關于激光對眼損傷的一些知識

關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，經過眼的晶狀體進行二次聚焦，落在眼底視網膜上的光斑強度比落在角膜上的光斑強度增大幾個數量級。因此，這一波段的激光對視網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，它還能使人暫時看不清東西，好像強光照射眼睛后，會產生一時性的視覺模糊一樣，在生理學上叫做“閃光肓”。這種“閃光肓”會使飛機駕駛員喪失戰(zhàn)斗和坦克駕駛員看不到方向。

    （1）激光對視網膜傷害的規(guī)律：

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

    b.不同暴露時間的激光，視網膜傷害閾值不同。暴露時間100～400ms左右有一個臨界點、暴露時間大于這個臨界點，視網膜傷害閾值大體上趨于一個常數。暴露時間短于這個臨界點，視網膜傷害閾值隨暴露時間的縮短而增大。這個臨界點仍是視網膜的熱平衡點。當暴露時間短于這個臨界點時，閾值強度的激光在視網膜上熱作用具有積累效應；當暴露時間長于這個臨界點，熱積累效應被視網膜的熱擴散作用所抵消。

    c.對于重復頻率脈沖激光的傷害作用，目前只有少量的文獻個脈沖的平均能量計算）比單個脈沖的激光為低。但是，當重復頻率脈沖激光的二個脈沖之間的間隔時間大于上述臨界點（100～400ms）時，那么重復頻率脈沖的損害閾值就基本上與單個脈沖激光相似。這主要是由于當二個脈沖的間隔時間超過視網膜的熱平衡點時，二個脈沖間熱效應的積累，被視網膜的熱擴散所抵銷，因此不能產生累計效應。

    d.視網膜黃斑部分（視覺最敏銳的部分）的激光傷害閾值較黃斑外區(qū)域為低（亦即較為敏感）。

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

    以上這些規(guī)律，對于激光防護用品的設計有重要的參考意義。

    （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。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。紫外激光的角膜傷害閾值處于0．005～0．7J/cm2之間。近年有人認為，角膜對265～275nm的紫外光最敏感。較強的紫外激光，除造成角膜傷害外，還可以引起白內障。

    （3）激光對眼輻射的限值

    激光對眼損傷的閾值（半數效量（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只是在計算控制照射量時參考，并非是安全與損傷水準的天然分界線。EL值因激光的波長、發(fā)射方式、脈沖寬度等而異。EL數值是ED50（激光對眼的急性損傷閾值）與安全系數（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

    光束直射眼或經鏡面反射后射入眼內，由于光束平行性好，視網膜成像小，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準（EL）在10～5J/cm2水平，Q開關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開關脈沖照射的EL值在10-6J/cm2水平。遠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開關激光的EL值低于長脈沖激光的EL值。

    關于激光的防護措施，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，必須采取個人防護裝置，如防護眼鏡，防護眼罩或固定的濾光裝置等。