激光安全及措施

Click to edit the title text format,*,Click to edit the outline text format,Second Outline Level,Third Outline Level,Fourth Outline Level,Fifth Outline Level,Sixth Outline Level,Seventh Outline Level,Eighth Outline Level,Ninth Outline Level,Click to edit the title text format,*,激光安全及措施,1,激光所具有的危险性，可以分为它产生的辐射所具有之危险性，以及由它的硬件和操作产生的相关危险性，本节先说明与电磁辐射有关的危险性。,由能源供应器输入的能，以各种方式激发雷射装置里的许多电子、原子、分子、离子。,激光之辐射危险性,2,这些激发状态的质点，回复到能量较低的状态时，可能会放出电磁辐射。以氦氖激光为例，放电及碰撞使其中的游离电子、氦原子与氖原子获得能量，因而都成为电磁辐射的来源。这些辐射中，在具有居量反转,(population inversion),关系的状态间跃迁,(transition),部份，成为可以因激发放射,(stimulated emission),而放大的激光辐射，输出后成为激光；其余因自发射而发出的则称为附加辐射,(collateral radiation),。,3,激光的高强度，使它与生体组织产生极剧烈光化学、光热、光动力、光游离、光波电磁场等交互作用，而造成严重的伤害。周围的器材，尤其是可燃、可爆物，也会因而引起灾害。高度同调性造成的干涉，使相长干涉,(constructive interference),处的光更强，因此会导致更高的危害。,人眼的角膜与结膜没有受到如一般皮肤角质层的保护，最容易受到光束及其它环境因素的侵袭。,激,光的危险性,4,激光的强度很高，以致眼睑的反射动作产生,护作用之前，就造成伤害了。,激光高准直性，使光线能会聚于一个很小的点， 在视网膜上约为,10,至,20m (,小于头发的直径,),。,因此，,400nm,到,1400nm,之间的激光,对视网膜具有特别高的危险性，这个波段称为视网膜危险区,(retinal hazard region),。,5,激光的能量必须能穿透前方组织，而为某处组织吸收时，才会对该组织造成破坏。因此，眼睛所受的伤害与波长有关,(,可见光与,IR-A,影响视网膜，,UV-B,、,UV-C,、,IR-B,、,IR-C,影响角膜,),；可见光和短波红外线,(near infrared,；,IR-A),会穿过清澈的眼中物质，而被视网膜吸收，所以若光束太强，就会伤害视网膜。,6,激光的高准直性，使光线能会聚于一个很小的点，在视网膜上约为,10,至,20m (,小于头发的直径,),。因此，,400nm,到,1400nm,之间的激光，对视网膜具有特别高的危险性，这个波段称为视网膜危险区,(retinal hazard region),。,由于热流和震波的影响，环绕成像区的组织也可能受损，而对视觉功能造成更严重的后果。因为视网膜神经组织的修复能力甚低，这种伤害一般而,言都是永久性的。,7,视网膜危险区之外的电磁波，包括紫外线和长波红外线,(far infrared),，则可能使眼睛的前方部分受伤。有些波段会伤害晶状体,(lens),，,295nm,至,320nm,以及,1m,至,2m,的辐射尤其严重。波段相当广的紫外线，以及波长大于,1400nm,的红外线，可能伤害角膜。,8,只伤及角膜表皮时，一两天内就能修复，而使视力完全恢复。如果角膜的较深层部位发生显著伤害，会造成角膜瘢痕，而导致永久失明。,红外线的组织穿透深度,(penetration depth),方面，,1.44m(,如某些半导体激光,),、,1.54m(,如铒玻璃激光,),、,2.1m(,如钬雅克激光,),10.6m(,二氧化碳激光,),，所以前三者造成永久性伤害的危险性比较高。,9,308nm,的,XeCl,激光束，会使晶状体立即产生白内障，所以还具有额外的危险性。氩离子、氪离子、,KTP,倍频、铜蒸汽、金蒸汽、氦氖、钕雅克,(Nd,：,YAG),等激光，对于视网膜都具有潜在危险性。,铒雅克,(Er,：,YAG),、铒氟化钇锂,(Er,：,YLF),、钬雅克,(Ho,：,YAG),、氟化氢,(HF),、二氧化碳、一氧化碳,等,激光,，则对角膜有危险性。,10,为了保持生物医学样品的原貌，也为了使活体样品以及被治疗部分的周围组织不受破坏，激光的功率或强度不可太高。