การแผ่รังสีเลเซอร์สั้นสำหรับ "การขยายแสงโดยการกระตุ้นการแผ่รังสี" เป็นรูปแบบการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มุ่งเน้นและเชื่อมโยงกันอย่างสูง . เลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่าง ๆ รวมถึงยาอุตสาหกรรมการสื่อสารความบันเทิงและการใช้งานทางทหาร เป็นอันตราย . บทความนี้สำรวจว่ารังสีเลเซอร์มีปฏิสัมพันธ์กับร่างกายมนุษย์อย่างไรโดยมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบทางชีวภาพการพิจารณาความปลอดภัยการใช้งานทางการแพทย์และอันตรายที่อาจเกิดขึ้น .
1. การทำความเข้าใจการแผ่รังสีเลเซอร์
ก่อนที่จะตรวจสอบผลกระทบที่มีต่อร่างกายมนุษย์มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่ารังสีเลเซอร์คืออะไร . ซึ่งแตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงธรรมดาที่ปล่อยออกมาและแสงหลายทิศทางเลเซอร์จะสร้างลำแสงที่แคบของแสงที่มีความเข้มสูง เนื้อเยื่อ . เลเซอร์ถูกจำแนกตามกำลังของพลังงานและศักยภาพในการก่อให้เกิดอันตรายตั้งแต่คลาส I (ไม่เป็นอันตรายภายใต้เงื่อนไขการใช้งานปกติทั้งหมด) ไปจนถึงคลาส IV (อันตรายสูงและสามารถทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างรุนแรงและการบาดเจ็บที่ตา)
วิธีหลักการแผ่รังสีเลเซอร์ส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์คือผ่านผลกระทบความร้อนผลกระทบทางเคมีและผลกระทบเชิงกล:
ผลกระทบทางความร้อน:เมื่อพลังงานเลเซอร์ถูกดูดซึมโดยเนื้อเยื่อมันจะถูกแปลงเป็นความร้อนอาจทำให้เกิดการเผาไหม้หรือความเสียหายของเนื้อเยื่อ .
เอฟเฟกต์โฟโตเคมี:ความยาวคลื่นบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอัลตราไวโอเลตและสเปกตรัมที่มองเห็นได้สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเนื้อเยื่อเช่นความเสียหายของดีเอ็นเอหรือการเปลี่ยนแปลงเม็ดสี .
ผลทางกล:เลเซอร์ที่มีความเข้มสูงสามารถสร้างคลื่นกระแทกหรือการเปลี่ยนแปลงแรงดันที่อาจนำไปสู่การบาดเจ็บทางกายภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อเยื่อตา .
2. เอฟเฟกต์ของการแผ่รังสีเลเซอร์ต่อดวงตา
ดวงตาเป็นหนึ่งในอวัยวะที่อ่อนแอที่สุดในการเปิดรับแสงเลเซอร์เนื่องจากความโปร่งใสและความสามารถในการโฟกัส . แม้แต่เลเซอร์พลังงานต่ำอาจทำให้เกิดความเสียหายถาวรหากมองโดยตรงหรือสะท้อนพื้นผิวที่เป็นประกาย .}}
2.1 ความเสียหายของจอประสาทตา
เรตินาตั้งอยู่ที่ด้านหลังของดวงตามีเซลล์รับแสงที่รับผิดชอบในการมองเห็น . เนื่องจากเลนส์โฟกัสแสงเลเซอร์ไปยังเรตินาแม้พลังงานจำนวนเล็กน้อยสามารถทำให้เกิดความร้อนและการแข็งตัวของเนื้อเยื่อจอประสาทตา . (600–900 นาโนเมตร) มีความเสี่ยงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเพราะพวกเขาเจาะลึกและไม่ถูกมองว่าเป็นคนที่สดใสทำให้บุคคลจ้องมองอีกต่อไปโดยไม่ตระหนักถึงอันตราย .}
2.2 ความเสียหายของกระจกตาและเลนส์
เลเซอร์ในช่วงอัลตราไวโอเลต (ต่ำกว่า 400 นาโนเมตร) และช่วงอินฟราเรดไกล (สูงกว่า 1,400 นาโนเมตร) ส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมโดยกระจกตาและเลนส์ . การสัมผัสเป็นเวลานานสามารถนำไปสู่การเผาไหม้ของกระจกตา, ต้อกระจก ถาวร .
2.3 การตาบอดแฟลชและการรบกวนทางสายตา
แม้แต่การเปิดรับแสงเลเซอร์ที่ไม่เสียหายเช่นจากพอยน์เตอร์เลเซอร์มือถือสามารถทำให้เกิดการตาบอดแฟลชชั่วคราวแสงจ้าหรือหลังการเคลื่อนไหว . สิ่งนี้ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงในการบินที่นักบินอาจประสบกับความสับสน
3. ผลของการแผ่รังสีเลเซอร์บนผิวหนัง
การแผ่รังสีเลเซอร์ยังสามารถส่งผลกระทบต่อผิวหนังขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นพลังงานระยะเวลาของการเปิดรับและเม็ดสีของผิว .
