视网膜激光损伤及其防护

视网膜激光损伤及其防护 国际眼科杂志2011年3月第11卷第3期WWW.IJO.cn 电话:029—8224517283085628电子信箱:IJO.2000@163.com 视网膜激光损伤及其防护 郭锐,王育良 ? 文献综述? 作者单位:(210006)中国江苏省南京市,南京中医药大学第一 临床医学院眼科;(210029)中国江苏省南京市,南京中医药大 学附属汀苏省中医院眼科 作者简介:郭锐,讲师,主治医帅,研究方向:眼视光. 通讯作者:郭锐.swaying—leaf@163.eom 收稿日期:2010—12—20修回Et期:201l_0l一20 Retinallaser?-induceddamageandprotec-- tion RuiGuo,Yu.LiangWang DepartmentofOphthahnology,theFirstClinicalMedicalCollege, NanjingUniversityofChineseMedicine,Nanjing210006,Jiangsu Province,China;DepartmentofOphthalmology,JiangsuProvince HospitalofTraditionalChineseMedicine,NanjingUniversityof ChineseMedicine,Nanjing210029,JiangsuProvince,China COrresp0ndenceto:RuiGuo.DepartmentofOphthalmology,the FirstClinicalMedicalCollege,NanjingUniversityofChinese Medicine,Nanjing210006,JiangsuProvince,China.swaying——leaf @l63.con Received:2010—12—20Accepted:2011—01—20 Abstract ?Nowadayslaseriswidelyappliedtoclinical ophthalmology.Eitheritssideeffectorwrongoperation canleadtosevereresuIts.Theretinallaser—inducedIesion iSUndoubtedIYoneofthemostseverecomPIications. ThispaperreviewedthecharacterofIesioninretinalaser coagulation,thefactorswhichmayaffectthelesion,and thesafetymeasures. ?KEYWORDS:retinalesion;laser—induceddamage;pho— tocoagulation GuoR,WangYI.Retinallaser—induceddamageandprotection GuYankeZazhi(IntJOphthahno1)201111t3:446—449 摘要 F1前,激光广泛应用于眼科临床,其副作用抑或误操作都 会给患者带来极大损伤,其中以视网膜损伤为甚,本文将 对视网膜激光损伤的特点,影响因素以及防治办法等方面 的研究作一综述. 关键词:视网膜损伤;激光损伤;激光光凝 DOI:10.3969/i.issn.1672—5123.2011.03.21 郭锐,王育良.视网膜激光损伤及其防护.国际眼科杂志2011;11 (3):446—449 0引言 激光医学是近代重大科技成就之一,1960年Maiman 发明激光,1961年Zaret将其引入眼科,目前激光器的种 类繁多,从事激光工作的人员与日俱增,激光意外伤害事 故也随之而来,有关视网膜激光损伤的研究不断见诸于文 献报道中,这已成为眼科界亟待解决的课题之一;此外,利 用不同波长激光治疗眼底疾病也非常常见,如视网膜光凝 术,光动力疗法(PDT)等,如何发挥其治疗作用而降低其 副作用,也是眼科工作者探索的课题.