Заболевания, вызванные воздействием лазерного излучения

Лазер, или оптический квантовый генератор, — это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

Лазеры благодаря своим уникальным свойствам (высокой направленности луча, когерентности, монохроматичности) находят исключительно широкое применение в различных областях промышленности, науки, техники, связи, в сельском хозяйстве, медицине, биологии и др.

В основу классификации лазеров положена степень опасности его для обслуживающего персонала.

По этой классификации лазеры разделены на 4 класса:

1) класс I (безопасные) — выходное излучение не опасно для глаз;

2) класс II (малоопасные) — опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

3) класс III (среднеопасные) — опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

4) класс IV (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Широкие возможности практического применения лазеров обусловило появление нового профессионального фактора, оказывающего вследствие колоссальной концентрации энергии во времени и пространстве, монохроматичности и когерентности необычное биологическое действие, потенциально опасное для лиц, занятых разработкой и применением оптических квантовых генераторов.

Основными элементами лазеров являются активное (рабочее) вещество, источник энергии накачки и оптический резонатор из параллельных зеркал.

Существуют несколько разновидностей лазеров в зависимости от используемого в них активного материала: твердотельные, газовые, полупроводниковые и жидкостные.

Источниками энергии накачки для твердых лазеров служат импульсные лампы, питание которых осуществляется конденсатором большой емкости; в качестве активного вещества применяют рубин, стекло с неодимом и др.

Газовые лазеры состоят из тех же элементов, что и твердые.

В качестве активного вещества в них используются смеси газов. Энергией накачки служит постоянное напряжение или высокочастотное поле. Газовые лазеры работают чаще всего в режиме непрерывного излучения, мощность которого колеблется от нескольких милливатт до нескольких киловатт.

При работе с лазерными установками в комплексе производственных факторов в основном доминирует постоянное воздействие на работающих монохроматического лазерного излучения. Воздействие на операторов непосредственно прямого лазерного луча возможно только при грубых нарушениях техники безопасности. Однако работающие с лазерными приборами могут подвергаться облучению отраженного и рассеянного монохроматического излучения. Отражающими и рассеивающими излучение поверхностями могут являться различные оптические элементы, размещенные по ходу луча, мишени, приборы, а также стены производственных помещений. В особенности опасны зеркально отражающие поверхности.

В силу особенностей технологического процесса воздействие отраженного лазерного излучения сочетается с рядом неспецифических факторов производственной среды. К таким факторам следует прежде всего отнести значительное напряжение зрения в условиях недостаточной или неравномерной освещенности при некоторых операциях (юстировании установок, фотографировании и т.п.). Недостаточная освещенность ведет как к утомлению зрительного анализатора, так и к усилению эффекта от воздействия лазерного излучения в результате расширения зрачка и высокой адаптации глаза к темноте.

Работа с лазерными установками сопровождается постоянным нервно-эмоциональным напряжением, обусловленным повышенной опасностью поражения электротоком высокого напряжения, лазерным излучением, необходимостью по предупредительному сигналу принять меры предосторожности, что приводит к нарушению нормального ритма работы. Активная работа с лазерными установками занимает значительную часть рабочего времени.

Это обстоятельство в сочетании с перечисленными неблагоприятными факторами может создавать определенные условия для возникновения заболеваний у работающих.

Патогенез

Биологическое действие лазеров обусловлено двумя основными критериями:

1) физической характеристикой лазера (длина волны излучения, непрерывный или импульсный режим работы, скорость повторения импульсов, удельная мощность);

2) абсорбционной характеристикой тканей. Свойства самой биологической структуры (поглощающая и отражающая способности) влияют на эффекты действия лазера.

В основе биологических сдвигов, обусловленных лазерным излучением, лежат сложные процессы, вызываемые термическими, механическими, фотоэлектрическими и фотохимическими явлениями.

Прямой световой монохроматический импульс вызывает в здоровой ткани локальный ожог — коагуляцию белков, местный некроз, резко отграниченный от интактной смежной области, асептическое воспаление с последующим развитием соединительнотканного рубца. При интенсивном облучении наблюдаются расстройства васкуляризации, кровоизлияния в паренхиматозные органы, гистобиохимические сдвиги.

При повторных облучениях патологический эффект возрастает. Наиболее чувствительны к лазерному излучению глаза и кожа.

Энергия лазерного излучения вызывает выраженные изменения в органе зрения и приводит к серьезным нарушениям его функции. Наиболее ранимой является сетчатка.

Поражения напоминают ожог, вызванный действием обычных термических факторов. При более высоких уровнях энергии в очагах поражения наблюдаются множественные кровоизлияния.

Существует определенная закономерность: плотность энергии излучения, попадающего на роговицу, при которой уже возможно поражение сетчатки, значительно меньше плотности излучения на сетчатке. Это объясняется тем, что оптическая система глаза фокусирует на сетчатке попавшие в глаза лучи.

Патологические изменения кожи возможны уже при сравнительно небольших уровнях излучения. Они носят различный характер — от эритемы до глубокого некроза в зависимости от параметров излучения лазера и анатомо-физиологического состояния кожи (степени пигментации, состояния кровотока и т.д.). Особое значение имеет пигментация кожи. Установлено, что при прочих равных условиях темнопигментированная кожа имеет меньший порог поражения.

Возможно возникновение различных патологических явлений и в других органах и тканях.

Под влиянием длительного воздействия небольших уровней лазерного излучения у лиц, обслуживающих оптические квантовые генераторы, отмечаются различной степени выраженности функциональные нарушения центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем.

