眼科与不同波长的光


眼科设备大多与光相关,不同波长的光性质大不相同。。。。无序记录一下眼和光的关系,没有太大逻辑,请大伙指正。
一、 常用设备的光波
1. OCT
oct大多使用可见光略长的波,属近红外

常见的蔡司频域oct(sd_oct)840nm或740nm, 波长短的蔡司5000分辨率略好

更新一点的扫频oct比如图湃/赛炜等厂家,波长更长一点,1060nm左右,穿透力更好,但理论上分辨力应该是略差于 750/850nm的频域oct,但因为穿透力好信/噪比较好,实际分辨力更好。但个人感觉扫前节时角膜分辨率扫频不如频域,不知道大家有没有相同感受?
2. IOL_master 500/700

老一点的master_500每个步骤测量光不同,分别是880/780/590/白光,最重要的眼轴用的是780 nm,和频域oct一样

新的master_700也是一个扫频oct,用了波长更长的1035~1080nm红外光,所以穿透力更强,对较重的白内障也能更好地测量
3. pentacam

pentacam使用可见的蓝光扫描,475nm, 穿透力一般
4. 全飞秒机器 VisuMax500/800

即将上市的800机器,扫描速度比500快四倍达2MHz,飞秒激光波长1043nm

激光波长一样是1043nm, 扫描速度慢,才500kHz
5.准分子激光Mel90

不同品牌的准分子激光都是193nm,为远紫外光,几乎无穿透力,能量都在角膜表面吸收
6. YAG激光/眼底532激光
常见的蔡司yag激光和532眼底激光,激光器都是一样的。Nd:YAG 激光器,即掺钕钇铝石榴石激光器,可以发射1064nm红外光用来打后囊之类的前节病变,穿透力很好。
用倍频器把频率增加一倍,波长减一半1064/2=532nm,变成绿色可见光波长。由于红色物质对绿色激光的吸收率很高,富含血红蛋白的血管可以吸收大部分激光能量。采用倍频Nd:YAG激光(波长532nm)对糖尿病视网膜病变患者进行全视网膜光凝。
7. 睑板腺照相

睑板腺照相红外光波长830nm,不同公司的波长可能不同,但都是红外光照相

8. 角膜交联机器

使用365-370波长紫外光,穿透力还行,能穿透一部分基质使深层基质有交联效应又不会穿过角膜损伤内皮和内眼组织

二、不同波长光对眼的穿透力

可见光穿透力都很好,接近可见光波长的红外和紫外光穿透力也不错,太长或太短波长光连角膜都难穿透

人眼全眼的光穿透性在500以下900以上波长有断崖式下降

单纯角膜的光穿透力,和全眼不同,波长范围更广

可见光在短波长蓝紫光范围,随年龄增大透光率明显下降,天然“戴着防蓝光眼镜”,也解释了白内障术后病人常诉视物偏蓝的原因
三、ICL晶体透光性
ICL晶体植入有良好视觉的一个因素就是晶体在可见光范围有良好透光度,在不可见光区对紫外线透光度差,可以减少紫外线损伤。

ICL 可见光透光率和30岁人眼差不多,短波长不可见光透光率极低

四、蓝光与眼及人工晶体的关系
首先不是所有蓝光都有害,长波蓝光与生物钟有密切关系,短波蓝光才是有害

有害蓝光指波长短能量高的短波蓝光,具体范围每本书都不同,大致是400-450 nm范围
蓝光无处不在,太阳光,人造光源,各类屏幕都有蓝光

太阳光是连续光谱,有害蓝光比例还是很高,占比约25%

另一个版本太阳光谱,海平面蓝光明显少于高原/高空,所以青藏高原人民更要做蓝光防护

iPhone X屏幕光谱为非连续光谱,400-450有害蓝光比例并不高,且不同屏幕模式蓝光比例也不同,开启夜晚模式时蓝光就很少了

没想到iPad的蓝光比手机多这么多
那蓝光为什么有害?
有害蓝光具有极高能量,能够穿透晶状体直达视网膜,引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失,这种损坏是不可逆的。蓝光还会导致黄斑病变。人眼中的晶状体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障,而大部份的蓝光会穿透晶状体,尤其是儿童晶状体较清澈,无法有效抵挡蓝光,从而更容易导致黄斑病变以及白内障。