本文将主要针对视 网膜激光损伤的特点,影响因素以及防治办法等方面的研 究进展作一综述. 1视网膜激光损伤的特点 1.1易损伤(1)眼是人体的暴露器官,易受激光的损 害;(2)眼球本身是一个完美的光学系统,外界的光经过 屈光间质作用后聚焦在视网膜上,可使到达视网膜上的激 光辐照量较之角膜入射量提高约10倍,加之眼组织又具 有丰富的血管和色素,因而极低剂量的激光辐照就可能造 成视网膜的损伤;(3)激光脉冲十分短暂,而瞬目反应时 间要长得多,据测定,人的瞬目反应时间为150,250ms, 而激光脉冲则短至微秒,纳秒.因此,未等瞬日,脉冲激光 已射至眼底. 1.2损伤重激光是一种创伤性技术,在发挥治疗作用的 同时,不仅破坏正常视网膜的结构,还引起视网膜屏障破 坏,脉络膜缺血和炎症,进而导致黄斑囊样水肿和新生血 管形成等医源性损伤.如果损伤发生在黄斑,视力就会受 到严重损害,造成暂时性甚至永久性欠明.此外,局部热 扩散可引起Bruch断裂,激光斑扩大等…,这些并发症也 是激光治疗邻近黄斑中心凹病变时,术后视力下降的主要 原.医学激光虽然有操作性能的稳定性和规范性的 优点,但临床上仍有激光光凝治疗后误操作引起黄斑损伤 及诱发视网膜下新生血管的报道. 2视网膜激光损伤的影响因素 激光对人眼的伤害主要发生在视网膜和角膜.损伤 程度受诸多因素的影响,可以把这些因素分为两大类:激 光本身凶素和机体凶素. 2.1激光本身因素 2.1.1波长在生物体进化过程中,已经形成保护视网膜 的有效光化学系统,正常眼睛具有它同有的天然滤光器, 180,315nm的中,远紫外激光及1400,10.nm的中,远红 外激光的能量几乎被角膜全部吸收,而不能透过晶状体到 达视网膜;315,400nm的近紫外激光能量可部分透过角 膜,到达晶状体后几乎被全部吸收.波长在400, 1400nm内的激光对人眼损伤严重.可见光的波长范围 在380,780nm,它和红外线可几乎全部透过眼的屈光问 质而到达视网膜,故是造成视网膜光损伤的重要因素,其 中532nm激光对人眼损伤最严重,凶其波段十分接近血 红蛋白的吸收峰(542,576nm).此外,不同眼介质具有 不同的光谱透射,反射和吸收特性.透过眼睛光学系统达 到视网膜的激光对视网膜的伤害还与视网膜的吸收率A 有密切关系,即相同透射情况下,吸收率越大,视网膜损伤 IntJOphthalmol,Vo1.11,No.3,Mar.2011WWW.IJO.ca Tel:029-8224517283085628Email:IJO.2000@163.com 越严重.因此,视网膜受损程度是由眼睛光学系统的透射 率和视网膜吸收率的乘积——视网膜有效吸收率决 定的,而此两者同激光波长又有着密切的关系,图1给出 了兔眼光学系统的透过率和视网膜有效吸收率A,与波 长的关系. 2.1.2功率对特定波长的激光来说,它对眼睛的损伤程 度,由其能量密度决定.能引起最小可见伤害的最低功率 密度称作激光损伤阈值.超过损伤阈值时,就会造成 损伤. 2.1.3脉冲宽度在激光功率密度相同的情况下,脉冲宽 度越窄,视网膜上光斑处的热量就越不及向周同扩散,局 部温升就越高,损伤也就越严重.因此,Q开关激光脉冲 比宽脉冲激光的致肓效果强.皮秒,超短激光脉冲致肓效 果更强. 2.1.4激光的辐照方式激光发射方式不同,造成视网膜 相同程度损伤所需的照射剂量水平可相差几个数量级,如 脉冲(调Q)与超短脉冲(锁模)激光较连续和长脉冲激 光损伤所需的剂量低,且容易引起组织的爆破. Organisciak等将接受多次间歇光照的大白鼠的视网膜 损伤与接受连续光照组而造成的损伤加以比较,发现间歇 光照比连续光照可导致更大的光感受细胞的损伤,视紫红 质等物质的下降亦较连续光照组为甚. 2.1.5照射时间激光损阈值随照射时间而有差异,如连 续激光照射时间越长,眼损伤阈值就越低.