
第五节 弱激光的不良反应
激光对机体可能造成的损伤主要有热损伤、机械损伤、光化学损伤和生物刺激损伤。受损伤的部位主要是眼、皮肤和神经系统。激光束照射人体组织时,并非在所有情况下都会造成损伤,只有当入射到机体上的激光功率密度或能量密度超过某一临界值时才会引起机体的损伤,我们把这一临界值称为致伤阈值(damage threshold)。其定义为:在特定波长的激光照射下,致组织最轻损伤时,受照组织处的激光功率密度或能量密度,单位为瓦每平方厘米(W/cm2)或焦每平方厘米(J/cm2)。激光致伤阈值是判断组织有无损伤的分界线。但应注意,激光的致伤阈值不仅与激光的波长有关,而且与受照机体的部位有关。例如,眼和皮肤的致伤阈值是不同的。致伤阈值还与人的肤色有关,因而各国所测得的致伤阈值是有差别的;同时,同肤色之间也具有个体差异性。本节分别讨论激光对眼、皮肤、神经的损伤及阈值[3]。
一、激光对眼的损伤及阈值
直视太阳、电弧灯等高亮度的光源,会损伤视力,甚至致盲。如果直视光强度更大的激光,将会造成更严重的损伤。大量光能在短时间内落在视网膜上,而光化学所消耗的能量是有限的,其余的能量被视网膜上的黑色素吸收后转化成热量,这些热量的一小部分被脉络膜中的血流带走,其余将使视网膜温度迅速升高。当温度升高到47~57℃时,就会引起视网膜的伤害,感光细胞团凝固而变性坏死,失去感光作用,导致视力的减弱或失明。
激光对眼睛的损伤不仅仅限于眼底,红外波段的激光对眼的折光系统,如角膜、晶状体、房水也会造成损伤。损伤的部位和损伤的程度受多种因素的影响,主要因素有入射激光的波长、激光的强度、眼睛瞳孔的大小、视网膜上像斑的大小、激光的入射角度和眼底颜色的深浅等。
(一)眼损伤与激光波长的关系
激光的波段分三部分:①紫外波段,波长400nm以下,分短波紫外线(UVC,波长200~280nm)、中波紫外线(UVB,波长280~320nm)和长波紫外线(UVA,波长320~400nm);②可见光,波长400~700nm;③红外波段,波长 0.75~1 000μm,分近红外波段(波长 0.75~1.4μm)、中红外波段(波长1.4~3μm),远红外波段(波长 3~1 000μm)。
1.可见光和近红外光对眼的伤害
尽管眼睛具有自我保护功能,但激光的强度高于自然界强光,当它超过一定阈值时,眼睛的上述自卫能力便失效。其中可见光和近红外光对眼的伤害尤为严重,因为眼的屈光介质对可见光的透射率高,吸收率低,聚焦能力非常强,可使入射的激光能量密度提高几千甚至几万倍,即大量的光能瞬间聚集在视网膜上,能够损伤视网膜,尤其是眼的黄斑区,严重者会造成失明。
2.远红外光对眼睛的损害
这类波长的激光全部被角膜吸收,光辐射被角膜吸收后,如损伤局限在角膜外部上皮层内,产生的症状(角膜炎、结眼炎、感到眼痛、异物感、畏光、流泪、眼球充血、视力下降等)一般2日后会逐渐消失,原因是角膜表面细胞具有较强的再生能力。如损伤深达内部组织,则可能造成瘢痕及永久性角膜混浊,致使功能严重损伤。
3.紫外光对眼睛的损害
300~400nm的紫外光几乎全部光能被角膜、晶状体吸收,并且紫外线具有累积破坏效应,即使受到相当弱的紫外光照射,时间久了,也会使眼的折光系统受损,引起晶状体和角膜混浊。
(二)激光对眼的慢性损伤
1.漫反射引起的损伤
长期从事激光工作的人员常会感觉眼部不舒适,视觉功能有所降低,如光感和对比感降低、光感阈值增高等,角膜有时出现浅层点状着色,或视网膜出现点状病灶,且易患角膜炎和结膜炎,这均是由漫反射或弱散射多次照射的累积作用所致。
2.晶状体白内障
若超过致伤阈值的漫反射紫外光及红外光长期反复作用于眼,就会引起晶状体蛋白质凝固和变性,使晶状体混浊,影响视力,造成白内障。
3.闪光致盲和视觉后像
眼突然受激光照射后,虽说没有造成任何器质性损伤,但相当长一段时间内看不清东西,甚至看不见东西,这种现象叫闪光致盲。当激光停止照射后,眼还仍然隐隐约约地看到这样一个光源在继续照射,这叫视觉后像。它们均是由激光而引起的视觉功能障碍。
二、激光对皮肤的损伤及阈值
皮肤受到激光照射,当激光的能量密度(或功率密度)足够大时,就可以引起皮肤的损伤。损伤情况主要表现为皮肤发红、起水疱、汽化、烧焦、燃烧等。应注意,激光对皮肤的损伤程度与激光的功率密度及波长、皮肤颜色的深浅、组织所含的水分、角质层的厚薄等因素有关。激光损伤皮肤的程度是由皮肤对激光的透射率和吸收率决定的。而对同一皮肤,激光的透射率和吸收率又是由激光的波长决定的。透射率高,主要造成皮下组织的损伤,皮肤本身的损伤就轻;吸收率高,则主要损伤皮肤,激光透入皮下就很浅。皮肤对可见激光透射率较高,因而在皮肤表面并无损伤时,在皮肤内部却可能造成伤害;皮肤对紫外光和红外光的激光吸收率很高,故这两类激光是伤害皮肤的主要激光波段。
1.红外光对皮肤的作用是热烧伤。当此类激光照射皮肤,功率比较小时,它能使毛细血管扩张,使皮肤发红发热。随着激光功率密度的增大,热烧伤的程度也随之加重。
2.紫外光对皮肤的作用,主要是光化作用。当紫外光照射皮肤时,可以引起皮肤红斑、老化,过量时甚至引起癌变。在紫外光中,以波长在270~290mm的紫外光对皮肤的危害性最大,波长比290mm大或者比270mm小的,其危害程度都相对减少。
3.此外,皮肤里所含黑色素越多,受激光照射后,细胞被破坏而死亡的越多。这说明,用强度相同的激光作用于皮肤时,肤色越深的人,所受到的损伤越重。
三、激光对神经系统的损伤
1.不少激光工作者反映他们发生了失眠、头痛、烦躁或抑郁、精力不能集中、记忆力减退、全身疲劳、易怒等现象。这可能与长期接触激光有关。某些波段的激光可能穿过皮肤,直接刺激到神经末梢,引起神经生理功能的一些改变,从而引起机体功能的变化。因此激光照射对神经系统也可以引起损伤。
2.光过敏反应 有极少部分的患者在接受弱激光照射治疗的过程中,会出现心慌、恶心、呼吸急促、皮肤出冷汗、全身不适等症状,与临床上过敏反应的症状非常相似,此时停止激光照射,症状马上缓解或逐渐减轻。我们把这种反应称为光过敏反应。
发生光过敏反应的机制不是很清楚。光过敏反应可以出现在首次治疗时,也可以出现在后续的某一次治疗中。所以从事弱激光治疗时,治疗室要有专职人员负责巡视,间断询问患者的治疗反应。
一旦出现光过敏反应,第一时间立即停止激光治疗,嘱患者身心放松,保持治疗室空气流通。必要时准备急救措施。