CC BY
26УДК 621.375.826:617.75
Н.Ю. Малькова, И.Н. Ушкова, Е.И. Романенко ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ПРОЕКТОРОВ НА ОРГАН ЗРЕНИЯ
«Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья, Санкт-Петербург
Проведена гигиеническая оценка лазерного излучения от лазерных проекторов, используемых в концертных и театрально-зрелищных мероприятиях для проведения лазерных шоу. Исследовано действие лазерного излучения различных длин волн и режимов на функциональное состояние сетчатой оболочки глаза.
Ключевые слова: лазерные проекторы, лазерное излучение, орган зрения.
N.Yu.Mal'kova, I.N.Ushkova, E.I. Romanenko. Effects in eyes, caused by laser rays emitted by laser-beam projectors
North-West Public Health Research Center, Saint-Petersburg
Health assessment of laser radiation emitted by laser-beam projectors used for laser shows in concert and theatrical events was carried out. The effects of various laser radiation wavelengths and regimes on functional state of eye retina were studied.
Key words: laser beam projectors, laser radiation, visual organ.
Развитие современных лазерных технологий и их внедрение в различные области науки и техники позволило лазерам широко войти в повседневный быт человека, а также в сферу культуры, изобразительного искусства и шоу индустрии [7].
Обязательной составляющей любого крупного события или представления является лазерное шоу, которое сопровождается применением лазерных проекционных систем для создания статических или динамических музыкально-синхронизированных лучевых композиций графических изображений на экране или в пространстве зрительской аудитории. В качестве объекта локализации изображения используются различные светорассеивающие среды: стена здания, рельеф местности, отражающий или полупрозрачный экран. В концертных, цирковых и театральных программах нередко используют лазерные эффекты в качестве элемента светового оформления. Как правило, это лучевые композиции, дифракционные картины, развертки луча в пространстве, позволяющие в слегка задымленном пространстве сцены и зала создавать волны, туннели и множество других объемных композиций в соответствии с возможностями сканирующих устройств проекционной системы [2].
При проведении лазерного шоу должны выполняться определенные правила и требования, обеспечивающие безопасность зрителей, артистов, персонала и окружающих объектов. В первую очередь эти требования касаются мощности лазерных лучей, их направления и продолжительности воздействия [4].
Нарушение правил безопасности во время проведения лазерного шоу может привести к тяжелым последствиям для здоровья окружающих. Подтверждением этому являются события, произошедшие на музыкальном фестивале «Аквамарин» на границе Пе-тушинского и Кержачского районов Владимирской об-
ласти в ночь на 6 июля 2008 г., в котором участвовало более тысячи человек. Данный случай является примером грубого нарушения норм и правил безопасности при работе с лазерным оборудованием. В результате после проведения фестиваля в больницы попали более 30 человек с ожогами сетчатки глаз, нарушением кровообращения глазных артерий. Потеря зрения в отдельных случаях составила до 80%. При этом у пациентов отмечались кровоизлияния на глазном дне и на сетчатке глаза различной величины. Получить такие повреждения возможно при лазерном излучении, превышающем величины ПДУ [6]. Причиной этого явилось лазерное шоу, первоначально рассчитанное на проекцию в небо, но впоследствии из-за дождя направленное вниз на аудиторию [1].
Цель настоящей работы — провести замеры лазерного излучения от наиболее часто используемых проекторов и оценить действие лазерного излучения различных длин волн и режимов на функциональное состояние сетчатой оболочки глаза.