3.1 การเผาไหม้ความร้อน
เลเซอร์กำลังสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงอินฟราเรด (e . g ., เลเซอร์co₂), ถูกดูดซึมโดยน้ำในผิวหนังทำให้เกิดความร้อนอย่างรวดเร็ว การตัดหรือวัสดุเชื่อมมักจะทำงานที่ระดับพลังงานเหล่านี้และต้องการโปรโตคอลความปลอดภัยที่เข้มงวดเพื่อป้องกันการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ .
3.2 ปฏิกิริยาโฟโตเคมี
เลเซอร์อัลตราไวโอเลต (เช่นเลเซอร์ excimer) สามารถทำให้เกิดผลเหมือนการถูกแดดเผาและเพิ่มความเสี่ยงของมะเร็งผิวหนังโดยการทำลาย DNA ในเซลล์ผิว . การสัมผัสระยะยาวกับ UV-A (315–400 nm) มีความสัมพันธ์กับการพัฒนาก่อนวัยอันควร
3.3 การเปลี่ยนแปลงเม็ดสี
เลเซอร์บางตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในโรคผิวหนัง (e . g ., q-switched nd: yag เลเซอร์), เป้าหมายเมลานินในผิวหนัง . ในขณะที่สถานที่ให้บริการนี้ถูกนำไปใช้ (การทำให้ผิวมืดลง) .
4. แอปพลิเคชันทางการแพทย์ของรังสีเลเซอร์
แม้จะมีความเสี่ยงเทคโนโลยีเลเซอร์ได้ปฏิวัติการแพทย์แผนปัจจุบัน . การเปิดรับแสงเลเซอร์ควบคุมอย่างระมัดระวังให้การรักษาที่แม่นยำและมีการรุกรานน้อยที่สุดสำหรับเงื่อนไขที่หลากหลาย .}
4.1 จักษุวิทยา
เลเซอร์ถูกใช้อย่างกว้างขวางในการผ่าตัดตา:
Photocoagulation: ใช้ในการปิดผนึกหลอดเลือดที่รั่วไหลในจอประสาทตาเบาหวานหรือการเสื่อมสภาพของ macular .
การผ่าตัดเลสิค: แก้ไขข้อผิดพลาดการหักเหของโรคเช่นสายตาสั้น, hyperopia และ astigmatism โดยการปรับเปลี่ยนกระจกตา .}
การรักษาโรคต้อหิน: เปิดช่องระบายน้ำที่ถูกบล็อกในตาโดยใช้เลเซอร์ iridotomy .
4.2 โรคผิวหนัง
เลเซอร์มีบทบาทสำคัญในการดูแลผิวและขั้นตอนเครื่องสำอาง:
การถอดรอยสัก:เลเซอร์แบบพัลส์สั้น ๆ ทำลายอนุภาคหมึกรอยสักซึ่งจะถูกลบออกโดยระบบภูมิคุ้มกัน .
รอยโรคหลอดเลือด:เป้าหมายฮีโมโกลบินในหลอดเลือดเพื่อรักษาคราบพอร์ตไวน์และหลอดเลือดดำแมงมุม .
ผิวหนังใหม่:ลบชั้นนอกที่เสียหายเพื่อลดริ้วรอยแผลเป็นและพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ .
4.3 มะเร็ง
การรักษาด้วยเลเซอร์ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง:
การบำบัดด้วยแสง Photodynamic (PDT): รวมแสงเลเซอร์เข้ากับยาที่ไวต่อแสงเพื่อทำลายเซลล์มะเร็งในผิวหนังหลอดอาหารและมะเร็งปอด .
การผ่าตัดที่มีการรุกรานน้อยที่สุด: เลเซอร์อนุญาตให้มีการตัดและการกัดกร่อนที่แม่นยำในระหว่างการกำจัดเนื้องอก .
4.4 ทันตกรรม
เลเซอร์ทันตกรรมใช้สำหรับ:
ลบเนื้อเยื่อที่สลายตัว
รักษาโรคเหงือก
ฟันขาว
การตรวจชิ้นเนื้อ
แอปพลิเคชันเหล่านี้ได้รับประโยชน์จากความแม่นยำและความสามารถของเลเซอร์ในการลดเลือดออกและส่งเสริมการรักษาที่เร็วขึ้น .
5. อันตรายจากการประกอบอาชีพและสิ่งแวดล้อม
คนงานในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีเลเซอร์ต้องเผชิญกับความเสี่ยงการสัมผัสที่สำคัญ .มาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสมมีความสำคัญในการปกป้องบุคลากรจากการบาดเจ็บ .