通常认为时间 和强度能互换,即高强度短期和低强度长期照射能引起同 等程度的损伤,但Lawwill发现剂量和时间的相关是非 线性的.O'steen等进一步说明了低和高强度光照引起 的损伤有别,其损伤部位及先后严重程度有本质差异. 2.1.6激光入射角度光束垂直于角膜面照射眼部比 斜照所产生的损伤为重,入射角度愈小,视网膜上的光斑 就愈小,能量密度愈集中,同时,由于角度越小,距离黄斑 越近,故损害也越严重. 2.2机体因素 2.2.1种属视网膜激光损伤存在着种系间的敏感性差 异.猴及兔的视网膜损伤阈较大白鼠高,仓鼠较兔及猫更 敏感,豚鼠对视网膜光损伤的反应则较轻.同种属动物视 网膜对激光的耐受性也不同,人眼比猴眼耐受性高,而猴 眼比兔眼耐受性高. 2.2.2温度光照同时升高动物体温,视网膜损伤范同和 程度都加重.体温升高主要引起损伤程度即"量"的改 变,但达到一定程度也有"质"的改变,表现为RPE受累. 2.2.3年龄动物年龄大者,对光损伤的敏感性愈大.这 不同于随年龄增长而出现的视网膜变性. 2.2.4营养状态光损伤程度和视紫红质水平明显相关. 维生素A可能通过影响视紫红质含量,改变垂体和靶器 官激素水平,而起保护作用,大白鼠在维生素A缺乏时, 视网膜光损伤反而减轻,这可能与视紫红质缺乏有关;局 部缺血可降低光损伤的阈值;缺乏维生素C,E时视网 膜光损伤加重,但啮齿类动物缺乏维生素E时视网膜对 光损伤的敏感度并无变化. 2.2.5照射部位视网膜照射部位也很重要,裸鼠的视网 膜中央上方最敏感,在视乳头周同和锯齿缘部光感受细胞 对光损伤的耐受性最强,大白鼠眼底的颞上区最为敏感, 灵长类则以黄斑区最易感. 2.2.6瞳孔直径瞳孔直径在明视时约2,3ram,视网膜 上的像点很小,夜晚瞳孑L面积约是白天的l0倍,光能密度 1O05006007008009001000I1O0I2001300I4001500 波长(iin]) 图1兔眼介质对不同波长光的透射率,眼底吸收率及有效吸 收率. 更高.激光束大于瞳孔直径的情况下,部分激光束将为瞳 孔周同的虹膜所拦截,进入眼的总能量和瞳孔面积成正 比,亦即和瞳孑L直径的平方成正比…. 2.2.7色素激光主要被眼底以下几种不同色素组织所 吸收…:内外丛状层叶黄素,色素上皮和脉络膜色素细胞 的黑色素,光感受器外节的锥细胞感光色素,老年人色素 上皮的脂褐素,脉络膜血红蛋白和视网膜血管.色素由于 可以减低视网膜所受的辐射而对视网膜具有保护 作用. 3视网膜激光损伤的防护 激光眼损伤后果严重,其治疗相关研究成为各国关注 的焦点.针对视网膜激光损伤研究的现状,目前研究最多 的几类西药如下. 3.1激素类目前普遍认为糖皮质激素类保护机制为直 接扩张血管,改变肾上腺素受体敏感性,抑制前列腺素对 血管作用和/或阻止内皮脂质过氧化作用阻止脂质过氧 化,减少自由基的形成,保护膜结构,保护膜的稳定性功 能;同时能阻止视网膜下新生血管的形成,加快血一视网膜 屏障的形成,减轻荧光渗漏和视网膜水肿,提高光感细胞 存活率,加快外界膜的形成和脉络膜血管的开放,增加血 流,减少视网膜组织的局部缺血,保存RPE细胞,减轻损 伤.大剂量皮质激素类药物(甲基强的松龙,30mg/kg)对 激光视网膜损伤有一定治疗防护作用.马效工等 通过电生理方面的研究验证了甲基强的松龙对于视网膜 激光损伤的保护作用.考虑到甲泼尼龙价格较高,在经济 不发达地区和基层医院的应用受到一定的限制,亦可采用 糖皮质激素类的其它药物,如地塞米松也能达到类似的作 用.虽然大剂量皮质激素类药物对激光视网膜损伤有 一 定治疗防护作用,但副作用较大,而且,即使是在动物实 验中,激素所表现的神经保护作用也往往比较温和. 3.2神经保护剂及细胞因子MK一801是谷氨酸受体阻 滞剂,在激光视网膜损伤中有保护神经的辅助作用. Unoki等在对大白鼠进行持续性的光照实验前2d,将 MK注射入1眼的玻璃体腔中,7d持续光照后对照组表现 为光感受细胞外段的缩短和外核层的变薄,而用药组的光 感受细胞却显示了良好的保护作用.