激光雖然已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個方面得到了普遍的應(yīng)用,但在眼科領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛而深入。這是因為眼球本身就是一個光學(xué)系統(tǒng),光線可以通過屈光間質(zhì)到達眼球的各層組織,由于激光具有的波長的一致性、方向性好等優(yōu)點，可以應(yīng)用不同波長的激光，目標(biāo)準(zhǔn)確地針對眼球的不同組織發(fā)揮作用，所以在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中首先應(yīng)用于眼科，而且范圍最廣,已經(jīng)形成了激光醫(yī)學(xué)的一門分支學(xué)科—激光眼科學(xué)。
一、激光對眼病的治療
1、不同波長的激光對眼組織的作用
不同部位的眼組織，由于所含色素的不同，對不同波長激光的吸收存在明顯差異，選擇激光治療時，首先應(yīng)考慮到這種激光在其靶組織中有高的吸收率，而其所經(jīng)過的路徑上的屈光間質(zhì)及其它組織對它的吸收越少越好。總的來說,黑色素對波長越短的光線吸收率越高,但差別不是很大;含氧血紅蛋白對藍、綠、黃光的吸收率很高,而對紅光及紅外光基本上不吸收；葉黃素則對藍光有較高的吸收率。因此，蘭、綠、黃光常用于虹膜、房角組織、視網(wǎng)膜色素上皮層及新生血管膜等，其中藍光因能被葉黃素大量吸收，故不能用于黃斑區(qū)，以免損傷視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層；紅光及紅外光雖然只能依賴于黑色素的吸收，但能穿透薄的出血到達脈絡(luò)膜內(nèi)層及視網(wǎng)膜色素上皮層，且不被葉黃素吸收、散射較少，故常用于屈光間質(zhì)欠清、視網(wǎng)膜有薄的出血、黃斑區(qū)組織等，但對無色素或脫色素區(qū)效果較差，并且由于穿透性強而易于損害眼底深部組織。波長短于295nm的紫外光則多為角膜組織所吸收,不能到達眼內(nèi)組織，所以目前僅用于角膜手術(shù)。
2、激光治療眼病的原理
激光作用于眼球,并被組織吸收后,眼球組織會發(fā)生一系列的變化,這就是激光治療的基礎(chǔ)。
?、?、光致發(fā)熱作用
是指生物組織吸收激光能量后,將其光能轉(zhuǎn)化為熱能的過程,是激光治療眼病中最常見的一種方法。因熱致局部組織反應(yīng)水平的不同,又有熱致溫?zé)?、凝固、汽化、穿孔和切割等一系列反?yīng)，影響眼組織反應(yīng)水平的因素，除與激光功率密度有關(guān)外，還與受照組織對相應(yīng)波長激光能量的吸收率大小、激光照射持續(xù)的時間等有關(guān)。光致發(fā)熱作用還可導(dǎo)致壓強和化學(xué)作用等二次理化反應(yīng)。
②、光致化學(xué)作用
是指生物組織吸收激光能量并將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能所導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)。主要有四種類型：即光致分解、光致氧化、光致聚合和光致敏化。在眼科治療中常見到的是光致分解和光致敏化。前者如用波長為193nm的ArF準(zhǔn)分子激光作"冷光刀"來分解生物分子化學(xué)鍵,"切割"角膜。后者的典型例子是用光動力學(xué)療法治療視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。
?、?、電磁場作用
光是變化著的電磁波,因生物組織與光波段內(nèi)的電磁作用而導(dǎo)致的一系列生物效應(yīng)過程稱為光的電磁場作用.其中主要是強電場作用。對于普通光,由于光功率密度很低,所以注意不到其電場的生物作用。但激光使光能量在空間上高度集中,如采用Q開關(guān)、鎖模等技術(shù)，又使它在時間上也高度集中，就能產(chǎn)生相當(dāng)大的電場強度，從而引起明顯的生物效應(yīng)。
?、?、光致壓強作用
