激光在眼科領(lǐng)域的應用及其原理分析

激光雖然已在醫(yī)學領(lǐng)域的各個方面得到了普遍的應用，但在眼科領(lǐng)域的應用最為廣泛而深入。這是因為眼球本身就是一個光學系統(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，可以應用不同波長的激光，目標準確地針對眼球的不同組織發(fā)揮作用，所以在醫(yī)學領(lǐng)域中首先應用于眼科，而且范圍最廣，已經(jīng)形成了激光醫(yī)學的一門分支學科—激光眼科學。

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?？偟膩碚f，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)。

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水平的不同，又有熱致溫熱、凝固、汽化、穿孔和切割等一系列反應，影響眼組織反應水平的因素，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)熱作用還可導致壓強和化學作用等二次理化反應。

②、光致化學作用

是指生物組織吸收激光能量并將光能轉(zhuǎn)變成化學能所導致的化學反應。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準分子激光作“冷光刀”來分解生物分子化學鍵，“切割”角膜。后者的典型例子是用光動力學療法治療視網(wǎng)膜母細胞瘤。

③、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)的電磁作用而導致的一系列生物效應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)生相當大的電場強度，從而引起明顯的生物效應。

④、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。

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。