職業(yè)性激光損傷的預(yù)防

文/張曉偉

激光打標(biāo)

激光是物質(zhì)的原子或分子體系內(nèi)，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)跳到（躍遷）低能級上，而激發(fā)出一個強(qiáng)光的現(xiàn)象。激光具有方向性強(qiáng)、亮度高、能量大、單色性好、光束集中和光波同步的特征。激光是由激光器發(fā)射的人工光，根據(jù)發(fā)射的光譜分為紅外線、可見光、紫外線以及X、γ射線激光器，根據(jù)激光輸出方式不同分為連續(xù)波激光器和脈沖波激光器。

激光應(yīng)用很廣泛，主要有激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光視力矯正、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器等。被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。

激光對生物組織的作用

熱效應(yīng)。當(dāng)生物組織吸收激光后，激活了的生物分子與周圍分子發(fā)生多次碰撞，能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱運(yùn)動，通過分子碰撞產(chǎn)熱造成組織熱灼傷。

熱效應(yīng)的強(qiáng)弱與激光的功率密度、照射面積和照射時間有密切的關(guān)系，也與生物組織對光的吸收率、比熱、熱導(dǎo)率有關(guān)。

光化效應(yīng)。生物光化效應(yīng)是指在光的作用下產(chǎn)生的生物化學(xué)反應(yīng)。生命的活動、生長、復(fù)制、發(fā)育、修補(bǔ)、繁殖需要光的作用，光的作用是使某些生物化學(xué)反應(yīng)在生物溫度下以一定的速度進(jìn)行。與普通光源相比，激光可使光化反應(yīng)更方便、易控、有效和廣泛。激光能使蛋白質(zhì)、核酸變性，酶滅活，表現(xiàn)為殺菌效應(yīng)、紅斑反應(yīng)和色素沉著等，可見光和紫外線激光的光子能量大，可引起光化學(xué)反應(yīng)。

機(jī)械效應(yīng)。激光所具有的動能可產(chǎn)生一定的光壓，激光束聚焦后，光壓明顯增大，激光輻射生物組織后，組織因產(chǎn)熱、蒸發(fā)膨脹，在溫度升高同時壓力增加，使組織發(fā)生機(jī)械性破壞。

電磁場效應(yīng)。激光也是電磁波，生物組織大小分子在電磁場作用下，隨頻率的變化而顫動，使人體組織分子發(fā)生不停地伸縮，這種電致伸縮所產(chǎn)生的壓強(qiáng)形成壓強(qiáng)波，引發(fā)生物組織內(nèi)的超聲波，超聲波的熱效應(yīng)、機(jī)械作用和空化作用，使細(xì)胞損傷、破裂，導(dǎo)致組織水腫。

激光對人體的損害

激光對人體組織的傷害及損傷程度，主要取決于激光的波長、光源類型、發(fā)射方式、入射角度、輻射強(qiáng)度、受照時間及生物組織的特性與光斑面積。激光傷害的主要器官是眼睛和皮膚。

激光對眼睛的損傷

激光的波長不同對眼球作用的程度不同，其后果也不同?？梢姽馀c近紅外波段激光主要損害視網(wǎng)膜，紫外與遠(yuǎn)紅外激光對眼睛的損害主要以角膜為主?？梢姽馀c紫外、近紅外與遠(yuǎn)紅外波段之間的過渡光可同時造成視網(wǎng)膜和角膜損害，并可造成晶狀體損害。

激光對角膜的損傷：角膜上皮細(xì)胞對紫外線最為敏感，照射早期就有疼痛、怕光癥狀，表現(xiàn)為結(jié)膜炎和角膜炎。當(dāng)激光傷及角膜基層形成乳白色渾濁斑時，很難治愈。由于角膜表面神經(jīng)末梢對熱異常敏感，紅外線的熱作用可引起角膜灼傷，表現(xiàn)為眼睛劇烈疼痛，怕光、流淚、照射劑量過大，角膜會因過熱而凝固、壞死甚至角膜穿孔。

激光對視網(wǎng)膜的損害：對視網(wǎng)膜的損害程度與激光的波長、發(fā)射角度、接觸時間、曝光強(qiáng)度和激光在視網(wǎng)膜的成像大小有關(guān)。損傷表現(xiàn)為視網(wǎng)膜水腫、充血、出血，甚至視網(wǎng)膜移位、穿孔，形成疤痕，視力急劇下降。眼睛受漫反射激光影響可引起視物模糊和視力下降。

激光對晶狀體的損害：晶狀體含有大量水分，長波紫外和短波紅外激光可大量被晶狀體吸收，使晶狀體蛋白變性，逐漸渾濁導(dǎo)致白內(nèi)障。

激光對皮膚的損傷

激光對皮膚的損傷主要由激光的熱效應(yīng)導(dǎo)致，損傷程度與激光器類型、照射劑量、激光的波長、照射時間、膚色深淺、組織水分以及皮膚的厚度有關(guān)，以可見光和紅外激光多見。輕度損傷表現(xiàn)為紅斑反應(yīng)和色素形成，中重度損傷引起皮膚褪色、焦化、潰瘍。250～320 nm的紫外激光可使皮膚產(chǎn)生光敏作用。大功率激光輻射可透過皮膚損害深部器官。

