, триоксазина по 0,3 г 2 раза в сутки. Наряду с этим рекомендуется применение аскорбиновой кислоты по 0,05 г 3 раза в сутки. Из общеукрепляющих процедур - теплый душ, хвойные ванны, прогулки перед сном.
Лицам с более выраженной симптоматикой - постоянными жалобами астенического характера, признаками нейроциркуляторной дистонии - наряду с транквилизаторами (3 раза в сутки) необходимо назначать витамины группы В (тиамин по 1 мл 6 % раствора внутримышечно, рибофлавин по 0,005-0,01 г 2-3 раза в сутки на протяжении 15 дней, кокарбоксилазу по 0,05 г одноразово внутримышечно 20-25 дней подряд).
Вегетативный полиневрит с чувствительными и трофическими нарушениями нуждается в более длительном лечении. Таким больным показаны массаж, озокеритовые аппликации, радоновые ванны в комплексе с внутривенным введением 10 мл 0,5 % раствора новокаина, всего - 15-20 инъекций. Хороший результат дает санаторно-курортное лечение.
Экспертиза трудоспособности
При наличии ранних, резко выраженных проявлений астенизации и вегетососудистых нарушений больным разрешается дальнейшая работа по специальности при условии постоянного наблюдения и амбулаторного лечения. Таким больным рекомендуется лечение в условиях санатория-профилактория. В отдельных случаях показана временная (на 1-2 мес.) трудовая деятельность, не связанная с влиянием ультразвука.
Слова "лазер" - аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы Light amplification by stimulatcd emission of radiation - усиление света за счет создания стимулированного излучения.
Итак, лазер или оптический квантовый генератор - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании принудительного (стимулированного) излучения.
Лазер как техническое устройство состоит из трех основных элементов:
активной среды;
системы накачки;
соответствующего резонатора.
Основными техническими характеристиками лазеров являются: длина волны (X). мкм;
ширина линии излучения (SX) и
интенсивность излучения лазеров определяется по величине энергии (WJ или мощности (рj, Дж или Вт
длительность импульса (х), с;
частота импульсов (F), Гц.
Как классифицируются лазеры?
В соответствии с "Санитарными нормами и правилами устройства классификации лазеров" положена степень их опасного излучения для обслуживающего персонала. По этой классификации лазеры делятся на 4 класса:
класс I (безопасные) - излучение безопасно для глаз
класс II (малоопасные) - опасно для глаз прямое, зеркальное отражение излучения;
класс ПИ (середньонебезпечни) - опасное для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и для кожи прямое и зеркально отраженное излучение;
класс IV (высокоопасные) - опасное для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Классификация определяет специфику влияния излучения на орган зрения и кожу. Ведущим критерием для оценки степени опасности лазерного излучения принята величина мощности (энергии), длина волны, длительность импульса и экспозиции облучения.
Существует классификация лазеров по физико-техническим параметрам, при этом учитывается агрегатное состояние активной рабочего вещества (твердое, жидкое, газообразное), характер генерации (импульсный, непрерывный) способ накачки активного вещества (оптический, электрический, химический и т. Д.).
По характеру генерации излучения, лазеры подразделяются на импульсные (продолжительностью излучения 0,25 с) и непрерывного действия (продолжительность излучения более 0,25 с).
Какова действие лазерного излучения на организм человека?
Действие лазеров на организм зависит от параметров излучения (мощности) и энергии излучения на единицу поверхности, длины волны, длительности импульса, частоты импульсов, времени облучения, плоскости поверхности облучается), локализации воздействия и анатомо-физиологических особенностей облучаемого.
В зависимости от специфики технологического процесса работа с лазерным оборудованием может сопровождаться воздействием на персонал главным образом отраженного и рассеянного излучения.
Мощный поток лазерной энергии, попадающей на биологические ткани, может вызвать серьезные поражения. Лазерное излучение влияет на живой организм путем тепловой механической и электрической действия. Облучения лазерными лучами может вызвать функциональные нарушения в деятельности ЦНС, сердечно-сосудистой системы, эндокринных желез. Облучение может привести к сворачиванию или распада крови, повреждения глаз, кожи, вызвать генетические изменения, головная боль, расстройства сна, слабость и т. Д.
Биологическое действие лазерного излучения возникает вследствие поглощения организмом его энергии, что вызывает тепловой эффект. Термический эффект лазерного излучения зависит от физической характеристики лучей спектральной характеристики открытых участков кожи, состояния кровообращения и т. Д.
Способность организма поглощать энергию зависит от характера тканей. Жировая ткань организма вообще не поглощает энергию. Теплоотдача внутренних частей тела очень незначительна, что вызывает локальный нагрев а также концентрацию поглощенной энергии в небольшом объеме. Этим объясняется поражение головного мозга, внутренних органов и т. Д.
Под действием лазерного облучения жидкость, окружающая биологические структуры, мгновенно испаряется, вызывая резкого повышения давления, возникновения, вследствие этого, ударной волны и механической травмы. Происходит не только ожог, но и разрыв тканей, представляет большую опасность для зрительного анализатора.
Наибольшую часть лазерного излучения воспринимает кожный покров, что представляет собой природный экран для защиты внутренних органов. В результате облучения возникают ожоги и отеки кожи различной степени - от покраснения до некроза (омертвение кожи). Глубина проникновения лучей зависит от пигментации кожи. Чем кожа темнее тем меньше глубина проникновения лучей. Порог повреждения темно-пигментной кожи значительно меньше, чем светло-пигментной.
Различают 4 степени поражения кожи лазерным излучением:
I степень - ожоги эпидермиса;
II степень - ожоги дермы (пузыри поверхностных слоев дермы)
III степень - ожоги дермы до глубоких слоев;
IV степень - деструкция всей толщины кожи, подкожной клетчатки и прилегающих слоев.
Особенно опасным является действие лазерного излучения на глаза, через которые оно проходит без потерь, достигая сетчатки. Плотность энергии на сетчатке глаза возрастает при увеличении диаметра зрачка, поэтому повреждение глаза, адаптированного к темноте значительно больше, чем при ярком освещении. Чем темнее сетчатка, тем меньше порог повреждающего плотности энергии. Удаление источника лазерного излучения не гарантирует безопасность глаз.
Биологический эффект действия лазерного излучения усиливается вследствие его многократного воздействия, а также через комбинацию с другими факторами производственной среды.
