Valokovettajien lähettämä optinen säteily ja siltä suojautuminen

Taustaa

Hammaslääkärin työssä yhdistelmämuovitäytteiden kovettamiseen käytetään erilaisia valokovettimia eli valolähteitä. Näillä nopeutetaan yhdistelmämuovitäytteiden kovettumista sellaisen valon avulla, joka pääasiallisesti on näkyvää valoa ja osittain ultraviolettisäteilyä (UV) (1, 2). UV-säteilyn aallonpituus on 320–400 nm. Merkittävin osa valolähteen valosta on ns. sinistä valoa, jonka aallonpituus on 400–500 nm. Lisäksi lähde lähettää myös muuta näkyvää valoa, jonka aallonpituus on 500–700 nm.

Yhdistelmämuovitäytteen kovetuksessa valolähde suunnataan 20 sekunnista jopa kolmeen minuuttiin kovetettavaa täytettä kohti. Osa valosta heijastuu potilaan suusta, jolloin on epävarmaa, missä määrin valoa osuu hammaslääkärin silmiin ja iholle. Valolähteestä tullut ja muualta heijastunut valo voi osua silmiin myös sivulta. Hammaslääkärin ja hammashoitajan suojaksi tätä valoa vastaan käytetään yleisesti oranssinväristä suojalevyä, jonka tarkoituksena on vaimentaa suusta heijastunut valo sellaiseksi, joka ei ole haitallista silmille tai iholle. Vaikka ohjeissa suositellaan suojalasien käyttöä (3), se ei liene kovin yleistä Suomessa. Valokovettajien mukana tulee myös laitteisiin kiinnitettäviä suojia, joita käytetään vain vähän niiden työtä hankaloittavien ominaisuuksien takia.

UV-säteilyn ja sinisen valon haitallisuutta voidaan arvioida erilaisten normien ja suosituksien perusteella (4). Suomessa on vielä voimassa sosiaali- ja terveysministeriön päätös 1474/91, jossa annetaan ohjearvo aallonpituuspainotetulle ultraviolettisäteilylle (5). Yhdysvalloissa käytetään maan työhygieenikkojärjestön ACGIH:n suositusta, jossa on annettu ohjearvot aallonpituuden funktiona (4). Euroopan unionissa on hyväksytty direktiivi, joka käsittelee optisia säteilyjä ja joka implementoidaan suomalaiseen lainsäädäntöön vuonna 2010 (6).

Valaistuksen arvioimiseksi käytetään useimmiten Suomen valoteknisen seuran suosituksia sisävalaistukselle (7) ja nykyään myös standardia SFS-EN 12464-1 (8). Riittävänä valaistusvoimakkuutena pidetään usein arvoa, joka on yli puolet suositusarvoista (ei kuitenkaan alle 150 lx). Hammaslääkärin tilan yleisvalaistukseksi suositellaan 500 lx, potilaaseen kohdistuvana 1000 lx, toimenpidealueelle 5000 lx sekä hampaan valkoisuuden arvioimiseksi 5000 lx. Valaistus ei saa häikäistä potilasta ja siksi potilaalle annetaan usein värilliset suojalasit hoidon ajaksi. Hammaslääkärin pitää nähdä tarkasteltava kohde eli suun alue mahdollisimman hyvin. Hammaslääkärin ja hammashoitajan silmiin ei saa kuitenkaan kohdistua niin kirkasta valoa, että se aiheuttaa häikäisyä.

Kohteet ja menetelmät

Mittauksia tehtiin viidellä valokovettajalla, joista kaksi oli LED-tekniikkaan perustuvia (SmartLite BA 02609 ja Planmeca unit) ( «»1), yksi plasmaperusteinen (Apollo E95) ja kaksi halogeenilamppuun perustuvaa kovettajaa (ESPE Elipar Highlight ja Optilux).

