激光的生物效应及其在眼科治疗与诊断中的应用
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中华医药杂志 第3卷 第6期
【文献标识码】 B 【文章编号】 1680-077X(2003)06-0522-02
激光是现代科学技术的重要成就之一。眼科是激光应用最早的领域之一。激光技术的发展为研究眼科疾病开辟了新途径，并为眼病的诊断和治疗提供了新的手段。激光技术和眼科学相结合已经形成了一门新兴的学科———激光眼科学，它是现代眼科学中最具有活力的研究课题之一。
1 激光的生物效应
激光作用于眼部组织，并被眼组织吸收，所产生的一系列变化，称为激光生物效应。在激光生物作用过程中，通常首先发生物理和化学方面的变化，如光能转化为热能、化学能和机械能等，眼球各层组织在吸收激光能量后，可产生光致热效应、光致化学效应、电磁场效应和光致压强作用等，这些作用是将激光用于眼科应用的物理基础。
(1)光凝固:是属于光致热效应。它是利用激光打到眼球的靶组织上，组织局部温度升高10～20℃以上而小于100℃，使组织局部的蛋白质变性凝固，达到治疗的目的。光凝的效果好坏主要取决于组织对激光的吸收率、激光的穿透能力，以及激光的功率大小。前两方面依赖于组织的色素和激光的波长，多使用可见光或近红外不可见光波段的激光，有多种激光可以用于光凝固来治疗眼科疾病。临床上利用光凝固可以治疗几十种眼底病，如视网膜裂孔、糖尿病视网膜病变、黄斑囊样水肿等。(2)光切割:高能量的脉冲激光打在眼球组织上，使高浓度和高能量的光子作用于靶组织，导致靶组织中部分分子离子化，形成等离子体。其中少量释放的电子被激光加速后，与其它分子碰撞并使之电离。分子产生高速运动，并迅速膨胀。在极短的时间内产生小的爆炸，形成强的冲击波，将组织分解开，起到切割的目的。这种光切割无任何热效应。临床上主要用做虹膜光切，晶体前后囊膜、瞳孔闭锁切开、前房囊肿以及玻璃体条带分解等。(3)光汽化:光子能量很大的激光打到角膜组织上被角膜组织吸收后，将激光的光子能量转化成为化学能，将光束所到之处的角膜表层的生物分子的化学键断开造成光分解。用这种光束切割时，切口周围不产生通常激光刀的热损伤，从而可以精确地控制激光的切割宽度和深度。用于这种效应激光的波长主要在深紫外波段，如准分子激光发生的193nm的紫外光就可以产生这种效应。(4)光动力作用:在敏化剂参与下，因特异性亲和作用而潴留在癌细胞里的HpD，受到激光能使HpD吸收光子被激发到三重态，然后将能量转移给原来处于基态的氧分子，使之激活成为单态氧，它是瞬时存在的强氧化剂，其可以与其所亲和的癌细胞的基质结合，使之强烈氧化、破坏，从而达到治癌的目的。(5)激光针灸:它是低功率的可见光(如氦-氖激光)以极细的光导纤维通过特别的空心针，将光束导入机体经穴内。由于氦-氖激光的光化学刺激、温热作用，提高激光的照射深度以及功率密度，改善局部血液循环，加速神经冲动的传递，活跃机体代谢过程和免疫机制。
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2 激光在眼科诊断上的应用
激光在眼科诊断方面的应用主要有如下几个方面 [2] :(1)激光散斑验光:它是利用激光照射到粗糙物体表面时可呈现随机散斑图样，观察者能看到呈闪光颗粒分布的散斑谱，当物体散斑移动时，不同屈光状态的人对这些闪光颗粒有不同的视觉。正视眼观看这些闪光颗粒时，看不到闪光颗粒的移动;近视眼观看这些闪光颗粒时，看到闪光颗粒与物体移动方向相同;对于远视眼与近视眼相反。选择合适的透镜可以使闪光颗粒基本不动，从而矫正眼的屈光不正。(2)激光扫描眼底镜:用计算机控制的声光调控水平和垂直两个方向的激光束在眼底扫描，在监视器上可看到眼底各组织的结构动态图。(3)另外，激光在眼科诊断方面还常用于激光视网膜视力测定、吲哚青绿脉络膜血管造影和眼底血管荧光造影检查等。
