激光在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用已得到拓展,而且應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,在應(yīng)用過程中如不注意對激光的安全防護(hù),則可能造成意外傷害,在臨床應(yīng)用中發(fā)生的意外事故已有報(bào)道。在充分發(fā)揮和使用好激光的同時(shí),必須進(jìn)行安全防護(hù)。
一、激光對眼睛的傷害關(guān)系
激光波長與眼睛傷害:在激光的傷害中,以機(jī)體中眼睛的傷害最為嚴(yán)重。波長在可見光和近紅外光的激光,眼屈光介質(zhì)的吸收率較低,透射率高,而屈光介質(zhì)的聚焦 能力(即聚光力)強(qiáng)。強(qiáng)度高的可見或近紅外光進(jìn)入眼睛時(shí)可以透過人眼屈光介質(zhì),聚積光于視網(wǎng)膜上。此時(shí)視網(wǎng)膜上的激光能量密度及功率密度提高到幾千甚至幾 萬倍,大量的光能在瞬間聚中于視網(wǎng)膜上,致視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞層溫度迅速升高,以至使感光細(xì)胞凝固變性壞死而失去感光的作用。激光聚于感光細(xì)胞時(shí)產(chǎn)生過熱而 引起的蛋白質(zhì)凝固變性是不能可逆的損傷。一旦損傷以后就會造成眼睛的永久失明。
激光的波長不同對眼球作用的程度不同,其后果也不同。遠(yuǎn)紅外激光對眼睛的損害主要以角膜為主,這是因?yàn)檫@類波長的激光幾乎全部被角膜吸收,所以角膜損傷最 重,主要引起角膜炎和結(jié)膜炎,患者感到眼睛痛,異物樣刺激、怕光、流眼淚、眼球充血,視力下降等。發(fā)生遠(yuǎn)紅外光損傷時(shí)應(yīng)遮住保護(hù)傷眼,防止感染發(fā)生,對癥 處理。
紫外激光對眼的損傷主要是角膜和晶狀體,此波段的紫外激光幾乎全部被眼的晶狀體吸收,而中遠(yuǎn)以角膜吸收為主,因而可致晶狀體及角膜混濁。
二、人射激光強(qiáng)度及眼損傷關(guān)系
激光損害眼睛的程度除了與不同波長的激光有關(guān)外(CO2激光10.6μm;Nd∶YAG
laser1.06μm,He-Ne laser 632.8nm),還與激光進(jìn)入眼睛總的光能量、能量密度及功率密度相關(guān)聯(lián)。
激光的種類中,當(dāng)可見或近紅外激光功率密度很低時(shí)不引起眼睛的急性損害。主要原因是由于激光的功率密度低,視網(wǎng)膜組織雖接受了激光光子能量逐漸變熱,但熱 量一方面通過分子振動把熱量傳給周圍組織,再傳到眼睛外面;而另一方面可以將熱量傳給密布于網(wǎng)膜底層脈絡(luò)膜里的微血管,隨著微血管中血液循環(huán)再散發(fā)到眼外 去。因此,視網(wǎng)膜至整眼的溫度無明顯升高,或略有微溫變化,仍是在對眼睛完全無害的范圍內(nèi)。
視網(wǎng)膜的損傷取決于功率、時(shí)間,如當(dāng)可見或近紅外連續(xù)激光的功率密度不斷增加,致視網(wǎng)膜上的熱量聚累速度大于散熱速度時(shí),或功率密度不是很高,但視網(wǎng)膜吸收時(shí)間太長,視網(wǎng)膜接受光子流部位的溫度必升高,即照射時(shí)間越長,溫度升高越大,溫度升高越大,超過正常眼溫10℃以上,就要引起視網(wǎng)膜損害。
1.瞳孔大小及損害程度
瞳孔的大小對受傷程度有一定比例關(guān)系??s小的瞳孔可以減少進(jìn)入眼底的激光量。瞳孔越大進(jìn)入眼內(nèi)的激光量越大,眼底損傷程度越重,越更不可逆轉(zhuǎn)。因此,瞳孔縮小對保護(hù)眼底視網(wǎng)膜,防止激光束損傷有一定的意義。
2.瞳孔的變化與環(huán)境不同
