Anhang 4 - Biologische Wirkungen von Laserstrahlung
Die Wirkungen der Laserstrahlung auf den Menschen werden in direkte und sekundäre (mittelbare, indirekte) Wirkungen unterschieden.
Eine direkte Wirkung tritt ein, wenn ein Laserstrahl direkt, gespiegelt oder bei hohen Leistungsdichten auch gestreut auf menschliches Gewebe trifft. Die Wirkung ist sowohl
von den Parametern des Laserstrahls abhängig, wie Bestrahlungsstärke, Bestrahlungsdauer und Impulswiederholfrequenz
als auch
von den optischen Eigenschaften des Gewebes (wie Absorption, Reflexion und Streuung) abhängig.
Dies kann zu starken Temperaturerhöhungen, die mit Gewebe-Koagulationen (biochemische Umwandlung von Körpereiweißen) bis hin zum Auftreten von Mikroplasmen verbunden sind, führen.
Abb. A4.1
Eindringvermögen verschiedener Wellenlängen in die Haut
In der Tabelle A4.1 werden die Wirkungen bei den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen grob dargestellt. In der Telekommunikation wird hauptsächlich der Bereich zwischen 700 nm und 1650 nm genutzt. Dabei tritt der Strahl in der Haut allenfalls wenige Millimeter tief in das Gewebe ein und wird gut absorbiert. Das Auge ist gegenüber der Strahlung besonders empfindlich, da es optische Strahlung im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1400 nm fokussieren kann.
Durch die Augenlinse kann parallel einfallende Strahlung auf der Netzhaut zu einem Brennpunkt mit einem Durchmesser von etwa 10 µm gebündelt werden. Dadurch kann die vorhandene Bestrahlungsstärke bis auf das 500.000fache vergrößert werden. Bei unsichtbarer Infrarotstrahlung (λ > 700 nm) werden keinerlei optische Warnreize wahrgenommen, und beim Erkennen einer Gefährdung kann es bereits zu spät sein.
Abb. A4.2
Eindringvermögen verschiedener Wellenlängen in das Auge
Unter einer sekundären Gefährdung wird das Gefahrenpotential verstanden, das erst durch Einwirkung des Laserstrahls entsteht, wenn beispielsweise ein Laserstrahl zur Zündquelle für explosionsfähige Atmosphären oder brennbare Stoffe wird oder durch die entstehenden hohen Temperaturen toxische Stoffe freigesetzt werden.
Tabelle A4.1
Wirkungen der Laserstrahlung auf Auge und Haut
Wellenlängenbereich | Auge | Haut |
---|---|---|
UV-C | Fotokeratitis Fotokonjunktivitis | Erythem Präkanzerosen Karzinome |
UV-B | Fotokeratitis Fotokonjunktivitis Katarakt | Verstärkte Pigmentierung (Spätpigmentierung) Beschleunigte Prozesse der Hautalterung Erythem Präkanzerosen Karzinome |
UV-A | Katarakt | Bräunung (Sofortpigmentierung) Beschleunigte Prozesse der Hautalterung Verbrennung der Haut Karzinome |
Sichtbare Strahlung | Fotochemische und fotothermische Schädigung der Netzhaut | Fotosensitive Reaktionen Thermische Schädigung der Haut |
IR-A | Katarakt Thermische Schädigung der Netzhaut | Thermische Schädigung der Haut |
IR-B | Katarakt Thermische Schädigung der Hornhaut | Thermische Schädigung der Haut Blasenbildung auf der Haut |
IR-C | Katarakt Thermische Schädigung der Hornhaut | Thermische Schädigung der Haut |