ایمنی لیزر
مقدمه
هر ساله در سراسر جهان بسیاری از کاربران لیزر در اثر عدم شناخت کافی نسبت به سازوکار این دستگاه دچار آسیبهای جبران ناپذیر از ناحیه چشم و پوست میگردند که این آمار در کشورهای مختلف توسط نهادهای مسئول جمع آوری میشود و مجموعه اطلاعات جمع آوری شده نشان میدهد که درصد بالایی از آسیب دیدگیها با رعایت مجموعهای از نکات و قوانین قابل پیشگیری است. اطلاعات حاصل از آمار در کنار پژوهشهایی که در زمینه نحوه برهمکنش نور با بدن انسان و درجات آسیب رسانی انجام گرفته است منجر به تدوین یکسری دستور عملها در استفاده از لیزر شده است که به عنوان ایمنی لیزر شناخته میشود و کاربران لیزر برای حفط سلامتی خود و همکارانشان الزاما میباید این دستور العملها را رعایت کنند.
لزوم آموزش ایمنی پیش از استفاده
لیزر به دلیل تفاوت اساسی در ساختار با دیگر دستگاههای صنعتی، غالبا برای کاربران نا آشنا است. بنابراین پیش از استفاده نیازمند آموزش در زمینه نحوهی استفادهی ایمن میباشد. در مورد لزوم و اهمیت این آموزش میتوان موارد زیر را ذکر نمود.
۱) لیزر به دلیل ظاهر نچندان خطرناک در وهلهی اول به عنوان یک دستگاه خطرساز به نظر نمیآید. در مقایسه با دستگاههای صنعتی مکانیکی مانند CNC که یک مته دارند و آشکارا میتوانند آسیب رسان باشند لیزر ظاهری بیخطر دارد و از این رو افراد نا آگاه ممکن است به راحتی خود را در معرض آسیب لیزر قرار دهند.
۲) لیزر دستگاهی است که دامنه آسیب رسانی آن میتواند بسیار گسترده باشد و به دلیل برد زیاد باریکهی آن تنها محدود به اپراتور و فضای پیرامون دستگاه نباشد. این بدین معناست که تنها فاصله گرفتن از آن ضامن سلامت فرد نمیباشد و از سوی دیگر افراد دیگری که در محیط حضور دارند ممکن است در معرض خطر قرار بگیرند.
۳) آسیبهای ناشی از لیزر گاها ممکن است آسیبهایی باشد که در دراز مدت اثر گذار باشد و یا اینکه در همان لحظه فرد متوجه بروز آسیب نشود و همچنان خود را در معرض آسیب قرار دهد. به عنوان مثال در تمام مدت روز چشم کاربر در معرض پرتو قرار داشته باشد اما متوجه هیچگونه درد نگردد و این آسیب چند ساعت بعد موجب تاری و یا حتی کوری گردد و یا اینکه در سالها بعد منجر به بروز بیماریهای چشمی مانند آب مروارید گردد.
آسیب شناسی لیزر
آسیب رسانی لیزر عموما از طریق باریکهی خروجی صورت میگیرد اما خطرات دیگری نیز میتواند داشته باشد. این خطرات جانبی میتواند شامل منبع تغذیه دستگاه باشد که در برخی لیزرها به صورت ولتاژ بالا باعث برق گرفتگی میشود. پرتوهای ناشی از پمپاژ در لیزرهای دیود پمپ خود میتواند مضر باشد و در نهایت وجود ترکیبات و مواد شیمیایی در بسیاری از لیزرها و امکان نشت آنها جزء مواردی هستند که در ایمنی لیزر مورد بررسی قرار میگیرند. در اینجا بیش از این در رابطه با این موارد بحث نمیکنیم و توجه خود را به ایمنی مربوط به باریکه لیزر معطوف میداریم.
