レーザーによって目はどのように損傷しますか？
目の損傷について話すとき、あなたが最初に知っておくべきことは目の構造です。 それでは、最初に目の基本的な構造と機能を見てみましょう。 図1は、人間の目の基本構造、目の基本的な光学組織を示しています。これらは、角膜、房水、水晶体、硝子体液です。 さまざまな組織の中で、レーザーによる損傷に対して最も脆弱な組織は、角膜、網膜、水晶体です。
それぞれの機能を詳しく見ていきましょう。図に示すように、目全体の最も外側の部分は角膜です。人間の目の角膜の生体組織は環境に直接さらされていますが、それを保護するために外側に薄い涙液膜があります。涙液層の最外面は厚さ0.5ミクロン未満の単層脂質単層であり、その下にはムチン濃度が徐々に増加するムチン層があり、角膜の平均屈折率は1.376になります。眼約70％の屈折率。角膜自体は代謝率が高く、24〜48時間以内に若返らせることができます。
瞳孔は目の開口部であり、通常の直径と長さは2〜7mmです。直径は年齢とともに減少しますが、直径が7 mmに達すると、瞳孔の損傷を意味する場合があります。虹彩は、角膜の後ろにある目の瞳孔を調整するために使用される丸い色の膜です。強膜は、目の形を保ち、目の内圧に耐える、より密度の高い繊維状の殻です。
網膜はおそらく最もよく知られている目の組織です。その厚さは一般に0.4mmで変化し、視神経乳頭の端は最も厚く、約0.5mm、中心は最も薄い0.1mmです。それは神経細胞の複数の複雑な層で構成されており、その中でロッドとコーンの層があります感光性組織です。網膜には、弱い光刺激に敏感な約1億2000万個の桿体細胞があります。さらに、強い光と色に敏感な650万から700万個の錐体細胞があります。黄斑は人間の目の光学的中心領域にあり、視軸の投影点です。人間の目の透明度は、黄斑上の実際の画像の形成に依存します。黄斑の中心にあるくぼみは中心窩と呼ばれ、視力に最も敏感な場所です。ほとんどの錐体はここに集中しています。
レンズは硝子体の前にあり、レンズ懸垂靭帯で毛様体に接続されており、両凸レンズの形をしており、弾力性があります。レンズはカメラのレンズのようなもので、光に屈折効果があり、紫外線を遮断して網膜を保護することもできますが、最も重要な役割は、屈折力を収縮または弛緩させることで変化させることです。毛様体筋は、遠くを見たり見たりすることができます。眼球の集光光の焦点は、短期的には網膜に正確に当たる可能性があります。しかし、レンズの代謝は遅く、加齢とともに調整能力が徐々に低下し、老眼の現象を引き起こします。さまざまな理由でレンズが部分的または完全に不透明になると、白内障が発生します。
レーザーはこれらの組織にどのような影響を与えますか？
目に光が当たることによる損傷は、主に温度の影響と吸収されたエネルギーによる光化学反応によるもので、生物学的損傷を引き起こします。損傷の主な方法は、光の波長と露出した組織によって異なります。レーザーの損傷の場合、損傷の主な原因は、さまざまな部品によるさまざまな波長の光の吸収によって引き起こされる高温によって引き起こされる組織の損傷です。
したがって、目の損傷した部分は、レーザー放射の波長に直接関係しています。目に入るレーザー光線とその損傷は、大きく分けて次のようになります。
1.近紫外線波長（UVA）315-400 nmでは、ほとんどの放射線が目の水晶体に吸収されます。紫外線は角膜を透過して水晶体に吸収され、水晶体の可溶性タンパク質が架橋します。凝縮してレンズが老化したり不透明になったりします。最終的に白内障が発生します。結晶への紫外線の影響は累積的であるため、この影響は遅れ、数年まで問題が発生しない可能性があります。