Материал и методики. Измерение уровней лазерного излучения проводилось с использованием дозиметра ЛД-07 на основании ГОСТ Р 12.1.031-2010 [3] на различных расстояниях: 7 м для рассеянного лазерного излучении и 13-19 м для диффузно отраженного лазерного излучения. Предположительно на этих расстояниях могут находиться артисты и зрители. Оценка лазерного излучения проводилась для органов-ми-шений, глаз и кожи, в соответствии с «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» [6]. Время действия рассеянного излучения на глаза принято за время мигательной реакции глаза (0,25 с), время действия излучения на кожу принято за максимальное время проведения шоу — 0,5 часа. Замеры проводились в условиях настройки системы, при статичном тестовом изображении (режим макси-
Таблица 1
Энергетическая освещенность рассеянного лазерного излучения от различных проекторов
Проектор Длина волны излучения, нм Уровень лазерного излучения, Вт/см2 ПДУ для глаз, Вт/см2 ПДУ для кожи, Вт/см2
POLARIS 5RGB 5W 446 (1,8-2,9)х10-5 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (4,5-4,8)х10-5 2,5х10-4 5,0х10-2
650 (6,7-8,4)х10-5 5,0х10-4 5,0х10-2
Cittadini Real COLOR 3W 440 (1,5-2,1)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (2,1-3,0)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (1,5-4,1)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
Cittadini Real COLOR 6W. 440 (1,8-2,9)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (2,3-4,3)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (1,7-5,1)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
Kvant SPECTRUM 10W 445 (0,9-1,8)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (1,5-2,7)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (2,1-2,2)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
Maxim MX5 5W 532 (1,5-2,2)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
Maxim MX8 8W 532 (2,8-3,2)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
К.1000 1W 532 (3,3-5,4)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
K5G 5W 532 (1,4-2,2)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
Cittadini Real COLOR 12W. 440 (3,8-6,1)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (4,3-7,3)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (3,4-8,2)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
Cittadini Real COLOR 20W 440 (3,8-5,9)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (3,9-7,3)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (3,7-6,9)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
TechArt SPECTR 11W RGB 445 (1,5-7,0)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (2,3-4,б)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (1,5-5,5)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
TechArt SPECTR 21W RGB 445 (1,5-7,0)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (2,3-4,б)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (1,5-5,5)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
RGB 2 445 (0,7-1,9)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (1,1-2,5)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640-680 (0,5-1,4)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
ARCTOS 10000 445 (1,2-2,5)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (2,2-3,4)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (2,3-3,5)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
ARCTOS 2000 445 (0,6-1,5)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (3,2-4,2)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
640 (2,9-3,6)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
GS-2W 445 (1,1-1,5)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (3,7-4,б)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
635 (3,7-4,0)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
GS-5W 445 (5,1-5,б)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (5,8-6,0)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
635 (4,2-4,5)х10-4 5,0х10-4 5,0х10-2
Maxim Kvant 532 (2,4-3,3)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
Блиц 532 (3,0-3,8)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
PIONEER 5000 532 (0,43-1,2)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
ARC-PIONER 8500 480 (0,1-2,0)х10-5 2,5х10-4 5,0х10-2
532 (0,2-1,1)х10-4 2,5х10-4 5,0х10-2
670 (0,5-1,2)х10-5 5,0х10-4 5,0х10-2
Примечание: жирным шрифтом отмечены величины, превышающие предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения для глаз.
мального воздействия на глаза). При выявлении превышения ПДУ, рассчитывались лазероопасные зоны (ЛОЗ) [5]. Рассеянное излучение полупроводникового лазера красной, зеленой, синей областей спектра (с длиной волны 640, 532, 440 нм соответственно), энергетической освещенности 1х10-6 Вт/см2 и 1х10-4 Вт/см2 при времени воздействия 5 мин., направлялось в глаза добровольцев. Оценка функционального состояния зрительного анализатора проводилась методами аномалоскопии на приборе АН-59 и адаптометрии на приборе АДМ до действия излучения и сразу после действия излучения.
Результаты и их обсуждение. Уровни энергетической освещенности диффузно отраженного лазерного излучения от изучаемых проекторов во всех случаях существенно, иногда на два порядка и более, не превышали ПДУ. Уровни энергетической освещенности рассеянного лазерного излучения от различных проекторов, действующие на артистов и зрителей во время проведения лазерного шоу, представлены в табл. 1.
