7.10.4. Биологическое действие лазерного излучения

Биологическое действие излучения лазеров зависит от мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования импульсов, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности, анатомических и функциональных особенностей облучаемых тканей. Органами-мишенями для лазерного излучения являются глаза и кожа. Эффекты местного действия лазерного излучения различных длин волн представлены в табл. 7-13.

Таблица 7-13. Биологические эффекты от действия лазерного излучения

на глаза и кожу

Фотобиологический спектральный диапазон	Глаза	Кожа
Ультрафиолет (200-280 нм)	Фотокератит	Эритема (солнечный ожог), рак кожи, ускоренное старение кожи, повышенная пигментация
Ультрафиолет (280-315 нм)
Ультрафиолет (315-400 нм)	Фотохимическая катаракта	Потемнение пигмента, светочувствительные реакции, ожог кожи
Видимый (400-780 нм)	Фотохимическое и термическое повреждение сетчатки	Светочувствительные реакции, ожог кожи
Инфракрасный (780-1400 нм)	Катаракта, ожог сетчатки	Ожог кожи
Инфракрасный (1400-3000 нм)	Ожог роговицы, ослепление блеском, катаракта	Ожог кожи
Инфракрасный (3000-106 нм)	Только ожог роговицы	Ожог кожи

Следует различать термическое и нетермическое, местное и общее действие излучения. Термическое действие излучения лазеров непрерывного действия имеет много общего с обычным нагревом. Лазеры, работающие в импульсном режиме, обладают некоторыми особенностями. При действии импульсного лазерного излучения

в облучаемых тканях происходит быстрый нагрев, мгновенное вскипание жидкости, вследствие этого происходит резкое повышение давления, возникновение ударной волны, и в конечном счете меха- ническое повреждение тканей. Отличительной чертой лазерного ожога является резкая ограниченность пораженной области от смежной с нею интактной. Нетермическое действие в основном обусловлено процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотохимическим эффектами.

Местное действие может выражаться в поражении различных отделов глаз, кожи. Глаз человека различает свет видимой части спектра от длины волны 380 нм до 750 нм. Оптические среды глаза пропускают излучения в более широких пределах спектра - от 380 до 1400 нм. Особенно хорошо через оптические среды глаза проходит излучение длиной волны от 380 до 900 нм. Излучение наиболее распространенных лазеров этих длин волн проходят почти без потерь через оптические среды глаза и практически полностью достигают его наиболее чувствительной части - сетчатой оболочки, которая особенно важна в обеспечении функции зрения.

Высокая параллельность лучей лазера позволяет оптической системе глаза фокусировать их, благодаря чему на сетчатке создается большая локальная плотность энергии. Достигнув дна глаза, излучение лазера воздействует на зрительные элементы сетчатки и другие образования, поглощаясь главным образом пигментными образованиями сетчатой оболочки. Степень поглощения лазерной энергии зависит от пигментации глазного дна и имеет значительные колебания. Попадая в глаз, энергия лазера абсорбируется пигментным эпителием и в течение очень короткого времени повышает в нем температуру до высоких уровней, вызывая термокоагуляцию прилегающих тканей - хориоре- тинальный ожог. При этом термическое повреждение в зависимости от характера модуляции сопровождается более или менее выраженными повреждениями сетчатой оболочки глаза. Излучение может поглощаться и другими элементами глаза, и в частности сосудистой оболочкой, но в меньшей степени. Часть же энергии, попавшей в глаз, многократно отражается от внутренних стенок глаза, поэтому сетчатая оболочка подвергается действию лазера на значительной площади, что вызывает в ней функциональные изменения. Особенно опасны повреждения центральной ямки области сетчатки как наиболее

важной в функциональном отношении, повреждения этой области могут привести к глубоким и стойким нарушениям центрального зрения.

Повреждение глаз может возникнуть от попадания луча не только прямого лазера, но и от отраженного, даже если отражающая поверхность не является зеркальной. В настоящее время имеются лазеры, излучения которых полностью поглощаются прозрачными средами глаза, содержащими большое количество жидкости (роговица, камерная влага). В основе повреждающего действия этого излучения лежит прежде всего выраженный термический эффект, вследствие чего на месте повреждения нарушается прозрачность роговицы.

Лазерное излучение может вызвать повреждение кожи. Степень воздействия определяется как параметрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровообращения. Пигментированная кожа значительно больше поглощает лазерных лучей, чем светлая кожа. Однако отсутствие пигментации способствует более глубокому проникновению лучей лазера в кожу и под кожу, вследствие чего поражения могут носить более выраженный характер. Повреждение кожи напоминает термический ожог, который имеет четкие границы и окружен небольшой зоной покраснения. Общее действие излучения лазера на организм работающего через оптико-вегетативный тракт также связано с параметрами излучения. При этом возможны функциональные расстройства в деятельности центральной нервной системы в виде вегетативных дисфункций, неврастенического и астено-вегетативного синдромов. Сердечнососудистые расстройства могут проявляться нейроциркуляторной дистонией по гипотоническому, гипертоническому, кардиальному или смешанному типам. Возможно нарушение мозгового кровообращения. Изменения периферической крови касаются в основ- ном красного ростка и свертывающей системы. При этом возможно незначительное снижение содержания гемоглобина, увеличение количества эритроцитов и нарастание числа молодых форм красного ростка - ретикулоцитов. Изменения в свертывающей системе могут проявляться в снижении количества тромбоцитов. Возможны нарушения липидного, углеводного и белкового обменов, снижение экскреции норадреналина.

Низкоинтенсивное лазерное излучение, энергетическая освещенность которого в установках 1-2-го класса на 1 и более порядков ниже

предельно допустимых уровней, широко используется в лазерной терапии.

Клинические эффекты лазерной терапии: противовоспалительный, обезболивающий, регенераторный, иммунокорригирующий, противоотечный, десенсибилизирующий, гипохолестеринемический, спазмолитический, бактерицидный и бактериостатический, а также улучшение регионального кровообращения.