Optisten säteilyjen tehotiheyksiä mitattiin Solar Light PMA 2100 -mittarilla, jossa oli tähän tarkoitukseen soveltuvia antureita ultraviolettisäteilylle (UV Hazard, mittayksikkö µW/cm²), siniselle valolle (Blue Light Hazard, mittayksikkö µW/cm²) ja valaistusvoimakkuudelle (Photopic sensor, mittayksikkö lx). Kuhunkin anturiin oli ohjelmoitu tarkoitukseen soveltuva aallonpituuspainotus. Tällä mittaustekniikalla voitiin heti yksikkömuunnosten jälkeen verrata mittaustuloksia ohjearvoihin, eikä työlästä radiometristä aallonpituuspainotusten analysointia tarvittu.

Tutkimuksessa mitattiin hammaslääkärin visiirin, oranssin suojalevyn ( «»2), potilaslasien (aurinkolasit kolme erilaista tyyppiä, jatkossa potilaslasit, aurinkolasit ja aurinkolasit 2) sekä luuppien läpi menevän säteilyn arvoja. LED-tekniikalla toimivissa valokovettajissa oli myös kiinteä muovinen suoja, jonka säteilyn läpäisyä mitattiin.

Simuloidussa kliinisessä hoitotilanteessa mitattiin yhdistelmämuovitäytteiden kovettamisen yhteydessä hammaslääkärin silmiin ja kasvoille tulevan optisen säteilyn tehotiheys ja kaikista valolähteistä tuleva valaistusvoimakkuus. Sen jälkeen valokovettimen valolähde asetettiin ensin anturin pintaa vasten (suora) ja sitten tutkittavan säteilysuojan pintaan ja pinnan toiselta puolelta mitattiin säteilyn tehotiheys ja valaistusvoimakkuus (tekninen, heti takana).

Hanketta varten ei haettu eettistä lupaa, sillä ketään ei altistettu tavallisessa hammashoidossa ja siinä syntyvän säteilyn määrään poikkeavalla tavalla.

Tulokset

Hammaslääkärin altistumista kuvaava mittaustulosten yhteenveto on taulukossa 1. Erilaisten silmälasien ja suojien vaimennusvaikutus (suodatus) valokovettajien säteilylle ja valaistusvoimakkuudelle esitetään taulukossa 2.

Aallonpituuspainotetulle ultraviolettisäteilylle energiatiheyden ohjearvo on 30 J/m² ja siniselle valolle 100 J/m² (altistuminen yli 10 000 s/päivä) (1). Ohjearvo on turvaraja, jota ei tulisi ylittää. Jos hammaslääkäri käyttää valokovettajaa 10 minuuttia päivässä (hammaslääkäriasemalla arvioitu, niin sanottu liipasinaika), saadaan edellä mainituille ohjearvoille tehotiheydeksi ultraviolettisäteilylle 50 mW/m² ja siniselle valolle 170 mW/m². Tehotiheys saadaan jakamalla energiaan perustuva ohjearvo (J/m²) altistumisajalla (s), esimerkiksi 100 J/m² jaettuna 600 sekunnilla on 170 mW/m^2. Altistuminen voi vaihdella paikkaustyön määrästä johtuen työpäivän aikana. Ruotsalaisten tutkimusten mukaan altistumisaika voi olla jopa yli 30 minuuttia päivässä. Tästä syystä taulukossa 1 on laskettu myös sinisen valon voimakkuuteen perustuva sallittu altistumisaika.

Ultraviolettisäteilyn turvallisuusarvo (50 mW/m²) ei ylittynyt missään tilanteessa. Hammaslääkärin silmien ja kasvojen kohdalla tehotiheydet olivat 0,1–0,2 mW/m², joka on 0,2–0,4 % sallitusta ohjearvosta ( «Hammaslääkärin altistuminen valokovettajan valolle hoitotilanteessa, kun ei käytetä suojaa.»1). Valokovettajien valolähteen pinnan tasolta emittoituneet arvot olivat 2,1–7,2 mW/m². Nämä ovat 4–15 % sallitusta ohjearvosta ( «Silmälasien ja suojien suojaavuus valokovettajan säteilyä vastaan.»2). Läpinäkyvä visiiri vaimensi vähiten UV-säteilyä. Silmälasit heikensivät UV-säteilyn määrää vähintään puoleen ja potilaslasit pudottivat sen lähes kymmenesosaan. Eniten UV-säteilyn määrää vaimensi oranssi suojalevy.

