關(guān)于激光對眼損傷的一些知識

關(guān)于激光對眼損傷的一些知識

激光對人體的傷害作用是多方面的，主要是燒傷作用和視覺影響。其中因眼睛對激光比較敏感，視網(wǎng)膜傷害和視覺影響占首要地位。

    波長400～900nm的光透過眼的角膜之后，經(jīng)過眼的晶狀體進(jìn)行二次聚焦，落在眼底視網(wǎng)膜上的光斑強(qiáng)度比落在角膜上的光斑強(qiáng)度增大幾個(gè)數(shù)量級。因此，這一波段的激光對視網(wǎng)膜的傷害作用比對其他器官的傷害作用大得多。900nm以外光譜的激光，眼角膜和眼內(nèi)液的透過率較低，而且眼角膜本身對這些光譜的激光比較敏感，易于造成角膜傷害。

    激光除了造成眼傷害外，它還能使人暫時(shí)看不清東西，好像強(qiáng)光照射眼睛后，會產(chǎn)生一時(shí)性的視覺模糊一樣，在生理學(xué)上叫做“閃光肓”。這種“閃光肓”會使飛機(jī)駕駛員喪失戰(zhàn)斗和坦克駕駛員看不到方向。

    （1）激光對視網(wǎng)膜傷害的規(guī)律：

    a.不同波長的激光對視網(wǎng)膜的傷害閾值*不同。一般講500～550nm的激光（如幾倍頻率的釹激光）對視網(wǎng)膜的傷害最為嚴(yán)重（傷害閾值最低）；而400～900nm以外的激光對視網(wǎng)膜的傷害閾值則較高。

    b.不同暴露時(shí)間的激光，視網(wǎng)膜傷害閾值不同。暴露時(shí)間100～400ms左右有一個(gè)臨界點(diǎn)、暴露時(shí)間大于這個(gè)臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜傷害閾值大體上趨于一個(gè)常數(shù)。暴露時(shí)間短于這個(gè)臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜傷害閾值隨暴露時(shí)間的縮短而增大。這個(gè)臨界點(diǎn)仍是視網(wǎng)膜的熱平衡點(diǎn)。當(dāng)暴露時(shí)間短于這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，閾值強(qiáng)度的激光在視網(wǎng)膜上熱作用具有積累效應(yīng)；當(dāng)暴露時(shí)間長于這個(gè)臨界點(diǎn)，熱積累效應(yīng)被視網(wǎng)膜的熱擴(kuò)散作用所抵消。

    c.對于重復(fù)頻率脈沖激光的傷害作用，目前只有少量的文獻(xiàn)個(gè)脈沖的平均能量計(jì)算）比單個(gè)脈沖的激光為低。但是，當(dāng)重復(fù)頻率脈沖激光的二個(gè)脈沖之間的間隔時(shí)間大于上述臨界點(diǎn)（100～400ms）時(shí)，那么重復(fù)頻率脈沖的損害閾值就基本上與單個(gè)脈沖激光相似。這主要是由于當(dāng)二個(gè)脈沖的間隔時(shí)間超過視網(wǎng)膜的熱平衡點(diǎn)時(shí)，二個(gè)脈沖間熱效應(yīng)的積累，被視網(wǎng)膜的熱擴(kuò)散所抵銷，因此不能產(chǎn)生累計(jì)效應(yīng)。

    d.視網(wǎng)膜黃斑部分（視覺最敏銳的部分）的激光傷害閾值較黃斑外區(qū)域?yàn)榈停ㄒ嗉摧^為敏感）。

    e.當(dāng)暴露時(shí)間大于臨界點(diǎn)時(shí)（大于100～400ms），以能量密度或功率密度激光視網(wǎng)膜傷害閾值隨視網(wǎng)膜視像（它與光斑大小成比例）的擴(kuò)大而有縮小的趨勢。這是由于當(dāng)視像直徑增大時(shí)，視網(wǎng)膜的熱平衡過程有一定程度的變化所致。倘若暴露的時(shí)間小于臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜視像大小對于以功率密度或能量密度來計(jì)算的視網(wǎng)膜傷害閾值的影響就不大。

    以上這些規(guī)律，對于激光防護(hù)用品的設(shè)計(jì)有重要的參考意義。

    （2）激光對眼的其它損傷

    激光除了可以造成視網(wǎng)膜傷害外，還可以造成眼角膜、晶狀體和虹膜傷害。紅外激光在這一方面具有較大的效應(yīng)。人眼角膜對1400nm以上的紅外光譜吸收率較高，晶狀體則對100nm以上的紅外光吸收率較高。所以紅外光對它們具有較大的傷害效應(yīng)。紫外激光的角膜傷害閾值處于0．005～0．7J/cm2之間。近年有人認(rèn)為，角膜對265～275nm的紫外光最敏感。較強(qiáng)的紫外激光，除造成角膜傷害外，還可以引起白內(nèi)障。

    （3）激光對眼輻射的限值

    激光對眼損傷的閾值（半數(shù)效量（ED50））是指有50%概率發(fā)生、急性程度剛剛可以見到的損傷所需要的照射劑量。

    激光對眼的輻射限值EL是指人眼接受該劑量水平照射不致引起有害的作用的照射劑量。EL只是在計(jì)算控制照射量時(shí)參考，并非是安全與損傷水準(zhǔn)的天然分界線。EL值因激光的波長、發(fā)射方式、脈沖寬度等而異。EL數(shù)值是ED50（激光對眼的急性損傷閾值）與安全系數(shù)（5～20）的乘積，其單位以輻照量（J/cm2）或輻照度（W/cm2）表示（即以角膜入射能量（功率）密度為單位表示）。

    a.光束直射眼安全值

    光束直射眼或經(jīng)鏡面反射后射入眼內(nèi)，由于光束平行性好，視網(wǎng)膜成像小，能量（功率）密度高，因而危害較漫反射激光大，一般可見光波段的長脈沖激光照射眼的安全標(biāo)準(zhǔn)（EL）在10～5J/cm2水平，Q開關(guān)可見光波段脈沖激光照射的EL值為10-7J/cm2水平，近紅外激光的EL值比可見激光高，Q開關(guān)脈沖照射的EL值在10-6J/cm2水平。遠(yuǎn)紅外激光及紫外激光的安全值下限分別為0．1W/cm2及110mW/cm2。

    b.擴(kuò)展源激光照射眼的安全限值

    一些常用激光的EL值中，可見波段激光的EL低于紅外波段的EL值，Q開關(guān)激光的EL值低于長脈沖激光的EL值。

    關(guān)于激光的防護(hù)措施，除了對激光發(fā)生裝置采取鎖、遙控、工作區(qū)屏蔽或封閉等方法外，必須采取個(gè)人防護(hù)裝置，如防護(hù)眼鏡，防護(hù)眼罩或固定的濾光裝置等。