電磁輻射對眼的作用.doc

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電磁輻射對眼的作用 一、電磁射線分類 電磁輻射線分為電離輻射線和非電離輻射線。 1、電離輻射是由紫外線（遠）、x射線、(射線和宇宙線等組成，波長愈來愈短，能量愈來愈大，可穿入組織的不同深度，在組織內(nèi)產(chǎn)生生物效應(yīng)，使物質(zhì)產(chǎn)生電離作用。 2、非電離輻射是由近紫外線光，可見光，近紅外線光，微波等組成。波長較長，能量亦較低，在組織內(nèi)產(chǎn)生光化效應(yīng)或熱效應(yīng)，不使物質(zhì)發(fā)生電離作用。 二、電磁輻射對眼的損傷 1、紅外線 波長為3000nm以上的紅外線，角膜可以完全吸收，3000nm以下的紅外線，則透過率不斷改變。例如，在2300nm時，透過率為25%，1650nm時為65%，1200nm時為80%，1000nm時為100%。這些透過角膜的紅外線，如果波長為2700nm，可以全部被房水吸收；如果波長為2300nm，大部分將被晶體吸收；波長為1600nm時，全部將由玻璃體吸收。晶體是一個很活躍的吸收組織，其透光率隨年齡及晶體核硬化的程度而異，其吸收率則與晶體內(nèi)的類蛋白含量有關(guān)?？傊?，對于眼球來說，500nm以上的紅外線完全可以被屈光間質(zhì)吸收，低于此波長時，屈光間質(zhì)的吸收即減少，大部分將被虹膜及視網(wǎng)膜的色素吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。紅外線對眼睛的傷害主要是高溫導(dǎo)致角膜蛋白凝結(jié)，晶狀體局部混濁引起“白內(nèi)障”。通常見于玻璃工人和高爐工人患白內(nèi)障，國內(nèi)報道發(fā)生率為0．93%～7%。 2、紫外線 對于紫外線，當(dāng)其波長縮短時，透過角膜的能力也隨之減少，但吸收率卻顯著增加，370nm時，透過率為90%；330nm時為80%；305nm時為50%，300nm時為25%，290nm時僅為2%的紫外線可穿過角膜進入眼內(nèi)，其余的98%一半為角膜上皮吸收，一半為角膜間質(zhì)吸收。如果波長繼續(xù)降至230nm，則97．3%約被上皮吸收，幾乎沒有進入眼內(nèi)。 紫外線對眼的傷害主要是短波（遠）紫外線引起的。一般認為，紫外線波長在280nm時，對角膜的損傷力最大，而波長在310nm以上或254nm左右時，其作用相對減低。有關(guān)文獻指出對角膜最有效的波長是288nm，而角膜上皮的最佳吸收率是265nm，亦即核蛋白的吸收波長，說明角膜的無核反應(yīng)不是由于核蛋白的吸收，而是由于細胞漿內(nèi)的球蛋白和白蛋白的選擇性吸收所致。所以，作用于角膜的紫外線是波長在320nm以下的遠（短波）紫外線。電光性眼炎是暴露于短波紫外線的結(jié)果，是最常見的職業(yè)性眼病。其早期癥狀有劇痛、怕光、眼瞼痙攣、淚如泉涌，燈光照射到眼睛，病情加重，檢查眼睛發(fā)現(xiàn)有充血，面潮紅，角膜有彌散的點狀混濁，熒光素染色陽性，角膜知覺減退，瞳孔痙攣性縮小。 損傷晶體的紫外線為長波紫外線（近紫外線），其波長為400nm～320nm的紫外線，主要被晶體所吸收。但動物試驗證明，只有使用足夠破壞角膜的大劑量紫外線，才能損壞晶體。 短波紫外線對眼的傷害還見于雪地行軍，登山隊員及沙漠、海面熱帶地區(qū)的工作人員，常稱為日光性眼炎（雪肓），其癥狀與電光性眼炎很類似。 從流行病學(xué)角度調(diào)查，老年性白內(nèi)障的發(fā)生率，熱帶地區(qū)高于溫帶地區(qū)。我國有專家分析七個農(nóng)村白內(nèi)障的發(fā)生率，與地區(qū)緯度、海拔、陽光中的紫外線含量有關(guān)，紫外線輻射與白內(nèi)障形成有密切關(guān)系。 紫外線還可引起視網(wǎng)膜病，這是1982年由Guerry和Ham發(fā)現(xiàn)日光性眼炎及日蝕肓，實際上都是近紫外線在視網(wǎng)膜上引起的光化學(xué)作用，而不是熱燒傷。 