另有实验者在光凝 后立即予以腹腔内注射MK.801(2mg/kg),结果表明MK一 801治疗组大鼠眼的光感受器细胞减少与对照组有明显 差异;由RPE和新生血管组成的增殖膜可见于对照组损 伤的基底部,而少见于MK一801组…'.但MK.801由于 副作用大,目前还只限于动物实验阶段.另外,玻璃体腔 注射人重组成纤维细胞生长因子(bFGF),可减少瘢痕形 国际眼科杂志2011年3月第11卷第3期www.UO.cn 电话:029—8224517283085628电子信箱:lJO.2000@163.com 成,促进血一视网膜屏障恢复,I,6too观察无不良反应. 因此,bFGF可能在不久的将来用于人眼激光损伤的临床 治疗,考虑bFGF可抑制视网膜神经元的细胞凋亡而维 持光感受器细胞的生存…. 3.3抗氧化剂二甲基硫脲(dimethylthi0urea,DMTU)性 质与谷胱甘肽(glutathione)相似,可以淬灭羟基,过氧化氢 等自由基,降低MDA含量,对于视网膜细胞有一定 的保护作用.Chen等"发现服用维生素E和胡萝卜素 能有效阻止视网膜脂质氧化酶的增加,缓解光照致视网膜 结构的损伤.但其效应有赖于这些药物的剂量和剂型. 许多科研工作者利用抗坏血酸对大鼠实验模型进行研究 后发现,光照前注射抗坏血酸的鼠,光照实验后视紫红质 及光感受细胞减少的数量明显低于对照组,而且,在光照 前给动物服用抗坏l衄酸能够有效地保护杆体细胞内的廿 二碳六烯酸.这就证明在视网膜光损伤中,抗坏血酸 具有重要作用. 除了药物治疗外,还有一些新兴的治疗手段尚处于研 究探索中.(1)手术治疗:激光视网膜损伤的手术治疗主 要是为了清除玻璃体和视网膜的积,但积一般会在 2wk至几个月自发吸收,而且术后有时也并不能达到 预期的效果闲此,激光视网膜损伤并发症的手术治 疗的时机和尚需进一步临床研究.(2)干细胞移植: 十细胞移植治疗开辟了激光致视网膜重度损伤治疗的新 途径".,但仍在探索性研究中.(3)基因治疗:激光致 视网膜损伤有一共同的特征:视网膜细胞渐进性凋亡.当 前还缺乏有效的治疗方法能阻止视网膜细胞凋的发生. 而视觉的紊乱常进一步发展为全肓.基因治疗是一个很 有前景的治疗视网膜激光损伤的方法,但也处于试验 阶段,还有很多问题有待解决.祖国医学没有对激光光损 伤的探讨,探求激光光损伤的中医病因病机中,大部分借 鉴了古代医籍对烧伤的有关认识.目前对中医药防治报 道不多,但中医在视网膜激光损伤防治发面的作用不可忽 视.一些中药中含天然抗氧化剂,如明目五子(枸杞子, 菟丝子,五味子,茺蔚子,楮实子),可降低光损伤时视网 膜游离氨基酸含量的异常升高,可降低视网膜中NO的含 量,从而减轻视网膜的损伤..光复汤主要由生蒲黄,生 地,丹参,葛根,早莲草等七味中药组成.方中生蒲黄凉血 止血,活血消癖;生地凉血清热,滋阴补肾,生津止渴;丹参 活血通经,祛癖止痛;葛根生津;早莲草凉血,止血,补肾, 益阴.七药合用,共奏滋阴凉血,活血利水之功,余玲 玲经研究证实光复汤对视网膜激光损伤后视力,视野 平均光敏感度及ERG等的改善是有显着促进作用的.补 阳还五汤加减由黄芪,生地,地龙,红花等中药组成,补阳 还五汤加减能有效增强兔视网膜缝隙连接蛋白Cx43的表 达,从而保持视网膜的正常生理功能.益气活血法复 方(黄芪,当归,红花等)对于视网膜激光损伤早期干预 后,能更早的出现和促进修复",对于视网膜激光损伤有 一 定的保护作用. 通过组织学研究,詹宇坚等"发现,健脾益气活恤化 瘀组成的睛明二号具有良好地促进视网膜色素上皮细胞 及视细胞的修复作用,其主要药物有五爪龙,党参,白术, 大黄,丹参等.岳红云等研究发现,中药毓明方可改善 治疗区相对三维视野视点的平均视阈值,提示其对治疗性 视网膜损伤具有防治作用.其主要成分包括羚羊角,当 归,白芍,川芎,防风,黄连,草决明等9味中药组成.该课 题组之后义对复方樟柳碱治疗激光视网膜损伤进行了实 验研究,结果示复方樟柳碱在视网膜激光损伤防治中有 改善激光区视阈值平均高度(降低视阈值,提高视敏度) 的作用.