当然，用于切割、烧灼时需要较高的强度，但是要尽量减少对旁边的组织的影响。,除了适当的配合冷却措施之外，用脉波式的激光照射，使受照区能间歇性地释出热量，也是常见的选择。,11,激光常常是整套仪器系统的一部份，诊断及医疗用的激光更有周全的围罩,(enclosure),，将操作者与内部各种光学、电路、电子组件隔开。,为了将光照射在特定部位，激光常经由光纤引导出来，光纤外层也是激光的一种围罩设施。,研究用的仪器系统中，激光需要调整的部分常常比较多，有些光学组件,(,如透镜、滤光镜、光阑、面镜,),的位置或方向需要调整，还可能加上一些电子、电路、机械器件,.,这些时候，常有暴露于空间中的光束，使用者需要注意较多的安全措施。,12,附加辐射的危险性,激光激发装置所产生未经放大的电磁辐射，会由激光装置的激光出口,(aperture,；孔径,),或机壳的缝隙逸出。由于其中可能有游离辐射，如紫外线或,X,射线，所以可能引起伤害，尤其是长期曝照之后的危险性更高,.,注意机壳的紧密程度，避免长期靠近可能有附加辐射之处，可以大幅减少发,生这类危险的机会。,13,相关的危险性及防范,相关的危险是激光或外围对象，可能因不当操作或故障、损坏而引起的危险，也包括正常操作时因为相关物质发生变化，而造成的危险。,14,高压电击,由于漏电或误触电路引起。若有良好接地，电线没有破损，非维修人员,不碰触,激光,电路，则可避免。,15,电路失火,因为电线短路、超载，或是电路旁之器材不耐高温及撞击电路部分所造成。注意检查电线，适量分散插座及开关之负荷，适当安置周围器材可以预,防这种危险。,16,电路组件爆裂,激光中的电容器、变压器最有可能爆裂，并因而造成击伤、失火、短路等,除了请维修人员定期检查这些器件的状况，并作必要之更新以外，避,免过度使用，提防散热不良，可防止这类危险。,17,其它对象爆裂,激发激光用的强闪光灯，充有主动介质的气体管或离子体管,(plasma tube),可能因为不小心碰撞而爆裂。这些器件应该有坚固的护罩防止受撞击，并,应防止摔落。,18,低温冷剂或压缩气体的危险性,激光或侦测器等所用的低温冷剂,(cryogenic coolant),或压缩气体，可能因容器,(,如钢瓶,),不安全或放置不当，而造成危险。,防止这种危险的方法是：使,用通过安全检查的容器，并依安全规定稳固地放置这些物品。,19,有毒气体或粉尘,光化学反应、光热效应,(,烧出来或蒸发出来,),、光动力效应,(,撞或钻所造成,),、准分子激光的卤素气体外溢等，都会发生这类的危险。,良好的护具，功能完善的局部抽气排烟设备，是不可或缺的安全设施。烟气排出之前，务,必要妥善过滤。,20,其它有害物质,红外线透镜或侦测器中的碲,(Te),、镉,(Cd),，染料激光用的溶剂与染料，有些对象,(,如变压器,),中的多氯联苯,(PCB),，都是可能释出的毒性物质。使用这些物质时，务必采取适当的预防措施，使这些物质意外释出时得以迅速清除，以免发生污染。例如搭配局部抽气装置，在染料循环系统周围安置一些,容器，以接收溢出或喷出之染料及溶剂，都是必要而可行的。,21,激光的附加辐射之危险性和相关其它的危险性， 大多可藉适当的装置及措施加以防范。因此， 激光的主要危险性在于其光束本身。根据激光的危险程度加,以分级，可以分别采取恰当的安全措施，以免过与不及。,22,第,1,级,(Class 1),激光,许多医疗仪器、激光打印机和各型光驱中，激光及其光束完全封闭于护罩内部，这是第,1,级激光系统的一部份。,在维修、调整过程中，这种系统的激光及光束即暴露出来，它的级别应视其波长与功率等因素认定之。,输出功率极低的激光，则是第,1,级雷射中，与医疗应用较少用到的部分。它的光束是可以安全地目视的，不会对眼睛、皮肤造成伤害。,23,例如不超过,0.39W,的可见光激光；钕雅克激光,(Nd:YAG),基频,(1064nm),光束功率不超过,0.6mW,， 二倍频,(532nm),不超,0.39W,，四倍频,(266nm),不超过,0.8nW,，都属于第,1,级。,24,第,2,级,(Class 2),激光,第,2,级激光的光束久看有害，连续波可见光激光束功率高于第,1,级的上限，而低于,1 mW,时。,这一级激光，也就是低危险激光。其危险性可视为与凝视太阳、钨丝卤素,(tungsten-halogen),聚光灯,(spotlight),、或其它能导致视,网膜中央伤害,(photic maculopathy,；,central retinal injury),的强光灯相当。