의료용 레이저 안전지침서

(Medical Laser Safety Guideline)

2007. 11.

식품의약품안전청

의료기기안전정책팀

목 차

1. 머리말 ····································································· 1

2. 레이저 원리 및 종류 ··········································· 2

3. 레이저 등급 분류 ················································· 6

4. 레이저의 생체에 한 영향 ····························· 11

5. 레이저의 눈과 피부에 한 위험성 ··············· 14

6. 레이저 위험성 평가 ··········································· 22

7. 의료용 레이저의 안전성 ··································· 33

8. 레이저 위험성 관리 ··········································· 37

9. 맺는말 ··································································· 50

10. 참고문헌 ···························································· 51

별첨: 환자용 레이저 안전지침

- 1 -

1. 머리말

레이저 광선은 발산각이 매우 작기 때문에 광원으로부터 멀리 떨어진 곳에서도

세기의 변화가 거의 없는 밝은 빛이다. 뿐만 아니라 단색성도 매우 높아서 간단한

렌즈만으로도 초점에 모으기 쉽기 때문에 고도의 정밀성을 요구하는 가공작업에 적

합하다. 이러한 레이저 광선의 특징은 의료용 진단 및 치료에도 손쉽게 적용할 수

있으며, 각종의 새로운 레이저 물질이 개발됨에 따라 자외선으로부터 적외선까지

넓은 파장 영역에 걸쳐서 다양한 의료용 레이저가 개발되었다. 또한 레이저 광선을

손쉽게 환부로 이송할 수 있는 광섬유와 같은 광전달 시스템의 발전에 따라 수술은

물론 미용에 이르기까지 의료적 응용분야가 폭넓게 개척되고 있다.

요즈음 종합병원은 물론 소규모의 의원에서도 레이저 치료기기를 손쉽게 접할 수

있으며, 피부과의 경우처럼 여러 종류의 레이저를 갖추고 있는 곳도 흔한 일이 되

었다. 그러나 의료용 레이저를 이용한 치료효과가 환상적으로 과장되게 부풀려진

결과, 꼭 필요한 경우가 아님에도 불구하고 환자가 무조건적으로 레이저 치료를 요

구하는 경우도 있다고 한다. 레이저에 의한 치료가 널리 보편화 되고 있는 한편 부

작용이나 사고의 위험성도 그만큼 커지고 있는 실정이다.

레이저는 국소적으로 매우 큰 출력을 순간적으로 먼 거리까지 전달시키기 때문에

약간만 부주의해도 인체에 심각한 손상을 입힐 수 있다. 특히 안구의 망막과 같은

부위는 열 방출이 원활치 못하기 때문에 미약한 레이저 광선에 의해서도 치명적인

부상을 입을 수 있다. 잘못 사용된 레이저 치료에 한 부작용은 말할 것도 없고

레이저의 안전사용에 관한 이해가 절실하게 요구되는 시기가 도래한 것이다. 이에

따라 레이저의 위해성에 한 경각심을 환기시키고 안전한 사용을 위한 가이드라인

을 제공하기 위하여 2005년도에 ‘의료용 레이저 안전지침서’가 식약청에서 발간된

바 있다.

본 지침서는 2005년도에 발간된 지침서 내용을 토 로 재구성하여 레이저의 안

전한 사용을 목적으로 한 원래의 취지를 보존하였다. 다만 잘못된 부분에 수정을

가하였으며, 기존의 지침서에 들어있는 표의 내용이 축소되어 보기 어려운 단점을

보완하였다. 본 지침서가 의료인, 의료용 레이저 공급자, 일반인에게 보급․활용되어

레이저 안전사고를 적극적으로 예방하는데 일조할 수 있기를 기 한다.

- 2 -

2. 레이저 원리 및 종류

레이저(LASER : Light Amplification by Stimulated Emission of

Radiation)는 유도방출에 의한 빛의 증폭이라는 뜻의 영문 머리글자를 딴 합

성어이다. 전자기파 스펙트럼 중에서 100 nm로부터 1 mm까지의 파장영역

을 자외선, 가시광선, 적외선으로 나눌 수 있는데 현재 이러한 파장 역에

걸쳐서 다양한 종류의 레이저들이 개발되었다.

2.1. 레이저의 원리

여기상태에 있는 원자로부터 빛이 발생되는 과정은 두 가지로서 자발방출

과 유도방출로 나눌 수 있다. 자발방출은 여기상태의 원자가 일정시간(수명)

이 되면 저절로 바닥상태로 되면서 두 상태사이의 에너지 차이만큼의 빛을

방출하는 과정이다. 유도방출은 여기상태의 원자에 바닥상태 사이와의 에너

지 차이와 똑같은 에너지를 가진 빛이 입사할 때 원자가 바닥상태로 유도되

면서 빛을 내는 과정이다.

유도방출에 의한 빛은 원래 입사한 빛과 같은 위상을 갖고 같은 방향으로

방출되므로 입사한 빛에 새로운 빛이 더해지는 결과가 된다. 이 빛들이 진행

하면서 레이저 물질내의 다른 여기상태의 원자들을 만날 때마다 빛이 더해

지므로 증폭되는 것이다. 이렇게 유도방출 된 빛은 두 장의 마주보는 거울사

이(레이저 공진기)에서 왕복운동을 하면서 급격히 증폭되어 문턱조건을 넘어

서는 순간 레이저 장치 밖으로 출력되는데 이것이 레이저 광선이다.

2.2. 레이저의 3가지 구성요소

레이저 매질 : 고체, 액체, 기체, 반도체

레이저 공진기 : Fabry-Perot, Ring 등

여기 장치 : 섬광등, 다른 레이저, 전기방전, 화학반응 등

- 3 -

그림 1. 레이저 장치 구성도

2.3. 레이저 광선의 특징

(1) 단색성 : 여러 가지 파장이 혼합되어 있지 않고 한 가지 파장만을 갖는

다는 것을 의미한다. 오직 한 가지 파장만을 가지므로 여러 개의

파장이 합쳐져 있는 자연광과는 달리 프리즘을 통과하여도 여러

색으로 분산되지 않는다. 이러한 특성 때문에 간섭을 일으키는 능

력이 탁월하다.

(2) 직진성 : 서로 수직한 두 개의 거울사이에 레이저 물질이 있고 여기서

수없이 왕복한 후 증폭되어 발진하기 때문에 거울에 수직하지 않

은 빛은 이러한 과정에서 소멸되어 버린다. 따라서 레이저 광선은

진행방향 이외의 방향으로는 퍼지지 않는 특성을 갖고 있다.

(3) 결맞음성 : 레이저 광선은 단색성이 우수할 뿐 아니라 빔을 구성하고 있

는 파동들 사이의 위상도 일정하다. 이러한 특성 때문에 간섭을

일으키는 능력이 탁월하며, 이것을 결맞음성이 우수하다고 한다.

(4) 고휘도성 : 빛의 밝기는 단위면적당 출력으로 나타낼 수 있는데, 레이저

- 4 -

광선은 직진성이 매우 좋기 때문에 광원으로부터 멀리 떨어진 지

점까지 도달하여도 단위면적당 출력의 변화가 거의 없어서 수

mW의 출력이라도 일반광선에 비하여 훨씬 더 밝다.

2.4. 의료용 레이저의 분류

(1) 레이저 매질에 따른 분류

레이저는 크게 3가지 구성요소, 즉 레이저 매질, 여기 장치, 거울로 나누

어지는데 그 중에서 사용되는 레이저 매질에 따라 기체, 고체, 액체, 반도체

레이저로 나누어진다.

1) 기체 레이저 : CO2, He-Ne, Ar, Kr, Excimer

2) 고체 레이저 : Nd:YAG, Er:YAG, Ho:YAG, Ti:Sapphire

3) 액체 레이저 : Dye

4) 반도체 레이저 : GaAs, InGaAsP

(2) 파장에 따른 분류

- 출력되는 파장에 따라 크게 세 가지로 분류 할 수 있다.

1) 자외선(UV : Ultraviolet) : 100~400nm의 파장

예) Excimer Laser(193~351nm)

2) 가시광선(Visible) : 400~700nm의 파장

예) He-Ne Laser(632.8nm)

3) 적외선(IR : Infrared) : 700nm~1mm의 파장

예) Nd:YAG Laser(1064nm)

(3) 출력방식에 따른 분류

- 5 -

1) 연속발진(CW : Continuous Wave Mode) : 레이저 매질 내에서 여기

상태의 원자밀도가 변함없이 유지되는 경우 레이저 출력은 시간에 따

라 변치 않고 일정하게 유지된다. 레이저를 이렇게 연속발진 모드로

동작시키기 위해서는 레이저 매질 내의 원자를 여기시키는 펌핑이 안

정적이고 연속적으로 이루어져야만 가능하다.

2) 펄스발진(Pulsed Mode) : 카메라의 플래시처럼 레이저의 출력이 한정

된 짧은 시간 동안만 유지된다. 큐-스위치 장치에 의해서 펄스의 시간

폭을 수 ns 정도로 줄일 수 있으며, 이 경우 펄스의 출력은 시간폭이

줄어든 만큼 크게 높아지게 된다.

파워

시간

펄스폭

파워

시간

그림 2. 연속파와 펄스파 파형

(4) 출력의 세기에 따른 분류

1) 저출력 레이저 :

1W 이하의 출력을 갖는 레이저로서 LLLT(Low Level Laser

Therapy)와 같이 상처치유 촉진, 통증 완화, 발모 촉진, 이명치료

등에 사용된다. PDT(Photodynamic Therapy)와 같이 암세포를 효

과적으로 치료하는 방법에도 쓰인다. (반도체 레이저 등)

2) 고출력 레이저 :

1~100W의 출력을 갖은 레이저로서 소작, 절제, 용발, 제모 등 외과

적인 용도에 사용된다. (Nd:YAG, Er:YAG, CO2, Excimer, Ar-ion,

Ti:Sapphire 등)

- 6 -

각종 규격 위험수준에 따른 분류

․ IEC60825-1

․ ANSI Z136.1-2007

․ FDA/CDRH

․ 21CFR1040.10

․ KS

․ 등급 1 : 인체에 피해가 전혀 없는 레이저.

․ 등급1M: 등급 1 레이저로서 정상적인 상태로는 위험성이 없

으나 집광 광학계 사용 시 위험하다.

․ 등급 2 : 눈 깜박임으로부터 보호될 수 있을 정도로 위험성

이 매우 낮은 저출력 가시광선 레이저. 그러나 일

정시간 이상 들여다보는 경우는 위험하다.

․ 등급2M: 등급 2 레이저로서 위험성은 매우 낮으나, 집광 광

학계 사용 시 위험하다.

