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2.对邻近组织损伤极小 准分子激光的切削作用主要依赖于高能量的光子束。波长越短,光子能量就越高,所伴随的切口周围热损伤就越小;反之,波长越长,光子能量越低,所伴随的切口周围热损伤的范围越大。波长在193nm的ArF准分子激光最接近190nm的角膜及巩膜组织的最大吸收峰,激光照射到角膜和巩膜组织中,绝大部分在小于5μm的极小距离内被吸收,几乎不引起热损伤。故193nm的较短波长的准分子激光较其他类型较长波长激光的热损伤明显减轻,热损伤微乎其微。
3.光束均匀,切削面光滑 准分子激光切削精度高、可预测性强。早期研制的激光机由于大直径的光束传播不规则、光束能量密度分布不均匀,创口愈合后表面不光滑,常常造成角膜的术后不规则散光,近年来通过改进激光机,采用小光斑飞点扫描切削模式,光束为高斯分布,大大提高了激光光束能量密度的均匀性和切削平面的平整和光滑性,增加了术后的准确性和预测性,使激光手术更加安全可靠。
4.可控制切削组织的形状和类型 根据不同的切削原理和目的,可使准分子激光的释放系统按不同能量模式切削角膜组织,便可达到预期的矫正效果。如治疗近视,中央角膜切削最深,越往周边越浅,使得角膜中央区变平;若矫正远视,则是从角膜光学中心到周边部切削渐深,使角膜中央区变陡;当切削面呈椭圆形,则可矫正散光。
目前认为,在所有的准分子激光中,波长193nm的氟化氩准分子激光最适合在临床做角膜切削。在能量适当时,它不存在其他波长紫外激光所具有的,可能使DNA诱变的情况。正是它不引起组织细胞中DNA的基因突变;切削阈值低,用小功率激光器即可进行治疗;切削边缘整齐,对邻近组织损伤极小的优点使其在临床上得以普遍应用。
六、准分子激光的副作用及对人体的影响
1.准分子激光的副作用
(1)准分子激光对DNA的影响:由于一些生物大分子,特别是DNA的光谱吸收峰值恰好位于紫外波段,使用准分子激光切削角膜是否会诱导基因突变一直是人们关注的问题,大量的实验表明,氪氟(248nm)和氙氯(308nm)准分子激光的确有致基因突变的副作用。但是193nm的准分子激光并未表现出潜在的基因诱变作用。
(2)准分子激光对角膜内皮细胞的影响:实验结果表明,作用于角膜前表面的高速冲击力可造成内皮细胞的丢失,准分子激光切削角膜时可产生约130个大气压的压力,分解物质以高于声速2~10倍的速度喷发,这就存在着可能的内皮细胞的损害。在使用248nm准分子激光切割时,其内皮细胞受损较193nm激光更为严重,切削深度越深,内皮受损的威胁越大。切割深度为 50%时,内皮受损的宽度为3μm,当切割深度达90%时,内皮细胞直接受损的宽度为8~20μm,而且可见内皮细胞与后弹力层分离错位以及内皮细胞的丢失。
248nm准分子激光之所以造成角膜内皮细胞损害大于193nm激光,其主要原因在于248nm的激光的热效应较强,并且穿透力较大,故穿透深度大于193nm激光,临床和基础的大量研究表明193nm的准分子激光切削角膜时对内皮细胞的影响甚微。
2.准分子激光对人体的影响 由于各类准分子激光机器的能量输出水平各不相同,因此对人体产生的危害程度也各不相同。根据美国放射卫生局(BRH)制定的《激光器产生性能标谁》可将目前的激光机分为四级标准。
Ⅰ级激光器:属于无害免控激光器。此级别的激光器在使用过程中对人体没有危害,可以直视激光束而不造成眼睛的损害。故在使用中无须任何保护措施。
Ⅱ级激光器:低功率激光器。此级别的激光器要避免长时间直视激光束,否则会造成视网膜的伤害。
Ⅲ级激光器:中功率的激光器(包括A、B级),
A级:可见激光对人眼无损伤,但是禁止长时间注视激光或者用双筒镜等光学仪器将激光束聚焦于人眼。
B级:激光束直射人眼或镜面反射入眼时对眼睛有伤害,但是激光束的漫反射一般不产生伤害。
IV级激光器:大功率激光器。此级别的激光器发出的激光束不但其直射光束和镜面反射光束对人体危害大,而且它的漫反射也能造成人眼的永久性损害,可烧伤皮肤及引起火灾等隐患。
七、常用准分子激光机的特点
目前用于眼科临床的准分子激光机有以下两种类型,①扫描切削式;②光斑扫描式。前者使用聚焦光束,以直径≤1.0mm的光点在角膜上飞速扫描,对不同的屈光矫正有不同的扫描方式和时间,完全由电脑控制。它的优点是仪器体积小、耗气省,缺点是患者的眼动对切削精度影响大。后一种是用光阑的变化控制角膜切削的形状,缺点是仪器体积大、耗能多,优点是患者的眼动对切削精度影响小。表4-3显示了光斑式和扫描式的激光器各自特点。
表4-3 光斑式和扫描式准分子激光机的优缺点
扫描类型
| 优点
| 缺点
| 光斑式
| 发生偏心少
| 高能量输出激光器
|
| 治疗时间短
| 体积大,耗电多
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| 激光束能量均匀性要求高
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| 中心岛发生率高
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| 声振波大,噪音大
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|
| 光学系统复杂
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| 维修成本高
| 扫描式
