Lasersicherheit. mögliche Verletzungen und Schutzmassnahmen. Darling I think you went through a red light!

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1 Lasersicherheit mögliche Verletzungen und Schutzmassnahmen Darling I think you went through a red light! Ausschluss von folgenschweren Schädigungen durch den Einsatz von Laserstrahlung

2 Lasersicherheit Gefahren: biologisch: Schädigung von Augen und Haut chemisch: Auslösung von chemischen Reaktionen, Entzündung oder Explosion von brennbaren Stoffen, Bildung von gesundheitsschädlichen Gasen mechanisch: Explosion von Lasersystemen elektrisch: Hochspannung

3 Sicherheitsphilosophie Es gibt keinen vollkommenen Schutz! Festlegung von möglichst niedrigen Grenzwerten, so dass es zu keinen schweren Schäden kommt. Konzept Laserdaten Laserklassen Schutzmassnahmen Hersteller klassifiziert Lasergerät gemäss Leistungsdaten in Übereinstimmung mit Spezifikationen der entsprechenden Laserklassen Betreiber sorgt für Schutzmassnahmen entsprechend der klassifizierten Laserschutzklassen Eigenverantwortung!

4 Schädigungsmöglichkeit des Auges X-rays, microwaves 150nm - 280nm; µm 280nm - 400nm 400nm nm Schädigungsort ist wellenlängenabhängig

5 Biologische Wirkung von Laserstrahlung Wellenlängenbereich Augenschäden Hautschäden Ultraviolet C ( nm) Ultraviolet B ( nm) Ultraviolet A ( nm) Visible ( nm) Infrared A ( nm) Infrared B ( nm) Horn- und Bindehautentzündungen Horn- und Bindehautentzündungen Linsentrübung, (grauer Star) photochem. und thermische Netzhautschäden; photochem. Schädigung der Photorezeptoren oder thermisch durch Absorption in Melanin im Pigmentepithelium Linsentrübung, Netzhautverbrennung Schlierenbildung in der Kammerflüssigkeit, Linsentrübung, Hornhautverbrennung Hautrötung, Sonnenbrand, Krebsgefahr beschleunigte Hautalterung, starke Bräunung, verstärkte Pigmentierung, Krebsgefahr Bräunung, photosensitive Reaktion, Verbrennung Bräunung, photosensitive Reaktion, Verbrennung photosensitive Reaktion, Hautverbrennung photosensitive Reaktion, Hautverbrennung Infrared C (3-10 µm) Hornhautverbrennung Hautverbrennung

6 Medizinische Laser ArF (193nm) Sensitivity V(λ) XeCl (308nm) Au (577nm) Nd:YAG + KTP (532nm) + Ar ( nm) Dye Wavelength (nm) + Kr (647nm) Alexandrite ( nm) GaAs ( nm) spektrale Empfindlichkeit des Auges (Tagessehen) Nd:YAG (1.064 µm) nm besonders gefährlicher Bereich! Ho:YAG (2.1µm) Er:YAG (2.94 µm) CO 2 (10.6 µm) UV IR 0.1 visible λ (µm)

7 Maximal zulässige Bestrahlung (MZB) Grenzwert von Laserstrahlung, dem Personen unter normalen Umständen ausgesetzt werden dürfen, ohne dass schädliche Folgen eintreten. Laser-Gewebe-Wechselwirkung ist wellenlängenabhängig Unterschiedliche Werte für gepulste und kontinuierliche Strahlung Besondere Probleme beim Auge durch Fokusierungslinse und veränderliche Pupillenöffnung erhöhte Intensität auf der Netzhaut Verstärkungsfaktor Obergrenze bei maximal geöffneter Pupille (7 mm) (ungünstigster Fall)

8 Maximal zulässige Bestrahlung (MZB) Bestrahlungsstärke [W/m 2 ] cw - Laser nm Bestrahlungsstärke auf der Hornhaut Bestrahlungsdauer [s] Beispiel: Argon Laser (λ = 514 nm) von 700 mw mit einem Durchmesser von 1.7 mm. Wie gross ist maximal zulässige Bestrahlungszeit? W 5 W Bestrahlungstärke des Lasers: E = L 10 = (0.85) 2 π m m t max = s

9 Grenzwerte für Haut UV sichtbar und IR Für sichtbare und IR-Strahlung geht die maximale Bestrahlungsstärke für eine Bestrahlungsdauer oberhalb von 10 s in einen konstanten Wert über, da in diesem Zeitbereich das Kühlsystem des Körpers aktiv wird. Beispiel: Argon Laserstrahl mit der Wellenlänge λ = nm und einer Bestrahlungsstärke von W/cm 2 darf auf die Haut nicht länger als s lang treffen.