Из таблицы следует, что значения рассеянного излучения в отдельных случаях могут превышать предельно допустимые уровни для глаз и не превышают ПДУ для кожи.
Кроме этого, из табл. 1 видно, что рассеянное излучение от установок с выходной мощностью до 5 Вт, как правило, не превышает предельно допустимые уровни для глаз в синей области спектра (440-446 нм), а от установок с выходной мощностью свыше 6 Вт — превышает.
Уровни рассеянного лазерного излучения зеленой области спектра (532 нм) в большинстве случаев превышают ПДУ или находятся в пределах близких к ним и не зависят от выходной мощности установки.
Уровни рассеянного лазерного излучения красной области спектра (640-650 нм) практически не пре-
Изменения цветовой чувствительности, М±т, усл. ед.
вышают ПДУ от установок с выходной мощностью менее 10 Вт.
Для проекторов, лазерное излучение которых превышает ПДУ рассчитаны лазероопасные зоны (ЛОЗ). Их величины представлены в табл. 2.
Таблица 2
Лазероопасные зоны для проекторов с выявленными превышениями ПДУ лазерного излучения, м
Проектор ЛОЗ
Cittadini Real COLOR 3W 8
Cittadini Real COLOR 6W 16
Maxim MX8 19
К.1000 28
GS-2W 24
GS-5W 26
Maxim Kvant 19
Блиц 22
ARCTOS 10000 13
ARCTOS 2000 13
RGB 2 7
Cittadini Real COLOR 12W 17
Kvant SPECTRUM 10W 10
Во время проведения лазерного шоу возможно сканирование излучения по глазам зрителей, поэтому было изучено функциональное состояние сетчатой оболочки глаза, а именно цветовой и световой чувствительности при действии на глаза лазерного излучения длинами волн 440; 532 и 640 нм. Энергетические освещенности 1х10-6 Вт/см2 и 1х10-4 Вт/см2 выбраны для исследования как минимально и максимально возможные уровни при проведении лазерного шоу, но не превышающие ПДУ.
Состояние цветовой чувствительности добровольцев при действии лазерного излучения различных длин волн представлено в табл. 3.
Таблица 3
Энергетическая освещенность лазерного излучения, Вт/см2 Наименование цветоприемника До действия излучения После действия лазерного излучения
\=640 нм \=532 нм \=440 нм
1х10-4 Красный Зеленый Синий 12,4 ± 0,62 9,9 ± 0,58 9,1 ± 0,72 14,6 ± 0,57 11,6 ± 0,65 11,9 ± 0,51 15,1 ± 0,52 13,7 ± 0,58 13,4 ± 0,65 13,8 ± 0,42 11,3 ± 0,42 11,3 ± 0,44
1х10-6 Красный Зеленый Синий 12,4 ± 0,62 9,9 ± 0,58 9,1 ± 0,72 14,1 ± 0,63 14,9 ± 0,61 12,8 ± 0,51 11,5 ± 0,64 13,3 ± 0,66 11,1 ± 0,44 11.5 ± 0,61 12.6 ± 0,64 10,8 ± 0,40
Примечание: жирным шрифтом выделены достоверные изменения по сравнению с исходным состоянием.
Таблица 4
Изменения световой чувствительности, М±т, с
Энергетическая освещенность лазерного излучения, Вт/см2 До действия излучения, с После действия лазерного излучения
\=630 нм \=532 нм \=440 нм
1х10-4 21,9 ±1,16 34,9 ±1,22 38,5 ±0,74 30,6 ± 0,51
1х10-6 33,0 ± 1,28 36,7±1,09 30,1±0,71
Примечание: обозначения жирным шрифтом соответствуют достоверным изменениям с исходным состоянием.
Состояние световой чувствительности добровольцев при действии лазерного излучения различных длин волн представлено в табл. 4.
Из табл. 3 и 4 видно, что при действии лазерного излучения всех трех областей спектра (красный, зеленый, синий) на орган зрения имеют место достоверные изменения в световой и цветовой чувствительности по сравнению с исходным состоянием.
