二极管激光在青光眼手术治疗的应用

自60年代激光问世以来, 激光在眼科的应用越来越广泛. 在治疗上, 氩离子激光及Nd:YAG激光对于青光眼的治疗效果已得到肯定．80年代末， Puliafito等首先报道应用二极管激光在兔眼视网膜光凝的实验室报告，随后二极管激光的研究范围逐渐扩大。1990年, Jacobson首先作二极管激光虹膜切除术的兔眼实验室研究，还应用于临床。与此同时，McHugh等开始二极管激光小梁成型术的临床研究。 然而，研究最多的是二极管激光睫状体光凝术。Schuman等及Peyman等开始了睫状体光凝术的兔眼实验室研究。 近几年来实验室及临床研究的报道相继出现，其临床效果逐渐得到肯定。

一、二极管激光简介

二极管激光发射的是辐射光，具有很高的电-光效能 (50％) ， 只需标准电流输出便可达到临床所需的能量水平。二极管激光装置由n-型和p-型半导体联接而成， 其激光工作物质为固体状态的砷化镓铝(GaAlAs)，所发出的光具有相干性和单色性，但相对其它激光而言较分散，其波长为 780nm~850nm。临床上常用的是810nm波长，是一种近红外光，此波长的辐射光很容易被眼部的介质所传导 。二极管激光器结构简单 ，价格便宜 ，体积小 ，便于携带，只需标准电流输出，空气冷却，不需要外循环冷却系统。其临床应用广泛，不仅可用于青光眼治疗，还可用于视网膜脉络膜疾病。无论是经瞳孔 ，经巩膜 或经眼内作视网膜，脉络膜，睫状体光凝术，或是作激光虹膜切除术，激光小梁成型术，小梁切除术联合丝裂霉素术后激光缝线松解术等，均显示出可喜的效果。

二、青光眼手术的临床应用

(一)、睫状体光凝术(Cyclophotocoagulation)

1、经巩膜作睫状体光凝术(Transscleral cyclophotocoagulation ,TSCPC)

(1)二极管激光有关光学特点及生物学效应

TSCPC的应用有赖于该光波通过巩膜的强穿透力及睫状体色素组织的高吸收率。二极管激光波长为780nm~850nm，属近红外光．其巩膜穿透力强 (35％)，仅次于1064nm波长的Nd:YAG激光 (1.0:1.5) ，而几乎不被巩膜吸收 (6％) 。在接触巩膜时，其巩膜穿透力增加 100％ ，而Nd:YAG激光只增加50％。二极管激光传导时呈正向窄角分布，它的色素吸收率为1064nm波长的3倍。这些特点使之成为睫状体光凝术的最佳选择之一，接触法比非接触法效果更佳．

二极管激光对睫状体的作用表现为一种热效应。兔眼及人眼的实验室研究显示经巩膜凝后，放大镜下肉眼可见睫状突均匀变白，皱缩及色素弥散；组织学检查发现色素性睫状上皮，非色素性睫状上皮以及基质层的凝固性坏死及上皮细胞破坏，伴睫状上皮与基质层的分离。接触法与非接触法相比，接触法的热损伤作用更明显，损伤部位更深。

二极管激光与Nd:YAG激光相比，多数作者发现两者的组织学改变相似，只是二极管激光所用的能量阈值较低，认为与二极管激光色素吸收率较高有关 。也有部分作者发现两种激光对组织损伤的范围有所不同。Simmons等和Monsour等发现二极管激光可使基质层(包括睫状体血管)及睫状肌发生凝固性坏死，而Nd:YAG激光只有睫状上皮的凝固性坏死和破坏，很少有睫状肌的反应。在相同能量水平下，二极管激光组97％可见睫状体光凝反应，而Nd:YAG激光组只有78％有反应。光凝斑形状及大小稍有不同。

(2)临床应用

a.接触性经巩膜睫状体光凝术

Gaasterland等使用的是IRIS Oculight SLX Diode激光系统，其G-纤维探头底部的形状与眼球弧度相适应，使光束准确定位于角巩膜缘外1.2mm处，并与视轴平行。操作时根据组织反应的爆破声来调整激光能量。一般使用的能量为1.75W(1.5W~2W)，时间 2秒，照射范围为270~360 ， 共17点~19点。治疗难治性青光眼短期(6周)及长期(2年)的观察显示，其降眼压成功率为52％~77％，远期效果比近期效果稍差。70％有视力改善。

