眼科中的激光安全

一目了然的要点

1. 眼科中的激光安全是什么

LASER 是 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射产生的光放大）的缩写。它起源于古代文明对阳光的医疗利用，并发展为现代精密激光治疗。

激光具有以下三种特性。

单色性（monochromatic）：只由单一波长的光组成。
平行性（collimated）：光束不发散，沿平行方向前进。
相干性（coherent）：光的相位一致，能够相互增强。

由于这些特性，激光的辐亮度比太阳高出数百万倍。由于眼睛会把激光聚焦到视网膜上的小区域，并使其增强100倍以上，因此在眼科领域尤其重视安全管理¹。

激光的生物作用大致分为五类：破坏（disruption）、光消融（photoablation）、凝固（coagulation）、热效应（hyperthermia）和光化学反应（photochemical reaction）。

眼内吸收激光光的色素（chromophore）包括以下几种。

视网膜色素上皮（RPE）中的黑色素
血管中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白
葡萄膜中的黑色素
黄斑色素中的叶黄素类色素
水

激光几乎已用于所有医学领域。随着其普及，很容易产生松懈心理，因此必须始终牢记，激光手术也是一种有风险的医疗行为。

眼科中主要使用的激光按波长范围如下。

波长范围	代表性激光	主要用途
紫外波段（193nm）	准分子（ArF）	屈光矫正（LASIK）、角膜混浊治疗
近紫外至近红外	飞秒	LASIK角膜瓣，白内障手术辅助
可见光（绿至红）	氩、氪、二极管	视网膜光凝、虹膜切开、小梁成形术
近红外（810 nm）	半导体（二极管）	经巩膜睫状体光凝、经巩膜视网膜光凝
红外（1,064 nm）	Nd:YAG	后囊切开、经巩膜睫状体光凝
远红外（10.3 μm）	二氧化碳（CO₂）	眼睑皮肤切开

Q 激光与普通光有什么不同？

普通光包含多种波长并向四面八方扩散，但激光光束具有单一波长、平行性和相干性这三种特性。因此，它不会扩散，能够在保持高亮度的同时传播很远；当聚焦到眼内时，会向视网膜集中传递能量。

2. 主要症状和临床所见

自觉症状

急性高密度激光暴露时，首先会看到明亮的闪光，随后因光毒性（phototoxicity）而出现视力下降。主要自觉症状如下。

闪光：暴露后立即看到强光。
视力下降：由光毒性或视网膜损伤引起。
视野暗点（scotoma）：与损伤部位对应的视野缺损。
畏光（photophobia）：对光敏感。
变视症（metamorphopsia）：物体看起来变形。
色觉异常（dyschromatopsia）：颜色视觉异常。
一过性眼痛和头痛：见于急性期。

症状多表现为单眼，或双眼但不对称。慢性疼痛、充血和刺激感并不是激光损伤所致，而提示其他原因。

临床所见（医生在检查中确认的所见）

在散瞳眼底检查中，可确认组织出血、穿孔和瘢痕形成。影像检查包括 AOSLO、FA、眼底自发荧光和 OCT。不同波长范围的损伤部位和所见不同。

波长范围	代表性激光	主要眼部所见
450〜480 nm（蓝光）	蓝色激光	外层视网膜缺损、全层黄斑裂孔、黄斑水肿
520〜536nm（绿色）	氩绿	外层视网膜缺损，RPE破坏及瘢痕形成
630〜670nm（红色）	He-Ne、二极管红光	RPE病变、破坏及萎缩
1,064nm（近红外）	Nd:YAG	角膜上皮损伤、黄斑出血、全层黄斑裂孔

Nd:YAG激光造成的视网膜损伤尤其需要注意。由于1,064nm波长不可见，容易发生事故，实验室中未佩戴防护眼镜时的误发射也很多。它可导致优势眼中央凹损伤，形成视网膜混浊病灶、视网膜下出血和黄斑裂孔。已有报告显示，即使在急性期进行类固醇治疗，视力预后也不改善；长期随访还报告了视网膜前膜形成及视力残留为20/100的病例²。

以下列出各种影像学检查的特点。

OCT：可在微米级检测内层、外层视网膜、RPE和脉络膜水平的异常。可确认黄斑裂孔和基底反射增强。
FA：观察线状条纹样表现，以及从低荧光到高荧光的 RPE 窗口缺损的时间变化。
阿姆斯勒方格表：有助于检出变视症、中心和旁中心暗点。
Humphrey 视野 10-2：对检出局灶性中心暗点很敏感。

Q 激光损伤会出现哪些视觉异常？

在高密度激光的急性暴露后，先出现闪光，随后视力下降。之后，损伤部位对应的暗点、变视症和色觉异常可能持续存在。慢性疼痛或充血提示并非激光损伤所致，因此需要鉴别诊断。