2.遠紫外線（UVB）280-315 nmおよび（UVC）100-280 nm、ほとんどの放射線は角膜に吸収されます。紫外線は、光化学作用によって角膜と結膜に急性の損傷を引き起こし、タンパク質の凝固と変性を引き起こし、それによって角膜上皮を脱落させる可能性があります。なかでも、波長280ナノメートルの紫外線が角膜に与えるダメージが最も大きく、初めて目に異物感や軽度の不快感を感じるだけです。）お待ちください。この病気が繰り返されると、慢性眼瞼炎や結膜炎を引き起こし、いわゆる雪の失明や目の溶け込みを引き起こす可能性があります。
3.可視（400-760 nm）および近赤外線（760-1400 nm）のほとんどの放射線は網膜に透過します。過度の被曝は、フラッシュ失明または網膜の火傷や病変を引き起こす可能性があります。網膜病変の原理は、網膜と強膜の間にある脈絡膜層の血流が網膜の熱負荷を調節できない場合、眼に熱傷（病変）を引き起こし、血管を火傷させて引き起こすことです。二次硝子体液。視野外の視力をぼかす可能性のある出血。網膜は小さな損傷を修復することができますが、黄斑領域（最も鮮明な視力のある領域）への大きな損傷は、視力または一時的な失明、さらには永久的な視力喪失の主な原因の1つです。
4.遠赤外線（1400 nm-1 mm）の放射線のほとんどは角膜に透過します。これらの波長に過度にさらされると、角膜の火傷を引き起こす可能性があります。より長い波長の赤外線も眼の組織を透過して網膜に当たり、網膜に損傷を与え、特に黄斑領域に損傷を与え、黄斑変性症を引き起こします。
第二に、曝露時間も眼の損傷の重要な原因です。たとえば、レーザーの可視波長（400〜700 nm）、ビーム出力が1.0 mW未満、露光時間が0.25秒（嫌気性応答時間）未満の場合、網膜が損傷することはありません。ビームの長時間露光。クラス1、クラス2a、およびクラス2（レーザー分類に関する注記を参照）レーザーはこのカテゴリに分類されるため、通常、網膜の損傷を引き起こしません。残念ながら、3a、3b、または4レーザーのビームまたは鏡面反射観察、および4レーザーの拡散反射は、ビーム出力が大きすぎるため、このような損傷を引き起こす可能性があります。この場合、0.25秒の光反応はそうではありません。目を害から守るのに十分です。
パルスレーザーの場合、パルス持続時間も眼の損傷の可能性に影響します。 1ミリ秒未満の持続時間のパルスの網膜に焦点を合わせると、音の過渡現象が発生する可能性があります。上記の熱損傷に加えて、他の深刻な物理的損傷や出血を引き起こす可能性もあります。今日、多くのパルスレーザーのパルス持続時間は1ピコ秒未満です。米国規格協会のANSIZ136.1規格は、眼の損傷を引き起こす可能性のある条件下（特定の暴露条件下）で眼が許容できる最大許容暴露（MPE）を定義しています。 MPEを超えると、目の怪我の可能性が大幅に高まる可能性があります。眼の焦点倍率（光学利得）は約10万倍であるため、レーザー網膜損傷が深刻になる可能性があります。つまり、眼に入る1 mW / cm2の放射照度は、網膜に到達すると100 W / cm2に増加します。
最後に、そして最も重要なポイント：いかなる状況でも直接レーザービームを受け取らないでください！さらに、レーザービームが目に反射しないように注意する必要があります。そのため、世界中のレーザーを使用する場合は、レーザー保護メガネを着用して、瞬間的な事故やメガネへの慢性的なレーザー損傷を減らすことをお勧めします。
注：可視光レーザーの場合、米国規格協会は、人間の目の損傷の程度に応じてレーザーをさまざまなレベルに分類します。レベルは次のとおりです：1M、2、2A、2M、3A、3R、3B、4 、電力、パルスを含む周波数と安全保護の説明。
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