文稿/成都希德光安全科技有限公司

激光會(huì)對(duì)人眼造成不可逆的永久損傷，輕則引起用眼疲勞，重則引起永久失明，這是激光安全準(zhǔn)則中時(shí)常警醒大家的一句話。但是激光到底是如何對(duì)人眼造成損傷的呢？接下來(lái)的文章就為大家詳細(xì)講一講這個(gè)問(wèn)題。

要說(shuō)到眼睛的損傷，首先應(yīng)該熟悉的是眼睛的構(gòu)造。所以我們先來(lái)看一看眼睛的一些基礎(chǔ)構(gòu)造和功能。圖1展示了人眼的基本構(gòu)造，眼睛的一些基本光學(xué)組織——它們分別是角膜，房水，晶狀體和玻璃體液。在各種組織中，最容易受到激光傷害的組織是角膜，視網(wǎng)膜和晶狀體。

圖1 人眼結(jié)構(gòu)

我們?cè)倬唧w來(lái)看看它們分別的功能是什么。如圖所示，整個(gè)眼睛最外部的是角膜。人眼的角膜的活體組織直接暴露于環(huán)境中，雖然外部有一層很薄的淚膜保護(hù)。淚液層的最表面是厚度小于0.5微米的表面脂質(zhì)單多層膜，然后在其下方是粘蛋白層，其粘蛋白濃度逐漸增加，這些使得角膜的平均折射率為1.376，這些成分提供了眼睛70％左右的屈光力。角膜本身也具有很高的代謝率，可以在24至48小時(shí)內(nèi)恢復(fù)活力。

瞳孔是眼睛的光圈，正常直徑長(zhǎng)度為2-7mm。直徑隨著年齡的增長(zhǎng)而減小，但是如果直徑達(dá)到7毫米則可能意味著瞳孔損傷。虹膜則是用來(lái)調(diào)整眼睛的瞳孔的圓形的有色膜，位于角膜后方。鞏膜是密度較高的纖維殼，用來(lái)保持眼睛的球形以及承受眼睛的內(nèi)部壓力。

視網(wǎng)膜可能是大家最熟悉的眼部組織。它的厚度不一，一般為0.4mm，視盤邊緣最厚，約0.5mm，中央最薄，為0.1mm，由神經(jīng)細(xì)胞的多個(gè)復(fù)雜層組成，其中的視桿視錐層是感光組織。視網(wǎng)膜有視桿細(xì)胞約12000萬(wàn)個(gè)，對(duì)弱光刺激敏感；另外有視錐細(xì)胞有650萬(wàn)～700萬(wàn)個(gè)，對(duì)強(qiáng)光和顏色敏感。黃斑處于人眼的光學(xué)中心區(qū)，是視力軸線的投影點(diǎn)，人眼視線的清晰都取決于黃斑上真實(shí)圖像的形成。黃斑中央的凹陷稱為中央凹，是視力最敏銳的地方，視錐細(xì)胞大多集中在這里。

晶狀體位于玻璃體前面，周圍由晶狀體懸韌帶與睫狀體相連，呈雙凸透鏡狀，富有彈性。晶狀體就像照相機(jī)里的鏡頭一樣，對(duì)光線有屈光作用，同時(shí)也能濾去一部分紫外線，保護(hù)視網(wǎng)膜，但它最重要的作用是通過(guò)睫狀肌的收縮或松弛改變屈光度，使看遠(yuǎn)或看近時(shí)眼球聚光的焦點(diǎn)都能準(zhǔn)確地落在視網(wǎng)膜上。但是晶狀體的新陳代謝緩慢，隨著年齡的增長(zhǎng)，調(diào)節(jié)能力會(huì)逐漸降低，形成老視現(xiàn)象，如果晶體由于各種原因造成其部分或全部混濁，則發(fā)生白內(nèi)障。

那激光會(huì)對(duì)這些組織產(chǎn)生哪些影響呢？

光對(duì)眼睛帶來(lái)的損傷主要是由于其吸收能量引起的溫度效應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)而引起生物損害。損傷的主要方式取決于光的波長(zhǎng)和所暴露的組織。對(duì)于激光的危害，損壞的主要原因便是由不同部位對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收而引起的高溫造成的組織損傷。

因此，眼睛中受傷的部位與激光輻射的波長(zhǎng)直接相關(guān)。對(duì)于進(jìn)入眼睛的激光輻射及其損傷可大致分為：

1.近紫外線波長(zhǎng)（UVA）315-400 nm，大部分輻射被吸收在眼睛的晶狀體中，紫外線穿透角膜后被晶狀體所吸收，使晶狀體可溶性蛋白交聯(lián)凝聚，使晶狀體老化或變得不透明，最終發(fā)生白內(nèi)障。紫外線對(duì)晶體的影響是可累積的，因此這種影響是延遲的，并且過(guò)好幾年可能才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