3. 原因和风险因素

医用激光暴露

医用激光由操作者通过脚踏板控制，并经光纤传输。它们可能配有瞄准光束（指示激光）。传输装置包括裂隙灯、手术显微镜、眼内探头和间接检眼镜。传输系统分为四类：经瞳孔、经巩膜、眼内和表面照射。

非医用激光暴露

社区环境（激光笔、扫描器、投影仪）：输出通常较弱且为一过性，但网络购物可获得的高功率手持激光器已被报道可导致感光细胞损伤、黄斑裂孔和视网膜出血³⁴。
实验室和工业（切割、焊接）：强度高。多在未遵守设备操作指南时发生。
军用激光：用于安防、战术和通信。致盲激光武器已被《日内瓦公约》和 1995 年联合国议定书禁止。
对飞机照射激光：在美国属违法。主要问题是分散注意力和短暂视力障碍，直接眼损伤较少。

各类环境中的激光损伤都可能存在漏报。

危险风险与 FDA 分级

反射光是意外暴露最常见的原因。来自手术器械、隐形眼镜和角膜的反射会造成问题。需要注意，紫外线和红外线波长的反射光是不可见的。此外，在麻醉下，眨眼反射会明显减弱或消失。

I类

非危险：正常使用下不会对眼睛造成危险。

激光打印机、CD/DVD 播放器等。

II类

低危险：仅可见光。可受眨眼反射保护。

条码扫描器等。

III类

注意：直接注视会有严重危险。

激光笔等。

IV类

高风险：对眼睛和皮肤有严重危害。反射光也有危险。

科研和医疗激光。也有火灾风险。

NHZ（名义危险区）是指激光扩散范围受限的区域，因此即使在较远距离，激光也会集中并造成危险。IV类激光及其反射光也有点燃手术铺单的风险。

光斑越小、照射时间越短，就越容易发生并发症。

Q 市售激光笔也会伤眼吗？

激光笔相当于FDA III类，直接注视会有严重危险。正常使用和短时间暴露时，严重程度较低，但网购可买到的超过5 mW的高功率机型已有永久性视网膜损伤的报告。尤其是有行为、学习或精神方面问题的儿童，自伤风险更高，英国的一项调查显示，患者中85%为男性，80%未满20岁⁴⁵。

4. 诊断与检查方法

如果怀疑激光损伤，应详细询问所使用激光的波长、输出功率和发射方式。散瞳眼底检查是基础。

主要检查方法如下。

OCT：可在微米级别检测内层和外层视网膜、RPE及脉络膜的异常。评估黄斑裂孔、隆起和基底反射增强。
FA（荧光素眼底血管造影）：观察线状、条纹样表现，以及从低荧光到高荧光的 RPE 窗口缺损的时间变化。
眼底自发荧光（FAF）：用于评估 RPE 功能异常。
AOSLO（自适应光学扫描激光检眼镜）：用于高分辨率显示和记录组织损伤。
OCT 血管造影：可无创评估视网膜和脉络膜循环。即使对造影剂过敏的患者也可进行。
Amsler 表：用于检出变形视和中心旁暗点。
Humphrey 视野计 10-2：对检出局灶性中央暗点很敏感。

5. 标准治疗方法

激光诱发性视网膜损伤没有标准化的治疗方案。

类固醇（静脉或口服）：被建议用于减轻有害的炎症细胞反应（如黄斑水肿）。有报道显示，口服泼尼松龙 0.5 mg/kg/日并联合叶黄素可使视力恢复⁶，但存在副作用，对 Nd:YAG 激光损伤的效果尚不明确²。
VEGF 抑制剂：用于治疗激光损伤相关的脉络膜新生血管。
光动力疗法（PDT）：可用于脉络膜新生血管。
手术治疗：通常不作为适应证。对于未解决的并发症（黄斑裂孔、黄斑前膜），可进行瘢痕组织或出血的手术清除。

由于尚未建立有效治疗，因此预防最为重要，例如严格使用防护眼镜。

医疗激光使用时并发症的预防

过度凝固是并发症的主要原因。光凝固中的凝固参数应按波长→照射直径→照射时间→输出的顺序设定。

照射直径设置：一般以黄斑中心凹附近和血管弓内为50～200 μm，周边部为200～500 μm。
照射时间设置：黄斑中心凹附近为0.02～0.1秒，周边部通常为0.2秒，异常血管最长可至0.5秒。
输出设置：如果无法获得合适的凝固斑，不要盲目提高输出，应考虑手术治疗。

光凝固的主要并发症如下。

神经纤维层损伤→视野缺损
视网膜、视网膜下及RPE下出血、脉络膜出血
视网膜前膜形成→牵引性视网膜脱离
玻璃体收缩→玻璃体出血、牵引性视网膜脱离加重
脉络膜循环不全→黄斑水肿、睫状体脉络膜脱离、渗出性视网膜脱离
脉络膜新生血管，白内障
中央凹误照射、虹膜误照射→虹膜萎缩
伴有散瞳的调节障碍