Sinisen valon suorat tehotiheydet olivat kaikilla valokovettajilla samaa suuruusluokkaa eli noin 30 000 mW/m², josta hammaslääkärin silmien alueelle heijastui 80–140 mW/m². Nämä arvot ovat lähellä siniselle valolle annetun tehotiheyden ohjearvoa (170 mW/m²).

Potilaslasit, silmälasit, aurinkolasit ja luupit eivät suojanneet siniseltä valolta lainkaan. Ainoan riittävän suojan sinistä valoa vastaan antoi tähän tarkoitukseen suunniteltu oranssi suojalevy.

Vaikka valokovettajien lamppujen valon valaistusvoimakkuudet olivat hyvin suuria (15 000–52 800 lx), niistä ei tullut häiritsevässä määrin valoa hammaslääkärin silmien tai kasvojen kohdalle (140–270 lx) ( «Silmälasien ja suojien suojaavuus valokovettajan säteilyä vastaan.»2).

Pohdinta

Tässä työssä mitattiin joidenkin yleisesti käytössä olevien valokovettajien optista säteilyä sekä tavallisimpia potilaiden ja hoitohenkilöiden silmien suojaukseen tarkoitettuja välineitä. Tuloksia tulkittaessa on otettava huomioon, että otos valokovettajista oli varsin suppea, eikä suojaimiakaan testattu kovin kattavasti. Sininen valo osoittautui niin voimakkaaksi, että turvaraja saatetaan ylittää ilman suojausta. Testatuista suojista oranssi suojalevy vaimensi säteilyä tehokkaimmin.

Ultraviolettisäteily voi vaurioittaa silmiä ja ihoa (9–14). Yleensä sarveiskalvo ja silmän linssi absorboivat UV-säteilyn niin, ettei se vauriota verkkokalvoa. Poikkeuksena ovat kaihipotilaat, joilta linssi on poistettu, eikä uutta ole vielä laitettu tilalle, sekä pienet lapset (15). UV-säteily voi aiheuttaa lumisokeus-tyyppisiä ohimeneviä oireita, mutta toistuva altistuminen voi mahdollisesti aiheuttaa pysyviäkin vaurioita (15). Myös kaihiriski on olemassa UV-säteilylle altistuttaessa. Tässä tutkimuksessa testatut valokovettajat eivät emittoineet UV-säteilyä yli sallittujen arvojen, mutta koska käytössä on erityyppisiä valokovettajia, tuloksia ei voida suoraan yleistää kaikkiin markkinoilla oleviin valokovettajiin. Tämän takia on syytä olla varuillaan ja käyttää tarkoituksenmukaisia suojaimia.

Sinisen valon suurin riski liittyy verkkokalvon vaurioitumismahdollisuuteen (9–14), mikä on verrattavissa siihen, jos aurinkoa katsotaan ilman suojaimia auringonpimennyksen aikana. Sininen valo voi myös lisätä kaihiriskiä (16). Verkkokalvon valoreseptoreiden vaurioitumiseen viittaavat oireet ovat mustat täplät näkökentässä ja jälkikuvat. Noin 40 ikävuoden jälkeen verkkokalvolle kertyvä lipofuskiini lisää verkkokalvovaurion riskiä.

Muu näkyvä valo voi aiheuttaa häikäistymistä, joka voi huonontaa työn laatua ja lisätä tapaturmariskiä. Tässä tutkimuksessa mitatut valaistusvoimakkuudet silmien/kasvojen etäisyydellä eivät kuitenkaan olleet häiritsevän suuria ilman suojaimiakaan mitattuna.