Функциональные сдвиги в ЦНС характеризуются выраженной вегетативной реактивностью и сосудистой дисфункцией с тенденцией к гипотонии. Наступает нарушение подвижности основных нервных процессов — возбуждения и торможения.

Степень выраженности и частота изменений увеличиваются с возрастанием интенсивности облучения и стажа работы с лазерами. В происхождении функциональных нейродинамических расстройств ведущую роль играет воздействие отраженного и рассеянного лазерного излучения.

Клиническая картина

При прямом попадании лазерного пучка в глаз возникают ожог сетчатки, ее разрыв. Могут быть поражены роговица, радужная оболочка, хрусталик, кожа век. Поражение, как правило, носит необратимый характер.

При длительном воздействии рассеянного лазерного излучения больные предъявляют жалобы на боли и давление в глазных яблоках, резь в глазах, утомление глаз к концу рабочего дня, головные боли. При объективном осмотре обнаруживают игольчатые, стреловидные, реже точечные помутнения хрусталика.

На сетчатке — светлые, желтовато-белые, депигментированные очаги. При исследовании функционального состояния зрительного анализатора определяются снижение световой и контрастной чувствительности, увеличение времени восстановления адаптации, изменения световой чувствительности.

Общие клинические проявления длительного воздействия лазерного излучения развиваются постепенно. В начальной стадии заболевания характерны жалобы на общую слабость и быструю утомляемость, возникающие в конце рабочего дня. В дни отдыха самочувствие больных, как правило, улучшается, а в период продолжительного отпуска полностью восстанавливается работоспособность. В дальнейшем появляется головная боль с локализацией в лобной или лобно-височной области.

Довольно характерны жалобы на повышенную раздражительность, вспыльчивость, плаксивость, рассеянность и нарушение сна. Обращают на себя внимание частые жалобы на боли в области сердца, возникающие внезапно, чаще всего в связи с нервно-эмоциональным напряжением. Одновременно больных беспокоят сердцебиение и чувство замирания сердца. При целенаправленном опросе удается выявить четкую зависимость частоты и выраженности описанных субъективных расстройств от интенсивности и длительности работы с лазерными установками.

Изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы характеризуются явлениями ангиодистонии с выраженной наклонностью к гипотоническим реакциям. При объективном обследовании обнаруживаются лабильность пульса и артериального давления, его асимметрия на правой и левой руках. Осциллографическое исследование выявляет определенные сдвиги, свидетельствующие о снижении сосудистого тонуса: увеличение осциллографического индекса, снижение показателя тонуса сосудов, характерную островершинную форму осциллографической кривой с выраженными отрицательными осцилляциями. На ЭКГ фиксируются нарушения ритма сердечных сокращений, чаще всего по типу синусовой брадикардии. В выраженных случаях выявляются нарушения трофики миокарда.

Проявлением ангиодистонического синдрома является большая частота патологических реакций пульса при исследовании глазо-сердечного, орто- и клиностатического рефлексов. Реакция сердечно-сосудистой системы на дозированную нагрузку характеризуется преобладанием астенического и дистонического типов, а также замедлением периода восстановления пульса и артериального давления.

В неврологической симптоматике преобладают вегетативные нарушения в виде общего или дистального гипергидроза, акроцианоза, стойкого красного дермографизма, усиления пиломоторного рефлекса. Изменения вегетативной реактивности обнаруживаются при исследовании вегетативных рефлексов. Отмечаются асимметрия кожной температуры и потоотделения, склонность к дистальной гипотермии.

Изменение состава периферической крови выражается в склонности к умеренной тромбоцитопении, нерезко выраженному лейкоцитозу с моноцитозом и лимфоцитопенией.

Более выраженные проявления хронического воздействия лазерного излучения характеризуются прогрессированием вегетативных и ангиодистонических нарушений, которые протекают на фоне астенического или неврастенического синдрома.

Ангиодистонические явления носят более выраженный и стойкий характер, проявляются в резкой лабильности и асимметрии артериального давления и пульса, в более выраженных изменениях на ЭКГ.

В отдельных случаях наблюдаются нейроциркуляторные кризы, сопровождающиеся головными болями, головокружением, кратковременными расстройствами сознания, болями в области сердца, сердцебиением, похолоданием конечностей, потливостью.

Лечение

Начальные проявления патологии, как правило, не требуют медикаментозного лечения и исчезают при выполнении рекомендаций по рациональному режиму труда и отдыха. В более выраженных случаях больные нуждаются в активном амбулаторном или стационарном лечении при условии обязательного отстранения от работы с лазерными установками.

Лечение должно быть комплексным, направленным на нормализацию нарушенных функций организма. Рекомендуют общеукрепляющие средства, витаминотерапию.

При невротических состояниях рекомендуют седативные средства, при необходимости транквилизаторы.

Медикаментозную терапию целесообразно сочетать с физиотерапевтическими процедурами.

Экспертиза трудоспособности

Решение вопросов о трудоспособности во многом зависит от степени выраженности процесса, обусловленного лазерным излучением, и от того, насколько эффективно проведено лечение больного.

В случае неполного терапевтического эффекта показан временный перевод больного на другую работу с активным амбулаторным лечением. Решение о возможности продолжения работы с лазерными установками принимается индивидуально после повторного медицинского освидетельствования, удостоверяющего полное исчезновение симптомов болезни.

Профилактика

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров II—III классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения. Лазеры IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на различных установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации. Запрещается визуальная юстировка лазеров без средств защиты.

Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляции установок, звукопоглощения и др.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до предельно допустимых уровней. Средства индивидуальной защиты применяются только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.