دکتر عباس مجدآبادی؛ دکتری فیزیک لیزر، عضوء هیئت علمی سازمان انرژی اتمی
بیش از چهار دهه است که از بکارگیری لیزر به عنوان چاقوی جراحی می‌گذرد.
اگر چه در اوایل با این تکنیک با دیده شک و تردید نگریسته می‌شد اما در اندک مدتی با مشاهده مزایای فراوان لیزر در پزشکی نه تنها به تعداد علاقمندان و کاربران لیزر پزشکی افزوده شد بلکه دامنه فعالیت‌ها و کاربردهای آن نیز گسترش فراوانی یافت.
اساساً جایگزینی فوتون بجای چاقوی جراحی در کنار دیگر تکنولوژی‌ها مانند کامپیوتر، مکانیک و اپتیک این مهم را به اثبات رساند که فصل جدیدی در تجهیزات پزشکی گشوده شده است.
لذا آن دسته از کاربران و متخصصان که مایل به افزایش توانمندی‌های خود مانند دقت، سرعت و کیفیت عمل‌های لیزری بودند بیش از دیگران از لیزر بهره جستند.
لیزر چگونه عمل می‌کند
کلمه لیزر (LASER) از مجموع حروف اول پنج کلمه تشکیل شده است که عبارت است از:
L= Light, A= Amplification, S= Stimulated, E= Emission, R=Radiation
Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
در فارسی این عبارت به عنوان تقویت نور نشر برانگیخته ترجمه شده است.
در ادامه بحث لازم است تا مفهوم دو واژه کلیدی، یعنی تقویت نور و نشر برانگیخته کاملاً بیان شود.
مسلماً آشنایی با مفاهیم یاد شده لیزر و نیز تا حدودی ساختمان لیزر می‌تواند زمینه مناسبی جهت فراگیری نحوه ایجاد نور لیزر باشد.
پرتو لیزر با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود مانند همدوسی، واگرایی کم، تک رنگی، شدت بالا سبب شده است که قدرت تخریبی آن در برهمکنش با بافت چند صد هزار برابر نور معمولی باشد.
به همین خاطر لیزر از جایگاه خاصی در درمان‌های پزشکی برخوردار است.
جهت ایجاد لیزر باید 3 عنصر، ماده فعال، کاواک لیزر و منبع انرژی در کنار یکدیگر قرار گیرد که دستگاه لیزر را تشکیل دهد.
انواع لیزر
ماده فعال آن بخش از لیزر محسوب می‌شود که فوتون‌های نوری را ایجاد می‌کند، کاواک لیزر محل نشر برانگیخته می باشدو منبع انرژی عمل دمش و تحریک اتم و یا مولکول‌ها را فراهم می‌کند.
ماده فعال می‌تواند به چهار حالت گاز، مایع، نیمه‌هادی و حالت جامد باشد.
هر یک از حالات یاد شده با لا می‌تواند لیزرهای خاصی را با کاربردهای متفاوت در دسترس کاربران قرار دهد.
لیزر گازکربنیک از جمله لیزرهای گازی عنوان می‌شود که قابلیت‌های فراوانی در حوزه‌های پزشکی و صنعت از خود بروز داده است.
امروزه کمتر مرکز لیزر پزشکی را می‌توان یافت که از وجود این لیزر بهره نبرده باشد. لیزر اگزایمر از جمله لیزرهای گازی است که به طور مستقل در چشم پزشکی حرف اول را مطرح می‌کند.
این لیزر که قابلیت تولید فوتون‌هایی در ناحیه ماوراء بنفش را دارد این امکان را فراهم می‌کند که پرتو لیزر برهمکنش مناسبی با سطح قرینه چشم داشته باشد.
به عبارت دیگر در برهمکنش فوتون‌های ماوراء بنفش با قرینه تمامی پرتو جذب قرینه شده و هیچ‌گونه پرتوهای از قرینه عبور نخواهد کرد.
قدرت خروجی لیزر می‌تواند از چند میلی وات تا چند کیلووات باشد. تمامی لیزرهای پزشکی دارای توان خروجی در حد چند وات می‌باشند.
رفتارهای زمانی لیزر می‌تواند به صورت پالس و یا پیوسته باشد. این که کدام حالت مد نظر است بستگی به نوع برهمکنش لیزر با بافت دارد.
همانگونه که در بالا اشاره شد لیزر یکی از فن‌آوری‌های پیشرفته است که امروزه دارای کاربردهای بسیاری در عرصه‌های مختلف علمی، صنعتی، پزشکی، نظامی، مخابرات و ... است.
خطرات لیزر
ویژگی‌های خاص نور لیزر موجب شده که روز به روز شاهد ایجاد کاربردهای جدید برای آن باشیم.
