Medical Laser Technology

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1 Medical Laser Technology 2 SWS Schröttner J. schroettner@tugraz.at Tel.: 873/7395 Institut für Health Care Engineering mit Europaprüfstelle für Medizinprodukte Kopernikusgasse 24, 8010 Graz 1 Einführung Lehrziel: * Vermittlung der Grundprinzipien des Lasers, unterschiedliche Lasersysteme und deren Anwendung in der Medizin. * Laserstrahlenschutz Schutz vor den möglichen biologischen Wirkungen der LASER Strahlung. durch phys. und technisches GL Wissen durch geeignete Verhaltensmaßnahmen und technische Vorkehrungen 2 1

2 Einführung Anforderungen an Laserschutzbeauftragte: Vermittlung spezieller Kenntnisse auf dem Gebiet der Lasertechnologie und Lasersicherheitstechnik, die ihn befähigen, bei der Planung von Laseranwendungen mitzuwirken und den sicheren Betrieb von Lasergeräten zu gestalten und zu kontrollieren. Spezielle Kenntnisse umfassen folgende Themenkreisen: Laserphysik und Lasertechnik Grundlagen der Lasersicherheit Gesetzliche Grundlagen und Normen Laserschutzmaßnahmen und Laserschutzbrillen Spezielle Probleme der Lasersicherheit 3 Einführung Umsetzung dieser Anforderungen durch Erlangen von Wissen über: physikalischen, technische und biologischen Grundlagen des Laserstrahlenschutzes gesetzliche und normative Randbedingungen Grundlagen des organisatorischen und baulichen Laserstrahlenschutzes 4 2

3 Einführung L A S E R Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 5 Inhaltsverzeichnis Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.2: Laserarten / Medizinische Lasersysteme Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.5: Laser Strahlenschutz 6 3

4 Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.1.1: Physikalische Grundlagen Licht, Atome, Molekühle (Eigenschaften, Nomenklatur, Energieniveaus,...) Kap.1.2: Wechselwirkung von Laserstrahlung mit Materie Adsorption und Emission von Licht Absorption Spontane Emission Induzierte Emission Strahlungsbegriffe 7 Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.1.3: Das Laserprinzip / Lasertechnik Historie Das Laserprinzip Pumpprozesse Optisches Pumpen Elektr. Pumpen Optische Resonatoren Eigenschaften der Laserstrahlen 8 4

5 Inhaltsverzeichnis Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.2: Laserarten / Medizinische Lasersysteme Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.5: Laser Strahlenschutz 9 Kap.2: Laserarten / Med. Lasersysteme Kap.2.1: Laserarten und Betriebsweisen Lasertypen Gaslaser Flüssigkeitslaser Festkörperlaser Halbleiterlaser Übersicht Betriebsarten Dauerstrichbetrieb Gepulster Betrieb a) Q-Switch b) Cavity Dumping c) Mode locking 10 5

6 Kap.2: Laserarten / Med. Lasersysteme Kap.2.2: Medizinische Lasersysteme Definition Prinzipieller Aufbau Strahlführungssysteme Laser Applikatoren Spezielle Lasertechniken Anwendungsbeispiele Dosimetrie bei Laserstrahlung 11 Inhaltsverzeichnis Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.2: Laserarten / Medizinische Lasersysteme Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.5: Laser Strahlenschutz 12 6

7 Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.3.1: Biologische Wirkung der Laserstrahlung auf das Auge und die Haut Laserstrahlung und biologisches Gewebe Wechselwirkungsmechanismen Hautschäden Augenschäden Medizinische Betrachtung (EN 60825) 13 Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.3.2: Wechselwirkung von Laserstrahlung mit biologischem Gewebe Parameter der Wechselwirkung Photochemische Effekte Thermische Effekte Nicht-Thermische Effekte Ablation (Gewebsabtragung) Optischer Durchbruch 14 7

8 Inhaltsverzeichnis Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.2: Laserarten / Medizinische Lasersysteme Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.5: Laser Strahlenschutz 15 Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.4.1: EN (Sicherheit von Lasereinrichtungen) Anwendungsbereich / Begriffsdefinitionen Anforderungen für die Herstellung Konstruktionsanforderungen Beschilderung zusätzliche Anforderungen Klassifizierung Prüfungen Richtlinien für den Benutzer Gefahren / Sicherheitsvorkehrungen MZB - Maximal zulässige Bestrahlung Berechnungsbeispiele 16 8

9 Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.4.2: EN (Med. elektr. Geräte Besondere Festlegungen für diagn. und therapeut. Lasergeräte) Allgemeines / Begriffsdefinitionen Schutz vor Konstruktive Anforderungen Kap.4.3: ON S1100 (Anforderungen an die Ausbildung von geprüften Laserschutzbeauftragten) 17 Inhaltsverzeichnis Kap.1: Grundlagen Laserphysik Kap.2: Laserarten / Medizinische Lasersysteme Kap.3: Biologische Wirkung der Laserstrahlung Kap.4: Gesetzliche und Normative Randbedingungen Kap.5: Laser Strahlenschutz 18 9

10 Kap.5: Laserstrahlenschutz Kap.5.1: Unfallverhütungsvorschrift Laserstrahlung Kap.5.2: Der Laserstrahlenschutzbeauftragte Allgemeines Organisatorische Maßnahmen Aufgaben Unterweisung Kap.5.3: Laser Schutzausrüstung Laserschutzbrillen (EN 207) Laserschutzwände (EN ) Kap.5.4: Sonstige Gefahren 19 10