激光雖然已在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)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?yàn)檠矍虮旧砭褪且粋€(gè)光學(xué)系統(tǒng),光線可以通過(guò)屈光間質(zhì)到達(dá)眼球的各層組織,由于激光具有的波長(zhǎng)的一致性、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用不同波長(zhǎng)的激光，目標(biāo)準(zhǔn)確地針對(duì)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(mén)分支學(xué)科—激光眼科學(xué)。
一、激光對(duì)眼病的治療
1、不同波長(zhǎng)的激光對(duì)眼組織的作用
不同部位的眼組織，由于所含色素的不同，對(duì)不同波長(zhǎng)激光的吸收存在明顯差異，選擇激光治療時(shí)，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(guò)的路徑上的屈光間質(zhì)及其它組織對(duì)它的吸收越少越好?？偟膩?lái)說(shuō),黑色素對(duì)波長(zhǎng)越短的光線吸收率越高,但差別不是很大;含氧血紅蛋白對(duì)藍(lán)、綠、黃光的吸收率很高,而對(duì)紅光及紅外光基本上不吸收；葉黃素則對(duì)藍(lán)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(lán)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(dá)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(duì)無(wú)色素或脫色素區(qū)效果較差，并且由于穿透性強(qiáng)而易于損害眼底深部組織。波長(zhǎng)短于295nm的紫外光則多為角膜組織所吸收,不能到達(dá)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(huì)發(fā)生一系列的變化,這就是激光治療的基礎(chǔ)。
①、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(guò)程,是激光治療眼病中最常見(jiàn)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(duì)相應(yīng)波長(zhǎng)激光能量的吸收率大小、激光照射持續(xù)的時(shí)間等有關(guān)。光致發(fā)熱作用還可導(dǎo)致壓強(qiáng)和化學(xué)作用等二次理化反應(yīng)。
?、凇⒐庵禄瘜W(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(jiàn)到的是光致分解和光致敏化。前者如用波長(zhǎng)為193nm的ArF準(zhǔn)分子激光作"冷光刀"來(lái)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(dòng)力學(xué)療法治療視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。
?、?、電磁場(chǎng)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(guò)程稱為光的電磁場(chǎng)作用.其中主要是強(qiáng)電場(chǎng)作用。對(duì)于普通光,由于光功率密度很低,所以注意不到其電場(chǎng)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(kāi)關(guān)、鎖模等技術(shù)，又使它在時(shí)間上也高度集中，就能產(chǎn)生相當(dāng)大的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而引起明顯的生物效應(yīng)。
④、光致壓強(qiáng)作用
一定功率密度的激光,還可以產(chǎn)生光致壓強(qiáng)作用,這種壓強(qiáng)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(chǎng)致散射、場(chǎng)致伸縮等引起。這種光致壓強(qiáng)可作用于眼部產(chǎn)生生物效應(yīng)。
⑤、汽化、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(dá)到100℃時(shí)，含水量達(dá)60%～80%的組織其內(nèi)的液體開(kāi)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(shí)，組織內(nèi)的溫度和氣壓迅速提高，直至超過(guò)密封組織的彈力限度時(shí)，蒸汽沖破表面噴射而出，同時(shí)組織碎片也被氣流裹挾而出。
一般講的“汽化”，是指對(duì)病灶及贅生物進(jìn)行燒灼，即進(jìn)行表面汽化，若為線狀汽化即稱為切割，若為點(diǎn)狀汽化即稱為打孔。對(duì)于吸收相應(yīng)能量的特定組織，進(jìn)行汽化時(shí)的深度與激光照射的時(shí)間和功率密度成對(duì)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(kāi)組織，而眼科治療時(shí)用的透切，則更主要的是由于壓強(qiáng)作用或激光的高電場(chǎng)擊穿所致。
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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(chǎng)及光致壓強(qiáng)作用。
使用Ar+激光時(shí)，是利用其能夠透過(guò)屈光質(zhì)達(dá)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(diǎn)處的組織形成微爆炸，從而達(dá)到“光切”虹膜的治療目的。
