激光在眼底病中的应用

激光医学的发展

激光医学（Laser Medicine）是基于激光技术和医学相结合的手段和方法进行疾病诊断、治疗及其研究的一门边缘学科。

激光医学的发展已经历了半世纪的历程，大体可划分为四个阶段。60年代为基础研究阶段，70年代为临床研究应用阶段，80年代为形成一门学科的阶段，90年代为发展成熟阶段。

一、基础研究阶段

激光医学的基础研究大量工作都在60年代的前五年完成：

1960年，美国人Maman发明世界上第一台激光器，是一台脉冲红宝石激光器，其第一个应用领域便是医学。

1961年，红宝石视网膜凝固机在美国问世，这是世界上第一台医用激光机。同年Sonlon发表了“激光的生理作用’，Eichle发表了“相干光源产生的光凝固，Zeret发表了“光脉冲引起的眼损伤”等三篇论文。这是第一批激光医学方面的文章。

1961年，我国也研制成第一台国产红宝石激光器。

二、临床研究试用阶段

尽管在60年代已有激光试用于临床的零星报道，但导致眼科以外所有临床各科普遍应用是在1970年Polanyi等人研制成连续波型CO2激光手术刀之后。

掀起激光临床应用高潮的是在70年代的前五年。在国内，上海第六人民医院卫煊、杨冠等人干1971年用红宝石激光凝固治疗视网

膜脱离。

三、激光医学学科形成阶段

80年代建立了激光医学方面的较为系统、较为完整的理论体系，初步形成了一支激光医学教学、科研和临床应用的专业队伍，至80年代末建立了激光医学方面的各级学术机构，出版学术刊物，学术交流已国际化、专业化和定期化。所有这些情况表明；激光医学作为一门学科已经形成。

四、激光医学学科发展成熟阶段

在80年代新生的《激光医学》学科日新月异地不断深人发展至90年代上半叶已比较成熟。

激光的特点:

激光的特性有很多，但其最基本的特性有以下四个：相干性好、

单色性好、方向性好、亮度高（强度大）

1、相干性好

若频率相同、振动方向相同的两列波，在相遇处位相差恒定，这两列波就是相干的。

激光是受激辐射，受激辐射的光子其频率和振动方向均相同，且光子之间又相互关联，所以在较长时间内位相差可保持恒定的。因此，激光具有很好的相干性。比如：Kr灯的相干长度为几十厘米，而单模稳频HeNe激光的相干长度达几十公里。2、方向性好

发散角是衡量光束方向性好坏的标志，发散角小者为方向性好。方向性的好坏反映了光能量在空间分布的集中性。普通光源发出的光射向四面八方．为了将普通光沿某个方向集中起来常使用聚光装置。但即使最好的探照灯，如将其光投射到离地面38万公里的月球上．光斑直径将扩大到1000公里以上。

激光束的发散角一般都在0.0001～0.01rad，这与普通光束相比，相差100～1000倍。

激光在空间的高度集中, 可聚焦成激光手术刀; 加上单色性好, 聚焦时无色散象差, 可聚焦成微米级的激光微束, 能用于对细胞实行打孔和融合手术等。

3、亮度高（强度大）

激光是目前世界上最亮的光源。比如：40W 、1米长的日光灯与40W、1米长的CO2激光器相比，亮度相差1010倍,即100亿倍；太阳与红宝石脉冲激光器1016KW/cm2相比，亮度相差100亿倍。因强

度与亮度成正比关系，所以亮度高，强度也大。又由于激光的方向性好而能被聚焦成很小的光斑，故激光的光强度比普通光大得多。在聚焦成微米级的光斑处可产生106℃的高温，同时产生高压与高强电场。与普通光源比，激光器所输出的光能量的大小并不特别，特别之处在于激光能量的分布特性。以上介绍的激光方向性好，能脉冲工作，单色性好，亮度高。从能量分布的角度分析表明：方向性好就是光能量在空间上集中；能脉冲工作就是光能量在时间上集中；单色性好就是光能量在频谱上集中。因此，激光能量的分布特点可归结为单色亮度高与强度高。这种特殊分布是激光最可贵的基本特性。

辐射亮度与人眼对不同波长的感觉无关。YAG激光看不见,但可以切割骨骼、肿瘤等，HeNe激光虽能看见，但只能做理疗。

4、单色性好

我们定义光谱线强度为其最大值一半所对应的两个频率之差的绝对值称之为光的谱线宽度，谱线宽度越窄，即颜色越纯，则称为单色性越好。所以光谱线宽度是衡量单色性好坏的标志。

激光单色性好的原因有两个：一是激光为受激辐射，其特性之一就是各个辐射光子频率相同；二是激光器的诸振腔具有选频作用。正是由于激活介质与光学诸振腔（这正是普通光源所没有的）的作用才使得激光的单色性比普通光好。

光的生物效应强烈地依赖于光的波长,因此激光良好的单色性在医学上具有重要的应用价值.

激光的上述几个特性都是相互关联的，单色性好、方向性好激光

导致亮度高、强度大，相干性也好。

激光的生物学效应

所谓激光的生物学效应即是激光的损伤效应,是临床治疗眼病的基础,即是利用激光的“损伤作用”治疗眼部的“病变组织”。所以,作为眼科激光医师或玻切手术中光凝的使用,必须首先了解激光的生物学效应,才能有目的地针对不同波长激光具有不同的和/或共同的生物学效应来治疗特有的和/或共同的眼病。

1. 热效应

是应用激光治疗眼病中最多的生物学效应,尤其是治疗眼底病。根据激光输出功率高低程度不同,和激光工作方式的不同,击射靶组织后局部升高温度程度的不同,表现为三种不同形式的热效应。 1.1凝固效应：激光靶组织局部温度升高10-20℃以上,小于100℃,组织蛋白质变性凝固,谓之凝固效应。眼底病的激光治疗全部属于凝固效应。

1.2汽化效应：要求激光输出功率高,激光靶组织局部温度升高高于100℃,组织内水分子变成蒸气,甚至发生微小爆炸,谓之汽化效应。这是激光刀治疗外眼病或其它外科病的主要机制。氩激光虹膜切除术即存在这种汽化效应。

1.3碳化效应：已达到汽化效应的激光输出功率,如继续照射激光,靶组织温度更升高,组织必然发生碳化,所以汽化和碳化效应常是共同存在。

2. 电离效应或光裂效应