․ 등급3R: 직접적인 빔에 눈을 노출시키면 위험한 수준의 레

이저. (예: 레이저 포인터)

․ 등급3B: 직접적인 빔 또는 정반사 된 빔에 신체가 노출되는

경우 위험한 레이저. 난반사된 빔은 위험하지 않다.

․ 등급 4 : 고출력 레이저로서 직접적인 빔과 정반사된 빔은

물론 난반사된 빔에 노출되어도 위험하다. 심각한

피부손상과 화재발생의 위험이 있다.

표 1. 레이저 등급 분류

3. 레이저 등급 분류

3.1 레이저 분류

국제 전기 표준 회의(IEC : International Electrotechnical Commission),

미국 규격 협회(ANSI : American National Standards Institute), 미국 식

품 의약국(FDA : Food and Drug Administration) 등의 기구에서는 레이저

의 위험성으로부터 인체를 보호하고 안전한 레이저의 사용을 위하여 관련

규격을 제정하고 위험성에 따른 레이저의 등급을 분류하여 다양한 레이저

관련 분야에서 이를 따르고 있다. 관련 규격 및 위험수준에 따른 등급 분류

는 다음과 같다.

- 7 -

IEC 60825-1 ANSI Z136.1-2000FDA/CDRH

21CFR1040.10

등급 1 - 위험수준 가장

낮고 인체에 무해 등급 1 - 눈과 피부를 포함

한 인체에 무해

등급 1 - 눈과 피부를 포

함한 인체에 무해등급 1M - 렌즈가 있는 광

학기기 사용시 위험

등급 2 - 반사신경 동작(눈

깜빡임: 0.25s)으로  위험

으로부터 보호될 수 있는

정도

등급 2 - 주의를 요구하는

가시광 레이저

반사신경 동작(눈 깜빡임:

0.25s)으로  위험으로부터

보호될 수 있는 정도

등급 2a - 1000s 이하로

노출되는 경우 인체에 무해

한 가시광 레이저

등급 2M - 렌즈가 있는 광

학기기 사용시 위험

등급2 - 1000s 이상 보게

되면 눈에 손상을 주는 가

시광 레이저

등급 3R - 레이저 빔이 눈

에 들어오면 위험

등급 3a - 눈에 손상을 줄

수 있는 가시광 레이저

등급 3a - 광학기기를 이

용하여 직접 보는 경우 위

험

등급 3B – 광원으로부터

13cm 이상 떨어졌거나

10s 미만의 노출 시 반사된

레이저 빔으로부터 안전

등급 3b - 직접 또는 정반

사된 빔으로서 눈에 손상을

줄 수 있는 가시광·비가시광

레이저

광원을 가까이서 볼 때 또는

최 출력일 때 반사광도 위

험

등급 3b - 직접 노출되는

경우 눈과 피부에 급성 손

상을 유발

등급 4 - 직·간접적인 레이

저 빔 조사는 매우 위험

눈 또는 피부 손상, 화재

위험

등급 4 - 항상 위험하며, 직

접 노출시 눈과 피부에 심각

한 손상 유발

난반사광으로도 눈 손상 유

발 가능, 화재위험

엄격한 제어 수단 요구됨

등급 4 - 직접 노출되거나

산란된 광원에 노출되는 경

우 눈과 피부에 급성 손상

을 유발

표 2. 각 규격별 위험수준에 따른 분류

(2007년도에 개정된 ANSI Z136.1 규격은 현재 IEC 60825-1 규격을 따르고 있다.)

- 8 -

3.2. 레이저 경고 표시

레이저 기기는 레이저 빔에 한 경고 표시를 기기 본체 및 빔 출력부에

반드시 부착하여야 한다. 경고 표시에는 레이저의 등급과 함께 경고사항이

나타나 있어야 한다.

그림 3. 레이저 본체의 방사 경고 표시

또한 레이저 기기가 작동되는 장소의 입구 또는 벽에도 반드시 경고 표시

가 부착되어 있어야 한다.

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

1 POSITION

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

2 POSITION

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

3 POSITION

( )WHITE

( )SYMBOL RED

( )WHITE ( )BLUE

NOTICE⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

1 POSITION

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

2 POSITION

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERINGBLACK BOLD

3 POSITION

( )WHITE

( )SYMBOL RED

( )WHITE ( )BLUE

NOTICE

그림 4. 레이저 방사 주의 표시

- 9 -

그림 5. 레이저 방사 경고 표시

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERIN GB LA C K B O LD

1 PO SITIO N

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTER IN GB LA CK B O LD

2 PO SITIO N

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERIN GBLA C K BO LD

3 PO SITIO N

( )W H ITE

( )SY M B O L R ED

( )W H ITE ( )R ED( )R ED

D A N G E R⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERIN GB LA C K B O LD

1 PO SITIO N

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTER IN GB LA CK B O LD

2 PO SITIO N

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛LETTERIN GBLA C K BO LD

3 PO SITIO N

( )W H ITE

( )SY M B O L R ED

( )W H ITE ( )R ED( )R ED

D A N G E R

그림 6. 레이저 방사 위험 표시

- 10 -

등급 1M : 광학기기를 통하여

레이저 빔을 직시하지 말 것

등급 2 : 레이저 빔을 직시하지

말 것

등급 2M :레이저 빔을 직접 또

는 광학기기를 통하여 직시하지

말 것

등급 3R : 레이저 빔에 눈이 직

접 노출되지 않도록 피할 것

등급 3B :레이저 빔에 직접 노

출을 피할 것

등급 4 : 눈이나 피부가 레이저

빔에 직접 또는 산란광에 노출

되는 것을 피할 것

표 3. 레이저 등급별 경고사항

- 11 -

그림 7. 반사 그림 8. 투과

그림 9. 흡수 그림 10. 산란

4. 레이저의 생체에 한 영향

4.1. 레이저 광선의 전파 특성

레이저 광선이 생체조직에 조사되었을 때 표면에서 일부는 반사되며 생체

조직으로 들어온 빔은 흡수와 다중산란을 겪게 되며 일부는 투과하게 된다.

1) 반사 (Reflection)

생체조직을 포함한 물체 표면에서의 반사는 정반사와 난반사로 구분된다.

정반사에 의한 반사각은 빔이 표면에 도달하는 입사각과 동일한 각을 이루

기 때문에 빔의 질이 그 로 유지된다. 이러한 거울의 정반사를 이용하여 직

접 도달하기 어려운 지점의 조직을 치료할 수도 있다. 반면에 거울과 같이

- 12 -

반짝이는 수술도구에 의하여 예상치 못한 방향으로 정반사된 고출력 레이저

빔은 화재와 같은 안전사고를 유발할 수 있다.

난반사는 빔이 매끄럽지 않거나 굽은 표면에 반사될 때 발생하는 것으로

반사된 후에 빔은 확산되고 퍼지게 된다. 정반사에 비해서 잠재적 위험성은

훨씬 낮다.

2) 투과 (Transmission)

조직의 구성성분에 따라 일부 레이저 파장이 투과될 수 있는데, 이러한 경

우 열 효과는 매우 적거나 없다. 레이저 치료는 이러한 특성을 이용하여 기

존의 수술도구가 미치지 않는 곳의 조직을 치료할 수 있다. 예를 들어 Ar

레이저 빔은 눈의 투명한 부분을 투과하여 망막의 혈관을 응고시킨다.

Nd:YAG 레이저는 방광의 확장된 혈관을 통하여 투과되어 방광 벽에 있는

종양을 기화시킨다.

3) 흡수 (Absorption)

레이저 광선이 조직에 흡수되면 빛에너지의 부분은 열로 변환되고 이

열에너지에 의하여 조직이 손상된다. 레이저가 조직에서 흡수되는 정도는 입

사하는 레이저의 파장, 빔 사이즈, 출력 및 펄스폭(펄스의 시간폭) 등에 의존

할 뿐 아니라 조직의 밀도, 수분함량, 기타 구성성분 및 이로 인한 색깔 등

에 따라 각기 다르게 나타난다. 이중에서도 특히 레이저 파장과 조직의 색깔

이 가장 중요한 변수이다. 입사하는 레이저 광선 및 조직의 특성에 따라 흡

수가 달라지는 성질을 이용하여 열손상 넓이와 깊이를 조절할 수 있으며, 적

절한 레이저 파장의 선택과 펄스폭 조절에 의하여 원하는 부위만을 선택적

으로 치료할 수 있다.

4) 산란 (Scattering)

조직 내에서 분산되는 레이저의 에너지는 조직을 통과하면서 산란되어 이

- 13 -

에너지가 흡수될 때 열로써 전환된다. 산란된 레이저 빔 중에서 후방산란에

의한 빔은 잠재적 위험성을 갖는다. 예를 들어 내시경을 사용할 때 Nd:YAG

레이저 빔은 내시경에서 후방 산란될 수 있으며, 내시경으로 들여다보는 눈

에 위험을 초래할 수 있다.

4.2. 레이저와 조직과의 상호작용

레이저와 조직 간에 발생하는 상호작용의 유형으로는 레이저의 에너지를

열에너지로 변환시켜주는 온열효과(Thermal effect)가 있고, 짧은 펄스의 레

이저가 극도로 높은 파워를 발생시킬 때 나타나는 광분해(Optical

Breakdown 또는 Photo-Disruption), 그리고 조직 내로 유입된 화학물질과

레이저 빔이 상호작용을 일으킬 때 발생하는 광화학효과(Photochemical

Effect)가 있다.

온열효과는 조직의 흡수 특성과 상호작용 부위에서의 레이저빔의 크기, 레

이저의 파장, 평균출력, 펄스 당 에너지 및 시간폭에 좌우된다.

광분해는 펄스의 시간폭이 수 나노초(10억분의 1초) 정도로 짧은 펄스 레

이저를 초점에 모으면 전기장이 극도로 높아져서 유전강도(Dielectric

Strength)를 넘어서기 때문에 폭발이 일어나고 그 지점의 매질을 파괴하게

되는 현상을 말한다. Photodisruptor라고 부르는 광분해 레이저는 주로 펄스

폭이 3-4 ns인 큐-스위치 Nd:YAG 레이저를 말한다. 레이저 펄스당 에너지

는 략 20 mJ 이하로 낮기 때문에 환부에 미치는 열적인 손상이 없으므로

Cold Laser 라고도 한다. 안과 분야에서 백내장 또는 녹내장을 치료할 때와

수정체낭 절제술 등에 사용하고 있다.

광화학효과는 매질에 입사한 빛에너지가 단순히 열로 변환되는 것이 아니

라 매질을 구성하는 원자 또는 작은 분자의 에너지 상태를 변화시켜 화학반

응을 유도하는 것을 말한다. 조직세포는 주로 자외선에 의하여 광화학반응을

일으켜 백내장이나 피부암을 유발하기도 한다. 자외선 레이저는 시력교정을

위한 각막절제, 백반, 건선 등의 치료에 사용된다.

