STUDIE 1: 
ELEMENTEN VAN LASERVEILIGHEID

 

Sinds de ontwikkeling van de eerste laser in 1960 heeft de lasertechniek vele toepassingen gevonden. Bekende voorbeelden zijn kassasystemen met aflezen van barcodes, consumentenelektronica zoals CD-spelers, DVD-spelers en laserprinters. Vele industriële toepassingen voor snijden, lassen en meten. Ook komen we heel veel lasertoepassingen tegen in de medische en cosmetische wereld. Bekend zijn natuurlijk het ontharen en laseren van de ogen, maar de techniek wordt ook toegepast voor precisiechirurgie en vaatbehandelingen.

 

Kortom de laser is een gewoon instrument geworden, gelijk aan allerhande andere instrumenten. Echter laser en ipl kunnen schade veroorzaken bij de gebruiker en anderen bij verkeerd gebruik.

Laser staat voor Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Het woord licht herinnert ons in eerste instantie aan zichtbaar licht, maar het meeste licht is niet zichtbaar voor onze ogen. Slechts een beperkte bandbreedte van golflengten is voor onze ogen zichtbaar (tussen de 400 en 760 nm). Er zijn echter lasers die kortere golflengten dan 400 nm gebruiken of langer dan 760 nm, die wij dan niet kunnen zien.

Laserlicht heeft een drietal bijzondere kenmerken:

1.     Laserlicht is monochromatisch of wel bestaat uit 1 unieke golflengte

2.     Laserlicht is gebundeld in 1 straal van geringe diameter 

3.     Laserlicht heeft een hoog energetisch gehalte

 

HET MENSELIJK OOG

Het hoornvlies (cornea) is het belangrijkste instrument voor het focussen. De lens zorgt voor de fijnafstelling van het focussen. De ruimte tussen de cornea en de lens, de voorste oogkamer, is gevuld met een waterige substantie. De oogbal zelf is gevuld met een gelachtige substantie of wel glasvocht. De Fovea is bepalend voor scherp zien. Het netvlies of de Retina is verbonden met de hersenen via de optische zenuw. Signalen die worden opgevangen in de Retina worden door de optische zenuw doorgestuurd naar de hersenen, waar de interpretatie plaatsvindt van de signalen in zicht. Voordat licht de Retina bereikt, gaat het door de Cornea, waterige vocht, lens en de gelachtige substantie.

 

Om licht te kunnen zien moet het licht dus de Retina bereiken en de Retina moet erop reageren. Om de Retina te kunnen bereiken, moeten de oculaire media (Cornea, waterachtige substantie, lens en glasvocht) transparant  zijn voor het licht. Deze oculaire media zijn transparant voor zichtbaar licht (400 tot 760 nm).
 

De lens absorbeert UV straling (230-440 nm). Hoe ouder we worden hoe minder we van de UV straling kunnen waarnemen. De grens schuift op naar de hogere golflengten van UV straling. Baby's kunnen nog hogere golflengten van het UV segment waarnemen, maar vanaf volwassen leeftijd verliezen wij de mogelijkheid daartoe. UV lasers zijn derhalve niet schadelijk voor ons netvlies, maar kunnen wel andere schade aan het oog toebrengen.
 

De transparantie van de oculaire media loopt door tot aan 1400 nm, ver buiten het bereik van het zichtbare gedeelte tot aan 760 nm. Het licht boven de 760 nmtot aan 1400 nm wordt niet waargenomen door de Retina, maar het bereikt de Retina wel. Dit creëert speciale gevaren voor het oog, die we later zullen bespreken.
 

De golflengten tussen 400 en 1400 nm is de gevarenzone voor de Retina of het netvlies.

 

LASERGEVAREN

Het aangegeven vermogen van een laser, bijv. 10 watt, veroorzaakt een onderschatting van het gevaar. Dit wordt veroorzaakt door de concentratie in een hele dunne bundel licht. 10 watt is nauwelijks genoeg voor een nachtlampje, maar geconcentreerd in een laserbundel met een doorsnede van 1 mm, levert dat een vermogen op  van 1.000 watt/cm², genoeg vermogen om ontvlambare stoffen te doen ontbranden en genoeg voor het toebrengen van huidverbranding. Indien de golflengte binnen de gevarenzone van 400 tot 1400 nm ligt, kan het licht doordringen tot aan het netvlies (Retina). 

 

We moeten ons realiseren dat als een laserstraal het oog binnendringt, door de lens de stralen verder worden samengebracht tot een punt op het netvlies. Dus een nog grotere bundeling van het vermogen van de laserstraal.