اما از سویی دیگر به دلیل همین ویژگی‌های خاص پرتو لیزر عدم استفاده صحیح از آن موجب بروز خطرات و صدماتی در کاربران خواهد شد.
در صورت عدم رعایت احتیاط‌های لازم، همه‌ی انرژی‌ها از جمله گرما، الکتریسیته و ... خطرناک هستند.
لیزر نوعی نور یا تابش الکترومغناطیس متشکل از پرتوهای موازی، همدوس و تکرنگ با واگرایی بسیار کم و شدت بالاست به عبارت دیگر منبع انرژی به شدت متمرکز است.
به همین دلیل، کار کردن با انواع لیزرها نیاز به آموزش‌های خاصی دارد تا علاوه بر کارایی حداکثری دستگاه، سوانح و صدمات ناشی از استفاده نادرست آن به حداقل کاهش یابد.
از دیدگاه ایمنی، باریکه لیزر، به صورت چشم‌های نقطه‌ای با درخشندگی و شدت زیاد در نظر گرفته می‌شود که بسیار خطرناکتر از نور معمولی است و می‌تواند انرژی زیادی را در ناحیه کوچکی متمرکز کرده و موجب صدمات گوناگونی شود.
پرتو لیزر، بسته به مشخصات پرتو مانند طول موج، توان، واگرایی و غیره می‌تواند سبب فعل و انفعالات متفاوتی در اندام‌های بدن شود.
بنابراین خطرات و عوارض آن را باید با توجه به انواع آن و برهم‌کنشی که هر کدام از انواع آن ممکن است با بافت‌های مختلف انسان داشته باشد، مطالعه نمود.
در این میان، چشم و پوست، اندام‌های بحرانی به حساب می‌آیند یکی به دلیل حساسیت سیستم بینایی به تابش‌های الکترومغناطیس بخصوص در طول موج‌های خاص و دیگری به دلیل گستردگی پوست در سرتاسر بدن که آن را بزرگترین اندام بدن ساخته است.
خطرات لیزرها
خوشبختانه بدلیل اهمیت خاص ایمنی کار و تلاش مستمر سازمان‌های گوناگون بین‌المللی، استانداردهای ایمنی، مقالات، کتب و منابع گوناگونی در خصوص خطرات لیزرها تدوین و انتشار یافته است.
با نگاهی اجمالی به منابع مختلف، خطرات لیزرها در چند دسته کلی زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
خطرات ناشی از تابش لیزر بر انسان
* خطرات ناشی از منبع تغذیه ولتاژ بالای تجهیزات لیزری (الکتریکی)
* خطرات ناشی از مواد شیمیایی یا دودهای حاصل از عملکرد سیستم‌های لیزری
* خطرات ناشی از برهمکنش احتمالی لیزر با گازها و مواد دیگر محیط کار (محیطی)
* خطرات ناشی از اشتباهات کاربر یا تعمیرکار و ...
خطرهای متعددی در ارتباط با لیزرها وجود دارند، ولی برای هر نوع لیزر، بسته به مشخصات و قابلیت‌های آن، تنها تعداد خاصی از این خطرها مطرح هستند.
این خطرها و راهکارهای رفع آن برای هر لیزر باید برای محیطی که همان لیزر معین روشن و در حال کار است تهیه و در تابلوهای مشخصی در معرض دید قرار گیرد.
کاربران نیز باید قبل از ورود به محیطی که در آن لیزر روشن و در حال استفاده است به علائم نصب شده توجه و توصیه‌های ایمنی بیان شده را رعایت کرد.
در خطرات اشاره شده، خطرات ناشی از تابش لیزر بر انسان از بیشترین اهمیت برخوردار هستند و به همین دلیل در ابتدا به آنها پرداخته می‌شود.
آسیب‌های چشمی
رابطه چشم انسان با نور همانند رابطه سیستم گوارش با مواد غذایی و گوش با صوت است.
همانگونه که ورود مواد غذایی با حجم یا نوع خارج از محدوده طبیعی به سیستم گوارش و صوت با میزان بیش از محدوده طبیعی به گوش، آسیب زا هستند، ورود نور با توان یا طول موج خارج از محدوده طبیعی به چشم نیز آسیب زا است.
لیزر نوری با مشخصات متفاوت از نور طبیعی است، انرژی آن بسیار بالاست و هر محدوده از طول موج‌های آن رابطه خاصی با چشم برقرار می‌کند.
بطور کلی، تابش لیزر بر چشم، به اعضای آن مانند قرنیه، شبکیه و عدسی صدمه می زند.
این صدمات بستگی کامل به طول موج لیزر داشته و با توجه به محدوده‌های مختلف طول موجی، متفاوت هستند.