On arvioitu, että 10–30 % valokovettajien valosta heijastuu hoitohenkilöihin (17). Tässä työssä mitattiin heijastuvalle siniselle valolle tehotiheyksiä 80–140 mW/m², mikä on 0,2–0,5 % suoraan lähettimestä mitatusta voimakkuudesta. Valokovettimien tekniikka, niiden valotehot ja hoitohenkilöiden tavat käyttää laitteita kuitenkin vaihtelevat, ja myös tapaturmaisen altistumisen mahdollisuus ja heijastuvan valon riski on otettava huomioon.

Tässä tutkimuksessa oranssi suojalevy näytti vaimentavan tehokkaasti sekä UV-säteilyä että sinistä ja näkyvää valoa. Silmälasit, aurinkolasit tai luupit sen sijaan eivät antaneet riittävää suojaa. On huomioitava, että me emme testanneet varsinaisia suojalaseja, jotka olisi tarkoitettu nimenomaan valokovettajatyöhön. Ruotsalaiset asiantuntijat testasivat näitä ja totesivat, että osa markkinoilla olevista suojaimista ei anna riittävää suojaa (3). Monien valokovettajien mukana tulee laitteisiin kiinnitettäviä erilaisia suojia tai oransseja pleksisuojia, joita kuitenkin käytetään vähän. Testien mukaan useimmat näistä antoivat riittävän suojan ko. valokovettajien emittoimaan säteilyyn, mutta eivät välttämättä sovellu muille valokovettajille (11).

Johtopäätökset

1. Hoitohenkilöiden ja potilaiden silmät tulee suojata valokovettajien UV-säteilyltä, siniseltä valolta ja voimakkaalta tavalliselta valolta. Ruotsissa viranomaiset ovat suositelleet hoitohenkilöille erityisiä suojalaseja, jotka on tarkoitettu kyseisille säteilytaajuuksille.
2. Tutkimuksessa testattujen valokovettajien lähettämä sininen valo oli niin voimakasta, että hoitohenkilökunnan on tärkeää suojautua siltä. UV-säteily tai näkyvä valo ei ollut voimakkuudeltaan sellaista, että se olisi aiheuttanut terveysriskejä.
3. Oranssi suojalevy oli tässä tutkimuksessa riittävä ja paras UV-säteilyn ja sinisen valon vaimentaja. Testatuista aurinkolaseista, potilaslaseista tai visiiristä ei ollut merkittävää hyötyä. Mahdollisen optisen hajasäteilyn ja sivulta heijastuvan säteilyn vuoksi oranssin suojalevyn käyttö vaatii huolellisuutta, jotta hoitotilanteessa ei kukaan altistuisi.

Optical radiation caused by light curing devices

The purpose of this study was to evaluate the hazards of optical radiation caused by ordinary light curing devices in dental treatment. The evaluation was made by measuring the ultraviolet (UV) radiation, blue light and visible light both as emission values and as the exposure of dentists in normal dental treatment. The UV safety value 50 mW/m² was not exceeded by any of the devices tested. The power densities of blue light may exceed the safety limit of 170 mW/m² if the device is used more than 10 minutes per day. As an emission value, the intensity of visible light was very strong but not in the area of the dentist's or nurse's eyes. Neither eyeglasses, sunglasses, patient glasses, loops nor a visor attenuated blue light. However, ultraviolet radiation was significantly reduced by these protective devices. An acrylic orange shield provided efficient protection from all types of optical radiation measured in this study. Our results show that the orange shield gives sufficient protection against radiation from light curing devices. However, to prevent accidental exposure, not only of their own eyes but also the eyes of others, dental personnel should be careful when handling the shield.

Kuva 1. Valokovettaja ja sininen valo.

Kuva 2. Oranssi sinisen valon suoja.