Исследования показали, что действие излучения всех изучаемых режимов приводит к достоверным изменениям в цвето- и световосприятии. Наиболее значимые различия отмечены при действии излучения длиной волны 532 нм, менее значимые — при действии излучения синей области спектра длиной волны 440 нм.
Выводы. 1. Проекторы, широко используемые в настоящее время в театрально-зрелищных мероприятиях, вне зависимости от их выходной мощности, имеющие превышение ПДУ лазерного излучения для глаз, являются опасными для артистов и/или зрителей. 2. Действие лазерного излучения на глаза красной, зеленой, синей областей спектра энергетическими освещенно-стями, применяемыми при проведении лазерных шоу, в дозах, не превышающих предельно допустимые уровни, приводят к достоверным изменениям функции зрения по состоянию световой и цветовой чувствительности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андрюхин А. Зрители лазерного шоу получили глазные ожоги // Известия.— 06.07.2008.— С. 2.
2. Волковицкий O.A., Седунов Ю.С., Семёнов Л.П. Распространение лазерного излучения в облаках.— Л.: Гидрометео-издат, 1982.— 196 с.
3. ГОСТ Р 12.1.031 — 2010 «Система стандартов безопасности труда ЛАЗЕРЫ Методы дозиметрического контроля лазерного излучения». — М. : Стандартинформ, 2012. — 49 с.
4. Дуванов Б.Н. Защита от лазерных излучений /Учеб. по-соб. — М., 2007.
5. Кириллов А.И., Морсков В.Ф., Устинов Н.Д. Дозиметрия лазерного излучения / под ред. Н.Д. Устинова.— М.: Радио и связь, 1983.— 192 с.
6. «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» № 5804-91 от 31.06.91 г. — М.:1992. — 94 с.
7. Шикин E.B., Боресков A.B. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения.— М.: Диалог-МИФИ, 1995. — 288 с.
REFERENCES
1. Andryukhin A. Spectators of laser show got eye burns.— Izvestiya, 06/07/2008.— 2 (in Russian).
2. Volkovitskiy O.A., Sedunov Yu.S., SemenovL.P. Laser radiation spread in clouds.— Leningrad: Gidrometeoizdat, 1982.— 196 p. (in Russian).
3. State Standard R 12.1.031-2010 «System of standards for work safety. LASERS. Methods of dosimetry control of laser radiation» .— Moscow: Standartinform, 2012.— 49 p. (in Russian).
4. Duvanov B.N. Protection against laser radiation.— Textbook. Moscow, 2007 (in Russian).
5. Kirillov A.I., Morskov V.F., Ustinov N.D. Dosimetry of laser radiation. N.D. Ustinov.— Moscow, Radio i svyaz', 1983.— 192 p. (in Russian).
6. «Sanitary rules and regulations of construction and exploitation of lasers» № 5804-91 on 31/06/1991.— Moscow, 1992.— 94 p. (in Russian).
7. Shikin E.B., Boreskov A.B. Computer graphics. Dynamics, realistic images.— Moscow, Dialog-MIFI, 1995.— 288 p. (in Russian).
Поступила 23.07.2014
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Малькова Наталия Юрьевна,
гл. науч. сотр. ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья», д-р биол. наук. E-mail: lasergrmal@mail.ru. Ушкова Ирина Николаевна,
вед. науч. сотр. ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья», д-р мед. наук. E-mail: lasergrmal@mail.ru. Романенко Егор Игоревич,
аспирант ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья». E-mail: Egorromanenko@mail.ru.
УДК 616-007.19:616-002.17
Е.В. Улановская, А.В. Попов
СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ КЛИНИКИ, ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ
МИОФИБРОЗОВ
«Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья», Санкт-Петербург
Профессиональные заболевания верхних конечностей от физического перенапряжения являются одной из наиболее распространенных форм профессиональной патологии. Наиболее частой формой заболеваний являются ми-
