由于激光的特性,可使能量在空間和時間上高度集中。通過眼的屈光介質聚焦在視網(wǎng)膜上形成影像,而使視網(wǎng)膜上的能量密度較角膜上入射能量密度提高104~105;激光單色性好,在眼底的色差小。上述特點致使極低的激光能量照射即可引起眼角膜或視網(wǎng)膜的損傷。
不同波長激光眼損傷部位
波長分區(qū) 波長范圍(nm) 主要損傷部位
紫外激光 180-400 角膜、晶狀體
可見激光 400-700 視網(wǎng)膜、脈絡膜
近紅外激光 700-1400 視網(wǎng)膜、脈絡膜、晶狀體
中、遠紅外激光 1400-106 角膜
眼底對幾種激光的有效吸收率
激光器
波長(nm) 吸收率(%) 介質透過率(%) 有效吸收率(%)
釹激光 1064 12 42 5.04
紅寶石 694.4 56 96 53.7
氬離子 488-514 70 80 56
倍頻Nd:YAG 532 74 88 65
包括視網(wǎng)膜色素上皮和脈絡膜的吸收
激光損傷事故的主要癥狀
事故發(fā)生時,多數(shù)受傷者感到眼前突然閃光,繼而出現(xiàn)一個不同顏色、不同大小的光斑或暗影,個別人眼部有沖擊感,與此同時,視力出現(xiàn)不同程度的下降,重者短時間內不能分清眼前物體,有的傷后出現(xiàn)數(shù)小時的目弦及畏光。
激光眼事故損傷照射統(tǒng)計
激光器
發(fā)射方式 波長(nm) 受傷人數(shù) 損傷眼次
Nd:YAG 超短脈沖 1064 1 1
Nd:YAG 巨脈沖 1064 23 24
Nd:YAP 巨脈沖 1064 1 1
紅寶石 長脈沖 694.4 11 12
染料 巨脈沖 560~590 3 3
Ar+ 連續(xù) 488~514.5 1 1
He-Cd 連續(xù) 441.6 1 1
不詳 不詳 不詳 4 4
合計 45 47
數(shù)據(jù)摘自《激光輻射傷醫(yī)學防護》
原因與教訓
一、 工作中未采取眼防護措施
二、 缺乏安全的工作環(huán)境
三、 思想麻痹
四、 激光器誤觸發(fā)
五、 在激光臨床眼科治療中,未能嚴格控制治療能量
長期在激光操作環(huán)境中工作者眼睛受到長期的影響。在操作和使用激光器時,即使沒有直接被激光照射,造成傷害事故的發(fā)生。可是激光器所反出的射線通過其他物體或者墻壁等產生的微量反射,長期在這種環(huán)境中工作的人群,白內障的發(fā)病率極高。
典型脈沖激光器危害類別
波長范圍 激光器 脈寬 1類 2類 4類
180~400nm 四倍頻Nd:YAG ns 58.0uJ ≤10J/cm2 >10J/cm2
400~700nm
倍頻 Nd:YAG ns ≤0.2uJ >0.2uJ >85mJ/cm2
≤85mJ/cm2
紅寶石
ms ≤0.4uJ >0.4uJ >3.1J/cm2
≤3.1/cm2
染料可調諧 us ≤0.2uJ >0.2uJ >0.31J/cm2
700~1mm
Nd:YAG ns ≤2uJ >2uJ >0.42J/cm2
≤0.42J/cm2
Er激光器 ns ≤8.0mJ >8.0mJ >10J/cm2
CO2 ns ≤80uJ >80uJ >10J/cm2
幾種典型激光源人眼防護所要求的最低光密度值
激光器 發(fā)射方式 輸出功率/能量 照射限值 光密度
倍頻Nd:YAG 巨脈沖 100 mJ 5.0×107J/cm2 6.0
Cu 蒸氣 連續(xù) 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
Ar+ 連續(xù) 5 W 1.8×10-3W/cm2 4.1
連續(xù) 50 mW 1.8×10-3W/cm2 2.1
Nd:YAG 連續(xù) 80 mW 9.6×10-3W/cm2 4.6
長脈沖 400 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.6
巨脈沖 100 mJ 5.0×10-6J/cm2 5.0
CO2 連續(xù) 80 W 5.6×10-1W/cm2 2.9
激光防護鏡的選擇
隨著激光技術在軍事、民用領域的廣泛應用,激光防護技術越來越受到人們的重視,激光防護材料的種類日益增多。從防護原理來看,目前激光防護材料可分為三大類:一是基于線性光學原理的激光防護,它包括吸收型、反射型和吸收/反射復合型;二是基于非線性光學原理的激光防護,它主要利用三階非線性光學效應,包括非線性吸收、非線性折射、非線性散射和非線性反射;三是基于相變原理的激光防護。
激光具有方向性強、單色性好、相干性好等特點,使得它在軍事、工業(yè)及醫(yī)療等領域都有著廣泛的應用。但正是激光的這些特點對人體也構成了極大的威脅。眼睛是人體對激光最敏感的器官,由于眼對光的聚焦作用可使視網(wǎng)膜上能量密度增高105倍,因此低劑量照射就可引起視網(wǎng)膜的嚴重損傷而導致視力下降直至失明。如何進行有效的激光防護,成為人們極為關注的問題,各國相應地制定了激光防護標準。早在1962年美國就提出了一些激光安全輻照限。
現(xiàn)在我國使用關于激光安全的強制標準有:
CJB-2408-95 激光防護眼鏡防護性能測試方法
GJB-1762-93 激光防護眼鏡生理衛(wèi)生防護要求
JB/T 5524-91 實驗室激光安全規(guī)則
激光防護鏡有多種類型,所用材料不同,原理各異,應用場合也不同。因此,要提供對激光有效防護,必須按具體使用要求對激光防護鏡進行合理的選擇。選擇防護鏡時,首先根據(jù)所用激光器的最大輸出功率(或能量)、光束直徑、脈沖時間等參數(shù)確定激光輸出最大輻照度或最大輻照量。而后,按相應波長和照射時間的最大允許輻照量(眼照射限值)確定眼鏡所需最小光密度值,并據(jù)此選取合適防護鏡。選擇的具體條件主要有:
1、 最大輻照量Hmax(J/m2)或最大輻照度Emax(W/m2);
2、 特定的防護波長;
3、 在相應防護波長的所需最小光密度值Dmin;
4、 防護鏡片的非均勻性、非對稱性、入射光角度效應等;
5、 抗激光輻射能力;
6、 可見光透過率;
7、 結構和外形。
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