Brancato等使用的是另一种光纤维探头(EOS 3000, Optikon, Italy)，探头顶端为圆形，直径为 3mm。当探头的边缘与角巩膜缘相切时其光束恰好位于角巩膜缘外1.5mm处，它的最大特点是在探头内装有一个微型透镜 ，使激光束保持最小的面积穿透巩膜壁， 作用于睫状体而不损伤周围组织。使用的能量为2.6W，时间1.5秒~2.5秒，光斑直径500μm，照射范围为360 ，共16点~20点。治疗难治性青光眼1~1.5年以上随访，降眼压成功率为70％~76％，解除疼痛100％，无视力下降。

b.非接触性经巩膜睫状体光凝术

Hennis等及Hawkins等使用的是Microlase激光系统(Keeler Corp,Broomall,Pa)，以裂隙灯作辅助装置，不用接触镜，使激光束与视轴平行，开始聚焦在角巩膜缘外 1mm 的巩膜表面，然后向巩膜深部散焦1mm。能量为1.2W，时间为1秒，光斑直径100μm，照射范围为360，共40点~45点。其治疗难治性青光眼的降眼压成功率半年为71.4％，一年为56％，多数患者解除疼痛。

Kida等使用接触镜，激光焦点在角巩膜缘外 0.5mm，结膜表面深部 3mm 处。能量为1.5W，时间 1秒，光斑直径400μm，照射范围为360 。观察1个月，8 眼平均眼压从51.8mmHg下降至28.5mmHg，手术次数平均1次~4次。

(3)手术并发症

无论是接触法或非接触法均表明二极管激光睫状体光凝术手术并发症少，安全，有效，可以重复使用。但也存在一些并发症。

a.结膜烧伤：绝大多数人出现结膜表面烧伤 ，其发生程度与结膜色素改变有关，多在一天后看不出来，一周后全部消失。

b.色素膜炎：多数表现为轻度炎症或无，少数(19％)有较明显的炎症，用皮质类固醇

治疗后消失。

c.疼痛 ： 术中疼痛用球后麻醉后缓解，术后部分人有轻度疼痛或不适(22％~48％)，一周内消失。

d.视力下降：多数人视力保持不变或改善，少数人视力下降(16％~23％)，原因是黄斑囊样变性，或眼压失控，白内障发展，极少数视力丧失者术前视力为手动或光感。

e.低眼压：发生率为3％~5％，所有报道中无一例发生眼球萎缩。

f.其它：有一例报道因无晶体眼，巩膜薄，术后发生巩膜穿孔。无出血等其它并发症。

(4)手术有关影响因素

二极管激光TSCPC的手术效果是肯定的，但由于各种因素的影响，每一个人的反应又各不相同，其影响因素有：

a.能量大小：引起治疗性组织损伤的最低能量为 2.7J，低于 2.7J，治疗效果差；高于 6J，可引起正常组织的破坏。也有作者认为最低能量为2.25J。

b.光斑大小：Hennis等从人眼的实验室研究观察到，光斑的大小不影响组织损伤的质量，可能是从 100μm到 500μm光斑大小的增加并未减少激光光束的能量密度，只是改变在睫状体的位置，此改变小于 0.5mm 。而Shepps 在兔眼的研究发现，400μm 光斑对组织的损伤比600μm光斑更明显。

c.曝光时间：由于二极管激光能量输出的限制，只有延长曝光时间才能达到与Nd:YAG激光相同的能量。Brancato等观察到二极管激光曝光时间的最高阈值为 Nd:YAG激光的 1.5~1.7倍。在中等能量 (5.2J~6.6J) 及高能量 (7.8J以上) 水平时，二极管激光的睫状体热损伤似乎比Nd:YAG激光的损伤范围大。

