激光對(duì)人體的傷害分析及安全防護(hù)

      激光的應(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(guò)程中如不注意對(duì)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(duì)眼睛的傷害關(guān)系
     激光波長(zhǎng)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(zhǎng)在可見(jiàn)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(jiàn)或近紅外光進(jìn)入眼睛時(shí)可以透過(guò)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(wàn)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(guò)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(huì)造成眼睛的永久失明。
      激光的波長(zhǎng)不同對(duì)眼球作用的程度不同，其后果也不同。遠(yuǎn)紅外激光對(duì)眼睛的損害主要以角膜為主，這是因?yàn)檫@類波長(zhǎng)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(duì)癥處理。
       紫外激光對(duì)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、入射激光強(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(zhǎng)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(jiàn)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(guò)分子振動(dòng)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(wú)明顯升高，或略有微溫變化，仍是在對(duì)眼睛完全無(wú)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(jiàn)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(zhǎng)，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(zhǎng)，溫度升高越大，溫度升高越大，超過(guò)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(duì)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(duì)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(jiàn)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(duì)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(jué)功能最靈敏及最重要的區(qū)域，一旦受損視覺(jué)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(jué)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(jué)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(wàn)個(gè)長(zhǎng)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(jué)功能。在受到損傷后對(duì)白晝色視覺(jué)功能就喪失。再者，視網(wǎng)膜黃斑的中央凹處無(wú)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(huì)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(duì)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(huì)進(jìn)入眼底。由于黃斑部位中央凹在視覺(jué)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(duì)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(duì)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(duì)較少。故而色素含量越多，對(duì)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(guò)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。

五、激光對(duì)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(guò)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(duì)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(duì)皮膚的損傷程度與激光的照射劑量，激光的波長(zhǎng)，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(guò)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(duì)此類10.6μm波長(zhǎng)紅外激光吸收率很高，透過(guò)率很低，皮膚對(duì)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(duì)激光吸收率決定的，皮膚對(duì)激光的吸收率由激光的波長(zhǎng)所決定。皮膚對(duì)某波長(zhǎng)激光的吸收率越高，受到的損傷也越嚴(yán)重。如皮膚對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)量時(shí)嚴(yán)重的致癌變。對(duì)皮膚危害性最大的紫外光波在270～290nm，波長(zhǎng)比270～290nm大的或小的其危害程度都相對(duì)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(zhǎng)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。
 

七、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(duì)大功率紅外或紫外的不可見(jiàn)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(duì)不可見(jiàn)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(duì)自制的光路部分最好用一個(gè)防護(hù)罩罩起來(lái)。
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(guò)培訓(xùn)。