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| 裂隙扫描
| 中等量输出激光器
| 治疗时间长
|
| 体积中等
| 需要眼球追踪系统
|
| 切削均匀,表面光滑
| 容易发生偏心
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| 中心岛形成很少
| 激光传输系统复杂
|
| 声振波较小
|
| 光点扫描
| 低能量输出激光器
| 治疗时间长
|
| 体积小,耗电少
| 需要眼睛追踪系统
|
| 对激光束能量均匀性要求不高
| 容易发生偏心
|
| 可进行任何模式的切削
| 需高速可靠的软件系统
|
| 中心岛形成很少
|
|
| 声振波小,安静
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|
| 光学系统简单
|
|
| 容易维修
|
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大光斑设计会产生:①中心岛效应:准分子激光脉冲照射到角膜表面时产生的碎屑在反作用力的作用下以1~2km/s的速度飞离角膜表面,高速摄像技术显示有类似原子弹爆炸形成的蘑菇云产生。在涡流作用下,光束边缘部分的颗粒迅速飞离照射面区,而中央部分颗粒则较难飞离,甚至被压回角膜表面。这种差别在光束大于2.5~3.0mm时趋于明显,而光斑在2.0mm以下时几乎不存在。大光斑扫描的结果中央区消融表面组织远比周围的组织要少,这种现象称为中央岛效应。
扫描类型
| 优点
| 缺点
| 光斑式
| 发生偏心少
| 高能量输出激光器
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| 治疗时间短
| 体积大,耗电多
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| 激光束能量均匀性要求高
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| 中心岛发生率高
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| 声振波大,噪音大
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| 光学系统复杂
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| 维修成本高
| 扫描式
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| 裂隙扫描
| 中等量输出激光器
| 治疗时间长
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| 体积中等
| 需要眼球追踪系统
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| 切削均匀,表面光滑
| 容易发生偏心
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| 中心岛形成很少
| 激光传输系统复杂
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| 声振波较小
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| 光点扫描
| 低能量输出激光器
| 治疗时间长
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| 体积小,耗电少
| 需要眼睛追踪系统
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| 对激光束能量均匀性要求不高
| 容易发生偏心
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| 可进行任何模式的切削
| 需高速可靠的软件系统
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| 中心岛形成很少
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| 声振波小,安静
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| 光学系统简单
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| 容易维修
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大光斑设计会产生:①中心岛效应:准分子激光脉冲照射到角膜表面时产生的碎屑在反作用力的作用下以1~2km/s的速度飞离角膜表面,高速摄像技术显示有类似原子弹爆炸形成的蘑菇云产生。在涡流作用下,光束边缘部分的颗粒迅速飞离照射面区,而中央部分颗粒则较难飞离,甚至被压回角膜表面。这种差别在光束大于2.5~3.0mm时趋于明显,而光斑在2.0mm以下时几乎不存在。大光斑扫描的结果中央区消融表面组织远比周围的组织要少,这种现象称为中央岛效应。
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