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1、激光安全及措施,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,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
2、为激光；其余因自发射而发出的则称为附加辐射(collateral radiation)。,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,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2
3、0m(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)。,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。,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
4、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。,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。,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
5、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。,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
6、危险性。,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。,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
7、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。,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。,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。,高压电击,由于漏电或误触电路引起。若有良好接地，
8、电线没有破损，非维修人员不碰触激光电路，则可避免。,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。,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。,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。,低温冷剂或压缩气体的危险性,激光或侦测器等
9、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。,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。,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
10、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。,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。,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
11、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。,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。,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 macul
12、opathy；central retinal injury)的强光灯相当。,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。,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。,如果它的光束大部分都进入眼中，会引起
13、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。,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
14、慎估造成伤害之照射剂量。,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。,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。,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
15、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。,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：,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
16、)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。,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。,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.,除了进行医疗的部位之外，人体其它部位可
17、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。,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。,
