電磁輻射對(duì)眼的作用

1、電磁輻射對(duì)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(yuǎn)）、 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(duì)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(shí)，透過率為 25%， 1650nm時(shí)為 65%， 1200nm時(shí)為

2、 80%， 1000nm時(shí)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(shí)，全部將由玻璃體吸 收。晶體是一個(gè)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瑢?duì)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(shí)， 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)?熱能。紅外線對(duì)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(bào)道發(fā)生率為 0 9

3、3% 7%。2、紫外線對(duì)于紫外線，當(dāng)其波長縮短時(shí)，透過角膜的能力也隨之減少，但 吸收率卻顯著增加， 370nm時(shí)，透過率為 90%； 330nm時(shí)為 80%；305nm 時(shí)為 50%， 300nm時(shí)為 25%，290nm時(shí)僅為 2%的紫外線可穿過角膜進(jìn)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(jìn)入眼內(nèi)。紫外線對(duì)眼的傷害主要是短波（遠(yuǎn)）紫外線引起的。一般認(rèn)為， 紫外線波長在 280nm時(shí)，對(duì)角膜的損傷力最大，而波長在 310nm以上 或 254nm左右時(shí)，其作用相對(duì)減低。有關(guān)文獻(xiàn)指出對(duì)角膜最有效的波 長是

4、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(xì)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(yuǎn)（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(diǎn)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 400nm320nm的紫外線，主要被晶體所吸收。但動(dòng)物試驗(yàn)證明，只有 使用足夠破

5、壞角膜的大劑量紫外線，才能損壞晶體。短波紫外線對(duì)眼的傷害還見于雪地行軍，登山隊(duì)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(gè)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(shí)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(duì)眼的損傷 在核爆炸和核能生產(chǎn)過程的各個(gè)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

6、均可造成眼輻射損傷。核爆炸對(duì)眼的傷害主要是： 沖擊損傷主要是通過動(dòng)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(yán)重者見到眼球破裂，與 平時(shí)或常規(guī)戰(zhàn)爭(zhēng)中的眼外傷類似，動(dòng)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(duì)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(duì) 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(shí)視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈舒張壓急劇降低，持續(xù)的 23

7、周。國內(nèi)外均有放射 性白內(nèi)障的報(bào)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(huì)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(qiáng)度閃 光所引起的暫時(shí)性視覺功能障礙，表現(xiàn)為一過性視力衰失，持續(xù)時(shí)間 短，可自行恢復(fù)。4、微波對(duì)眼的損傷 關(guān)于微波對(duì)人眼的損害，國內(nèi)外多有報(bào)導(dǎo)，有關(guān)專家（ 1980 年） 曾報(bào)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(rèn)為，如果不超過國內(nèi)

8、暫行標(biāo)準(zhǔn) 50（W/cm2，不會(huì)產(chǎn)生晶體及 眼底異常。但是，有關(guān)專家（ 1981）對(duì)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 12 個(gè)新鮮出血，形成點(diǎn)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(diǎn)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(duì)于高場(chǎng)強(qiáng)微波致白內(nèi)障的看法，較為一致且病變不可逆。5、激光對(duì)眼的損傷 激光對(duì)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(duì)

9、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(jìn)行二 次聚焦，落在眼底視網(wǎng)膜上的光斑強(qiáng)度比落在角膜上的光斑強(qiáng)度增大 幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，這一波段的激光對(duì)視網(wǎng)膜的傷害作用比對(duì)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(duì)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(shí)看不清東西，好像強(qiáng)光 照射眼睛后，會(huì)產(chǎn)生一時(shí)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(huì)使飛機(jī)駕駛員喪失戰(zhàn)斗和坦克駕駛員看不到 方向。（1）激光對(duì)視網(wǎng)膜傷害的規(guī)律：a.

10、 不同波長的激光對(duì)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(duì)視網(wǎng)膜的傷害最為嚴(yán)重（傷害 閾值最低）；而 400900nm以外的激光對(duì)視網(wǎng)膜的傷害閾值則較高。b. 不同暴露時(shí)間的激光，視網(wǎng)膜傷害閾值不同。暴露時(shí)間 100 400ms左右有一個(gè)臨界點(diǎn)、暴露時(shí)間大于這個(gè)臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜傷害閾值 大體上趨于一個(gè)常數(shù)。暴露時(shí)間短于這個(gè)臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜傷害閾值隨 暴露時(shí)間的縮短而增大。這個(gè)臨界點(diǎn)仍是視網(wǎng)膜的熱平衡點(diǎn)。當(dāng)暴露 時(shí)間短于這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，閾值強(qiáng)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(shí)間長于這個(gè)臨界點(diǎn)，熱積累效應(yīng)被視網(wǎng)膜的熱擴(kuò)散作 用所抵消。c. 對(duì)于重復(fù)

11、頻率脈沖激光的傷害作用，目前只有少量的文獻(xiàn)個(gè)脈 沖的平均能量計(jì)算）比單個(gè)脈沖的激光為低。但是，當(dāng)重復(fù)頻率脈沖 激光的二個(gè)脈沖之間的間隔時(shí)間大于上述臨界點(diǎn)（ 100 400ms）時(shí)， 那么重復(fù)頻率脈沖的損害閾值就基本上與單個(gè)脈沖激光相似。這主要 是由于當(dāng)二個(gè)脈沖的間隔時(shí)間超過視網(wǎng)膜的熱平衡點(diǎn)時(shí)，二個(gè)脈沖間 熱效應(yīng)的積累，被視網(wǎng)膜的熱擴(kuò)散所抵銷，因此不能產(chǎn)生累計(jì)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?yàn)榈停ㄒ嗉摧^為敏感）。e. 當(dāng)暴露時(shí)間大于臨界點(diǎn)時(shí)（大于 100400ms），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(kuò)大而有縮

12、小的趨勢(shì)。這是由于當(dāng)視像直徑增大時(shí)，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(shí)間小于臨界點(diǎn)，視網(wǎng)膜 視像大小對(duì)于以功率密度或能量密度來計(jì)算的視網(wǎng)膜傷害閾值的影響 就不大。以上這些規(guī)律，對(duì)于激光防護(hù)用品的設(shè)計(jì)有重要的參考意義。（2）激光對(duì)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(duì) 1400nm 以上的紅外光譜吸收率較高，晶狀體則對(duì) 100nm以上的紅外光吸收率 較高。所以紅外光對(duì)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 0005 07J/cm2 之間。近年有人認(rèn)為，角膜對(duì) 265 275n

13、m的紫外光最敏感。較強(qiáng)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(duì)眼輻射的限值 激光對(duì)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(duì)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(jì)算控制照射量時(shí)參考，并非是安全 與損傷水準(zhǔn)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(duì)眼的急性損傷閾值）與安全系數(shù)（ 520）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(biāo)準(zhǔn)（ EL）在 105J/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