 

Ter vergelijk: een laserstraal van 0,001 Watt direct in het oog wordt op het netvlies 300 Watt/cm². De sterkte van een zonnestraal recht in het oog midden op de dag veroorzaakt 10 Watt/cm² op het netvlies!

 

De concentratie van de bundel tot een punt op het netvlies is een ratio van 10 tot de macht 5. Daarom zijn dan ook de golflengten binnen de gevarenzone van 400 tot 1400 nm in staat om het netvlies te beschadigen.

 

BESCHADIGINGEN

We onderscheiden drie verschillende mogelijkheden van beschadiging van het oog:

1.     Thermisch

2.     Foto-chemisch

3.     Mechanisch
 

Thermisch is gemakkelijk te begrijpen als je de werking van de lens ziet als de werking van een vergrootglas. De samengebundelde straal tot 1 punt leidt tot verwarming van het oppervlak van het netvlies.

Foto-chemische beschadigingen vinden plaats bij kortere golflengten binnen de gevarenzone tot aan 440 nm. Herhaling binnen 24 uur werkt cumulatief.
 

Mechanische schade is schade veroorzaakt door akoestische golven als gevolg van korte pulsen. De exacte werking is nog niet volledig bekend.

Alle 3 de vormen van beschadiging kunnen simultaan optreden maar kunnen elkaar ook versterken.

De golflengten tussen 760 nm en 1400 nm zijn extra gevaarlijk, omdat deze golflengten niet door ons gezichtsvermogen worden waargenomen terwijl ze wel in staat zijn om het netvlies te bereiken.

(Gary E. Meyers © 1998)

 

STUDIE 2: 
LASERVEILIGHEID EN HET OOG

 

Het menselijk oog is extreem gevoelig voor laserlicht en kan permanent beschadigd worden door directe  of indirecte stralen. Het laserlicht met golflengten tussen 400 en 1400 nm wordt gezien als de gevarenzone voor het beschadigen van het netvlies. Kortere golflengten in het ultraviolet spectrum en langere golflengten in het infrarood spectrum kunnen schade aanrichten aan de ooglens en het hoornvlies (Cornea). De mate van beschadiging van het oog hangt af van de straling, pulstijd en grootte van de straal. Omdat de beschadiging van het netvlies niet altijd pijnlijk is en een flink deel van de schadelijke golflengten onzichtbaar is voor het menselijk oog (0 tot 400 nm en 760 tot 1400 nm) is extra zorg nodig. Iedereen die in aanraking kan komen met het licht moet beschermd worden. Oogbescherming in de vorm van goggles, brillen en schermen voorkomen oculaire beschadigingen en moeten daarom altijd worden gedragen tijdens de werkzaamheden met een laser.

 

Beschermingsbrillen zijn ontwikkeld om genoeg bescherming te bieden tegen schadelijke golflengten met behoud van voldoende zicht om de werkzaamheden uit te kunnen voeren. Elke laser kent zijn eigen type oogbescherming. De bescherming hangt af van golflengte, piekbelasting, optische dichtheid (OD), zicht, overzicht, effect van kleur op zicht, afwezigheid van onomkeerbaar verkleuren van  hetfilter, comfort en impactbestendigheid. Het negeren van één of meerdere van deze factoren kan leiden tot beschadiging aan de ogen. Ofschoon het uiterlijk en kleur van de bril gelijk kan zijn, kunnen er verschillen bestaan in de bescherming. Controleer de bescherming tegen specifieke golflengte(n) en OD d.m.v. de aanduiding op het brillenglas. Houdt de juiste oogbescherming bij de juiste laser, verplaats de oogbescherming zo min mogelijk naar andere ruimten om vergissingen te voorkomen. Controleer de oogbescherming geregeld op krassen en breuken, aangezien die kunnen leiden tot onnodige doorgifte van de laserstralen, waardoor oogbeschadiging kan ontstaan. Zorg voor een veiligheidsprotocol voor het gebruik van lasers en oogbescherming.

 

WAT ZIJN DE EFFECTEN VAN LASERENERGIE OP HET OOG?

De plaats van de beschadiging aan het oog hangt af van de golflengte van de laser

1.     Laserlicht tussen 400 en 1400 nm kan beschadiging van het netvlies veroorzaken (blinde vlek). Deze bandbreedte van golflengten is bekend als de netvlies gevarenzone.

2.     Laserlicht met golflengten tussen 290 en 400 nm en 1400 – 10.600 nmkunnen beschadigingen veroorzaken aan het hoornvlies (Cornea) of aan de lens.

 

WAT ZIJN DE SPECIFIEKE SYMPTOMEN VAN OOGBESCHADIGING?

