Влияние лазерного излучения на организм человека

как действует лазер на организм человека

Воздействие лазерного излучения на организм человекаВлияние лазерного излучения на организм человека вопреки стереотипам не всегда предполагает что-то негативное - ввиду повсеместного применения лазеров в различных сферах жизнедеятельности, ученые решили задействовать многочисленные возможности лазерного луча в медицине.

В связи с появлением лазеров и возможностью их широкого применения в самых разнообразных областях науки и техники перед современной медициной встал ряд совершенно новых задач. Во-первых, возникла необходимость всесторонне изучить влияние лучей лазера на различные клетки, ткани, органы, системы человеческого организма и на весь организм в целом. Во-вторых, необходимо изучить возможность применения лучей лазера с лечебными целями в различных медицинских специальностях, таких как лазерная хирургия, лазеротерапия. И, наконец, в-третьих, требуется разработать профилактические и лечебные мероприятия против возможного вредного воздействия лучей лазера на организм человека. В решении всех этих сложных задач принимает участие целый ряд научных и медицинских учреждений.

Воздействие лазерного излучения на организм человека

В основе воздействия лазера на различные биологические объекты лежит по существу весьма кратковременное (стотысячные доли секунды!) воздействие светового луча невиданной мощности в десятки и сотни киловатт. Глубина проникновения луча лазера в ткани регулируется путем фокусирования при помощи оптической системы и может доходить до 20-25 мм и больше. При воздействии луча лазера на ткани следует учитывать одно весьма важное обстоятельство. Если же световой пучок сфокусирован на определенную глубину облучаемого объекта, то уже на глубине в 3-4 мм можно получить такую интенсивность облучения, которая иногда даже превосходит его интенсивность на поверхности объекта.

Важно подчеркнуть, что благодаря молниеносной быстроте действия лучей лазера они не вызывают боли и других неприятных ощущений. Это свойство лучей лазера имеет огромное значение для хирургии, так как при кратковременных операциях с помощью лазера не требуется, как правило, какого-либо обезболивания, без чего в настоящее время не обходится ни одно хирургическое вмешательство.

Степень поглощения лучей лазера в значительной мере зависит от окраски объекта, который подвергается облучению. Больше всего лучи лазера поглощаются пигментированными тканями, красными кровяными шариками (эритроцитами) и т. и. Так, например, облучение лучами лазера дозой в миллиджоуль ведет к гибели красных кровяных шариков, но не влияет ни на форму, ни на движение белых кровяных шариков (лейкоцитов). С целью повысить степень (коэффициент) поглощения энергии излучения лазера и, следовательно, усилить его действие иногда прибегают к искусственному окрашиванию тканей путем применения различных красителей: например, раствора туши, метиленовой синьки и др.

Воздействуя лучом лазера, например, на окрашенную опухоль, можно добиться разрушения опухолевой ткани без повреждения соседних здоровых и неокрашенных тканей. Поглощение лазерного пучка увеличивается при гиперкератозе и гемосидерозе кожи и т. д. Общее поглощение энергии излучения лазера зависит также от глубины его проникновении в разные ткани и их оптических свойств. Так, например, кожа мыши поглощает до 40 процентов этой энергии, а кожа с подлежащими мышцами уже до 80 процентов.

В силу новизны в этом сложном вопросе много неясного и он еще далек от своего разрешения. Все же есть основания полагать, что в механизме биологического действия лучей лазера имеют значение весьма разнообразные факторы. Прежде всего следует иметь в виду, конечно, воздействие высокой температуры как самого луча лазера, так и температуры, развивающейся в клетках и тканях в результате поглощения энергии излучений и достигающей нескольких десятков и даже сотен градусов. В результате теплового воздействия лучей лазера в тканях возникают своеобразные изменения, напоминающие тепловые (термические) ожоги разных степеней, например, коагуляция (свертывание) белков.

Немаловажную роль играет воздействие на клетки и ткани ядовитых веществ (эндотоксинов), возникающих в них в результате действия лучей лазера, вызывающих прогрессирующее омертвение (некроз) пораженных клеток после облучения. Необходимо также учитывать резкое снижение активности или изменение специфического действия ферментов, участвующих, например, в обмене веществ клеток опухолевой и других тканей. Помимо всего этого, определенное значение приписывают фотохимическим процессам, так называемому светогидравлическому эффекту, ионизации тканей, ультразвуковым колебаниям, возникновению электромагнитных полей и др.

Говоря о воздействии лазерного излучения на организм человека, следует учесть одно весьма важное обстоятельство. Речь идет о том, что органы животного имеют весьма сложное устройство: они состоят из многих слоев клеток и тканей, имеющих разное строение, физиологические особенности, физико-химические свойства и мн. др. В частности, особое значение приобретают разные оптические свойства тканей и промежуточных слоев, то есть их способность отражать или поглощать лучи лазера. Неудивительно поэтому, что при воздействии излучений лазера на ткани и органы, то есть на многослойную биологическую систему, в самих слоях и на границе между ними возникают и развиваются многочисленные и самые разнообразные реакции. Сущность этих реакций пока еще во многом неизвестна и подлежит дальнейшему всестороннему изучению.