10 Maximal zulässige Bestrahlung (MZB) gepulste Laserstrahlung MZB wird durch Tierexperimente bestimmt, in denen man den Grad der Schädigung in Abhängigkeit der Bestrahlungsstärke und der Bestrahlungszeit für unterschiedliche Wellenlängen bestimmt (ED 50 ).

11 Laserklassen Damit das Gefährdungspotential auf einen Blick ersichtlich ist, werden Laser aufgrund der Gefährlichkeit der zugänglichen Strahlung in Laserklassen eingeteilt. Einteilung entsprechend dem Gefahrenpotential Klasse 1 Klasse 1M Klasse 2 Klasse 2M Klasse 3R Klasse 3B Klasse 4 völlig ungefährlich sehr gefährlich im Gegensatz zur Klassifizierung bei Giftstoffen nimmt der Grad der Gefährdung bei Lasern mit steigender Klasse zu!

12 Klasse 1 Laser der Klasse 1 sind unter vernünftigerweise vorhersehbaren Betriebsbedingungen sicher, auch bei Verwendung optischer Hilfsmittel. Ist die Strahlung zugänglich, dann ist sie so schwach, dass Schädigung ausgeschlossen werden kann. Ist die Strahlung gefährlich, dann ist sie wegen des technischen Aufbaus der Lasereinrichtung unzugänglich, auch bei Fehlmanipulationen. ganzer Strahl erfüllt Bedingung der Klasse 1!

13 Klasse 1M (M für magnified instruments) Laser der Klasse 1M senden einen zugänglichen Strahl im Wellenlängenbereich 302,5nm 4000 nm aus, der entweder divergent verläuft oder aufgeweitet ist. a) divergenter Strahl: b) aufgeweiteter Strahl: Für den ganzen Strahl ist eine Strahlungsleistung bis 0,5 Watt zulässig (= Grenzwert für Klasse 3B). Im Wellenlängenbereich nm wird der Strahl von der Pupille beschnitten. Deshalb gelangt nur ein Teilstrahl, der den Grenzwert von Klasse 1 nicht überschreitet, ins Augeninnere. Die Pupille macht also den gefährlichen Laser augensicher.

14 Klasse 1M Achtung: Laser der Klasse 1M können gefährlich sein, wenn sich ein optisches Instrument (Lupe, Mikroskop, Fernglas) vor dem Auge befindet! Eine Brille gilt hier nicht als optisches Instrument. Der Inverkehrbringer muss angeben, bei welchen optischen Instrument vor dem Auge der Laser gefährlich wird. (Ein 7x50 Binocular sammelt 49 mal mehr Energie!) Beim Einsatz optisch sammelnder Instrumente können vergleichbare Gefährdungen wie bei Klasse 3R oder 3B auftreten.

15 Klasse 2 Die zugängliche Laserstrahlung liegt im sichtbaren Spektralbereich (400 nm bis 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Einwirkungsdauer (bis 0,25s) ungefährlich auch für das Auge. Zusätzliche Strahlungsanteile außerhalb des Wellenlängenbereiches von nm erfüllen die Bedingungen für Klasse 1. Die maximale Leistung beträgt 1 mw. Lidschlussreflex schützt das Auge!

16 Klasse 2M Laser der Klasse 2M senden einen zugänglichen Strahl im sichtbaren Wellenlängenbereich 400 nm 700 nm aus, der entweder divergent verläuft oder aufgeweitet ist. kurzzeitiger Einwirkungsdauer (bis 0,25s) ist für das Auge ungefährlich, solange der Querschnitt nicht durch optische Instrumente (Lupen, Linsen, Teleskope) verkleinert wird! Für den ganzen Strahl ist eine Strahlungsleistung bis 0.5 W zulässig (= Grenzwert für Klasse 3B). Der Strahl wird jedoch von der Pupille derart abgeschnitten, dass max. 1 mw Strahlungsleistung auf die Netzhaut des Auges gelangen kann. Gefahr bei Verwendung von optischen Instrumenten!

17 Klasse 3R (R = relaxed = gelockerte Klasse 3B) Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Wellenlängenbereich von 302,5 nm bis 10 6 nm und ist gefährlich für das Auge. P < 5 mw Laser-Einrichtungen, bei denen die MZB überschritten wird, deren Strahlung jedoch das 5-fache des Grenzwertes der Klasse 1 oder Klasse 2 (im Wellenlängenbereich nm) begrenzt ist. Diese Strahlungsquellen besitzen damit ein gewisses Gefährdungspotential, das Risiko ist jedoch viel geringer als in Klasse 3B.