田丽珍"认为视网膜激光损伤主要为热毒 伤阴,阴虚火旺所致,采用滋阴降火法的代表方剂知柏地 黄汤治疗,通过研究发现能抑制激光性视网膜损伤小鼠眼 ICAM一1和VEGF在视网膜色素上皮,脉络膜血管内皮细 胞和炎性细胞中的表达,减少炎性细胞浸润,从而保护视 网膜.梁凤鸣等探讨了补肾活血复方:枸杞明目液对 实验性视网膜光损伤病理光电镜的影响,证明了枸杞明目 液对光损伤引起的视细胞凋亡有比较明显的改善作用. 参考文献 lDastgheibK,BresslerSB,GreenWR.Cljnjcopatholt)gi(correlationof laserlesionexpansionaftertreatmentofchoroidalneovascularization.Retina 1993;13(4):345—352 2Laserph0tocoagu1ationofsubfovealneovascularlesionsinage—related maeulardegeneration.Resultsofarandomizedclinicaltria1.Macular PhotocoagutationStudyGroup.ArabOphthahnol1991;109(9): l220.123l 3NehemyM,Torqueti—CostaI,MagalhaesEP,eta1.Choroidal neovascularizationafteraccidentalmaculardamagebylaser.CYinExperiment Ophthahnol2005;33(3):298—300 4高光煌,陈迹.激光辐射f9j医学防护.北京:军事医学科学出版礼 1998:74 5胥杰,赵尚弘,占生宝,等.高能激光视网膜损f,j及致盲应用研究. 激光杂志2006;27(6):13一l4 6OrganisciakDT,JiangYL,WangHM,eta1.Retinallightdamagein ratsexposedtointermittentlight.Comparisonwithcontinuouslight exposure.InvestOphthalVis1989;30f5):795—805 7LawwillT.Threemajorpathologicprocesseseausedbylightinthe primateretina:asearchformechanisms.TransAmOpbthalrnolSoe 1982:80:517—579 80'SteenWK,AndersonKV.Photoreeeptordegenerationafterexposure ofratstoincandescentillumination.ZZelfersehtnikroskAnat1972;I27 (3):306—313 9McKeehnieNM,JohnsonNE,FouldsWS.Thecombinedeffectsof lightandacuteisehemiaonthestructureo1'therabbitretina:alightand electronmicroscopicstudy.InyestOphtbahnolVisSeil982;22(4):449— 459 10GliekmanRD.Phototoxicitytotheretina:mechanismsotdamage.,门f ',Toxicol2002;21(6):473—490 l1MainsterMA.WavelengthselectioninmaeularphotI)(oagulatiI)n Fissueoptics,thermaleffects,andlasersystems.Ophthalmology1986; 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