一定功率密度的激光,還可以產(chǎn)生光致壓強作用,這種壓強的產(chǎn)生可有多種原因,如激光輻射、熱致汽化反沖、熱致膨脹、膨脹致超聲、場致散射、場致伸縮等引起。這種光致壓強可作用于眼部產(chǎn)生生物效應(yīng)。
?、荨⑵?、切割、打孔原理
高功率密度的連續(xù)波激光作用于生物組織，并被生物組織吸收致熱，所致溫度達到100℃時，含水量達60%～80%的組織其內(nèi)的液體開始沸騰，出現(xiàn)蒸汽壓力，但由于表面封閉，猶如壓力鍋那樣，當(dāng)連續(xù)吸收激光能量時，組織內(nèi)的溫度和氣壓迅速提高，直至超過密封組織的彈力限度時，蒸汽沖破表面噴射而出，同時組織碎片也被氣流裹挾而出。
一般講的“汽化”，是指對病灶及贅生物進行燒灼，即進行表面汽化，若為線狀汽化即稱為切割，若為點狀汽化即稱為打孔。對于吸收相應(yīng)能量的特定組織，進行汽化時的深度與激光照射的時間和功率密度成對比。
造成汽化的原因主要是光致熱作用，但光致化學(xué)分解也可切開組織，而眼科治療時用的透切，則更主要的是由于壓強作用或激光的高電場擊穿所致。
?、?、透切原理
脈沖激光的透切原理，可以是光致發(fā)熱作用，也可以是由于光致電場及光致壓強作用。
使用Ar+激光時，是利用其能夠透過屈光質(zhì)達到虹膜，并被這種富含色素和水的組織所吸收，產(chǎn)熱至汽化水平，形成的汽化壓力使作用點處的組織形成微爆炸，從而達到“光切”虹膜的治療目的。
?、?、凝固的原理
激光照射到生物組織之后,主要是由于光致發(fā)熱作用,也就是生物組織吸收激光能量,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋２糠质怯捎诠庵禄瘜W(xué)作用而產(chǎn)生熱能,使照射組織產(chǎn)生損傷以致凝固。由于眼球是一個屈光系統(tǒng),可見光范圍內(nèi)的激光能量大部分都能夠通過眼屈光間質(zhì)而到達眼底,并為眼底色素組織、氧化血紅蛋白等所吸收，從而產(chǎn)生光凝固作用，進而形成組織的機化和粘連。臨床上就是利用了這種凝固、粘連作用，進而應(yīng)用在封閉視網(wǎng)膜裂孔和封閉病變的血管等方面。
3、現(xiàn)眼科常用于治療的激光器
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用的激光器種類非常多,常用于眼科治療的主要有紅寶石(rudy)激光、氬離子(Ar+)激光、氪離子(Kr+)、染料(dye)激光、摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光和氟化氬(ArF)準(zhǔn)分子激光等固體、氣體和液體的激光器，用連續(xù)的、脈沖的和調(diào)Ｑ的方式，治療眼底部色素膜和屈光間質(zhì)等部位的數(shù)十種有關(guān)眼部疾病。
紅寶石激光是波長為694.3nm紅色可見光固體激光器?？捎糜诟黝愌鄣准膊?如視網(wǎng)膜裂孔,周邊視網(wǎng)膜變性,糖尿病性視網(wǎng)膜病變等。調(diào)Ｑ紅寶石激光可施行光切術(shù)，治療角膜瘢痕性混濁、瞳孔膜閉和閉鎖、晶體前色素、虹膜囊腫，以及閉角型青光眼的周邊虹膜切除術(shù)等。由于紅光不易為氧化血紅蛋白所吸收,所以對治療眼內(nèi)出血或血管性疾病的療較不如氬離子激光為好。
氬離子和氪離子激光是二種相似的氣體激光器,前者能產(chǎn)生連續(xù)的波長為488.0nm的藍光和514.5的nm綠光,后者能產(chǎn)生波長為520.8nm的綠光和568.2nm的紅光。由于這五條譜線都能被色素組織強烈吸收而不損傷對可見光透明的屈光介質(zhì),因而能適用于紅寶石激光的所有適應(yīng)癥。尤其是其中氬離子激光的藍、綠光及氪離子激光的綠、黃光這四條譜線能為氧化血紅蛋白所強烈吸收,因此還可用于治療眼內(nèi)血管及出血性疾病。因為氪離子激光的黃光和紅光不大被葉黃素所吸收,對視網(wǎng)膜神經(jīng)上層損害較小,因此用來治療黃斑區(qū)病變較好。其中的紅光還可透過視網(wǎng)膜淺層的出血作用于色素上皮層,為其它波長激光所不能代替。