- 14 -

5. 레이저의 눈과 피부에 한 위험성

레이저를 사용함에 있어서 의사, 간호사, 기술담당직원 등 레이저 장비를

다루는 모든 직원들은 레이저 안전 교육을 통해 눈과 피부에 한 위험성을

숙지하고 레이저에 의한 사고를 사전에 예방하기 위한 모든 조치를 취해야

한다. 부적절하게 사용된 레이저 광선은 잠재적인 위험성을 가진다. 그 영향

으로 눈이나 피부에 회복할 수 없는 손상을 입을 수 있다.

5.1. 눈 (Eye)에 한 위험성

레이저 사용 중 발생하는 사고유형에서 70 % 이상이 눈과 관련된 사고이

다. 눈은 레이저 빔에 한 민감도가 매우 높고 재생력이 낮기 때문에, 낮은

출력으로 레이저를 사용하더라도 영구적인 눈의 손상을 가져올 수 있으므로

적절한 안전관리가 이루어 져야 한다.

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

그림 11. 눈의 구조

레이저 빔은 눈에 직접 조사되어 망막에 초점을 맺는 경우 100,000배 이

상 세기 또는 강도(단위면적당 단위시간당 에너지)가 강해질 수 있다. 만일

눈에 입사하는 레이저의 강도가 1 mW/cm2이면 망막에서는 100 W/cm2 정

- 15 -

그림 12. 직접 조사되는 경우.

그림 13. 평면경으로부터 반사되어 조사되는 경우.

도로 커진다. 이와 같이 출력이 극히 낮은 레이저 광선이라도 제 로 눈에

입사하면 치명적인 손상을 입힐 수 있다. 레이저의 종류에 관계없이 사람의

눈에 레이저를 직접 비추지 말아야 한다.

레이저 빔이 눈에 노출되는 유형은 다음과 같다.

① 직접적인 조사. 가장 위험한 유형이다.

② 평면 반사경으로부터 반사되어 조사되는 경우. 거울반사는 평면거울일 때

가장 위험하다.

➂ 표면이 만곡된 반사경으로부터 반사되어 조사된 경우 평면 반사경보다는

덜 위험하다.

- 16 -

레이저의 파장이 400 nm – 1400 nm인 영역에서 방출된 광선은 망막에

영향을 미친다.

그림 15. 난반사되어 눈에 조사되는 경우

그림 14. 표면이 만곡된 반사경으로부터 반사되어 조사된 경우

➃ 난반사(확산 반사)되어 눈에 조사되는 경우, 등급 4 레이저를 제외하고는

난반사는 크게 유해하지 않다.

<레이저 빔의 파장에 따른 눈의 위험성>

이 영역에서 눈에 초점이 맞추어지면 강도를 100,000배 증가시켜 망막을

손상시킨다. 이러한 파장영역을 “망막 위험성 영역”이라고 한다. 400 nm -

- 17 -

180 nm – 400 nm와 1400 nm – 1 mm 의 스펙트럼 영역에서 레이저

방출은 각막에 영향을 미친다.

315 nm – 400 nm의 파장은 수정체에서 강력하게 흡수되며, 반복 노출

시에는 백내장을 유발한다.

550 nm의 파장은 몇 분에서 몇 시간까지 장시간 동안 망막에 노출되는 경

우에 특히 위험하며, “청색광 위험성 (Blue Light Hazard)” 또는 “광선 망

막염 위험성(Photoretinitis)”이라고 한다.

180 nm – 315 nm의 파장은 각막에 흡수되며, 용접의 섬광 또는 광각막

염(Photokeratitis)을 유발한다. 295 nm – 325 nm의 파장은 1회 노출에서

도 백내장(Cataracts)을 일으킬 수 있다. 근적외선 광선에 광범위하게 노출

되는 경우에도 초자공 백내장(Glass Blower’s Cataracts)이 발생할 수 있

다.

- 18 -

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

가시광 및

근적외선 영역

(400~1400nm)

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

적외선 및

원적외선 영역

(1400nm~1mm)

자외선 영역(180~315nm)

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

동공

수양액

홍채

각막

맥락막망막

황반

맹점

시신경

공막

수정체

결막

자외선 영역(315~390nm)

그림 16. 레이저 파장 영역에 따른 눈의 부위별 흡수

- 19 -

280 nm – 400 nm의 자외선 스펙트럼 영역 내에서 방출되는 레이저 광

선은 위험하다.

700 nm – 1 mm의 영역에서 노출에 한 1차 반응은 피부화상이며, 높

은 에너지의 광선에 반복적으로 또는 장시간 노출된 경우에 일어난다.

5.2. 피부(Skin)에 한 위험성

레이저 안전에서 눈에 비해 피부에 미치는 영향은 일반적으로 덜 중요한

것으로 간주되어 왔다. 부적합하게 사용된 수술용 레이저는 노출된 부위에

국부적인 화상을 입히게 된다. 그러나 눈의 손상과 달리 기능 손실이나 영구

적인 손상의 정도는 매우 낮은 편이다.

홍반 (Erythema or Sunburn), 피부암 (Skin Cancer), 피부노화의 촉진

(Accelerated Skin Aging)은 파장 범위가 280 - 315 nm인 비간섭성 빛과

레이저에 과다 노출되는 경우에 발생할 수 있다. 315-400 nm 에 매우 과도

하게 노출되는 경우에는 지나치게 햇빛에 노출되는 경우와 마찬가지로 피부

노화가 촉진되고 홍반이 발생할 가능성이 있다. 광생물학적 효과

(Photobiological Effect)는 널리 알려져 있는 반면에 자외선 레이저의 우발

적 노출에 한 정성적 및 정량적 관점은 소량의 햇빛과 비교되며 의료용

레이저의 사용과 관련된 현실적인 위험성은 고려되지 않고 있다. 광감작제

(Photosensitizing Drug)를 복용하고 있는 사람의 경우에는 315-400 nm의

범위 내에서 광화학 반응을 민감하게 일으킬 수 있다는 사실에 주목해야 한

다.

700 nm - 1 mm의 파장범위는 피부 조직 깊이 침투할 수 있다. 결과적인

화상은 빨갛게 변하고(1도), 수포가 생기며(2도), 까맣게 변한다(3도).

- 20 -

레이저 종류 파장(㎛) 생체에 미치는 영향

영향을 받는 조직

피부 각막 수정체 망막

CO2 10.6 온열효과 X X

HFl 2.7 온열효과 X X

Erbium-YAG 1.54 온열효과 X X

Nd-YAG 1.33 온열효과 X X X X

Nd-YAG 1.06 온열효과 X (a) (a) X

GaAs(diode) 0.78-0.84 온열효과 (b) X

He-Ne 0.633 온열효과 (b) X

Ar 0.488-0.514 온열효과 X X(c)

XeFl 0.351 광화학효과 X X X

XeCl 0.308 광화학효과 X X

(a) 생물학적 연구조사에서 일반적인 Nd-YAG 레이저 파장도1.33 ㎛와 마찬가지로 “각

막/수정체/망막” 모두에 영향을 준다는 보고가 있다.

(b) 심각한 피부 위험을 일으키지 않는 출력 수준

(c) 망막이 장시간(10초 이상) 노출된 경우에 온열효과보다 광화학효과가 주로 나타난다.

청색광 위험성 (Blue Light Hazard)

표 4. 일반적인 의료용 레이저의 종류와 파장, 생체조직과의 상호작용 결과 및 영향

- 21 -

파장영역 눈 피부

자외선C

(180nm - 280nm)각막염증

홍반생성,

노화가속

자외선B

(280nm - 315nm)

노화가속,

색소침착증가

자외선A

(315nm - 400nm)광화학적 백내장

가시광선

(400nm - 780nm)

광화학적효과와

온열효과로 인한

망막손상

색소흑변,

광민감성 반응,

피부화상

적외선A

(780nm - 1400nm)백내장, 망막화상

적외선B

(1400nm - 3000nm)

수양액 흐림, 백내장,

망막화상

적외선C

(3000nm - 1mm)각막화상

표 5. 생체조직이 레이저 광선에 과다 노출될 때 발생하는 병리학적 현상

- 22 -

6. 레이저 위험성 평가

레이저 위험성 평가는 최 허용노출(MPE: Maximum Permissible

Exposure)과 피폭방출한계(AEL: Accessible Emission Limit)를 계산에 의

하여 결정하는 과정에 한 것으로서, 레이저의 출력, 파장, 레이저 광선에

노출되는 생체조직의 특성 등에 하여 표준화된 표를 이용하여 결과를 도

출할 수 있다. 이러한 계산 결과에 따라 공칭위험구역(NHZ: Nominal

Hazard Zone)의 설정과 위험성에 따른 레이저 등급을 결정할 수 있다. 공칭

위험구역은 레이저 광선이 직접 또는 반사 및 산란 등에 의하여 간접적으로

인체에 조사될 때 최 허용노출을 초과하는 위험지역을 의미한다. 이에 따라

레이저를 사용하는 작업장의 안전을 위한 보안경의 흡광도(Optical Density)

의 계산이 가능하며, 차단장치 또는 통제범위를 효율적으로 설정할 수 있다.

6.1 피폭방출한계 (AEL : Accessible Emission Limit)

- 레이저의 등급에 따라 허용될 수 있는 최 일률 또는 에너지

- 표 6과 7을 참고하면 레이저 종류, 파장, 펄스폭 등에 따른 피폭방출한계

를 알 수 있다.

6.2 최 허용노출 (MPE : Maximum Permissible Exposure)

- 인체가 레이저 빔에 노출되었을 때 눈과 피부에 생물학적인 손상을 주지

않는 레이저 빔 출력의 최 강도

- 레이저 파장, 펄스지속시간 및 노출시간에 따라 표 8, 9, 10, 11을 이용

계산할 수 있다.

- 일반적으로 자주 사용하는 레이저에 한 최 허용노출을 알기 쉽게 따로

정리한 것이 표 12에 나와있다.