2.遠(yuǎn)紫外線（UVB）280-315 nm 和（UVC）100-280 nm，大部分輻射被角膜吸收。紫外線通過(guò)光化學(xué)作用會(huì)造成角膜結(jié)膜急性損傷，使蛋白質(zhì)凝固變性，由此造成角膜上皮脫落。其中，波長(zhǎng)280納米的紫外線對(duì)角膜的損傷力最大，剛患病時(shí)人僅僅感到雙眼有異物感和輕度不適，嚴(yán)重時(shí)會(huì)感到燒灼、劇痛、畏光、流淚、眼瞼痙攣（睜不開(kāi)眼）等。如反復(fù)發(fā)病，可引起慢性瞼緣炎和結(jié)膜炎，形成所謂的雪盲和焊眼。

3.可見(jiàn)（400 -760 nm）和近紅外（760-1400 nm）大部分輻射被傳輸?shù)揭暰W(wǎng)膜，過(guò)度暴露可能導(dǎo)致閃光失明或視網(wǎng)膜灼傷和病變。視網(wǎng)膜的病變?cè)碓谟冢?dāng)位于視網(wǎng)膜和鞏膜之間的脈絡(luò)膜層的血流無(wú)法調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜的熱負(fù)荷時(shí)，會(huì)在眼睛中引起熱灼傷（病變），灼傷會(huì)燒傷血管而引發(fā)玻璃體液的繼發(fā)性出血，這會(huì)使視野范圍以外的視線模糊不清。雖然視網(wǎng)膜可以修復(fù)輕微的損傷，但視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域（即視力最敏銳的區(qū)域）的重大損傷是導(dǎo)致視力或暫時(shí)失明，或甚至永久視力喪失的主要原因之一。

4.遠(yuǎn)紅外線（1400 nm-1 mm）大部分輻射被傳輸?shù)浇悄?，過(guò)度暴露于這些波長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致角膜燒傷。波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線還會(huì)穿透眼部的組織落在視網(wǎng)膜上，對(duì)視網(wǎng)膜會(huì)造成傷害，特別是對(duì)黃斑區(qū)造成傷害，形成黃斑病變。

其次，暴露的持續(xù)時(shí)間也是眼損傷的重要原因。例如，如果激光是可見(jiàn)波長(zhǎng)（400至700 nm），光束功率小于1.0 mW，曝光時(shí)間小于0.25秒（厭光反應(yīng)響應(yīng)時(shí)間），視網(wǎng)膜則不會(huì)由于光束暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而收到損害。1類，2a類和2類（激光分類見(jiàn)注釋）激光屬于這類情況，因此通常不會(huì)造成視網(wǎng)膜危害。不幸的是，在3a，3b或4類激光器的光束或鏡面反射觀察以及4類激光器的漫反射可能會(huì)造成這樣的傷害，因?yàn)楣馐β蔬^(guò)大，這樣的情況下，0.25秒的厭光反應(yīng)并不足以保護(hù)眼睛不受傷害。

對(duì)于脈沖激光器，脈沖持續(xù)時(shí)間也會(huì)影響眼睛受傷的可能性。持續(xù)時(shí)間少于1 ms的脈沖聚焦在視網(wǎng)膜上會(huì)引起聲音瞬變，除了前文提到的熱損傷外，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的其他物理?yè)p傷并引發(fā)出血?，F(xiàn)在，許多脈沖激光器的脈沖持續(xù)時(shí)間都小于1皮秒。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)的ANSI Z136.1標(biāo)準(zhǔn)中定義了預(yù)期的可能對(duì)眼睛造成傷害的情況下（在特定的暴露條件下）眼睛可以接受的最大允許暴露量（MPE）。如果超過(guò)了MPE，則可能導(dǎo)致眼睛受傷的可能性大大增加。因?yàn)橛捎谘劬Φ慕咕喾糯蟊稊?shù)（光學(xué)增益）約為100,000倍，激光視網(wǎng)膜損傷可能會(huì)很嚴(yán)重，這意味著進(jìn)入眼睛的1 mW / cm2的輻照度在到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)將增加到100 W / cm2。

最后，也是最重要的一點(diǎn)：切勿在任何情況下收到任何激光束的直射！此外還應(yīng)注意防止激光束反射進(jìn)入眼睛，這也是為什么國(guó)際上提倡激光工作時(shí)務(wù)必要佩戴激光防護(hù)鏡，以減少眼鏡受到的瞬間意外或慢性激光傷害。

注釋：對(duì)于可見(jiàn)光激光，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)根據(jù)人眼的受損傷程度將激光分為不同等級(jí)，等級(jí)如下：1M，2，2A，2M，3A，3R，3B，4，其中包含了對(duì)于功率，脈沖頻率和安全防護(hù)的敘述。