人眼视杆细胞,红绿蓝三种视锥细胞的吸收光谱

下面黄线为视网膜总吸收光谱,在蓝光区域能量特别高
那日常生活到处都有蓝光,有没有必要把有害蓝光通通屏蔽掉呢?在医学上,抛开剂量谈毒性就是耍流氓!!!只有蓝光强度达到一定程度才有必要滤过有害蓝光。国内外有相应行业标准:
1. 依据GB/T 20145-2006蓝光视网膜危害可分类为:
(1)无危险(辐亮度≤100 W·m-2·sr-1):无危害类的科学基础是灯对于本标准在极限条件下也不造成任何光生物危害;
(2)低危险(1类)(辐亮度≤1×104 W·m-2·sr-1):在曝光正常条件限定下,灯不产生危害;
(3)中危险(2类)(辐亮度≤4×106W·m-2·sr-1):灯不产生对强光和温度的不适反映的危害。
(4)高危险(3类)(辐亮度>4×106W·m-2·sr-1):灯在更短瞬间造成危害。
2. 依据IECEE CTL决议 DSH 0744:
(1)亮度小于10000cd/m2,且只发出可见光时,不需要按GB/T 20145-2006进行危害等级分类,可以归类为无危险等级,可以直接使用。如果亮度大于10000cd/m2,应按下述(2)或(3)的方法处理。
(2)如果制造商提供了表明灯具的辐亮度不超过GB/T 20145-2006规定的无危险类和低危险(1类)的试验报告,认证机构可以接受这样的LED灯具,并认为其在正常情况下不会产生光生物危险。
(3)如果制造商未提供这样的声称,应该按GB/T 20145-2006进行试验,试验结果符合上述(2)的要求。
(4)依据IEC 62471-2和IEC 60598-1第8版的草案,2类及以上的LED光源和LED灯具没有警告标记不能直接使用。

剑桥大学相关文章

将太阳光与灯、电脑屏幕和手机的光辐射照射进行比较,可以看出实际光谱加权辐照度低于自然照射。
那么问题其实很明显:1.显示器达不到IEC规范下有害蓝光的风险指标,属于没有风险的范畴。2.太阳自然的蓝光辐射远比显示器、手机的蓝光辐射来的更高。
所以,长期户外工作的人比如农民/建筑工/登山运动员,相比长期对着电脑996的社畜更加需要防蓝光。

年龄大的人,天然有防蓝光功能。所以小孩子长期在户外,比大人更加需要防蓝光
那么,做完白内障后,老人的天然防蓝光功能就消失了,这时候可能就要用防蓝光晶体或防蓝光眼镜了:

普通晶体,爱尔康黄晶体,53岁天然晶体吸收曲线。明显爱尔康acysof平台晶体滤过了较多有害蓝光,对眼底病变病人比较友好

爱尔康晶体蓝光区吸收曲线。。。常用的蔡司三焦点lisa平台没找到相应资料
医疗上牙科补牙常用蓝光,这个机器光强度很高,应避免直视(应该是属于高危类灯具,懒得换算单位了)

蓝光固化机的波长为385-520nm。ed固化机的光强也得到了升级,最高可达2200mW/cm2
儿科治疗新生儿黄疸也会用到蓝光,更加要做好眼睛防护。不知道综合医院的同道有没有碰到防护没做好致新生儿蓝光损伤的?

LED蓝光光疗属于强光光疗,其光照强度可大于30 μW/(cm2·nm),光谱为445~485 nm
五、如何评估角膜瘢痕能否做全飞秒/半飞秒
角膜瘢痕能否顺利完成飞秒激光扫描,对屈光科医生来说是头疼的事。有大伽说用pentacam机器看光密度,大于60就大概率扫描不过,但实际上很多光密度高于60也能扫描和顺利分离。还有大伽说用裂隙灯看,裂隙灯下密度不高就能做,但是这个方式无法定量,什么叫密度高什么是密度低,每个医生都不一样。那如何从理论上选择更好的评估方式呢?

绿线是角膜不同波长透光率
飞秒激光是红外1043nm波长,而pentacam是蓝光475nm波长, 用pentacam来评估瘢痕,光透过率还是不准,评估出来的瘢痕密度偏高。
那么有没有更准确的光波来评估呢?我觉得OCT是更好的方式。普通oct用750~850nm光波,已经很接近飞秒激光的透光率了,如果是扫频oct,其1035~1080nm波长检测光和飞秒激光基本一致。那么可否认为用oct能比较好把瘢痕后面基质成像扫描清楚的病例,全飞秒/半飞秒就能完成?

比如这例,裂隙灯下挺致密的

pentacam光密度达85

oct瘢痕致密区后方有黑区,成像偏差但也能看清结构

另一个方位扫描,瘢痕后方基质纹理清晰,证明红外光能很好穿透
那么,这个能否行半飞秒制瓣或全飞秒扫描呢?还是只能做PRK?
最后这个病人做了lasik,扫描和分离都没什么问题,如果激进一点,全飞秒手术双层扫描估计也没什么问题:


因为角膜光学区瘢痕的病人不多,至今做的接近十个眼都没有发现扫描或分离的问题。后续有病例再验证多几次oct扫描成像清晰度与飞秒手术穿透力的一致性。
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