- 23 -

Wavelength(㎛) Laser Type Wavelength

(㎛)Class 1 †

(W)Class 2

(W)Class 3‡

(W)Class 4

(W)Ultraviolet

0.180 to 0.280

Neodymium:YAG(Quadrupled)

0.266 ≤9.6×10-9

for 8 hours None> Class 1

but ≤0.5>0.5

Argon 0.275

Ultraviolet

0.315 to0.400

Hellium-Cadmium 0.325

≤3.2×10-6 None> Class 1

but ≤0.5>0.5Argon 0.351, 0.363

Krypton 0.3507, 0.3564

Visible

0.400 to0.700

Hellium-Cadmium 0.4416 only ≤4×10-5

> Class 1

but ≤1×10-3

> Class 2

but ≤0.5>0.5

Argon(Visible) 0.457 ≤5×10-5

0.476 ≤1×10-4

0.488 ≤2×10-4

0.514

≤4×10-4

Krypton 0.530

Neodymium:YAG(doubled)

0.532

Helium-Neon 0.543

Dye 0.400-0.500≤0.4CB×10-4

Helium-Selenium 0.460-0.500

Dye 0.550-0.700

≤4×10-4Helium-Neon 0.632

InGaAlP 0.670

Ti:Sapphire Krypton

0.6471, 0.6764

Near Infrared

0.700 to 1400

GaAlAs 0.780 ≤5.6×10-4

None> Class 1

but ≤0.5>0.5

GaAlAs 0.850 ≤7.7×10-4

GaAs 0.905 ≤9.9×10-4

Neodymium:YAG 1.064 ≤1.9×10-3

Helium-Neon 1.080 ≤1.9×10-3

1.152 ≤2.1×10-3

InGaAsP 1.310 ≤1.5×10-2

Far Infrared

1.400 to

103

InGaAsP 1.550

≤9.6×10-3

Holmium 2.100

Erbium 2.940

Hydrogen-Fluoride 2.600-3.00

Helium-Neon 3.390 only

Carbon monoxide 5.000-5.500

Carbon dioxide 10.6

Water Vapor 118≤9.5×10-2

Hydrogen Cyanide 337

표 6. 점광원으로서 연속발진 레이저의 위험성 등급에 따른 피폭방출한계

* ANSI Z136.1-2007, Table C1 참고

† 일일근무시간인 8시간 이상 노출되었다고 가정. 그렇지 않은 경우 Class 1의 AEL은

제시된 표에 나타낸 값보다 클 수 있음.

‡ Class 3R을 포함.

- 24 -

Wavelength

(nm)Laser Type

Wavelength

(μm)

Pulse

Duration

(s)

Class 1

(J)

Class 3B

(J)

Class 4

(J)

Ultraviolet

180 to 400 Excimer(ArF) 0.193 20×10-9 ≤2.4×10-5

Excimer(KrF) 0.248 20×10-9 ≤2.4×10-5

Neodymium:YAG

Q-switched

(Quadrupled)

0.266 20×10-9 ≤2.4×10-5 >Class 1

but ≤0.125>0.125

Excimer(XeCl) 0.308 20×10-9 ≤5.3×10-5

Nitrogen 0.337 20×10-9 ≤5.3×10-5

Excimer(XeF) 0.351 20×10-9 ≤5.3×10-5

Visible

0.400 to 0.700Rhodamine 6G

(Dye Laser)0.450-0.650 1×10-6

Copper Vapor 0.510, 0.578 2.5×10-9

Neodymium:YAG

(Doubled)

(Q-switched)

0.532 20×10-9 ≤1.9×10-7 >Class 1

but ≤0.03>0.03

Ruby(Q-switched) 0.6943 20×10-9

Ruby(Long Pulse) 0.6943 1×10-3

Near Infrared

0.700 to 1.4 Ti:Sapphire 0.700-1.000 6×10-3 ≤1.9×10-7

Alexandrite 0.720-0.800 1×10-4 ≤7.6×10-7 >Class 1

but ≤0.033†*>0.033†

Neodymium:YAG

(Q-switched)1.064 20×10-9 ≤1.9×10-6 >Class 1

but ≤0.125>0.125

Far Infrared

1.400 to 103 Erbium:Glass 1.540 10×10-9 ≤7.9×10-3

Co:Magnesium

-Fluoride1.8-2.5 80×10-6 ≤7.9×10-4

Holmium 2.100 250×10-6 ≤7.9×10-4 >Class 1 >0.125

Hydrogen Fluoride 2.600-3.000 0.4×10-6 ≤1.1×10-4 but ≤0.125

Erbium 2.940 250×10-6 ≤5.6×10-4

Carbon Dioxide 10.6 100×10-9 ≤7.9×10-5

Carbon Dioxide 10.6 1×10-3 ≤7.9×10-4

표 7. 점광원으로서 단일 펄스 레이저의 위험성 등급에 따른 피폭방출한계

* ANSI Z136.1-2007, Table C2 참고

† 레이저 파장이 720nm에서 800nm로 변화함에 따라 Class 3B의 AEL은 0.033에서 0.480까

지 변화한다.

- 25 -

Wavelength

(㎛)

Exposure Duration, t

(s)

MPE

(J・cm-2) (W・cm-2)

Ultraviolet

0.180 to 0.302 10-9 to 3×104 3×10-3

0.303 10-9 to 3×104 4×10-3

0.304 10-9 to 3×104 6×10-3

0.305 10-9 to 3×104 10×10-3

0.306 10-9 to 3×104 16×10-3

0.307 10-9 to 3×104 25×10-3

0.308 10-9 to 3×104 40×10-3

0.309 10-9 to 3×104 63×10-3

0.310 10-9 to 3×104 0.1

0.311 10-9 to 3×104 0.16

0.312 10-9 to 3×104 0.25

0.313 10-9 to 3×104 0.40

0.314 10-9 to 3×104 0.63

0.315 to 0.400 10-9 to 10 0.56 t0.25

0.315 to 0.400 10-9 to 3×104 1.0

Visible and Near Infrared

0.400 to 0.700 10-13 to 10-11 1.5×10-8

0.400 to 0.700 10-11 to 10-9 2.7t0.75

0.400 to 0.700 10-9 to 18×10-6 5.0×10-7

0.400 to 0.700 18×10-6 to 10 1.8t0.75×10-3

0.400 to 0.450 10 to 100 1×10-2

0.450 to 0.500 10 to T1 1×10-3

0.450 to 0.500 T1 to 100 CB×10-2

0.400 to 0.500 100 to 3×104 CB×10-4

0.500 to 0.700 10 to 3×104 1×10-3

0.700 to 1.050 10-13 to 10-11 1.5CA×10-8

0.700 to 1.050 10-11 to 10-9 2.7CA×t0.75

0.700 to 1.050 10-9 to 18×10-6 5.0CA×10-7

0.700 to 1.050 18×10-6 to 10 1.8CAt0.75×10-3

0.700 to 1.050 10 to 3×104 CA×10-3

1.050 to 1.400 10-13 to 10-11 1.5CC×10-8

1.050 to 1.400 10-11 to 10-9 27.0CC×t0.75

1.050 to 1.400 10-9 to 50×10-6 5.0CC×10-6

1.050 to 1.400 50×10-6 to 10 9.0CCt0.75×10-3

1.050 to 1.400 10 to 3×104 5.0CC×10-3

표 8-1. 소형 광원으로서 레이저의 눈에 한 최 허용노출

(ANSI Z136.1-2000의 Table 5a 참고)

- 26 -

Wavelength

(㎛)

Exposure Duration, t

(s)

MPE

(J・cm-2) (W・cm-2)

Far Infrared

1.400 to 1.500 10-9 to 10-3 0.1

1.400 to 1.500 10-3 to 10 0.56t0.25

1.400 to 1.500 10 to 3×104 0.1

1.500 to 1.800 10-9 to 10 1.0

1.500 to 1.800 10 to 3×104 0.1

1.800 to 2.600 10-9 to 10-3 0.1

1.800 to 2.600 10-3 to 10 0.56t0.25

1.800 to 2.600 10 to 3×104 0.1

2.600 to 103 10-9 to 10-7 1×10-2

2.600 to 103 10-7 to 10 0.56t0.25

2.600 to 103 10 to 3×104 0.1

표 8-2. 소형 광원으로서 레이저의 눈에 한 최 허용노출

(ANSI Z136.1-2000의 Table 5a 참고)

Parameters/Correction Factors Wavelength (㎛)

T1=10*1020(λ-0.450) 0.450 to 0.500

T2=10*1020(α-1.5)/98.5 0.400 to 1.400

CB=1.0 0.400 to 0.450

CB=1020(λ-0.450) 0.450 to 0.600

CA=1.0 0.400 to 0.700

CA=1020(λ-0.700) 0.700 to 1.050

CA=5.0 1.050 to 1.400

CP=n-0.25 0.180 to 1000

CE=1.0 α < αmin 0.400 to 1.400

CE=α/αmin αmin≤α≤αmax 0.400 to 1.400

CE=α2/(αminαmin) α>αmax 0.400 to 1.400

CC=1.0 1.050 to 1.150

CB=1018(λ-1.150) 1.150 to 1.200

CC=8 1.200 to 1.400

표 9. 파라미터와 교정인자 (표 6, 8-1, 10, 11, 12-1에 필요)

(ANSI Z136.1-2000의 Table 6 참고)

- 27 -

Wavelength

(㎛)

Exposure Duration, t

(s)

MPE

(J・cm-2)

except as noted

(W・cm-2)

except as noted

Visible

0.400 to 0.700 10-13 to 10-11 1.5CE×10-8

0.400 to 0.700 10-11 to 10-9 2.7CEt0.75

0.400 to 0.700 10-9 to 18×10-6 5.0CE×10-7

0.400 to 0.700 18×10-6 to 0.7 1.8CEt0.75×10-3

Dual Limits for 400-600 nm visible laser exposure for t > 0.7 s

Photochemical

For α ≤ 11mrad, the MPE is expressed as irradiance and radiant exposure

0.400 to 0.600 0.7 to 100 CB×10-2

0.400 to 0.600 100 to 3×104 CB×10-4

For α ≤ 11mrad, the MPE is expressed as radiance and integrated exposure

0.400 to 0.600 0.7 to 1×104 100CBJ․cm-2․sr-1

0.400 to 0.600 1×104 to 3×104 CB×10-2W․cm-2․sr-1

and

Thermal

0.400 to 0.700 0.7 to T2 1.8CEt0.75×10-3

0.400 to 0.700 T2 to 3×104 1.8CET2-0.25×10-3

Near Infrared

0.700 to 1.050 10-13 to 10-11 1.5CACE×10-8

0.700 to 1.050 10-11 to 10-9 2.7CACE×t0.75

0.700 to 1.050 10-9 to 18×10-6 5.0CACE×10-7

0.700 to 1.050 18×10-6 to T2 1.8CACEt0.75×10-3

0.700 to 1.050 T2 to 3×104 1.8CACET2-0.25×10-3

1.050 to 1.400 10-13 to 10-11 1.5CCCE×10-8

1.050 to 1.400 10-11 to 10-9 27.0CCCE×t0.75

1.050 to 1.400 10-9 to 50×10-6 5.0CCCE×10-6

1.050 to 1.400 50×10-6 to T2 9.0CCCEt0.75×10-3

1.050 to 1.400 T2 to 3×104 1.8CACET2-0.25×10-3

표 10. 긴 노출지속시간 및 확 된 광원으로서 레이저의 눈에 한 최 허용노출

(ANSI Z136.1-2000의 Table 5b 참고)

- 28 -

Wavelength

(㎛)

Exposure Duration, t

(s)

MPE

(J・cm-2) (W・cm-2)