,25,第,3,级,(Class 3),激光,只有在故意反抗自然厌光反应,(aversion response),，持续凝视时，第,2,级激光才会造成眼部伤害。非可见光激光没有列入第,2,级者。,26,总功率高于,1.0mW,的瞄准光束,(aiming beam),或对光激光,(alignment laser),，具有第,3,级危险性。即使只在完成厌光反应之前的短暂期间内，有第,3,级激光进入眼睛，就会有伤害。第,3,级又分为,3a,、,3b,两个副级。,第,3a,级,激光,是光束功率为,1,至,5mW,，强度不超过,25W/m2,的可见光,激光。,27,如果它的光束大部分都进入眼中，会引起中度的眼睛伤害。辐射率（注,1,）较低时，久看有害；辐射率较高时，眼睛受短期照射，即造成伤害；用,仪器观看亦立即造成伤害。,非可见光,激光,也没有属于,3a,级,激光。,第,3b,级激光的光束直接照射眼睛与皮肤，立即造成伤害。它包含一些,脉冲,激光,以及输出功率介于,5mW,与,500mW,之间的连续波,激光。,28,第,4,级,(Class 4),激光,输出功率高于,0.5W(500mW),的连续波激光，属于第,4,级。如果使用不当，以致眼睛和皮肤受到直接光束或散射光束照射时，都会伤害眼睛与皮肤，及导致火灾。,注意：,(i),能产生医疗作用的，大多属第,3b,级和第,4,级。,(ii),脉波激光只有第,1, 3b,和,4,级。,(iii),因为眼睛的聚光作用，须慎估造成伤害之照射剂量。,29,基本安全观念与措施,了解激光危险性所在之后，当可就激光的安全使用，建立制造者与操作者、,使用者、管理者分工配合的基本观念及措施。,激光产品制造者的安全责任,制造者应提供周到的防护步骤及设施，使其产品具有基本的安全性。购,买者验收时，则须确认所购产品具备此等安全性。,30,认定激光级别,制造者须测定光束品质，据以认定其产品之危险等级。,b.,提供适切标示及指引制造者须根据光束状况和级别，提供适切资料，包括在适当的位置,(,如孔径处,),附着适当标志；并提供操作与维修之安全指引及重要规格数据。,31,备妥基本安全设施,激光产品应有坚固的护罩,(protective housing),、安全连锁,(safety,interlock),、钥匙开关,(key switch),、发射指示器,(emission indicator),、光束,弱化器,(attenuator),、手动重开机装置,(manual reset),等。,32,激光,安全管理人员,使用激光的场所须有激光安全管理人员,(LSO,；,Laser Safety Officer),，负责安全事务。大型机构宜立激光安全委员会或激光安全小组。,有了训练精良的成员，再持续维护激光的安全使用，才能防止意外事件。除了规划相关人员平时的演练之外，激光安全管理人员要执行下列工作：,33,环境准备,激光安全管理人员须估量可能受照射的人与物，备妥适当围罩,(enclosure,；隔开可能受照射区域与无顾虑区域,),及护目镜等防护装备，,移开镜面反射物及易燃物,(,包括体内气体,),，张贴警示标志。,34,b.,设施检查激光安全管理人员须检查各安全设施、电路,(,包括接地,),、冷却水路、排烟抽气及空气过滤系统，确定其功能正常。,c.,协助操作人员保护其它人员,(,如患者,),激光安全管理人员须配合医疗工作人员，做好防范患者因意外移动而,受伤之措施，如佩戴护目镜、以多层湿纱布护目或护肤等。,35,一般人平常要养 成的安全习惯与措施,远离光束,a.,养成敬畏激光束的习惯，任何情况下，均不可正对激光束及其出处,(,包括镜面反射处,),观看。,b.,降低光束功率以可达成效果的最低功率操作，以减少危险性。,c.,降低其它部位的曝照量,.,36,除了进行医疗的部位之外，人体其它部位可能遇到的激光光曝照量,(exposure),，均须低于容许曝照上限,(MPE,；,maximum permissible,exposure),。,镇静应变,d.,地震、火警、停电、停水时，镇静地关掉激光电源。,e.,维持通风系统,抽气及通风设备须保持正常操作。排出室外空气应先予过滤。,f.,机器充分冷却后，关水、关电。,g.,激光,的激活钥匙由,激光,安全管理人员妥为保管。,37,h.,激光功率计应定期校正，以防读数过低而误采较危险的更高功率。,i.,防护装备之性能应定期测试，并汰换其不合格者。例如检查护目镜阻光功能是否有变、质地是否老化、是否有穿孔或裂缝。,j.,激光束的品质，应定期测试，并进行必要的调整及维修。,k.,注意期刊上关于激光安全的新信息。例如自由电子激光、,X,射线激光,及,射线,激光,可能实用化，而有新的安全顾虑和规范。,38,