3、核輻射對眼的損傷 在核爆炸和核能生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)可能有放射性物質(zhì)散發(fā)到環(huán)境中，各類照射均可造成眼輻射損傷。 核爆炸對眼的傷害主要是： 沖擊損傷主要是通過動壓的撞擊，拋擲或飛射的玻璃片、磚瓦等異物造成角膜、結(jié)膜的撕裂傷甚至穿通傷。嚴重者見到眼球破裂，與平時或常規(guī)戰(zhàn)爭中的眼外傷類似，動壓或超壓可造成眼內(nèi)壓增高，發(fā)生頓挫傷、擠壓傷等。 放射性損傷角膜、晶狀體和結(jié)膜屬于對射線中等敏感組織，在受到中度放射病的劑量照射后，于數(shù)月或數(shù)年后可發(fā)生晶狀體不全混濁以至全部混濁，角膜發(fā)生膿性潰瘍和前房積膿等病變。視網(wǎng)膜屬于對射線低度敏感組織，大劑量照射后出現(xiàn)充血、水腫，甚至出血，尤以視乳頭為顯著，并可累及脈絡(luò)膜。出血流入玻璃體導(dǎo)致其混濁，極期時視網(wǎng)膜中央動脈舒張壓急劇降低，持續(xù)的2～3周。國內(nèi)外均有放射性白內(nèi)障的報道發(fā)生于核爆炸或放射治療和職業(yè)性放射工作人員。 光輻射視網(wǎng)膜燒傷核爆炸后，高亮度火球（主要由紫外線，可見光和紅外線組成），會聚于視網(wǎng)膜，造成視網(wǎng)膜燒傷。 此外，光輻射還可致閃光肓，這是由于第一脈沖釋放的高強度閃光所引起的暫時性視覺功能障礙，表現(xiàn)為一過性視力衰失，持續(xù)時間短，可自行恢復(fù)。 4、微波對眼的損傷 關(guān)于微波對人眼的損害，國內(nèi)外多有報導(dǎo)，有關(guān)專家（1980年）曾報導(dǎo)一例微波輻射所致急性眼部損傷者，右眼在100cm距離915MHz微波照射30s后，雙眼有結(jié)合膜炎，右眼出現(xiàn)視盤炎，有心慌、疲勞、嗜睡、厭食、失眠等癥狀。 一般認為，如果不超過國內(nèi)暫行標準50(W/cm2，不會產(chǎn)生晶體及眼底異常。但是，有關(guān)專家（1981）對從事微波技術(shù)人員450人作了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)2例晶體前囊下皮質(zhì)呈蜘蛛狀混濁，后囊下皮質(zhì)呈蜂窩狀混濁，4例眼底黃斑附近或其外圍，有1～2個新鮮出血，形成點狀或三角形。并指出其診斷根據(jù)是： （1）白內(nèi)障的形態(tài)特點是后囊下皮質(zhì)蜂窩狀混濁；（2）有長期接觸微波輻射史；（3）臨床上無其它眼病；（4）年齡較輕；（5）伴有與微波接觸有關(guān)的其它癥狀，如神經(jīng)衰弱等。 對于高場強微波致白內(nèi)障的看法，較為一致且病變不可逆。 5、激光對眼的損傷 激光對人體的傷害作用是多方面的，主要是燒傷作用和視覺影響。其中因眼睛對激光比較敏感，視網(wǎng)膜傷害和視覺影響占首要地位。 波長400～900nm的光透過眼的角膜之后，經(jīng)過眼的晶狀體進行二次聚焦，落在眼底視網(wǎng)膜上的光斑強度比落在角膜上的光斑強度增大幾個數(shù)量級。因此，這一波段的激光對視網(wǎng)膜的傷害作用比對其他器官的傷害作用大得多。900nm以外光譜的激光，眼角膜和眼內(nèi)液的透過率較低，而且眼角膜本身對這些光譜的激光比較敏感，易于造成角膜傷害。 激光除了造成眼傷害外，它還能使人暫時看不清東西，好像強光照射眼睛后，會產(chǎn)生一時性的視覺模糊一樣，在生理學(xué)上叫做“閃光肓”。這種“閃光肓”會使飛機駕駛員喪失戰(zhàn)斗和坦克駕駛員看不到方向。 （1）激光對視網(wǎng)膜傷害的規(guī)律： a.不同波長的激光對視網(wǎng)膜的傷害閾值*不同。一般講500～550nm的激光（如幾倍頻率的釹激光）對視網(wǎng)膜的傷害最為嚴重（傷害閾值最低）；而400～900nm以外的激光對視網(wǎng)膜的傷害閾值則較高。 