Ultraviolet

0.180 to 0.302 10-9 to 3×104 3×10-3

0.303 10-9 to 3×104 4×10-3

0.304 10-9 to 3×104 6×10-3

0.305 10-9 to 3×104 10×10-3

0.306 10-9 to 3×104 1.6×10-3

0.307 10-9 to 3×104 25×10-3

0.308 10-9 to 3×104 40×10-3

0.309 10-9 to 3×104 63×10-3

0.310 10-9 to 3×104 0.1

0.311 10-9 to 3×104 0.16

0.312 10-9 to 3×104 0.25

0.313 10-9 to 3×104 0.40

0.314 10-9 to 3×104 0.63

0.315 to 0.400 10-9 to 10 0.56 t0.25

0.315 to 0.400 10 to 103 1.0

0.315 to 0.400 103 to 3×104 1×10-3

Visible and Near Infrared

0.400 to 1.400 10-9 to 10-7 2 CA×10-2

10-7 to 10 1.1CAt0.25

10 to 3×104 0.2CA

0.400 to 0.700 18×10-6 to 10 1.8t0.75×10-3

Far Infrared

1.400 to 1.500 10-9 to 10-3 0.1 1×10-3

1.400 to 1.500 10-3 to 10 0.56t0.25

1.400 to 1.500 10 to 3×104 0.1

1.500 to 1.800 10-9 to 10 1.0

1.500 to 1.800 10 to 3×104 0.1

1.800 to 2.600 10-9 to 10-3 0.1

1.800 to 2.600 10-3 to 10 0.56t0.25

1.800 to 2.600 10 to 3×104 0.1

2.600 to 103 10-9 to 10-7 1×10-2

2.600 to 103 10-7 to 10 0.56t0.25

2.600 to 103 10 to 3×104 0.1

표 11. 레이저 빔의 피부에 한 최 허용노출

(ANSI Z136.1-2000의 Table 7 참고)

- 29 -

Laser TypeWavelength

(㎛)

Maximum Permissible Exposure

Eye Skin

Argon 0.488

2.5 mW/cm2 for t=0.25 s

1 mW/cm2 for < T1

10 CB mJ/cm2 for T1 to 100 s

0.1 CB mW/cm2 for >100 s

0.25 W/cm2 for t>10 s

Argon

Kryton

Doubled Nd:YAG

(KTP)

0.5145

0.6471

0.532

a) 2.5 mW/cm2 for t=0.25 s

b) 1 W/cm2 for t>10 s0.25 W/cm2 for t>10 s

Nd:YAG

GaAs

1.064

0.905

5 mW/cm2 for t>10 s

2.6 mW/cm2 for t>10 s

1 W/cm2 for t>10 s

0.5 W/cm2 for t>10 s

Erbium glass 1.541 J/cm2 for t<10s

100 mW/cm2 for t>10 sSame as for eye

CO2 10.6 100 mW/cm2 for t>10 s Same as for eye

표 12-1. 점광원으로서 일반적으로 자주 사용하는 의료용 연속발진 레이저의 눈과 피부에

한 최 허용노출 ( 단, a), b)는 각 레이저에 적용)

Laser Type

Primary

Wavelength

(㎛)

Pulse

Duration

Maximum Permissible Exposure

Eye Skin

Normal Pulsed

Ruby0.6943 ~ 1 ms 10 μJ/cm2 200 mJ/cm2

Q-switched

Ruby0.6943 5-10 ns 0.5 μJ/cm2 20 mJ/cm2

Q-switched,

Frequency

Doubled Nd:YAG

0.532 5-100 ns 0.5 μJ/cm2 20 mJ/cm2

Rhodamine 6G

Dye~0.500-0.700 9.5-20 μs 0.5 μJ/cm2 60-70 mJ/cm2

Normal Pulsed

Nd:YAG1.064 ~ 1 ms 50 μJ/cm2 1 J/cm2

Q-switched

Nd:YAG1.064 5-100 ns 5 μJ/cm2 100 mJ/cm2

표 12-2. 점광원으로서 일반적으로 자주 사용하는 의료용 펄스 레이저의 눈과 피부에

한 최 허용노출

- 30 -

6.3 공칭위험지역(NHZ : Nominal Hazard Zone)

- 레이저기기 작동 시 직접 또는 간접적으로 레이저 빔에 노출될 때, 레이저

출력의 최 값이 MPE를 넘어가는 지역

- 광원 또는 초점으로부터 멀어질수록 노출될 가능성 감소

- NHZ 내에 있는 경우 레이저에 노출될 위험 항상 존재

- NHZ 계산 시 고려할 사항 : 평균출력, 초점거리, 빔 직경, 레이저 빔을

반사시키는 물체의 반사율, MPE

- 예상치 않은 노출을 막아줄 안전장치 필요

6.4 흡광도(OD : Optical Density)

- 입사광의 강도를 줄여주는 필터의 능력을 차원이 없는 숫자로 표시함

- 연속발진 레이저의 경우 흡광도는 D (λ ) = log 10 (E 0

MPE)이다. 여기

서 E 0는 최악의 경우 예상하는 입사광선의 강도이다.

- 펄스레이저의 경우 흡광도는 D λ= log 10 (H 0

MPE / pulse)이다. 여기서

H 0는 최악의 경우 예상하는 입사펄스의 단위면적당 에너지이다.

- 위의 식에서 알 수 있듯이 레이저의 파장에 따라 보안경도 달라져야 한다.

- 레이저를 사용하는 직원 및 환자 모두 레이저 보안경을 착용해야 한다.

- 31 -

종 류 출 력

MPE(mW/cm2) NHZ(m)Optical

DensityOcular Skin Intrabeam

Diffuse

Reflection

CO2

(CW)

10W 100 100 31.9 0.0564

3.720W 100 100 45.1 0.0798

30W 100 100 55.3 0.0977

40W 100 100 63.8 0.113

Nd:YAG

(CW)

10W 5 1000 143 0.252

4.830W 5 1000 247 0.437

60W 5 1000 350 0.618

100W 5 1000 451 0.798

Nd:YAG

(Pulse)

200mJ 0.0158 1000 803 1.42

6.3500mJ 0.0158 1000 1790 3.17

800mJ 0.0158 1000 2270 4.01

1200mJ 0.0158 1000 1780 4.92

KTP

(CW)

10W 2.5 200 200 0.354

4.930W 2.5 200 346 0.612

50W 2.5 200 447 0.791

70W 2.5 200 529 0.936

KTP

(Pulse)

200mJ 0.0038 200 232 4.09

6.7400mJ 0.0038 200 3270 5.79

600mJ 0.0038 200 4010 7.09

표 13-1. 의료용 레이저의 MPE, NHZ, OD 일람표

( Beam Diameter: 5 mm, Beam Divergence: 5 mrad, Pulse의 경우

Pulse Duration: 10 ns, Repetition Rate: 10 Hz.)

- 32 -

종 류 출 력

MPE(mW/cm2) NHZ(m)

Optical

DensityOcular Skin Intrabeam

Diffuse

Reflection

Er:YAG

(Pulse)

200mJ 31.6 100 17.9 0.0317

4.7

500mJ 31.6 100 40.1 0.0709

800mJ 31.6 100 50.8 0.0897

1200mJ 31.6 100 62.1 0.1100

Ho:YAG

(Pulse)

100mJ 100 100 10.0 0.0178

2.8300mJ 100 100 17.5 0.0309

500mJ 100 100 22.5 0.0399

Ar

(CW)

1W 2.5 200 63.2 0.112

3.52W 2.5 200 89.5 0.158

3W 2.5 200 110 0.194

XeCl

Excimer

(Pulse)

100mJ 4.2 40 15.4 0.0274

4.2300mJ 4.2 40 26.8 0.0474

500mJ 4.2 40 34.6 0.0612

표 13-2. 의료용 레이저의 MPE, NHZ, OD 일람표

( Beam diameter: 5 mm, Beam divergence: 5 mrad, Pulse 경우 Pulse

duration: 10 ns, Repetition rate: 10 Hz.)

*XeCl Excimer-Pulse의 경우 MPE의 단위는 radiant exposure (mJ/cm2)

- 33 -

7. 의료용 레이저의 안전성

최근에 이르러 레이저 기술이 진보하면서 의료용 레이저의 사용이 확 되

고 있다. 더불어 수술기법도 점차적으로 비 침습적 수술(Less Invasive

Surgery)로 발달하게 되면서 내시경 및 레이저를 이용한 시술법이 다양하게

이루어지고 있다. 그러나 이러한 레이저 장비의 확 에도 불구하고 장비사용

자 및 환자의 레이저 위험성에 한 인지도는 매우 낮으며, 적절한 작업환경

의 안전기준과 장비관리 기준이 마련되어 있지 못한 것이 실정이다.

레이저 안전에 한 체계적이고 계속적인 교육은 의사를 비롯한 간호사

및 기술지원부서의 직원 등 레이저 장비를 다루는 모든 직원에게 적용되어

야 한다. 소규모 병원이나 개인 병원에서는 레이저의 안전교육과 관리 및 안

전한 사용을 위하여 제조업자의 안전 사용 설명서를 이용하고, 형 병원에

서는 레이저안전위원회를 구성하여 레이저 안전 프로그램을 개발하고 감독

하는 것이 바람직하다. 이러한 위원회의 인적구성은 병원 운영자, 수술실 감

독관, 의사, 교육 관리자, 생물의학, 공학자와 위험 관리자가 포함되어 있어

야 하며, 지명된 레이저안전관리사(Laser Safety Officer, LSO)는 레이저

안전프로그램의 기술 및 행정적인 요소들을 감독하도록 임명하는 것이 바람

직하다. 레이저 관련학회 (예 : 한의학레이저학회) 또는 ( 형 의료)센터

등으로 부터 안전 교육을 받은 기술자나 간호사, 의사 또는 소규모 병원이나

개인 병원의 직원이 이러한 레이저안전관리사가 될 수 있다.

레이저 안전교육의 내용으로는 레이저 물리이론을 이해하고 레이저 빛의

특성, 레이저 장비의 기본구조 이해, 레이저의 위험 및 공칭위험지역, 화재로

부터의 안전, 눈 및 피부의 상해위험으로부터의 안전, 전기 및 화재안전 등

이 포함되어야 한다.

현재까지 레이저안전관리사에게 주어지는 국가 자격증은 없으나 학회차원

에서 교육 후 수료증(Certification)을 발급하고 있으며, 매년 의료용 레이저

의 안전한 사용을 위해 이론 및 실습교육을 하고 있다. 간호사와 사무직 직

- 34 -

원 그리고 의사 혼자 레이저를 사용하는 소형병원에서는 레이저 안전 위원

회가 비현실적이지만 레이저의 안전한 사용을 위해 필요한 요소와 원칙들은

동일하다. 미국표준협회(ANSI)의 레이저 안전지침과 같이 선진국에서는 레

이저 안전사용법에 관하여 매우 구체적인 내용으로 규정하고 있으므로, 이를

참고하여 국내에서도 관련 제도를 국제적인 수준으로 정비해야할 필요가 있

다.