5.1 การตั้งค่าอุตสาหกรรม
ในการผลิตเลเซอร์ใช้สำหรับการตัดการแกะสลักการเชื่อมและการขุดเจาะ . คนงานต้องสวมใส่เหมาะสมแว่นตาป้องกันและทำตามโปรโตคอลความปลอดภัยที่เข้มงวดรวมถึงสิ่งที่แนบมา interlocks และสัญญาณเตือน .
5.2 การวิจัยและพัฒนา
ห้องปฏิบัติการโดยใช้เลเซอร์ที่มีพลังสูงสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์จะต้องดำเนินการควบคุมทางวิศวกรรมการป้องกันการบริหารและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) .โปรแกรมการฝึกอบรมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างความมั่นใจในการจัดการที่ปลอดภัย .
5.3 การเปิดเผยสาธารณะ
เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้เลเซอร์ที่มีกำลังสูงโดยไม่ได้รับอนุญาตเช่นการเล็งพวกเขาที่เครื่องบินหรือผู้คนได้ยกข้อกังวลด้านความปลอดภัยสาธารณะ . หลายประเทศควบคุมการขายและการใช้พอยน์เตอร์เลเซอร์เพื่อป้องกันการใช้ในทางที่ผิด .}
6. มาตรฐานความปลอดภัยและข้อบังคับ
เพื่อลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีเลเซอร์มาตรฐานสากลและแนวทางได้รับการจัดตั้งขึ้น .
6.1 การจำแนกเลเซอร์
เลเซอร์แบ่งออกเป็นชั้นเรียนตามพลังและศักยภาพที่จะก่อให้เกิดอันตราย:
คลาส I: ปลอดภัยภายใต้เงื่อนไขทั้งหมด; ไม่มีอันตราย .
คลาส II: พลังงานต่ำ; ปลอดภัยสำหรับการเปิดรับสั้น ๆ (<0.25 seconds).
Class IIIA/IIIB: พลังงานปานกลาง; อันตรายเมื่อดูหรือการสะท้อนโดยตรง .
คลาส IV: พลังงานสูง; อันตรายต่อดวงตาและผิวหนัง สามารถทำให้เกิดไฟ .
6.2 มาตรการป้องกัน
แนวทางปฏิบัติด้านความปลอดภัยที่สำคัญ ได้แก่ :
ใช้ความเหมาะสมแว่นตาป้องกันตรงกับความยาวคลื่นและพลังงานของเลเซอร์ .
การติดตั้งสิ่งกีดขวางและสิ่งกีดขวางเพื่อป้องกันลำแสงจรจัด .
สร้างความมั่นใจในการระบายอากาศที่เหมาะสมในการลบควันพิษที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานด้วยเลเซอร์ .
ให้การฝึกอบรมและป้ายในพื้นที่ที่ควบคุมด้วยเลเซอร์ .
ตามมาตรฐาน ANSI Z136 และ IEC 60825 สำหรับการใช้อย่างปลอดภัย .
7. เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่และทิศทางในอนาคต
เมื่อเทคโนโลยีเลเซอร์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องแอปพลิเคชันใหม่และความท้าทายก็เกิดขึ้น .
7.1 เลเซอร์ที่เร็วมาก
เลเซอร์ Femtosecond และ Picosecond นำเสนอการตัดที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษและความเสียหายทางความร้อนน้อยที่สุดการขยายการใช้งานในการผ่าตัดและไมโครฟิล์ม .
7.2 เลเซอร์ควอนตัมคาสเคด
ใช้ในสเปกโทรสโกปีกลางอินฟราเรดเลเซอร์เหล่านี้แสดงสัญญาในการตรวจจับ biomarkers สำหรับโรคและการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม .}
7.3 เลเซอร์ที่สวมใส่และพกพาได้
ความก้าวหน้าในการย่อขนาดกำลังเปิดใช้งานอุปกรณ์เลเซอร์แบบพกพาสำหรับการดูแลสุขภาพที่บ้านและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทำให้เกิดคำถามด้านความปลอดภัยใหม่เกี่ยวกับการใช้งานอย่างกว้างขวาง .
8. บทสรุป
การแผ่รังสีเลเซอร์มีผลกระทบที่ลึกซึ้งและมีหลายแง่มุมต่อร่างกายมนุษย์ . การมีปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อชีวภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความยาวคลื่นพลังอำนาจระยะเวลาการสัมผัสและโครงสร้างทางกายวิภาคที่เกี่ยวข้อง . ในขณะที่เทคโนโลยีเลเซอร์ ทั้งด้านการรักษาและอันตรายของรังสีเลเซอร์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเพิ่มประโยชน์สูงสุดในขณะที่ลดความเสี่ยง . ผ่านมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวดการศึกษาและนวัตกรรมที่รับผิดชอบสังคมสามารถควบคุมพลังของเลเซอร์ได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