染料激光的主要特點是其輸出波長連續(xù)可調(diào)，并且既可連續(xù)輸出,也可脈沖輸出。目前比較成熟地運用于臨床的是若丹明6G脈沖染料激光,波長為585.0nm和555.0nm，多用來治療閉角型青光眼、繼發(fā)性青光眼、虹膜膨隆、先天性瞳孔殘膜等。由于染料激光在實際應(yīng)用中波長難以連續(xù)可調(diào)，而且輸出不太穩(wěn)定，目前并未真正發(fā)揮出連續(xù)可調(diào)激光的特點，臨床應(yīng)用不多。
Nd:YAG激光波長為1064nm,為一種不可見的紅外光,不為眼內(nèi)色素組織所吸收,所以用來治療眼前節(jié)的無色素組織的病變。在調(diào)Q方式下的Nd:YAG激光,可以在極短的時間內(nèi)集中相當(dāng)大的能量,利用光致化學(xué)、光致電場、光放壓強等作用來完成透明組織的透切。由于為時極短，所以不會產(chǎn)生熱損傷，主要用于白內(nèi)障囊膜切開術(shù)，周邊虹膜切開術(shù)，玻璃體機化條松解術(shù)等。
另有通過晶體轉(zhuǎn)化將輸出波長變?yōu)?32nm的倍頻Nd:YAG激光器，由于為綠色光，所以應(yīng)用范圍與前述幾種綠光相同。因為是固體激光器，所以穩(wěn)定性較氣體激光器為好，體積小、重量輕。
準(zhǔn)分子激光器中應(yīng)用于眼科臨床的主要是氟化氬(ArF)激光,其輸出波長為193nm的遠紫外光,它的生物較應(yīng)主要是利用光致化學(xué)作用中的光致分解作用,作為"冷刀"使生物分子鍵斷裂。用這種刀施行光切術(shù),其切割精度可達到μm級,其刀口損傷范圍僅達nm級,而且由于無熱效應(yīng)而不會損傷鄰近組織.所以現(xiàn)已運用于角膜手術(shù),如角膜屈光手術(shù)、角膜疤痕去除等。上皮下準(zhǔn)分子激光角膜切削術(shù)(Lasek)
?。╨）方法 20％乙醇浸潤角膜上皮細(xì)胞標(biāo)記區(qū)，完整片狀揭開標(biāo)記區(qū)角膜上皮細(xì)胞層，行上皮下準(zhǔn)分子激光角膜切削后，將揭開的角膜上皮細(xì)胞層復(fù)位。
（2）優(yōu)點 術(shù)后痛苦較PRK小，恢復(fù)快。
?。?）存在問題 目前意見尚不一致，因消融了前彈力層，PRK的其它并發(fā)癥可能仍存在。二、激光對眼病的作檢查與診斷
激光不僅用于眼部疾病的治療，而且在檢查與診斷眼部疾病方面亦發(fā)揮著很大作用，如利用激光進行驗光及多項檢查的屈光檢查臺；利用激光進行角膜屈光性能檢查的角膜地形圖儀；以及共焦激光眼底檢查系統(tǒng)，它包括了共焦激光眼底斷層掃描系統(tǒng)、共焦激光多晉勒眼底血流計、共焦激光眼底造影系統(tǒng)，是目前最先進的眼底檢查系統(tǒng)，其作用分別為：
1、共焦激光眼底斷層掃描儀
是將共焦激光掃描顯微學(xué)用于眼病診斷，這項技術(shù)可使眼科醫(yī)生精確地得到病人眼底不同區(qū)域的地形圖，對育光眼診斷中的視神經(jīng)頭分析、黃斑變性的檢查、視網(wǎng)膜脫離的評估、眼腫瘤的分析與跟蹤研究、糖尿病的眼底病理研究，特別適用于定量記錄與分析治療過程中病情的改變及進行跟蹤研究。
2、共焦激光眼底造影系統(tǒng)
采用先進的共焦激光掃描技術(shù)，單獨或同時獲取熒光素鈉及吲哚靛青綠（ICG）數(shù)字血管造影圖象，而且是高質(zhì)量的三維實時圖象，熒光素早期和末期圖像質(zhì)量極佳。
共焦激光掃描技術(shù)確?？臻g及軸向上的測量精度。它可探測到聚焦平面及其附近發(fā)出的光并繪制圖象，而焦點以外的反射光或散射光被擋住而不能被檢測到。因此，這種共焦技術(shù)具有可獲取三維造影信息及造影圖象分辨率高的兩大突出優(yōu)點。
3、共焦激光多晉勒眼底血流計
它將兩種復(fù)雜的檢測手段—共激光掃描激光多普勒血流合二為一，可非侵入性地得到眼底視網(wǎng)膜或視盤的血流灌注圖。
采用紅外激光進行視網(wǎng)膜或視盤的二維掃描。光學(xué)多普荊效應(yīng)指運動物體對照射光所產(chǎn)的反射光及發(fā)散光發(fā)生頻率的變化，這些頻率變化的反射光與固定物體的反對光形成干涉，從而導(dǎo)致可探測到的瞬時光強度變化