7.1. 레이저 안전에 한 관리자의 책임

레이저를 사용하고 있는 의사는 레이저 관련 정책들과 안전한 사용 방법

을 숙지하고 있어야 하며, 모든 관련 직원들이 이를 준수하도록 하여야 한

다.

레이저안전관리사로 임명된 직원은 사용하고 있는 모든 레이저에 하여

잘 이해하고 있어야 하며, 레이저 치료 분야를 평가하고, 개인 보호 장비와

기타 필요한 위험성 제어 방법을 고안하고 지시할 수 있어야 한다. 레이저안

전위원회의 위원은 직원들에게 필요한 교육과 훈련 그리고 방침과 조치를

이행할 수 있는 지위에 있어야 하며, 문서를 관리하고 기록을 보관하여야 한

다. 또한 현지 레이저 협회와 학회, 소속 기관에서의 안전 강좌, 신형 장비에

한 평가, 환자교육 그리고 기타 레이저 사용자의 안전과 관련된 지원을 하

여야한다.

7.2. 레이저의 위험성 분석

레이저의 위험성을 분석하는 주요 목적은 레이저의 위험성이 존재하는 곳

을 파악하여 적합한 통제 수단을 적용하기 위함이며, 레이저 위험성 분석은

최 허용노출 한도를 밝혀내는 것이다. 최 허용노출은 사람의 피부와 눈에

손상을 일으키는 역치에 한 과학적인 연구와 시험을 통해 개발되었다. 기

본적으로 이러한 한도는 조직을 손상시키지 않으면서 노출시킬 수 있는 최

레이저 강도 또는 에너지밀도를 말한다. 부분의 의료용 레이저 사용자

- 35 -

들은 이러한 한도를 직접 알고 있어야 할 필요성을 깨닫지 못하고 있다. 그

러나 이러한 개념은 다수의 안전에 있어서 기본이 되는 것이기 때문에 이를

이해하는 것은 매우 중요하다.

안전한 작동 요건에 한 고려는 간단히 하기 위하여 공칭위험지역이라는

개념으로 설명한다. 공칭위험지역이란 직접, 반사 혹은 산란된 레이저 광선

이 최 허용노출을 초과하여 노출되었다고 생각되는 지역을 말한다. 다시 말

해서 레이저의 위험성에 노출될 잠재성이 존재하는 공간을 의미한다. 이렇게

잠재적으로 위험할 수 있는 공간 내에서 레이저를 이용하는 경우에는 최

허용노출보다 크고 위험한 예상치 않은 노출을 막아줄 안전장치가 필요하다.

공칭위험지역은 사용하는 레이저의 종류와 전달 시스템 그리고 레이저의

파장, 노출시간, 펄스모드의 사용여부 등 레이저가 사용되는 환경에 따라 변

경될 수 있다. 공칭위험지역의 크기는 레이저 출력의 크기와 출력된 광선의

초점이나 발산 및 파장에 영향을 받는다. 일부의 경우, 특히 안과에서 사용

하는 전달 시스템은 치료실의 지정된 부분에만 레이저광선을 가두어 놓지만

유연한 광섬유(Flexible Fiber)나 자유롭게 움직일 수 있는 관절경

(Articulated Arm)을 이용하는 수술실은 전체가 공칭위험지역에 포함된다.

의료용 레이저를 사용하는 부분의 병원에서는 “레이저 치료 통제 장소”

라는 명칭을 사용하고 있다. 이는 공간의 한 부분만이 공칭위험지역이라고

하더라도 안전한 작업을 위하여 레이저가 놓여있는 공간전체를 통제구역으

로 규정한 경우이다. 이러한 곳에서는 공칭위험지역과 똑같이 모든 안전조치

를 확실하게 할 수 있는 적합한 통제 수단이 마련되어 있어야 한다.

- 36 -

그림 16. 통제구역 및 공칭위험지역 (NHZ)

- 37 -

8. 레이저 위험성 관리

레이저의 위험성 관리 방법 혹은 안전 조치는 레이저 광선에 의도하지 않

게 노출이 되거나 또는 우연히 노출이 되는 경우로부터 환자와 직원을 적절

하게 보호할 수 있는 방법이어야 한다. 일반적으로 관리 방법은 기술적 통제

방법과 행정 절차상 통제 방법으로 구분된다.

기술적 통제 방법은 레이저 시스템 내에 통합되어 있으며 우연하게 노출

될 수 있는 요인을 고려하도록 설계된 장치이다. 기술적 관리 방법에는 인터

록(Interlock)과 시청각 방출탐지기(Audible and Visible Emission

Indicator), 접속키(Access Key), 빔 차단기(Beam Stop), 서비스패널

(Service Panel) 등이 포함되어 있다.

행정 절차상 통제 방법은 기술적 통제 방법을 보충해주는 것으로써, 규정

과 작동 지침들을 설명한 지침서를 말한다. 행정적 통제수단의 사례로는 보

안경과 같은 개인 보호 장비 사용과 교육, 평면도, 배치도, 교정

(Calibration), 제조업체나, 레이저안전관리사 또는 레이저시설의 레이저안전

위원회에서 제시한 표준작동지침이 해당된다.

- 38 -

기술적 통제 수단 분 류

1 1M 2 2M 3R 3B 4

보호 덮개 X X X X X X X

보호 덮개 없는 경우 레이저안전관리사가 체 통제수단을 수립

보호 덮개 안전연동장치 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ X X

서비스 접속 패널 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ X X

열쇠 스위치 - - - - - ● X

감시창, 디스플레이 화면,

집속 광학계최 허용노출 이하 확인

전체 개방 빔 경로 - - - - -X

NHZ

X

NHZ

한정 개방 빔 경로 - - - - -X

NHZ

X

NHZ

폐쇄된 빔 경로 통제수단 불필요안전연동장치

필요

원격 연동장치 커넥터 - - - - - ● X

빔 차단기 또는 감쇄기 - - - - - ● X

레이저 작동 경고 장치 - - - - - ● X

실내 레이저 통제 구역 - * - * -X

NHZ

X

NHZ

등급 3B 실내 레이저 통제

구역- - - - - X -

등급 4 레이저 통제 구역 - - - - - - X

레이저 실외 통제X *

NHZ

X

NHZ

*

NHZ

X

NHZ

X

NHZ

X

NHZ

가항 공역(Navigable

Airspace)내 레이저

X *

NHZ

X

NHZ

*

NHZ

X

NHZ

X

NHZ

X

NHZ

일시적인 레이저 통제 구역▽

MPE

▽

MPE

▽

MPE

▽

MPE

▽

MPE- -

원격(통제구역 밖) 작동 및

감시- - - - - - ●

장비 라벨 X X X X X X X

레이저 경고 또는

위험 표지판 부착- - - - ●

X

NHZ

X

NHZ

표 14. 기술적 통제 수단 (ANSI Z136.1-2007 참고)

범례 X : 강력한 의무 사항 ● : 의무사항 - : 필수 사항은 아님

∇ : 등급 3B나 등급 4에 포함되어 있는 경우 의무 사항

MPE : MPE를 초과한 경우 의무 사항

NHZ : 공칭위험지역 분석이 필요한 경우

* : 광학 보조장치의 사용 시 적용가능

- 39 -

행정 절차상 통제 수단분 류

1 1M 2 2M 3R 3B 4

표준작동지침 - - - - - ● X

레이저 출력의 방출 한도 - - - - LSO 결정

교육 및 훈련 - ● ● ● ● X X

공인요원 - * - * - X X

정렬지침 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ X X

보호 장비 - * - * - ● X

관찰자 - * - * - ● X

서비스 요원 ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ X X

일반인 상 실연 - * X * X X X

레이저 광섬유 시스템 MPE MPE MPE MPE MPE X X

레이저 로봇 시설 - - - - -X

NHZ

X

NHZ

레이저 보안경 - - - - - ● X

방호창 - - - - -X X

NHZ

방호벽과 커튼 - - - - - ● ●

피부 보호 - - - - -X

MPE

X

MPE

기타 보호 장비 필요에 따라 사용

경고 표지와 라벨 - - ● ● ●X

NHZ

X

NHZ

수리 및 유지관리 LSO 결정

레이저 시스템의 변경 LSO 결정

표 15. 행정 절차상 통제 수단 (ANSI Z136.1-2007 참고)

범례 X : 강력한 의무 사항 ● : 의무사항 - : 필수 사항은 아님

∇ : 등급 3B나 등급 4에 포함되어 있는 경우 의무 사항

MPE : MPE를 초과한 경우 의무 사항

NHZ : 공칭위험지역 분석이 필요한 경우

* : 광학 보조장치의 사용 시 적용가능

- 40 -

레이저 종류(파장)와 출력에 맞는 보안경을 착용하여야 한다.

레이저 보안경을 착용한 경우라도 절 로 레이저 빔을 직접 들여다보지

말아야 한다.

8.1. 레이저 광선의 위험성 관리

의료용 레이저 시스템의 사용과 관련된 위험성은 광선 위험성과 광선 이

외의 위험성으로 구분된다. 서면으로 작성된 방침과 조치들에는 두 영역이

모두 포함되어야 하며 레이저 장비를 사용하는 모든 직원들은 이를 검토하

고 숙지하여야 한다. 광선 위험성은 눈이나 피부가 예기치 않게 레이저 광선

에 노출되어 손상을 입는 데 따르는 위험성을 말하는데, 이러한 두 상 조

직을 보호하기 위하여 별도의 안전 조치가 필요하다.

1) 눈 보호

눈 손상은 적절한 눈 보호 기구를 이용하여 예방할 수 있다. 수술실 직원

과 환자용 레이저 보호 안경, 젖은 안 나 레이저 전용 보안경이 이에 포함

될 수 있다.

레이저 보안경은 특정한 파장 영역에서 한정된 출력만큼을 보호하도록 설

계되어 있다는 점을 이해하여야 한다. 보안경을 안전하게 사용하기 위하여

반드시 모든 보안경에 이러한 사항을 표시한 라벨을 부착시켜야 한다. 레이

저 치료 통제 지역이나 공칭위험지역 내에 있는 모든 직원들은 적합한 레이

저 보안경을 착용해야 한다. 그러나 레이저 보안경을 착용하고 실험이나 시

술에 임할 경우에도 레이저 빔을 직접 눈으로 들여다보지 말아야 한다. 특히

적외선이나 자외선과 같이 눈에 보이지 않는 레이저 빔을 다루는 경우 레이

저 빔의 진행 경로를 레이저 작동 전에 반드시 확인해두어야 한다.