18 Klasse 3B Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge, häufig auch für die Haut! Das direkte Blicken in den Strahl bei Lasern der Klasse 3B ist gefährlich. Ein Strahlbündel kann sicher über einen diffusen Reflektor betrachtet werden, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig gelten: der minimale Beobachtungsabstand zwischen Schirm und Hornhaut des Auges ist 13 cm; die maximale Beobachtungsdauer 10s. es treten keine gerichteten Strahlanteile auf, die ins Auge treten können

19 Klasse 4 Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Die Laserstrahlung kann Brand- und Explosionsgefahr verursachen. Bei der Anwendung von Lasereinrichtungen der Klasse 4 muss immer geprüft werden, ob ausreichende Maßnahmen gegen Brand- und Explosionsgefahren getroffen sind Quasi alle Lasersysteme, die in der medizinischen Therapie für Koagulation, Vaporisation, Ablation und Disruption von Gewebe eingesetzt werden, gehören zur Laserklasse 4.

20 Vereinfachte Übersicht Klasse 1, 1M Klasse 2, 2M sichtbar unsichtbar ungefährlich, keine optischen Instrumente Lidschlussreflex keine optischen Instrumente Klasse 3A keine optischen ungefährlich Instrumente Klasse 3R direkte Bestrahlung der Augen vermeiden! Klasse 3B gefährlich! Nicht dem direkten Strahl aussetzen, Betrachtung nur auf diffuser Oberfläche Klasse 4 sehr gefährlich! Auch Streustrahlung gefährlich!

21 Schutzbrillen Wellenlänge Schutzstufe Hersteller D 515 L8 XYZ DIN Prüfzeichen D = Dauerstrich I = Impulsbetrieb R = Riesenimpulsbetrieb M = Modenkopplung Laserschutzbrillen schwächen einen auftreffenden Laserstrahl so stark ab, dass auf der Augenseite nicht mehr Strahlung vorhanden ist, als ein Laser der Klasse 1 abgeben darf.

22 L D 514 L5 Schutzstufen und Verwendung der Laserschutzfilter bzw. Laserschutzbrillen

23 Sicherheitvorschriften Für den Betrieb von Lasereinrichtungen der Klasse 3B und 4 ist ein Laserschutzbeauftragter zu bestellen. Laserbereiche müssen gekennzeichnet werden. Bei Lasern der Klasse 3B und 4 müssen an den Zugängen zum Laserbereich Warnleuchten angebracht werden. Die Laserbereiche müssen abgegrenzt werden. Im Laserbereich müssen Schutzbrillen getragen werden. Personen, die sich im Laserbereich aufhalten, müssen über das zu beachtende Verhalten aufgeklärt werden. Es müssen Schutzmassnahmen getroffen werden, falls Brand- oder Explosionsgefahr durch Laserstrahlung besteht.

24 Sicherheitsmassnahmen ins tr. user manual Laserstrahl Augen und Haut nicht dem Strahl aussetzen! Laser Klasse 4 L ASER P=100 W P<5.5 P kw t= ms f= Einzelpuls bis 300 Hz λ = 1064 nm Raum Laser

25 Laseroperation

26 Checkliste Identifikation: Ist der Laser mit Angaben über Hersteller und/oder Inverkehrbringer, Gerätetyp, Seriennummer usw. versehen (Typenschild), so dass eine eindeutige Identifikation möglich ist? Kennzeichnung: Ist der Laser mit mindestens einem Laserwarndreieck gekennzeichnet? Ist der Laser mit einem Klassenhinweiszeichen versehen, das die Klassenzuteilung und den klassenbezogenen Warntext enthält? UNSICHTBARE LASERSTRAHLUNG BESTRAHLUNG VON AUGE ODER HAUT DURCH DIREKTE ODER STREUSTRAHLUNG VERMEIDEN LASERKLASSE 4

27 Checkliste Ist der Laser mit den technischen Angaben über den Laserstrahl versehen? - Wellenlänge - Strahlungsleistung bzw. Strahlungsenergie mit Impulscharakteristik - Strahldimension, z.b. Strahldurchmesser in 100 mm Abstand (nur nötig bei den Klassen 1M, 2M, und 3A) Ist bei unsichtbaren Laserstrahlen der Vermerk Unsichtbare Laserstrahlung angebracht?

28 Jeder! ist für die eigene Sicherheit, die des Patienten und die Sicherheit in seinem Bereich verantwortlich Gewohnheit ist die grösste Gefahr! Schutzbrille auf!!!!