آسیب شناسی باریکهی لیزر
عواملی که تعیین کنندهی آسیب رسان بودن یک باریکهی لیزری برای چشم و یا پوست هستند در درجهی اول شدت لیزر و سپس طول موج آن است. آسیبهای پوستی موارد محدودی را شامل میشود و البته حساسیت کمتری نیز در مورد پوست نسبت به چشم وجود دارد. یکی از آسیبهای پوستی از طریق جذب باریکه، بروز حرارت موضعی و سوختگی در پوست رخ میدهد که در شدتهای بالا اهمیت مییابد. آسیب دیگر تابش طول موجهای کوتاه که قادر به تخریب بافتهای پوست هستند میباشد که امکان ابتلا به بیماریهای پوستی را افزایش میدهد. به دلیل حساسیت کمتر پوست نسبت به چشم توجه کمتری نیز به آن میشود. اما در مواردی که احتمال تابش مستقیم باریکه به سطح پوست وجود دارد بهتر است موارد ایمنی رعایت شود. اولین پارامتر حیاتی نحوه چینش لیزر به گونهای است که احتمال قرار گرفتن یکی از اعضای بدن در مسیر باریکهی آن به حداقل برسد. در مواردی که احتمال تابش مستقیم به پوست وجود دارد از حفاظهایی مانند دستکش استفاده شود.
شدت یک باریکهی لیزری یعنی توان رسیده به واحد سطح در واحد زمان. به عنوان مثال یک لیزر با توان ۸۰ وات که باریکهی آن در به صورت دایرهای به قطر ۵ میلیمتر است دارای شدتی معادل ۱ وات بر میلیمتر مربع یا ۱ مگاوات بر متر مربع است. این شدت به با دو مکانیزم منجر به بروز اسیب در بافتهای زنده میشود. مکانیزم اول بروز حرارت و ایجاد تغییر در بافتهای حساس به حرارت است. این ایجاد تغییر تنها شامل سوختگی نمیشود بلکه بروز التهاب و مواردی شبیه به آن نیز در دراز مدت میتوانند منجر به آسیب گردند. مکانیزم دوم ایجاد کندگی در سطح بافت است که در لیزرهای پالسی شاهد آن هستیم. رسیدن یک شدت بسیار بالای لحظهای به سطح بدن میتواند موجب کنده شدن یک لایه نازک از سطح شود که خصوصا در چشم میتواند بسیار پر خطر باشد. بنابراین شدت بالا در هر حالتی همواره به معنای امکان آسیب است و اغلب لیزرها، حتی لیزرهای پویینتر شدت کافی برای وارد ساختن آسیب، خصوصا به چشم را دارند. از این رو تابانیدن باریکه لیزر به صورت مستقیم به چشم با احتمال بالایی به آسیب میانجامد و باید از آن اجتناب نمود.
طول موج لیزر نیز نقش تعیین کنندهای در میزان آسیب رسانی به بافت دارد. بافت بدن انسان در طول موجهای خاصی حساسیت بالاتری دارد. به عنوان مثال طول موج متناسب با فرکانس تشدید ملکولهای آب میتواند به سرعت منجر به بروز حرارت و سوختگی شود.
آسیبهای چشمی نیز متاثر از جذب پرتوی لیزر در نواحی مختلف چشم است. به عنوان مثال طول موجهای نزدیک به ناحیه مرئی مانند لیزر Nd:YAG به راحتی از قرنیه عبور میکند و به شبکیه میرسد حال آنکه طول موج لیزرهایی مانند CO2 در قرنیه جذب میشود. بنابراین ناحیه جذب و در نتیجه نوع تخریب از لیزری به لیزر دیگر متفاوت است و با توجه به سازوکار چشم انسان و علم پزشکی برخی از این آسیبها غیر قابل جبران است.
طبقه بندی لیزرها از لحاظ آسیب برای انسان
لیزرها بر اساس میزان آسیب رسانی به کلاسهای مختلف تقسیم میشوند. پیش از استفاده از هر لیزری لازم است ابتدا با توجه به برچسب نسب شده روی لیزر کلاس کاری لیزر را تعیین کنید و تدابیر ایمنی را بر حسب دستهای که لیزر به آن تعلق دارد باندیشید. این طبقه بندی در گذشته به صورت ۶ دستهی Class I, Class II, Class IIa, Class IIIa, Class IIIb, Class IV بوده است. دسته بندی جدید به صورت زیر است:
لیزرهای کلاس ۱: لیزرهایی که به هیچ عنوان برای انسان ضرر ندارند. این لیزرها اغلب از نوعی هستند که باریکه خروجی لیزر درون یک محفظه قرار دارد و خارج نمیشود و یا لیزرهایی با توان بسیار پایین و واگرا در این دسته قرار میگیرند.
لیزرهای کلاس ۱M: لیزرهایی در حالت کلی ایمن هستند مگر اینکه از یک وسیلهی متمرکز کننده مانند میکروسکوپ عبور کرده و به چشم برسد.