- 41 -

환자가 치료를 받는 동안 깨어있다면 환자 또한 직원과 동일한 레이저 보

안경을 착용하여야 한다. 보통의 콘택트렌즈와 안경은 레이저 파장을 약화시

키지 못하므로, 적절한 보호 장비가 될 수 없다. 파장에 따른 특수 전문 필

터와 렌즈는 내시경과 현미경을 사용하는 의사의 눈을 보호하기 위하여 특

별히 사용된다.

유리나 플라스틱 창으로는 ArF, CO2, Er:YAG 등과 같은 자외선 또는 중

적외선 이상의 레이저 빔만을 차단할 수 있다. 그 이외에 부분의 레이저

광선을 차단시키기 위하여 방호벽이나 장막을 사용한다. 또한 레이저 광선이

예상치 않은 곳으로 전달되는 것을 막기 위하여 치료 공간 내의 창문이나

기타 모든 뚫려 있는 틈도 장막으로 가려 놓는다.

그림 17. 레이저 보호 안경

2) 피부 보호

눈에 한 레이저 안전에 비하여 피부에 미치는 영향은 덜 중요한 문제로

여겨져 왔다. 그러나 만성적인 노출에 의해 피부암을 발생시킬 수 있는 자외

선 레이저가 폭넓게 이용되면서 피부 보호에 해서도 각별한 주의가 필요

하다. 레이저로 시술하는 동안에 환자든 의료인이든 환부 이외의 모든 피부

노출은 금지해야 한다. 또한 피부 보호 장비와 의류, 장갑들은 모두 내화성

물질로 만든 것이어야 한다.

- 42 -

8.2. 반사된 레이저 광선과 관련된 위험성 관리

레이저 광선은 출력이 높고 발산성이 극히 낮기 때문에 물체로부터 반사

된 광선의 위험성도 매우 높다. 반사에는 정반사와 난반사라는 두 가지 유형

이 있는데 거울이나 광택이 나는 표면에서 일어나는 반사를 정반사, 거칠고

울퉁불퉁한 표면이나 흐릿한 표면에서 일어나는 반사를 난반사라고 한다. 고

출력 레이저의 경우 정반사에 의한 빔에 노출되는 것은 직접적인 노출과 비

슷할 정도로 극히 위험하기 때문에 레이저 수술 부위 주변에는 반드시 반사

율이 높은 수술 도구를 제거해야만 한다. 레이저 광선 경로 및 인접공간에서

불가피하게 사용하는 금속 수술기구는 정반사를 일으키지 않도록 표면산화

(Anodizing) 처리한 것을 쓰는 것이 안전하다.

8.3. 레이저 치료 장소의 출입통제

의료용 레이저안전 프로그램에 있어 중요한 것은 레이저 치료 장소로의

접근을 통제하는 것이다. 이러한 통제는 공인요원만이 레이저 치료 장소에

들어가거나 레이저 치료를 시행할 수 있도록 보장하는 것을 의미한다. 레이

저를 사용하는 동안 접근을 통제하는 것은 수술실에 한 접근을 제한하는

기존의 통제 수단이 자연스럽게 연장된 것이다. 레이저 장비에 한 접근을

제한하는 가장 효율적인 방법은 공인요원만이 사용할 수 있도록 장비와 열

쇠를 관리하는 것이다.

이 외에도 레이저 수술실 밖에는 경고표지를 반드시 부착하여야 한다. 레

이저를 사용하는 동안에는 항상 치료실의 출입문이 닫혀 있어야 하며 레이

저 사용 중임을 알리는 표지를 입구 통로에 게시하여야 한다. 레이저 치료실

에 들어오는 사람을 보호하기 위하여 입구에는 현재 사용하고 있는 레이저

에 적합한 보안경을 비치해 두어야 한다.

8.4. 레이저 수술실 설정

복잡한 수술실에서 전선들이 엉켜있고 장비가 부적절하게 배치되어 있다

- 43 -

면 이는 “레이저 사고”를 일으키는 원인이 될 수 있다.

장비는 출입구에서 떨어진 곳에 배치하여야 하며 전선과 발 스위치의 수

는 최소화하여야 한다. 가장 좋은 방법은 수술을 주도하는 의사만이 레이저

발 스위치를 사용할 수 있도록 하고, 우발적인 작동을 막기 위하여 모든 다

른 수술 장비들과 분리시켜 놓는 것이다.

8.5. 레이저 사용 전 검사와 예방 유지

레이저 안전요원은 레이저 사용 전 검사를 할 의무가 있다. 사용전의 검사

는 레이저 광섬유의 검교정(Calibration), 광섬유를 포함한 도파장치 및 핸드

피스(Handpiece) 등의 결손 여부, 지시 광선(Aiming Beam)과 치료광선

(Therapeutic Beam)의 일치 여부, 레이저 조절기의 작동 여부이다. 그리고

수술 전에 레이저 광섬유가 심하게 구부러져있지 않은지 확인해야 한다. 수

술방포 밑에 레이저 광섬유가 구부러져 있다면, 에너지가 한곳에 집중되면서

광섬유가 파열되어 화재가 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 큰 글씨로 쓴 레이저 작동지침 및 응급조치사항을 코팅하여 장비 옆

에 걸어두어 손쉽게 볼 수 있도록 조치해 두어야 한다. 큰 병원의 경우 사용

이 미숙한 의사가 시술 할 수도 있기 때문이다.

레이저에 한 보다 자세한 검사는 정기적으로 이루어져야 하며, 점검 내

용을 점검일지에 기록해 두어야 한다. 정기검사는 제조 회사로부터 특별한

훈련을 받은 요원들이 하여야 한다. 이때에도 신체에 상해를 입을 수 있는

위험성은 늘 존재하기 때문에 주의하여야 한다.

- 44 -

<레이저 장비의 점검내용>

1) 전선 (Cable)

: 전원에 연결하기에 앞서 전원과 발판의 전선, 특히 플러그나 소켓이 있

는 부위를 점검하고 손상이 있는 경우 사용을 금지해야 한다. 정기적으로 레

이저의 응급스위치가 작동되는지를 점검한다.

2) 레이저의 출력 교정 (Power Calibration)

: 레이저 장치에서 측정한 빔의 출력과 전달시스템을 통과한 빔의 출력은

전달시스템의 자체적인 흡수로 인하여 차이가 있다. 전달시스템을 통과한 빔

의 출력이 흡수를 감안한 예상보다 크게 저하되는 경우가 있는데, 광섬유,

렌즈, 거울의 손상 혹은 오염으로 인해 광학시스템의 부정합이 발생되고 이

로 인해 레이저 출력의 손실이 크기 때문이다.

레이저의 종류와 제조사에 따라 레이저 출력 점검의 형태는 다양하다. 실

제출력을 점검하는 경우와 전달시스템의 투과율을 점검하는 방법이 있는데

부분의 레이저는 실제 레이저 출력을 측정하게 된다. 이때는 전달시스템의

통과 시 손실이 발생하고 이로 인해 출력이 저하될 수 있다는 것을 고려하

여야 한다. 정기적으로 레이저 출력을 점검해야 한다.

3) 광섬유 (Optical Fiber)

: 레이저와 함께 사용하는 광섬유는 전체 길이에 한 손상여부를 파악하

기 위해 레이저 연결 전에 점검해야 한다. 돋보기 등을 사용하여 파이버의

끝부분이 청결하고 손상되지 않았는지 점검한다. 수액이나 가스를 사용하는

이중구멍 파이버의 경우는 방출 부위의 구멍이 막히지 않았는지, 조직의 찌

꺼기가 남아 있지 않은지 점검한다.

4) 관절경 (Articulated Arm)

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: 관절경을 사용하는 레이저 장비의 경우 각 관절이 모두 충분히 잘 움직

여지는지 점검하고 사용 혹은 이동시 부딪히지 않도록 주의 하여야 한다.

5) 지시빔 (Aiming Beam)

: 전달시스템의 끝부분에서 나오는 지시빔의 경우 제 로 나오는지를 사용

전이나 사용도중 점검해야 한다. 지시빔을 흰색의 거즈나 종이에 5-10 cm

정도의 거리를 두고 비추었을 때 빔이 원형으로 흐트러짐이 없어야 한다. 전

달시스템이 손상 또는 오염되면 빔이 흐트러지거나 조각이 나고, 어두운 그

림자가 발생한다.

6) 빔 일치 (Beam Coincidence)

: 레이저를 사용하기 전에 지시빔과 치료빔(Treatment Beam)이 일치하는

지 반드시 점검해야 한다. 지시빔은 치료부위를 정확하게 조준하기 위해 사

용하는 것으로 설압자(Tongue Depressor)를 이용하여 점검한다. 위치를 미

리 표시해둔 설압자에 레이저를 조사한 후 지시 빔과 치료 빔이 동일표시부

위에 일치하는지 확인한다.

<광섬유에 한 관리>

1) 레이저에 광섬유를 연결하기 전 광섬유 양끝의 손상여부를 관찰하고 광

섬유를 따라가면서 전체를 점검하고 꼬였거나 파손여부 등을 확인한다.

2) 연결부위의 광섬유 단면에 손상이 가지 않도록 주의하면서 레이저의 커

넥터를 연결한다.

3) 제조사에서 지시한 것과 같이 광섬유를 점검하고 결과를 레이저 기록지

에 기록한다.

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4) 지시빔이 보이지 않는 상태에서는 절 레이저를 조사하지 않아야 한다.

5) 광섬유를 고정할 때 안전하고 손상되지 않도록 주의한다. 광섬유를 고정

시키기 위해 다른 기구를 사용하여 집어 놓지 않는다.

6) 비접촉성 광섬유를 사용하는 경우 제조사의 지시에 따라 합당한 냉각제

재를 사용한다.

7) 시술하는 동안 광섬유에서 나오는 빔이 어긋나는지 여부, 광섬유 끝에

이물질의 부착여부, 에너지 전달률 정도, 내시경을 통해서 광섬유의 끝이 보

이는지의 여부 등을 관찰한다.

8) 광섬유를 사용하다가 뜨거워진 광섬유를 수술방포 위에 두지 않는다.

9) 시술 도중에 광섬유를 세척하기 위해서는 오직 과산화수소나 생리식염

수를 사용하도록 하며 알코올류는 절 사용하지 말아야 한다.

10) 소독이나 멸균에 한 제조사의 권장사항이 없다면, 일회용 광섬유는

재사용할 수 없다.

8.6. 레이저 기자재의 신규교육과 시운전

병원에서 새로운 레이저를 구매한 경우에는 이 레이저를 사용할 시술의사,

마취의사, 마취간호사, 수술실 간호사, 레이저 기사 등 모든 요원들이 참석하

여 신규교육을 시행하여야 한다. 새로운 레이저의 사용 빈도에 상관없이 이

들 모두가 이 레이저 기자재의 작동법과 그 위험성을 숙지하여야 한다.