b.不同暴露時間的激光，視網(wǎng)膜傷害閾值不同。暴露時間100～400ms左右有一個臨界點、暴露時間大于這個臨界點，視網(wǎng)膜傷害閾值大體上趨于一個常數(shù)。暴露時間短于這個臨界點，視網(wǎng)膜傷害閾值隨暴露時間的縮短而增大。這個臨界點仍是視網(wǎng)膜的熱平衡點。當(dāng)暴露時間短于這個臨界點時，閾值強度的激光在視網(wǎng)膜上熱作用具有積累效應(yīng)；當(dāng)暴露時間長于這個臨界點，熱積累效應(yīng)被視網(wǎng)膜的熱擴散作用所抵消。 c.對于重復(fù)頻率脈沖激光的傷害作用，目前只有少量的文獻個脈沖的平均能量計算）比單個脈沖的激光為低。但是，當(dāng)重復(fù)頻率脈沖激光的二個脈沖之間的間隔時間大于上述臨界點（100～400ms）時，那么重復(fù)頻率脈沖的損害閾值就基本上與單個脈沖激光相似。這主要是由于當(dāng)二個脈沖的間隔時間超過視網(wǎng)膜的熱平衡點時，二個脈沖間熱效應(yīng)的積累，被視網(wǎng)膜的熱擴散所抵銷，因此不能產(chǎn)生累計效應(yīng)。 d.視網(wǎng)膜黃斑部分（視覺最敏銳的部分）的激光傷害閾值較黃斑外區(qū)域為低（亦即較為敏感）。 e.當(dāng)暴露時間大于臨界點時（大于100～400ms），以能量密度或功率密度激光視網(wǎng)膜傷害閾值隨視網(wǎng)膜視像（它與光斑大小成比例）的擴大而有縮小的趨勢。這是由于當(dāng)視像直徑增大時，視網(wǎng)膜的熱平衡過程有一定程度的變化所致。倘若暴露的時間小于臨界點，視網(wǎng)膜視像大小對于以功率密度或能量密度來計算的視網(wǎng)膜傷害閾值的影響就不大。 以上這些規(guī)律，對于激光防護用品的設(shè)計有重要的參考意義。 （2）激光對眼的其它損傷 激光除了可以造成視網(wǎng)膜傷害外，還可以造成眼角膜、晶狀體和虹膜傷害。紅外激光在這一方面具有較大的效應(yīng)。人眼角膜對1400nm以上的紅外光譜吸收率較高，晶狀體則對100nm以上的紅外光吸收率較高。所以紅外光對它們具有較大的傷害效應(yīng)。紫外激光的角膜傷害閾值處于0．005～0．7J/cm2之間。近年有人認為，角膜對265～275nm的紫外光最敏感。較強的紫外激光，除造成角膜傷害外，還可以引起白內(nèi)障。 （3）激光對眼輻射的限值 激光對眼損傷的閾值（半數(shù)效量（ED50））是指有50%概率發(fā)生、急性程度剛剛可以見到的損傷所需要的照射劑量。 激光對眼的輻射限值EL是指人眼接受該劑量水平照射不致引起有害的作用的照射劑量。EL只是在計算控制照射量時參考，并非是安全與損傷水準的天然分界線。EL值因激光的波長、發(fā)射方式、脈沖寬度等而異。EL數(shù)值是ED50（激光對眼的急性損傷閾值）與安全系數(shù)（5～20）的乘積，其單位以輻照量（J/cm2）或輻照度（W/cm2）表示（即以角膜入射能量（功率）密度為單位表示）。 a.光束直射眼安全值 光束直射眼或經(jīng)鏡面反射后射入眼內(nèi)，由于光束平行性好，視網(wǎng)膜成像小，能量（功率）密度高，因而危害較漫反射激光大，一般可見光波段的長脈沖激光照射眼的安全標準（EL）在10～5J/cm2水平，Q開關(guān)可見光波段脈沖激光照射的EL值為10-7J/cm2水平，近紅外激光的EL值比可見激光高，Q開關(guān)脈沖照射的EL值在10-6J/cm2水平。遠紅外激光及紫外激光的安全值下限分別為0．1W/cm2及110mW/cm2。 b.擴展源激光照射眼的安全限值 一些常用激光的EL值中，可見波段激光的EL低于紅外波段的EL值，Q開關(guān)激光的EL值低于長脈沖激光的EL值。 關(guān)于激光的防護措施，除了對激光發(fā)生裝置采取鎖、遙控、工作區(qū)屏蔽或封閉等方法外，必須采取個人防護裝置，如防護眼鏡，防護眼罩或固定的濾光裝置等。 第 7 頁 共 7 頁