d.焦点位置：Hennis等 发现用非接触法时，其焦点如果在角巩膜缘外 2mm 的话，只是破坏到睫状体扁平部，而非睫状突。相距0.5mm~1mm才能产生睫状突的损伤(0.5mm更佳)。焦点向巩膜深部散焦 1mm比聚焦在巩膜表面或散焦 2mm更有效。超声波定位显示焦点的深度在睫状体前后 2mm内有效。Schuman等用接触法焦点在角巩膜缘外0.5mm时，可引起虹膜根部的损伤；相距 1.0mm ~1.25mm 可引起睫状上皮及基质层的损伤；相距 1.5mm，只损伤睫状体扁平部的上皮细胞而无睫状突损伤。

e.照射方向：激光探头方向与视轴平行时，作用于睫状体扁平部前部及睫状 体冠部后部；当探头方向与巩膜垂直时，作用的位置接近睫状体冠部的中部，有可能损伤晶状体赤道部。

f.巩膜厚度：引起薄巩膜与正常巩膜睫状体反应的最低能量阈值之比为 1:1.2 (2.9:3.5J)。接触法比非接触法所需的能量较低而且激光的穿透力增加，其原因可能与探头施压使巩膜压陷变薄有关。巩膜的变薄，胶原纤维间的距离缩短可以减少来源于胶原纤维之间的光散射的干扰，从而增加光的传导。

g.结构变异：Uram曾对经巩膜睫状体光凝术后手术失败者行内窥镜下睫状体荧光造影观察，发现作过360 光凝的20眼中，其睫状体破坏范围无一例超过120 ，其中9/20眼的破坏范围为90 ~120 ，11/20眼少于90 。认为可能与睫状体自然解剖的多样化或由于既往手术导致睫状体结构继发性变异有关。

h.其它：每一个患者的睫状体对激光吸收量的不同 ；角巩膜缘结膜和巩膜色素的影响 ；根据组织爆破声来判断激光能量大小的误差 ；青光眼类型(新生血管性青光眼及先天性青光眼效果差)；重新产生分泌功能的病理性修复与睫状突再生的可能等，均可影响经巩膜睫状体光凝术的效果。

2、经内窥镜作睫状体内光凝术(Endoscopic cyclophotocoagulation,ECP)

ECP是最近开展的一项新技术，所用的激光显微内窥镜(Endo Optike Inc, Little silver, NJ)有两种规格：18型内窥镜 (视野范围为 110 ，焦距为 2mm) 和20型内窥镜 (视野范围为 75 ，焦距为1mm)。手术时可以在监测屏幕上观察，同时还能把激光能量有控制地传递至精确的某一个睫状突上进行光凝。由于该手术能直视下对睫状上皮光凝，定位准确，不损伤邻近组织，应属最佳手术方法，但手术技术要求高，需要专门训练，而且手术设备价格昂贵，限制了该手术的发展。

(1)手术方法

a.联合晶体玻璃体切除术 ：晶体玻璃体切除完毕后 ，在其中一个切口插入激光显微内窥镜(如果已作过晶体玻璃体手术,只作一个切口)。当探头顶端距睫状突 0.5mm ~ 0.6mm 看清睫状突时进行光凝。通常能量为 0.2W ~ 0.3W，曝光时间为 1 秒 ~ 2 秒。每个睫状突作两个光凝点，每一个光凝点可见睫状突皱缩及变白，无色素弥散或空泡形成。光凝范围为90 ~180 。

b.联合白内障超声乳化人工晶体植入术 ： 作白内障超声乳化后前房内注入粘弹性物质，使晶体后囊后移。激光内窥镜自角巩膜缘插入，伸到虹膜与囊袋之间距睫状突 1.0 mm~3.0mm 处。能量为 0.2W ~ 0.5W，曝光时间为 0.5 秒至连续波。每个睫状突前后部均进行光凝，可见睫状突皱缩及变白 。光凝范围超过 180 ．如技术原因不能在囊袋前伸入内窥镜，可改在囊袋内，其需要的能量稍高，能见度稍差。

c.直接作角巩膜缘切口：直接作角巩膜缘切口2.8mm，前房内注入粘弹性物质，激光内窥镜经瞳孔进入虹膜后直至在监测屏幕上看见睫状突。能量为 0. 8 W，曝光时间由脚踏开关控制小于 1秒。每个睫状突能量为 0.8J 以内，范围为120~210 ，共18点~45点。