تابش لیزر در ناحیه طیف ماوراء بنفش دور و مادون قرمز دور در قرنیه جذب می‌شود و ضایعاتی را در آن ایجاد می‌کند.
تابش لیزر در ناحیه طیف مرئی، مادون قرمز نزدیک و تا حدی ماوراءبنفش نزدیک، می‌تواند از بخشهای عدسی و قرنیه چشم عبور کرده و با شبکیه برخورد کند.
در این حالت پرتو لیزر، به علت موازی بودن و واگرایی کم، در نقطه‌ای در شبکیه کانونی شده و می‌تواند موجب جوش آمدن مایع زجاجیه، نابودی سلول‌ها، تخریب شبکیه و در نهایت کوری موقت و یا حتی دائم شود.
در شرایط معمولی، منابع نور، نور را در همه جهات ساطع می‌کنند و نور آنها پس از ورود به چشم، تصویر بزرگی با چگالی انرژی کم روی شبکیه ایجاد می‌کند.
پرتوهای موازی لیزر پس از عبور از عدسی، در نقطه‌ای به ابعاد تقریبی 10 - 20 میکرومتر روی شبکیه متمرکز می‌شوند، در این حالت، اگر مردمک چشم کامل باز باشد، نسبت چگالی توان در شبکیه به عدسی هزاران برابر افزایش می‌یابد.
بنابراین حتی لیزرهای کم توان هم، در صورتیکه به مدت طولانی بر چشم تابیده شوند، می‌توانند به شدت آسیب زا باشند.
در مجموع، جذب شدید برخی طول موج‌ها در چشم باعث آسیب‌های موضعی می‌شود و به همین دلیل نباید تحت هیچ شرایطی به لیزر خیره شد.
همچنین باید توجه داشت که تنها برخورد مستقیم پرتو لیزر با چشم خطرآفرین نمی‌باشد بلکه برخورد بازتابش و پراکندگی آن از سطوح دیگر نیز می‌تواند صدماتی را، هر چند با شدت کمتر از برخورد مستقیم، بدنبال داشته باشد.
محدوده 700 - 1400 نانومتر بدلیل نامرئی بودن بسیار خطرناک است زیرا چشم انسان بطور طبیعی، با عکس العمل پلک زدن در مقابل نور مرئی، از ورود طولانی مدت آن جلوگیری می‌کند ولی در مقابل نور نامرئی مردمک کاملاً باز مانده و چشم پلک نمی‌زند.
آسیب‌های پوستی
پوست انسان تقریباً همه محدوده طول موج‌های ماوراء بنفش تا مادون قرمز را جذب می‌کند اما قدرت نفوذ طیف مرئی در پوست نسبت به دو ناحیه دیگر بیشتر است.
هرچند صدمات پوستی ناشی از لیزر، در مقایسه با صدمات چشمی کمتر بوده و از نظر ایمنی، پوست پس از چشم در مرتبه دوم اهمیت قرار دارد، اما نباید آنها را دست کم گرفت زیرا لیزرها، بویژه لیزرهای جراحی، قابلیت نفوذ بالایی به بدن دارند و می‌توانند برش‌های عمیقی در پوست ایجاد کنند و در صورتیکه برش در ناحیه ورید یا شریان باشد می‌تواند با خونریزی شدید نیز همراه باشد.
سرخی، تورم سطحی، سوختگی، چروکیدگی، خشکی بیش از حد، پیری زودرس و در برخی موارد خاص بروز سرطان‌های پوستی از جمله آسیب‌های ناشی از تابش پرتو لیزر به طور مکرر و در تماس‌های مزمن ایجاد می‌گردد.
بنابراین باید از برخورد لیزر با پوست انسان جلوگیری کرد.
در جدول زیر آسیب‌های برخی انواع موج‌های لیزری بر چشم و پوست انسان خلاصه شده است:
آسیب‌های انواع طول موج‌های لیزری بر چشم و پوست انسان
با توجه به اینکه آسیب‌های چشمی و پوستی (خطرات تابش لیزر بر انسان)، از اهمیت خاصی برخوردارند به همین دلیل، مؤسسات استاندارد دنیا نیز، لیزرها را با در نظر گرفتن طول موج، توان خروجی و انرژی تابش لیزر، براساس صدمات بیولوژیکی لیزرها بر چشم و پوست انسان، در چهار گروه (چهار کلاس) طبقه بندی نموده و سازندگان و کاربران را ملزم به رعایت حفاظت‌های مورد نظر بر حسب طبقه بندی انجام شده نموده‌اند.
بیشتر بخوانید:
عوارض لیزر برای موهای زائد
لیزر موی زاید چه وقت و چگونه انجام شود؟
معجزه لیزر در درمان بیماری ها