De CO2 laser met een golflengte van 10.600 nm kan een brandende pijn geven aan het hoornvlies of het oogwit.

Het blootstellen aan zichtbaar laserlicht veroorzaakt een heldere gekleurde flits van de gebruikte golflengte gevolgd door een na-beeld van een complementaire kleur. 

Voorbeeld: blootstellen aan een 532 nm levert een groene flits op gevolgd door een rood  beeld achteraf. Als het netvlies is beschadigd kan dat leiden tot moeilijk zien van blauwe en groene kleuren, naast beschadiging van de conus en pigmentatie van het netvlies.

 

Bijzonder gevaarlijk is de Q-switched Nd:YAG laser met 1064 nm. De laserstraal is onzichtbaar en ons netvlies ontbeert gevoelszenuwen, zodat beschadiging pas achteraf blijk door visuele desoriëntatie.

Vormen van oogbescherming

 

GOGGLES

Volledige afscherming van het oog. Laat niets door en er kan ook niet door worden gekeken. Speciale bescherming voor patiënt bij behandelingen in het gezicht.

 

BRILLEN

Er zijn verschillende typen. Type “skibril”, nauw aansluitend op het hoofd met band om het hoofd, meestal met luchtgaten ter voorkoning van  condens op de glazen. Formaten afhankelijk of men de bescherming direct gebruikt of daaronder de eigen bril met oogcorrectie wil dragen. Daarnaast kennen we de gewone brillen in normaal formaat of extra groot voor over de gewone bril met oogcorrectie en tot slot de “wraps”  of frameloze brillen.


Technische verantwoording voor oogbescherming bij laser

1.     Maximum Permissible Exposure (MPE), dit is het niveau van toegestane maximale belasting die een mens kan doorstaan zonder beschadiging aan het oog op te lopen. MPE is een functie van golflengte, pulstijden en aantal pulsen. De MPE wordt uitgedrukt in J/cm² of W/cm² voor een gegeven golflengte en pulstijd. Blootstelling aan energie groter dan de MPE kan leiden tot beschadiging van het oog. In het algemeen kan worden gesteld, hoe langer de golflengte, hoe hoger de MPE en hoe langer de pulstijd, des te lager de MPE.

2.     Nominal Hazard Zone (NHZ), dit is de fysieke gevarenzone waarin direct, reflecterend of verstrooid laserlicht groter is dan de MPE. Oogbescherming moet worden gedragen binnen de NHZ. Bij het gebruik van mobiele, flexibele handstukken waaruit het laserlicht vrijkomt moet de hele ruimte als NHZ worden beschouwd, omdat het handstuk in alle richtingen kan worden gebruikt en laserlicht in de ruimte kan worden vrijgegeven.
 

SELECTIECRITERIA VOOR OOGBESCHERMING

1.     Golflengte van het licht

2.     Optische Dichtheid (OD) is het vermogen van het beschermingsmateriaal om de energie bij een specifieke golflengte terug te brengen tot onder de MPE of wel het maximale toegestane stralingsniveau.
 

De OD kan worden uitgedrukt in een formule:

·         OD=log10(Ei/Et)

·         Ei=incidentele straling (W/cm²) in het slechtste geval

·         Et=doorlating van straling (MPE limiet in W/cm²)

Voorbeeld: OD 4 1/10.000 van de doorgelaten straling.

 

De OD kan worden berekend, worden afgeleid van tabellen (bijv. ANSI 136.1) of worden opgevraagd bij de fabrikant dan wel worden afgeleid uit de technische specificaties van de laser.

 

PRAKTISCHE TIPS VOOR LASERVEILIGHEID

1.     Waarschuwingsbord op ingang van ruimte.

2.     Training van alle personen die toegang tot de laserruimte hebben a.d.h.v. een laserprotocol. Het is aan te raden een Laser Safety Officer te benoemen, die waakt over de procedures en toepassing ervan. De laserveiligheid moet overeenstemmen met wettelijke eisen (EG normen).

3.     Controleer de codering op de oogbescherming of die past bij de laser.

4.     Pas eventueel een kleurcode toe voor laser en oogbescherming wanneer meerdere lasers worden gebruikt.

5.     Laat de juiste oogbescherming in dezelfde ruimte als de laser.

6.     Inspecteer de oogbescherming regelmatig op beschadigingen.

7.     Iedereen in de laserruimte (NHZ) moet oogbescherming dragen.

8.     Gebruik metalen goggles bij patiënten als in directe omgeving van het gezicht wordt gewerkt. Kunststof goggles beschermen niet genoeg tegen thermische en mechanische effecten van een behandeling.

 (Osama Bader en Harvey Lui © 1996)