(2)手术效果

几种入口途径均显示ECP降眼压效果好，无明显视力减退。

(3)手术并发症

在所有报道中无明显严重手术并发症 ，最常见的是一过性炎症反应及玻璃体出血。无手术并发症所致视力丧失，未发现眼球萎缩者；有晶体眼未发现白内障发展；无内眼手术所致的孔源性视网膜脱离 锯齿缘离断 严重玻璃体出血等。但由于手术病例少，观察时间不长，尚不能断定该手术的风险性。

(二)激光小梁成型术(Laser trabeculoplasty, LTP)

LTP对青光眼的治疗最早由Wise 和Witter报道．常用的激光是蓝-绿氩离子激光(488nm~514.5nm) ．也有报道用氪红激光 (647nm) (43)及 Nd:YAG 激光(1064nm)．几种激光的降眼压效果相同． LTP的作用机理尚未清楚， 开始认为是小梁网胶原纤维牵拉使小梁网间空隙增宽及开放Schlemm管．另一种理论是小梁纤维退行性变，细胞分裂，继发小梁网间空隙增宽．还有人认为是生物化学的作用，推测是 Schwalbe 线细胞产生一种磷脂使房水通过小梁网的排出增加．最近有人开始作二极管激光小梁成型术 (Diode laser trabeculoplasty,DLT)的研究．

1、实验室研究

McHugh等对人眼二极管激光及氩离子激光光凝点作电镜扫描研究，发现两种激光的组织损伤相同，表现为小梁的收缩与肿胀，高能量下组织结构破坏．两者的损伤面积及使用能量稍有不同，而二极管激光的损伤部位较深，靠近Schlemm管色素相对少的小梁网．McMillan等发现在二极管激光能量参数为 0.4W ~ 1.2W, 时间 0.1秒 ~0.2秒，100μm光斑直径，氩离子激光能量参数为 0.5W~1.0W, 时间 0.1秒，50μm光斑直径的条件下，二极管激光的组织反应小， 而氩离子激光可见组织变白及色素弥散 ，小梁碎裂及融合 ． 电镜扫描发现,在二极管激光能量大于或等于 0.12 J 时才有小梁融合环的出现，而氩离子激光只需要 0.05 J的能量．作者认为可能是二极管激光的色素吸收率及巩膜折射率比氩离子激光低的缘故 ４Euml;外，二极管激光的最小光斑直径为 100μm，而氩离子激光的为50μm，前者单位面积所需的能量必然比后者多．作者还发现两种激光的损伤部位与McHugh等(50)的发现恰好相反， 二极管激光的损伤部位局限于浅层， 而氩离子激光的损伤部位则较深．

2、临床研究

所有的临床研究均显示DLT与氩离子激光小梁成型术(Argon laser trabeculoplasty,ALT)的降眼压效果相似，但DLT所需的能量比ALT大 (DLT为 1.1W~1.2W, ALT为 0.6W~0.75W). 在治疗早期，DLT的降眼压幅度似乎比ALT稍大．操作方法 ：激光靶区为小梁网的色素部分 ．能量调至使小梁呈轻度变白为宜 ．光斑直径100μm，曝光时间 0.1秒~0.2秒，范围 180 ，每象限 20点~25点．手术并发症：DLT的术后反应轻，术后1~2小时内有轻微房水闪光，不需治疗．视力无明显改变．术后未发现虹膜周边前粘连 (Peripheral anterior synechiae ，PAS )， 眼痛，一过性眼压升高等．一组DLT与ALT的对比性研究表明：术后1小时ALT的前房闪辉值明显高于DLT，1 周后差别不大．说明DLT的血-房水屏障破坏比ALT少．该研究还发现ALT组 7/21 眼 (33％)有眼痛，DLT组无；术后8周，ALT组 4/21 眼(19％)出现PAS，而DLT组无．作者认为与两种激光的色素吸收率以及组织损伤的深度不同有关．

(三)激光周边虹膜切除术(Laser peripheral iridotomy)