⑦、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?。部分是由于光致化學(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(gè)屈光系統(tǒng),可見(jiàn)光范圍內(nèi)的激光能量大部分都能夠通過(guò)眼屈光間質(zhì)而到達(dá)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(jìn)而形成組織的機(jī)化和粘連。臨床上就是利用了這種凝固、粘連作用，進(jìn)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(zhǎng)為694.3nm紅色可見(jiàn)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(duì)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(zhǎng)為488.0nm的藍(lán)光和514.5的nm綠光,后者能產(chǎn)生波長(zhǎng)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(qiáng)烈吸收而不損傷對(duì)可見(jiàn)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(lán)、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(qiáng)烈吸收,因此還可用于治療眼內(nèi)血管及出血性疾病。因?yàn)殡措x子激光的黃光和紅光不大被葉黃素所吸收,對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)上層損害較小,因此用來(lái)治療黃斑區(qū)病變較好。其中的紅光還可透過(guò)視網(wǎng)膜淺層的出血作用于色素上皮層,為其它波長(zhǎng)激光所不能代替。
染料激光的主要特點(diǎn)是其輸出波長(zhǎng)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(yùn)用于臨床的是若丹明6G脈沖染料激光,波長(zhǎng)為585.0nm和555.0nm，多用來(lái)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(shí)際應(yīng)用中波長(zhǎng)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(diǎn)，臨床應(yīng)用不多。
Nd:YAG激光波長(zhǎng)為1064nm,為一種不可見(jiàn)的紅外光,不為眼內(nèi)色素組織所吸收,所以用來(lái)治療眼前節(jié)的無(wú)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(shí)間內(nèi)集中相當(dāng)大的能量,利用光致化學(xué)、光致電場(chǎng)、光放壓強(qiáng)等作用來(lái)完成透明組織的透切。由于為時(shí)極短，所以不會(huì)產(chǎn)生熱損傷，主要用于白內(nèi)障囊膜切開(kāi)術(shù)，周邊虹膜切開(kāi)術(shù)，玻璃體機(jī)化條松解術(shù)等。
另有通過(guò)晶體轉(zhuǎn)化將輸出波長(zhǎng)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?yàn)槭枪腆w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(zhǎng)為193nm的遠(yuǎn)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(dá)到μm級(jí),其刀口損傷范圍僅達(dá)nm級(jí),而且由于無(wú)熱效應(yīng)而不會(huì)損傷鄰近組織.所以現(xiàn)已運(yùn)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(rùn)角膜上皮細(xì)胞標(biāo)記區(qū)，完整片狀揭開(kāi)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(kāi)的角膜上皮細(xì)胞層復(fù)位。
?。?）優(yōu)點(diǎn) 術(shù)后痛苦較PRK小，恢復(fù)快。
?。?）存在問(wèn)題 目前意見(jiàn)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(duì)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(jìn)行驗(yàn)光及多項(xiàng)檢查的屈光檢查臺(tái)；利用激光進(jìn)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(jì)、共焦激光眼底造影系統(tǒng)，是目前最先進(jìn)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(xiàng)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(duì)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(píng)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(guò)程中病情的改變及進(jìn)行跟蹤研究。
2、共焦激光眼底造影系統(tǒng)
采用先進(jìn)的共焦激光掃描技術(shù)，單獨(dú)或同時(shí)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(shí)時(shí)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)確保空間及軸向上的測(cè)量精度。它可探測(cè)到聚焦平面及其附近發(fā)出的光并繪制圖象，而焦點(diǎn)以外的反射光或散射光被擋住而不能被檢測(cè)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(diǎn)。
3、共焦激光多晉勒眼底血流計(jì)
它將兩種復(fù)雜的檢測(cè)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(pán)的血流灌注圖。
采用紅外激光進(jìn)行視網(wǎng)膜或視盤(pán)的二維掃描。光學(xué)多普荊效應(yīng)指運(yùn)動(dòng)物體對(duì)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(duì)光形成干涉，從而導(dǎo)致可探測(cè)到的瞬時(shí)光強(qiáng)度變化