3 激光在眼科治疗方面的应用
激光在眼科疾病的治疗现在已占有非常重要的地位，激光首先从治疗眼后节疾病，然后发展到治疗眼前节疾病，近几年又开始治疗屈光不正。激光用于治疗眼前节疾病主要有:眼睑和结膜的色素性良性肿瘤，血管瘤及浅层恶性肿瘤等;角膜的激光手术切割治疗屈光不正，白斑的光切、角膜的移植，以及虹膜的光切孔、囊肿和后粘连等。激光在治疗眼后段疾病方面主要是用于白内障和青光眼的治疗，例如利用调Q或者锁模Nd:YAG激光做白内障进行前囊膜和后囊膜的光切，以及白内障晶体的核乳化等;在治疗青光眼方面应用较为成熟的是激光周边蜡膜切除术、激光巩膜切除术、激光睫状体的光凝、小梁打孔和小梁成形等。激光治疗眼底病的种类很多，如用于治疗糖尿病视网膜病变，视网膜分支和中央静脉阻塞，视网膜静脉周围炎，视网膜干性裂孔、变性、老年黄斑变性，中心性浆液性脉络膜视网膜病变，眼底肿瘤，视网膜新生血管以及视神经乳头小凹等。波长可调的氩离子激光在治疗眼底病中适用范围较广。当屈光间质混浊时，可用穿透性较高的氪红激光;对伴有出血的老年黄斑变性也可选择穿透能力强、不被血红蛋白吸收的氪红激光;而对黄斑区的微血管瘤，则应选择氪黄激光较好。
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4 结束语
激光器因其一系列物理特性及其激光的一系列生物效应，使激光已在眼科的各个领域得到了应用。但是激光在眼科应用过程中还会出现一系列并发症，如何减少并发症，提高治疗效果是激光在眼科应用过程中不可忽视的一个问题。尽管如此，由于激光具有前面所述的诸多优点，已得到了社会和广大患者的承认。激光是一门充满了生机的学科，现代眼科学也在蓬勃发展。激光在眼科中的应用，使我们对某些疾病的研究、诊断和治疗有了质的飞跃，激光学推动现代眼科学迈向更高水平。随着激光技术的发展，激光在眼科中应用的不断深入和推广，相信在不久的将来，激光眼科学将会有更大和更重要的突破。
(收稿日期:2003-02-20) (编辑 一坤), http://www.100md.com(宋绍英)
激光是现代科学技术的重要成就之一。眼科是激光应用最早的领域之一。激光技术的发展为研究眼科疾病开辟了新途径，并为眼病的诊断和治疗提供了新的手段。激光技术和眼科学相结合已经形成了一门新兴的学科———激光眼科学，它是现代眼科学中最具有活力的研究课题之一。
1 激光的生物效应
激光作用于眼部组织，并被眼组织吸收，所产生的一系列变化，称为激光生物效应。在激光生物作用过程中，通常首先发生物理和化学方面的变化，如光能转化为热能、化学能和机械能等，眼球各层组织在吸收激光能量后，可产生光致热效应、光致化学效应、电磁场效应和光致压强作用等，这些作用是将激光用于眼科应用的物理基础。
(1)光凝固:是属于光致热效应。它是利用激光打到眼球的靶组织上，组织局部温度升高10～20℃以上而小于100℃，使组织局部的蛋白质变性凝固，达到治疗的目的。光凝的效果好坏主要取决于组织对激光的吸收率、激光的穿透能力，以及激光的功率大小。前两方面依赖于组织的色素和激光的波长，多使用可见光或近红外不可见光波段的激光，有多种激光可以用于光凝固来治疗眼科疾病。临床上利用光凝固可以治疗几十种眼底病，如视网膜裂孔、糖尿病视网膜病变、黄斑囊样水肿等。(2)光切割:高能量的脉冲激光打在眼球组织上，使高浓度和高能量的光子作用于靶组织，导致靶组织中部分分子离子化，形成等离子体。其中少量释放的电子被激光加速后，与其它分子碰撞并使之电离。分子产生高速运动，并迅速膨胀。在极短的时间内产生小的爆炸，形成强的冲击波，将组织分解开，起到切割的目的。这种光切割无任何热效应。临床上主要用做虹膜光切，晶体前后囊膜、瞳孔闭锁切开、前房囊肿以及玻璃体条带分解等。(3)光汽化:光子能量很大的激光打到角膜组织上被角膜组织吸收后，将激光的光子能量转化成为化学能，将光束所到之处的角膜表层的生物分子的化学键断开造成光分解。