自从二极管激光在眼科开始应用，就有人尝试用于激光虹膜切除术．二极管激光对虹膜基质具有强穿透力以及虹膜色素上皮对二极管激光有强吸收率，使该激光尤其适用于虹膜的手术．其作用机理与氩离子激光相似，均为激光热效应．手术方法也与氩离子激光相同：对深颜色虹膜先作一环形光凝(最佳能量参数为 0.2W，0.2 秒曝光时间，200μm光斑直径)，然后在光凝环中央作穿透击射 (最佳能量参数为 1.0 W，0.05 秒，75μm光斑直径) ． 环形光凝的作用是使虹膜变薄呈一鼓面，并使光凝处的前房加深，以利于下一部的穿透击射及避免角膜内皮损伤．选择高能量 短时间及小光斑能使穿透击射变得容易并减少手术并发症的发生．最长9个月的观察，100％保持虹膜孔开放．术后并发症如角膜内皮损伤比氩离子激光少，一过性晶体混浊及瞳孔变形比氩离子激光发生率高，其它并发症如术后一过性高眼压 炎症反应等与氩离子激光相似．

(四)激光巩膜切除术(Laser sclerectomy)

二极管激光巩膜切除术目前主要由Karp等(56)(57)作动物实验室研究，尚无临床报道．Karp等 (56)把 25只新西兰兔分为三组，分别为经外部(经结膜切口至角巩膜缘)，经内部(经前房穿刺口至前房角)作激光巩膜切除术及常规全层巩膜切除术 ．二极管激光能量为 2.5W ，持续4秒．三组降眼压效果相似，但经外部激光手术组的持续时间最长．组织学检查发现，激光治疗的结膜下瘢痕明显比常规滤过术少，炎症反应轻．经内部激光手术失败的原因与手术操作损伤继发周围组织炎症反应有关．Karp等接着作进一步研究，把新西兰兔分为两组，作单纯二极管激光经外部巩膜切除术及联合丝裂霉素 (mitomycin C, MMC ) 应用的对照 ．MMC 的使用方法是在手术区结膜表面放置0.5mg/ml浓度的MMC浸泡棉片，接触时间为7分钟，然后行经外部巩膜切除术．方法是在结膜下注入平衡盐水使结膜隆起，然后距角巩膜缘 7mm处作 2mm结膜切口，插入激光探头至角巩膜缘，平行于虹膜击射直至穿透至前房．能量为2.5W，持续4秒 ．探头进入前房后作房角成型术，探头与虹膜接触，能量为 2.5W，约 1 秒时间，共三点，每一点均可见虹膜明显后退，最后缝合结膜切口．两组对比，眼压下降率相似(MMC组63％, 非MMC组60％)，但降眼压持续时间MMC组比非 MMC 组明显延长，证明经外部作二极管激光巩膜切除术是可行的，联合 MMC使用可有效地提高滤过手术的成功率．

(五)激光缝线松解术(Laser suture lysis)

目前，小梁切除术联合MMC应用时巩膜瓣为密闭缝合，术后眼压升高时可用激光作巩膜瓣缝线松解术拆除过紧的缝线以增强滤过．一般使用的是氩离子激光 ．最近，有人把二极管激光也用于缝线松解 方法是使用 Mandelkorn 接触镜，二极管激光用 75μm 光斑直径，能量为1W, 时间为0.1秒~0.2秒．焦点在巩膜瓣尼龙线上．临床观察发现，二极管激光对菲薄的MMC滤过泡不产生类似于氩离子激光所致的热损伤，但术后不适比氩离子激光后明显 ．实验室报告表明二极管激光对结膜组织损伤的部位比氩离子激光浅，损伤范围稍小．对结膜组织损伤最少的是 585nm及 610nm波长．几种波长对巩膜及结膜上皮均无损伤．

三、发展前景

综上所述，二极管激光属近红外光，对组织的作用为热效应，具有穿透力强 结构简单体积小 价格便宜 效率高 空气冷却 不需高电流及外循环冷却水的特点．可以用于手术室等特殊环境，可携带至边远山区，临床应用广泛 ，具有实用 有效的应用价值 ．目前，已经有人开始把二极管激光作为连续波双频Nd:YAG激光的泵源，发射532nm波长光，用于激光周边虹膜切除术的动物试验，取得了肯定的效果．今后，可望利用新材料将有用的二极管输出达到可见光波长，从而取代氩离子激光 氪红激光和染料激光．二极管激光将会在眼科的临床应用上发挥更大的作用。