激光的防護(hù)措施

激光器的安全等級

激光器按其功率輸出大小及對人體傷害分為4級。

第一級激光器：功率小于0.4 mW，即無害免控激光器。這一級激光器發(fā)射的激光，在使用過程中對人體無任何危險，即使用眼睛直視也不會損害眼睛。對這類激光器不需任何控制，如CD播放器和小型激光打印機(jī)。

第二級激光器：功率在0.4 mW～1 mW之間，即低功率激光器。輸出激光功率雖低，用眼睛偶爾看一下不至造成眼損傷，但不可長時間直視激光束。否則，眼底細(xì)胞受光子作用而損害視網(wǎng)膜。但這類激光對人體皮膚無熱損傷，如激光掃描儀和激光筆。

第三級激光器：功率在1 mW～500 mW之間，即中功率激光器。這種激光器的輸出功率如聚焦時，直視光束會造成眼損傷，但將光改變成非聚焦，漫反射的激光一般無危險，這類激光對皮膚尚無熱損傷，如激光測距儀。

第四級激光器：功率大于500 mW，即大功率激光器。此類激光器其直射光束和鏡式反射光束對眼和皮膚都能損傷，而且損傷相當(dāng)嚴(yán)重，并且其漫反射光也可能給人眼造成損傷，如激光焊接機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)。

激光損傷的預(yù)防

1.第一級激光器的使用安全管理

由于第一級激光器是無害免控激光器，因此不需任何控制措施。激光器不必使用警告標(biāo)記，但須避免不必要長久地直視第一級激光束。

2.第二級激光器的使用安全措施

第二級激光器為低水平激光器，如偶爾照射到人眼還不至于引起傷害，可連續(xù)觀察激光束時能損傷眼睛。因此，不能長時間地直視激光束，這是對第二級激光器的最重要控制措施。此外，還應(yīng)該在安放第二級激光器的房門上、激光的外殼及其操作面板上張貼警告標(biāo)識，如“激光輻射”“勿直視激光束”“2類激光產(chǎn)品”。

3.第三、四級激光器的使用安全措施

由于第三級、第四級激光器是中、大等功率激光器，對眼可造成損傷，必須對這類級激光器采取嚴(yán)格的安全措施。

一是激光器的安全設(shè)計。激光室發(fā)生器要盡可能地把全光路完全封閉起來，即盡可能把原光束、鏡式反射光束和漫反射光束都封閉起來，外罩安裝聯(lián)鎖開關(guān)，激光器上的觸發(fā)系統(tǒng)上裝設(shè)聯(lián)鎖鑰匙開關(guān)，確保只有用鑰匙打開聯(lián)鎖開關(guān)以后才能觸發(fā)啟動，拔出鑰匙就不能啟動。

激光器安裝高度要使激光束路徑避開正常人站立或坐著時眼睛的水平位置，視軸不能與出光口平行對視。

二是操作人員管理。對操作激光器的工作人員進(jìn)行教育和培訓(xùn)，使他（她）們了解激光器的結(jié)構(gòu)、安全防護(hù)，明白操作此級激光器時可能出現(xiàn)的潛在危險，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行激光安全訓(xùn)練，以及出現(xiàn)危險時的緊急處理方法，獲得激光器使用資格。未經(jīng)培訓(xùn)教育人員不得擅自開啟使用激光機(jī)。工作時佩戴激光防護(hù)眼鏡、防護(hù)手套，穿戴防燃工作服。

三是工作室環(huán)境安全。工作室設(shè)立門衛(wèi)或安全的彈簧鎖、聯(lián)鎖等，以確保外人與未受保護(hù)人員不能進(jìn)入受控區(qū)，即使門意外被打開時，激光器也能立即停止。房間不應(yīng)透光，以阻止有害激光束泄漏出去。同時設(shè)立緊急開關(guān)，使得意外情況下能及時將激光器緊急關(guān)閉。工作室圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用色調(diào)較暗吸光材料，室內(nèi)不宜放置反射激光的設(shè)備。為預(yù)防有害氣體蓄積，房間設(shè)置必要的通風(fēng)設(shè)備。在激光設(shè)備室的門上及激光器外殼和操作面板的顯眼位置張貼激光輻射警告標(biāo)識。如：三類激光器張貼“激光輻射”“勿直視或通過光學(xué)儀器觀察”“避免激光束照射”“3類激光產(chǎn)品”；四類激光器張貼“激光輻射”“避免眼或皮膚受到直射或散射線照射”“4類激光產(chǎn)品”。

四是激光操作人員需要按照GBZ 188—2014《職業(yè)健康監(jiān)護(hù)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行定期體檢。