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微波对眼的损害
基本信息

英文名称 :microwave cataract

作者
朱秀安;楼苏生
概论

微波是电磁波中的一个波段,其波长在1m~1mm之间,频率在300MHz~300GHz范围内。微波辐射分脉冲波与连续波,在同样场强下脉冲波对人体影响最大。微波辐射强度的单位为功率密度(power density),以mW/cm2或μW/cm2来表示。

微波为现代电子工业中的一门新技术,微波不仅用于雷达与微波通信,而在工业、农业及食品加工中也广泛应用,人们接触微波辐射的机会也相应增多。微波辐射已成为可以危害人体健康的一种因素,因而被联合国人类环境会议列入必须控制的主要污染物之一。眼的晶状体及睾丸是人体对微波最敏感的部位。

Richardson等(1948)首先报道了实验性微波白内障,以波长12.5cm的微波直接照射兔3~9天引起晶状体后皮质混浊,并测得晶状体后极部附近的玻璃体温度平均为55.1℃,显示晶状体混浊为受热所致。Hirsch等(1952)报道了第1例微波白内障。从此微波辐射对人眼的危害引起了普遍的重视。丁淑静等(1980)报道了我国第1例微波白内障。

生物学作用

人体处在微波的环境下,能吸收一定的辐射能量。微波在电磁波中,所占的波长范围,其量子能量的水平在12eV以下,这样的能量水平不足以造成物质的电离,所以微波的生物学作用属于非电离性辐射,它的生物学作用,主要为致热效应。其特点为穿透组织较深,在较深层组织内转变为热能。微波致热作用与机体组织之间有一定的关系。微波波长愈短,在组织内穿透深度愈浅,但被组织吸收的能量愈大;反之,波长越长则穿透深度愈深,被吸收的能量愈小。微波功率密度越大,则致热作用越大。脉冲波比同样辐射强度的连续波对机体的影响更严重。含水量比较低的组织,如脂肪,易被微波穿透。含水量较高的组织,如肌肉,微波不易穿透。血管丰富的组织,血流快,易散热,如皮肤散热较快。而皮下血管较少,散热较慢,所以有时皮肤并不感觉痛,而深部组织已被损伤。因此,微波对血管分布少,散热较慢的组织,如晶状体及睾丸危害较大。

眼球前部暴露在空气之中,即使有眼睑覆盖,起一定保护作用,但眼睑皮肤肌肉很薄,缺乏脂肪组织,睑板含水量较低,所以微波较容易穿过眼睑。角膜、房水虽含水多,但亦很薄,故微波辐射能量大部达到眼球内转变为热能,尤其眼球内晶状体受热,使其酶系统代谢障碍,维生素C含量下降,促使晶状体变性混浊而致成白内障。也有人认为,晶状体前囊或囊下上皮细胞受热损伤,致其渗透力改变,房水渗入晶状体内致混浊。此外,也有人认为非致热作用引起晶状体代谢紊乱而致白内障。

临床表现
此内容为收费内容
治疗

1.可口服维生素C、维生素E及维生素B1、维生素B2

2.可试用谷胱甘肽溶液等治疗白内障的眼药水。

3.晶状体混浊,视力减退影响阅读或驾驶,则施行白内障摘除术人工晶状体植入术。

卫生标准与防护

美国的现行卫生标准为10mW/cm2,此值最早由Schwan(1953)提出。美国三军(1958)一致同意将10mW/cm2作为法定的军用微波辐射的标准。1965年基于短时间大强度微波辐射的条件下,没有人体危害的观察,又提出与容许辐射强度有关的时间因素。美国国家标准研究所于1966年基于三军标准使用情况及生物实验致热作用的实验研究提出10mW/cm2的卫生标准,具体规定:在正常环境条件下,照射时间> 6分钟时,在任何6分钟时间内,平均功率密度不容许> 10mW/cm2。1970年美国职业安全和健康法确认了这个卫生标准。美国政府工业卫生会议提出:有一定时间限制的容许功率密度值:①功率密度≤10mW/cm2,容许1天8小时连续照射;②功率密度10~25mW/cm2,在8小时间断照射工作期间,任何60分钟内,每次都不得大于10分钟;③功率密度> 25mW/cm2,则不容许受照射。

英、法、德都建立了与美国类似的微波辐射标准。荷兰、瑞典对于长时间的职业暴露规定为1mW/cm2容许强度,对短时间的暴露容许达10mW/cm2水平。

美国制定的卫生标准是以微波的热效应和热交换原则为依据,而前苏联认为微波除了致热作用外还有非致热作用,因此前苏联确定10μW/cm2作为微波的安全标准,与美国相差1000倍。我国目前对微波辐射的安全标准仍在调查研究及试用过程中。

预防微波危害的措施,主要是利用微波能被吸收、反射和其较强的方向性等特征来采取的。在调整、试验无线电探测设备时,仍采用功率吸收器,防止敞开的波导或不必要的天线辐射波能。如采用等效天线,使电磁波不向空间发射。用微波吸收材料加某些厚度为波长1/4生胶和羰基铁混合物,背面敷铜箔式网作反射层做挡板,利用较薄材料的谐振特性,可吸收微波辐射,使用多孔性和碳黑粉,或聚乙烯塑料光面包一层碳膜制成的挡板,吸收作用与谐振无关,是背材料和自由空间的阻抗匹配,以便在很宽频率范围内消耗能量。

对微波的防护除上述措施,将微波作业场所的微波功率密度控制在安全标准以下,微波作业接触者需戴防护眼镜。防护眼镜有两种,一种是玻璃镜面,表面有半导电的SnO2透光膜;另一种是直径0.07~0.14mm的黄铜特制成的网,网眼为560~186孔/cm2的防护眼镜。当网眼长=波长/4时屏蔽效果良好。为防止微波的绕射和反射,应将防护眼镜做成风镜式样,将四边也加以屏蔽。防护眼镜的防护能力至少应达到能将穿透的微波能量衰减不少于30dB(分贝)。衰减30dB,即可将辐射至人体的微波功率密度衰减到原来功率密度的1/4。

微波防护关键是加以有效的屏蔽。由于各种原因仍有泄露,故尚需加以个体防护。一般在车间工作的技师所处位置屏蔽良好,而工作场以外的位置却有较大的场强。1978年楼苏生实地检测,发现工作场不仅各处测到的场强不同,而且同一位置在地上80cm(近似生殖器平均高度)、120cm(近似心脏平均高度)、160cm(近似眼部平均高度)三个不同高度的场强也多不相同。同一位置各4个不同方向测出场强多不同。表明由于微波的反射和绕射使工作场各不同位置、各不同高度、各不同方向的微波辐射量多不相同。且有的部位场强比工作位大数倍。这种复杂、不确定的情况,对微波的防护和微波对眼损伤的流行病卫生调查提出了新课题。

确诊为微波白内障患者应调离微波现场,改换不接触微波的工种。

来源
中华眼科学:全3册(下),第1版,978-7-117-18948-4
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