在光線較暗的室內(nèi),瞳孔散開就大,在這樣的環(huán)境中調(diào)試,使用激光器者,必須慎重保護(hù)眼睛。因此時(shí)眼睛的瞳孔外于最大狀態(tài),進(jìn)光量雖少,也最容易傷害眼睛視 網(wǎng)膜。縮小的瞳孔,除能減少進(jìn)光量而外,瞳孔外的激光量可被虹膜吸收、而將熱量由虹膜的微血管擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。一般人的眼睛,在適應(yīng)暗的環(huán)境時(shí),瞳孔直徑為7~8mm,在可見的強(qiáng)光下可以縮小到只有1.5mm,通常在白天瞳孔直徑約2~3mm。因而,最大瞳孔與最小瞳孔之間的透光面積相差20倍以上。
三、眼睛傷害中激光的入射角度
由于眼球的特殊解剖及特殊生理關(guān)系,激光對視網(wǎng)膜的損傷與入射眼睛角度有緊密關(guān)系。原因是眼球自身為一聚光透鏡系統(tǒng),射入的激光光束與視軸線平行進(jìn)入眼內(nèi)時(shí),于眼底黃斑區(qū)中央凹處聚焦成很小的光斑,其能量密度比角膜處高3~4倍。而黃斑區(qū)中央凹是眼睛視覺功能最靈敏及最重要的區(qū)域,一旦受損視覺功能將發(fā)生不同程度的改變。嚴(yán)重者將終身失明。因?yàn)橐曈X受激光光子的損傷后,致感光細(xì)胞凝固變性壞死,造成不可逆性損傷。
白天,人眼的色視覺完全靠黃斑部的感光作用獲得,黃斑部的面積雖只占視網(wǎng)膜總面積的很少一部分,中央凹直徑只有0.5mm左右。但反映的視野(眼睛凝視前方所能看清的總面積)卻占很大比例。生理結(jié)構(gòu)上黃斑部中央凹有2~3萬 個(gè)長而細(xì)的錐體感光細(xì)胞組成,感光細(xì)胞分布密度很高,主要擔(dān)負(fù)視覺功能。在受到損傷后對白晝色視覺功能就喪失。再者,視網(wǎng)膜黃斑的中央凹處無血管及神經(jīng)分 布,因此這部位的熱量擴(kuò)散功能很差,一旦損傷后,再修復(fù)的希望很渺盲。中央凹是視網(wǎng)膜最薄弱的地方,在受到激光作用后比視網(wǎng)膜中其他部位更容易遭到破壞, 因此激光直射眼睛非常危險(xiǎn)。
當(dāng)激光稍偏離視軸角度入射眼睛時(shí),聚焦光斑不會落于黃斑區(qū),而落在其外圍的視網(wǎng)膜上。因此入射角度不同,其損傷就不一樣,即使和直射時(shí)所進(jìn)入眼睛的能量完 全相同,但所引起的傷害就輕得多。其原因是黃斑以外的部位上感光細(xì)胞比黃斑區(qū)分布密度要少的多,而且黃斑以外的視網(wǎng)膜較厚,單位面積上接受到相同的能量, 其溫度升高的程度要小得多。此外,黃斑區(qū)以外的視網(wǎng)膜里密布著微血管,血液循環(huán)中可帶走部分熱量,就使溫度升高的可能性減少。溫度升高,損傷越重;反之, 溫度升高的程度越小,損傷的可能性越輕。激光對視網(wǎng)膜的急損傷主要的作用是熱效應(yīng)引起。
激光入射角不與視軸同步,偏離角度越大,視網(wǎng)膜的損傷越輕,虹膜可擋住偏離的激光而不會進(jìn)入眼底。由于黃斑部位中央凹在視覺功能中起的作用極重要,而且這部位又最容易受損傷,所以直視激光束的危險(xiǎn)程度要比偏離視軸一個(gè)角度射入眼睛射入眼睛的危險(xiǎn)程度大很多,必須絕對避免。
四、眼底色素含量及傷害關(guān)系
眼底色素含量多少及受到激光傷害程度有特定關(guān)系。色素組織極容易吸收激光能量,故色素含量多少直接影響到激光對視網(wǎng)膜的損傷適度。文獻(xiàn)報(bào)道機(jī)體膚色深淺與 眼底色素呈正相關(guān)聯(lián)系,皮膚黑色重者,其眼底所含的色素?cái)?shù)量也多;皮膚色白者,眼底含色素?cái)?shù)量相對較少。故而色素含量越多,對激光的吸收程度也強(qiáng),遭受損 傷的程度越大。眼睛組織吸收了超過其本身的致傷閾值的能量以后就將受到傷害。超出越多,受到的傷害就越重。#p#分頁標(biāo)題#e#
五、激光對皮膚的損害