角膜混浊、前房出血、虹膜萎缩、虹膜后粘连和白内障也已被报告为光凝固的并发症。

Q 如果眼睛被激光损伤，有治疗方法吗？

没有标准化的治疗方案。可根据情况考虑类固醇、VEGF抑制剂、PDT和手术，但并不总是有确立有效的治疗。特别是Nd:YAG激光损伤，类固醇治疗的效果尚不明确。预防最为重要，佩戴防护眼镜是基本要求。

6. 病理生理学与详细发病机制

激光是一种高度定向、高功率、单波长相干光，在生物体内会通过随波长而异的特异性机制作用于组织。

破坏（Disruption）

**Nd:YAG激光（脉冲波）**是代表性例子。它通过形成等离子体来机械切断组织。用于后囊切开和皮肤切开。

光消融（Photoablation）

**准分子激光（ArF 193nm）**是代表例。通过脉冲发射切断分子间键，无瘢痕地破坏组织。用于LASIK角膜切削。

凝固（Coagulation）

**可见光激光（绿、黄、红）**是代表例。被黑色素和血红蛋白吸收后产生热凝固。用于视网膜光凝固和虹膜切开术。

光化学反应

**PDT（光动力疗法）**是代表例。光敏物质吸收光并产生活性氧，从而损伤组织。用于治疗脉络膜新生血管。

可见光范围内不同波长的吸收特性如下。

黑色素吸收：波长越长，吸收系数越低。
血红蛋白吸收：在黄色波长最高，在红色波长下降。
组织穿透性：波长越长越高。黄色的热转换效率高，因此应用广泛。
红色波长：血红蛋白吸收低，穿透性好。适用于出血下病灶和眼内透明介质混浊的情况。
蓝色波长（450–480nm）：被黄斑色素叶黄素强烈吸收。不适合用于黄斑治疗。
半导体激光（810nm）：组织穿透性高，用于经巩膜睫状体光凝和经巩膜视网膜光凝。也与 ICG 的最大吸收波长一致。
二氧化碳激光（10.3μm）：被水吸收后产生汽化。脉冲波可用于眼睑皮肤切开。

飞秒激光（以 10^-15 秒为单位的脉冲）利用等离子体生成引起的组织破坏。可用于屈光手术（LASIK 角膜瓣制作）和白内障手术（角膜切口、前囊切开、核分割）。

7. 最新研究与未来展望（研究阶段报告）

图形扫描激光

这是一种一次照射即可按图案自动照射多个凝固点的技术。每个照射点的时间很短，约 0.02 秒，能抑制对视网膜内层和脉络膜的损伤，并在外层形成局限性的凝固点。可大幅缩短治疗时间。

短脉冲光凝

这是一种将照射时间设为传统的约 1/10（0.01～0.02 秒）、输出约为 3 倍的治疗方法。对视网膜内层的损伤较少，治疗时疼痛也较轻。据称长期凝固斑扩大也较少。

微脉冲光凝

这是一种亚阈值治疗，仅选择性凝固视网膜色素上皮。预计在尽量减少对视网膜神经纤维层损伤的同时获得疗效。

导航激光

这是一种眼底相机式的传输系统，具有自动照射和追踪功能。可与造影照片叠加，实现高精度照射。

OCT血管造影的应用

这是一种可非侵入性评估视网膜脉络膜循环的技术，即使是造影剂过敏患者也可以实施。作为激光光凝术前检查的新选择，正在逐渐普及。

8. 参考文献

Bhavsar KV, Michel Z, Greenwald M, Cunningham ET Jr, Freund KB. Retinal injury from handheld lasers: a review. Surv Ophthalmol. 2021;66(2):231-260. PMID: 32628946. ↩
Park DH, Kim IT. A case of accidental macular injury by Nd:YAG laser and subsequent 6 year follow-up. Korean J Ophthalmol. 2009;23(3):207-209. PMID: 19794950. ↩ ↩²
Birtel J, Harmening WM, Krohne TU, Holz FG, Charbel Issa P, Herrmann P. Retinal Injury Following Laser Pointer Exposure. Dtsch Arztebl Int. 2017;114(49):831-837. PMID: 29271340. ↩
Linton E, Walkden A, Steeples LR, Bhargava A, Williams C, Bailey C, Quhill FM, Kelly SP. Retinal burns from laser pointers: a risk in children with behavioural problems. Eye (Lond). 2019;33(3):492-504. PMID: 30546136. ↩ ↩²
Farassat N, Boehringer D, Luebke J, Ness T, Agostini H, Reinhard T, Lagrèze WA, Reich M. Incidence and long-term outcome of laser pointer maculopathy in children. Int Ophthalmol. 2023;43(7):2397-2405. PMID: 36670265. ↩
Marinescu AI, Hall CM. Laser-Induced Maculopathy and Outcomes After Treatment With Corticosteroids and Lutein. Cureus. 2021;13(9):e18268. PMID: 34692258. ↩