레이저의 안전사용법에 하여서는 매년 정기적인 교육이 있어야 하고 새

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직원이 채용될 때마다 신규교육을 실시하여야 한다. 교육은 레이저 시술에

필요한 수술 현미경, 비디오 장비, 보호장비 등이 모두 갖추어진 상태에서

시행하는 것이 바람직하다.

8.7. 광선 이외의 위험성에 한 관리

의료용 레이저 시스템의 사용에는 눈과 피부에 한 레이저 광선의 직접

적인 위험성 이외에 광선 자체와는 직접적으로 연관이 없는 위험성도 존재

한다. 광선 이외의 위험성에는 화재나 폭발이 일어날 가능성, 조직을 절제할

때 발생하는 공기 중 오염물질(LGAC: Laser Generated Airborne

Contaminants), 전기적 상해, 화학물질 접촉이나 흡입 등이 모두 포함된다.

1) 화재

수술용 레이저와 관련해서 발생하는 가장 일반적인 사고 가운데 하나가

바로 “화재”이다. 부분의 경우는 인화성 물질이 레이저 광선에 우연히 노

출되어 발화하는 경우이다. 탈지면, 거즈, 설압자, 수술방포, 랩 스펀지, 타월

과 같이 수술실에서 사용하는 물기가 없는 1회용 도구들이 수술용 고출력

레이저 빔에 노출되면 발화할 수 있다.

화재를 막기 위하여 수술실에서는 필요한 수술도구 외에 발화우려가 있는

불필요한 도구들은 모두 치우도록 한다. 수술 부위에 불이 붙을 경우를 비

해 열려 있는 물 양동이를 레이저 시술자 옆에 두어야 한다. 천으로 되어 있

지 않은 수술방포를 사용하는 경우에는 물을 사용할 수 없기 때문에 도구를

덮을 수 있는 소화 담요를 수술실에 비치해 두어야 한다. 또한 전기 장비용

소화기도 수술실 내에 비치해 두어야 한다. 체로 비할론식(Non-Halon

Type) 소화기가 적합하다.

수술실에서 흔히 볼 수 있는 또 다른 위험 물질은 “알코올”이다. 알코올이

함유되어 있는 용액이나 화합물 (예들 들어, Hibiclens, Hibitane, 테이프 제

거제, 탈지제, Benzoin 등)은 부분 수술용 레이저의 열과 조직 간의 상호

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작용으로 인해 발화할 수 있다.

기관 내 튜브 앞에서 기도 레이저 수술을 시행할 경우에는 화재가 발생할

수 있는 가능성을 피하기 위하여 특별히 설계되거나 보호 장치가 있는 튜브

를 이용하여야 하며, 에어벌룬(AirBalloon)은 공기를 넣은 것 말고 색소가

함유된 물을 넣어서 부풀게 하고 물에 젖은 거즈를 덮어 주어야 한다.

또 다른 인화성 물질은 항문이나 큰창자에서 배출되는 메탄가스이다. 이러

한 부위에서 레이저 수술을 하는 경우에 환자나 의사가 화상을 입을 가능성

을 막기 위하여, 둔부 수술방포 아래쪽을 물로 적시거나 젖은 타월로 덮어

항문을 보호한다.

조직의 바깥 부위를 CO2 레이저로 증발시킬 때는 항상 탄소층이 형성될

수 있다. 탄소가 남아있는 곳에 레이저 광선이 닿게 되면 탄소의 높은 흡수

율로 인하여 예상보다 뜨거운 열이 발생할 수 있다. 이로 인한 결과를 탄소

점화라고 부르며 이러한 일이 피부의 표면에서 발생하는 경우에는 피부 화

상은 물론 화재가 발생할 수 있다. 탄소층이 형성된 경우에는 레이저 작동을

멈추고 수술 부위를 세척하여 표면에서 탄소층을 제거하도록 한다.

2) 전기적 위험성

의료용 레이저 시스템에는 고전압 전기 회로가 내장되어 있으므로 항상 적

당한 전기적 안전 조치를 취해야만 한다. 레이저 기기에 물과 같은 액체가

흘러들어가는 것을 방지하기 위하여 액체 용기를 레이저 본체 부근이나 위

에 올려놓지 않도록 한다. 레이저에 전원을 공급하는 전선은 연장시켜 사용

해서는 안 되며 모든 전선과 발 스위치, 회로 차단기의 기능적 안전성을 주

기적으로 점검하여야 한다. 적절한 교육을 받고 자격이 인정된 기술자만이

레이저의 보호 덮개를 열고 전기 부품들을 취급할 수 있도록 해야 한다.

3) 레이저로 발생되는 공기 중 오염물질 (LGAC)

레이저로 조직을 기화시킬 때 발생하는 연기(Plume)에는 다양한 오염물질

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이 포함되어 있다. 이것은 독성 가스 성분, 미세 바이오입자, 죽거나 살아 있

는 세포, 바이러스, 등의 혼합물로 구성되어 있다. 레이저를 이용해 조직을

절개하고 응고시킬 때 발생하는 유독한 냄새와 짙은 연기는 눈과 기도를 자

극할 뿐만 아니라 기관지 및 폐울혈의 원인이 될 수 있다.

연기를 제거하기 위하여 연기 배출기를 사용할 것을 권장한다. 흡입 노즐

은 가급적 수술 부위에서 2cm 이하 범위로 가까운 곳에 배치하여야 한다.

연기 배출기의 흡입구와 배출구 사이에는 인라인 필터가 삽입되어 있는데,

이러한 필터는 0.1 마이크론 이상의 입자를 제거할 수 있는 것이어야 한다.

일반적으로 사용하는 수술용 마스크는 5 마이크론 이상의 입자를 걸러낼

수 있다. 그러나 레이저 수술에서 발생하는 연기에는 1.1 마이크론 이하의

의 입자가 77 % 이상 포함되어 있다. 따라서 레이저 수술시 연기 배출기와

함께 0.1 마이크론 이상의 입자를 걸러낼 수 있도록 고안된 마스크(High

Filtration Mask)를 착용하는 것이 더욱 안전하다. 마스크를 사용할 때는 콧

등이나 옆 부분의 틈으로 흡입되는 연기를 최소화하기 위하여 꼼꼼하게 착

용한다.

4) 기타 위험성

기타 위험성에는 특정한 레이저에서 발견되는 독성 화학물질(예를 들어,

엑시머 가스, 색소)에 노출될 가능성과 압축가스의 사용과 관련된 위험성,

전자기 간섭으로 생물학적 효과가 발생할 가능성, 소음, 부차 방사광선 및

플라스마에 의한 생물학적 위험성이 포함된다.

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9. 맺는말

병원이나 의원에서 사용하고 있는 의료용 레이저의 거의 부분은 등급4

의 고출력 레이저로서 사고의 위험성이 매우 크다. 그럼에도 불구하고 레이

저를 이용한 치료법이 기존의 의료장비에 비하여 많은 장점을 갖고 있기 때

문에 의료용 레이저의 보급은 크게 늘어나고 있다. 이에 따라 의료용 레이저

의 안전한 사용과 관리, 이를 통한 레이저 안전사고의 위험을 예방할 수 있

는 종합적이고 체계적인 제도를 정립할 필요성이 시급히 요구되고 있다.

의료용 레이저 안전은 레이저 시술을 받는 환자보다는 레이저 시술을 담

당하고 있는 의사나 간호사 등 사용자가 더욱 관심을 기울여 인식하고 있어

야 하는 의무사항이다. 등급4의 고출력 레이저를 주로 사용하는 의료 환경에

서 이들 레이저 사용자에 한 안전교육의 중요성은 아무리 강조해도 지나

치지 않는다. 레이저 안전을 확보하기 위한 안전교육 및 훈련과정은 자발적

인 참여만으로는 이룰 수 없기 때문에, 교육이수에 따른 자격 부여 또는 차

별화된 권한 확보 등의 의무적 추진을 위한 통제수단과 제도적 장치가 필요

하다.

본 의료용 레이저 안전지침서는 위에 언급한 레이저 안전교육에 포함되는

일부분이면서 레이저 시술자가 필수적으로 인식해야 할 중요한 사항에 한

요약서이다. 본 지침서 이외에 레이저 안전에 관련된 지속적 연구와 선진국

과의 국제조화를 통하여 다양한 레이저 안전프로그램이 개발되어야 할 것이

다. .

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10. 참고문헌

1. “레이저 제품의 안전성 - 제1부 : 장비 등급 분류, 요구 사항 및 사용자

지침”, KS C IEC 60825-1 : 2002.

2. “레이저 상품의 안전성 - 제8부 : 의료 레이저 장비의 안전 사용을 위한

지침”, KS C IEC 60825-8 : 2002.

3. “의료 전기 장비 - 제2부 : 진단 및 치료용 레이저 장비 안전을 위한 특

별 요구 사항”, KS C IEC 60601-2-22 : 2002.

4. “안전한 레이저 사용(Laser Safety)을 위한 의료기관의 역할”, 한의학

레이저학회지 제5권 제1호 : 2001.

5. “LIA Guide to Medical Laser Safety”, Laser Institute of America,

First Edition 1997.

6. “Laser Safety Guide”, Laser Institute of America, Tenth Edition

2000.

7. “Laser Safety Guide”, Laser Institute of America, Eleventh Edition

2007.

8. “LIA Guide to Non-beam Hazards Associated with Laser Use”,

Laser Institute of America, First Edition 1999.

8. “American National Standard for Safe Use of Lasers”, ANSI

Z136.1. 2000.

10. “American National Standard for Safe USE of Lasers in Health

Care Facilities” ANSI Z136.3 2005.

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<별첨>

환자용 레이저 안전 지침

(레이저 치료를 받는 환자는 다음의 사항을 인식하고 레이저 안전 관련

설비와 조치가 미흡할 경우 관계자에게 시정을 요구할 수 있다.)

1. 무단으로 레이저 장비에 접근하지 않아야 한다.

2. 레이저 빔이 방출되는 곳을 맨 눈으로 직접 바라보지 않아야 한다.

3. 레이저 시술시 보안경을 꼭 착용하여야 한다.

4. 보안경이 없을 시에는 안구 보호 , 젖은 거즈 등으로 눈을 꼭 보호

하여야 한다.

5. 레이저 시술을 받기 전에 지니고 있는 장신구(귀금속 등의 반사체)

들을 제거하여야 한다.

6. 레이저 시술시 발생한 오염된 공기를 직접적으로 흡입하지 않아야

한다.

7. 레이저 시술이 이루어지고 있는 진료실․수술실의 출입문을 무단으로

열지 않아야 한다.

8. 기타 사항은 레이저 시술자 및 담당자의 지시를 따른다.

※ 레이저로 시술하는 병․의원에서는 위와 같은 지침서를 환자가 잘

볼 수 있는 곳에 비치하여야 한다.