人體皮膚由于生理結(jié)構(gòu)有很敏感的觸、疼、溫等功能,構(gòu)成一個(gè)完整的保護(hù)層。而且皮膚由多組織層次組成,在每一層中都有不同的細(xì)胞。激光照到皮膚時(shí),如其能 量(功率)過大時(shí)可引起皮膚的損傷,當(dāng)然損傷灶可以由組織修復(fù),雖然功能有所下降,但不影響整體功能結(jié)構(gòu),與對眼睛的損傷要輕得多。但也須引起高度重視。 激光損害皮膚的閾值也很高,各種激光器的輸出能量相差很大,目前使用大功率激光器的范圍很廣泛。激光對皮膚的損傷程度與激光的照射劑量,激光的波長,膚色 深淺,組織水分以及皮膚的角質(zhì)層厚薄諸因素有關(guān),以前三個(gè)因素為主要。
激光劑量及皮膚損害程度:經(jīng)大量實(shí)踐,照射皮膚時(shí)使用的激光功率密度(或能量密度)越大,則皮膚受到的損傷越大,二者呈正相關(guān)比例。皮膚吸收超過安全閾值 的激光能量后,受照部位的皮膚將隨劑量的增大而依次出現(xiàn)熱致紅斑、水泡、凝固及熱致炭化、沸騰,燃燒及熱致汽化。因此激光損傷皮膚的機(jī)理主要是由激光的熱 作用所致。皮膚吸收激光能量以后,局部的皮膚溫度在短時(shí)內(nèi)升高,溫度升高的程度不同,造成的損害也不同。尤其是紅外激光突出,如CO2激光(汽體激光),皮膚對此類10.6μm波長紅外激光吸收率很高,透過率很低,皮膚對CO2激光產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收,使皮膚的局部溫度快速升高,極容易造成損害。
激光損害皮膚的嚴(yán)重程度是由皮膚對激光吸收率決定的,皮膚對激光的吸收率由激光的波長所決定。皮膚對某波長激光的吸收率越高,受到的損傷也越嚴(yán)重。如皮膚 對紫外激光和紅外激光的吸收率很高時(shí),這兩類激光就是損傷皮膚的主要波段激光。紅外激光對皮膚主要作用是熱燒傷,此類激光照射皮膚,功率比較小時(shí)而致毛細(xì) 血管擴(kuò)張,皮膚發(fā)紅發(fā)熱。隨著激光功率密度增大,熱損傷程度也隨著增大。相反的是,紫外激光對皮膚的作用主要是光作用。在紫外激光照射皮膚時(shí)可以引起皮膚 紅斑、老化,過量時(shí)嚴(yán)重的致癌變。對皮膚危害性最大的紫外光波在270~290nm,波長比270~290nm大的或小的其危害程度都相對地減少。
六、膚色與激光損害
皮膚的顏色越深,意味著皮膚里細(xì)胞含有的黑色素顆粒越多,色素顆??梢詫⒏鞣N不同波長的激光能量轉(zhuǎn)變成熱能,在吸收激光能量后,局部形成一個(gè)熱源,并很快 向四周擴(kuò)散熱能,從而引起細(xì)胞及組織破壞和死亡。皮膚內(nèi)含的黑色素顆粒越多,形成的熱源也將越多,光能轉(zhuǎn)變成熱能效率越高,造成蛋白質(zhì)凝固變性率越大,細(xì) 胞死亡率越大。膚色越淺的人,受到的損傷越輕。
基本注意事項(xiàng)
1. 除非在特殊情況下,使用激光器一般都必須在密閉室內(nèi)空間。
2. 不要直視激光光束,對大功率紅外或紫外的不可見光尤其要注意。
3. 操作激光時(shí)不要戴手表、手飾等反射較強(qiáng)的飾物。
4. 任何時(shí)候都不要忘記戴防護(hù)鏡。
5. 對不可見的激光關(guān)閉后應(yīng)用IR或UV卡檢查一下是否真的關(guān)閉。
6. 激光器工作時(shí)要將不用的光導(dǎo)入到光束垃圾桶。
7. 對自制的光路部分最好用一個(gè)防護(hù)罩罩起來。
8. 保持光路高度在人的視線以下,工作時(shí)彎腰、低頭、或揀地上的東西都是非常危險(xiǎn)的。
9. 在激光工作地點(diǎn)的門口和室內(nèi)貼上警示標(biāo)簽。
10. 所有激光器操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)。
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