لیزرهای کلاس ۲: لیزرهای کلاس ۲ اگر در زمان کمتر از ۰٫۲۵ ثانیه به چشم بتابند بی خطر هستند. این زمان معادل است با زمان پلک زدن در واکنش به نور پر شدت. بنابراین این دسته از لیزرها در صورتی که فرد به آنها خیره نشود بی خطر هستند و عموما لیزرهای مریی با توان کمتر از ۱ میلی وات را شامل میشوند.
لیزرهای کلاس ۲M: این دسته از لیزرها در صورتی که به وسیله یک ابزار متمرکز کننده مانند میکروسکوپ مشاهده نشوند در زمان کمتر از ۰٫۲۵ به چشم اسیب نمیرسانند.
لیزرهای کلاس ۳R: لیزرهای این کلاس در صورت استفاده کنترل شده و پرتوی محدود شده ایمن هستند. احتمال آسیب توسط این لیزرها پایین است اما نا ممکن نیست. اغلب لیزرهای مریی با توان کمتر از ۵ میلی وات را در این دسته طبقه بندی میکنند.
لیزرهای کلاس ۳B: لیزرهای این دسته در صورت تابش مستقیم به چشم خطرناک هستند. اما پراکندگی آنها از سطوح غیر صیقلی بی خطر است. لیزرهای پیوسته با توان کمتر از ۰٫۵ وات و لیزرهای پالسی با انرژی کمتر از ۳۰ میلی ژول در این کلاس قرار دارند.
لیزرهای کلاس ۴: لیزرهای کلاس ۴ شامل تمامی لیزرهایی هستند که در دیگر کلاسها قرار نمیگیرد. پرتوی این لیزرها به هر طریقی به چشم برسد میتوان موجب آسیب شود. همچنین تابش مستقیم لیزرهای این کلاس به پوست موجب آسیبهای پوستی میگردد. همچنین چرتوی این لیزرها میتواند منجر به بروز آتشسوزی شود. بنابراین پرتوی این دسته باشد به خوبی کنترل گردد.
نحوه استفادهی ایمن از لیزر
در هنگام استفاده از لیزر اگر برخی موارد سادهی ایمنی رعایت شود میتوان تا حد زیادی احتمال آسیب دیدگی را کاهش داد. در زیر دستهای از این موارد توضیح داده خواهد شد.
۱٫ شناخت مناسب از پارامترهای لیزر: اولین و مهمترین مساله آگاهی از مشخصات لیزر مورد استفاده شامل کلاس لیزر، پالسی یا پیوسته بودن، توان و طول موج لیزر است. با شناخت کافی از مشخصات لیزر میتوان تدابیر لازم برای استفاده ایمن از آن را اندیشید.
۲٫ نحوهی چینش لیزر: لیزر باید به گونهای قرار گیرد که باریکهی خروجی آن به سمت محل عبور نشستن یا عبور افراد نباشد و ترجیحا طول کوتاهی را در درون محل طی کند.
همچنین لیزر همواره باید در ارتفاع پایینتری نسبت به قد افراد قرار گیرد به گونهای باریکه خروجی آن همواره پایینتر از راستای چشم انسان و موازی سطح زمین باشد.
۳٫ رعایت موارد ایمنی استفاده از لیزر
۳-۱) تجهیزات ایمنی: استفاده از تجهیزات ایمنی مانند عینک محافظ میتواند تا حد بالایی از اسیب جلوگیری کند. همچنین توصیه میشود در لیزرهایی که برای آنها درب های محافط تعبیه شده است همواره در هنگام روشن بودن لیزر درب مربوطه بسته باشد.
۳-۲) حفاظت چشمها: به هیچ عنوان سعی نکنید باریکهی لیزر را با چشمتان به طور مستقیم ببینید. چون ممکن است آخرین چیزی باشد که میبینید. همچنین در لیزرهای پرتوان و کلاس ۴ تا حد لزوم از نگاه کردن به محل اصابت پرتو با سطوح پرهیز کنید زیرا پرتوهای انعکاسی نیز میتوانند مضر باشند.
۳-۳) حفاظت از دیگران: دیگران شاید از میزان خطر لیزر اطلاعی نداشته باشد. آنها را از وجود خطر هنگامی که دستگاه روشن است آگاه سازید.
۳-۴) کنترل باریکهی لیزر: در انتهای مسیر لیزر جسمی سخت و کدر قرار دهید. از قرار دادن اجسام براق یا اجسامی که انعکاسی زیادی دارند (مانند فلزات) در مسیر باریکهی لیزر به شدت پرهیز کنید.