用这种光束切割时，切口周围不产生通常激光刀的热损伤，从而可以精确地控制激光的切割宽度和深度。用于这种效应激光的波长主要在深紫外波段，如准分子激光发生的193nm的紫外光就可以产生这种效应。(4)光动力作用:在敏化剂参与下，因特异性亲和作用而潴留在癌细胞里的HpD，受到激光能使HpD吸收光子被激发到三重态，然后将能量转移给原来处于基态的氧分子，使之激活成为单态氧，它是瞬时存在的强氧化剂，其可以与其所亲和的癌细胞的基质结合，使之强烈氧化、破坏，从而达到治癌的目的。(5)激光针灸:它是低功率的可见光(如氦-氖激光)以极细的光导纤维通过特别的空心针，将光束导入机体经穴内。由于氦-氖激光的光化学刺激、温热作用，提高激光的照射深度以及功率密度，改善局部血液循环，加速神经冲动的传递，活跃机体代谢过程和免疫机制。
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2 激光在眼科诊断上的应用
激光在眼科诊断方面的应用主要有如下几个方面 [2] :(1)激光散斑验光:它是利用激光照射到粗糙物体表面时可呈现随机散斑图样，观察者能看到呈闪光颗粒分布的散斑谱，当物体散斑移动时，不同屈光状态的人对这些闪光颗粒有不同的视觉。正视眼观看这些闪光颗粒时，看不到闪光颗粒的移动;近视眼观看这些闪光颗粒时，看到闪光颗粒与物体移动方向相同;对于远视眼与近视眼相反。选择合适的透镜可以使闪光颗粒基本不动，从而矫正眼的屈光不正。(2)激光扫描眼底镜:用计算机控制的声光调控水平和垂直两个方向的激光束在眼底扫描，在监视器上可看到眼底各组织的结构动态图。(3)另外，激光在眼科诊断方面还常用于激光视网膜视力测定、吲哚青绿脉络膜血管造影和眼底血管荧光造影检查等。
3 激光在眼科治疗方面的应用
激光在眼科疾病的治疗现在已占有非常重要的地位，激光首先从治疗眼后节疾病，然后发展到治疗眼前节疾病，近几年又开始治疗屈光不正。激光用于治疗眼前节疾病主要有:眼睑和结膜的色素性良性肿瘤，血管瘤及浅层恶性肿瘤等;角膜的激光手术切割治疗屈光不正，白斑的光切、角膜的移植，以及虹膜的光切孔、囊肿和后粘连等。激光在治疗眼后段疾病方面主要是用于白内障和青光眼的治疗，例如利用调Q或者锁模Nd:YAG激光做白内障进行前囊膜和后囊膜的光切，以及白内障晶体的核乳化等;在治疗青光眼方面应用较为成熟的是激光周边蜡膜切除术、激光巩膜切除术、激光睫状体的光凝、小梁打孔和小梁成形等。激光治疗眼底病的种类很多，如用于治疗糖尿病视网膜病变，视网膜分支和中央静脉阻塞，视网膜静脉周围炎，视网膜干性裂孔、变性、老年黄斑变性，中心性浆液性脉络膜视网膜病变，眼底肿瘤，视网膜新生血管以及视神经乳头小凹等。波长可调的氩离子激光在治疗眼底病中适用范围较广。当屈光间质混浊时，可用穿透性较高的氪红激光;对伴有出血的老年黄斑变性也可选择穿透能力强、不被血红蛋白吸收的氪红激光;而对黄斑区的微血管瘤，则应选择氪黄激光较好。
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4 结束语
激光器因其一系列物理特性及其激光的一系列生物效应，使激光已在眼科的各个领域得到了应用。但是激光在眼科应用过程中还会出现一系列并发症，如何减少并发症，提高治疗效果是激光在眼科应用过程中不可忽视的一个问题。尽管如此，由于激光具有前面所述的诸多优点，已得到了社会和广大患者的承认。激光是一门充满了生机的学科，现代眼科学也在蓬勃发展。激光在眼科中的应用，使我们对某些疾病的研究、诊断和治疗有了质的飞跃，激光学推动现代眼科学迈向更高水平。随着激光技术的发展，激光在眼科中应用的不断深入和推广，相信在不久的将来，激光眼科学将会有更大和更重要的突破。
(收稿日期:2003-02-20) (编辑 一坤), http://www.100md.com(宋绍英)