自60年代激光問世以來, 激光在眼科的應用越來越廣泛. 在治療上, 氬離子激光及Nd:YAG激光對於青光眼的治療效果已得到肯定．80年代末， Puliafito等首先報道應用二極管激光在兔眼視網膜光凝的實驗室報告，隨後二極管激光的研究範圍逐漸擴大。1990年, Jacobson首先作二極管激光虹膜切除術的兔眼實驗室研究，還應用於臨床。與此同時，McHugh等開始二極管激光小梁成型術的臨床研究。 然而，研究最多的是二極管激光睫狀體光凝術。Schuman等及Peyman等開始了睫狀體光凝術的兔眼實驗室研究。 近幾年來實驗室及臨床研究的報道相繼出現，其臨床效果逐漸得到肯定。
一、二極管激光簡介
二極管激光發射的是輻射光，具有很高的電-光效能 (50％) ， 只需標準電流輸出便可達到臨床所需的能量水平。二極管激光裝置由n-型和p-型半導體聯接而成， 其激光工作物質為固體狀態的砷化鎵鋁(GaAlAs)，所發出的光具有相干性和單色性，但相對其它激光而言較分散，其波長為 780nm~850nm。臨床上常用的是810nm波長，是一種近紅外光，此波長的輻射光很容易被眼部的介質所傳導 。二極管激光器結構簡單 ，價格便宜 ，體積小 ，便於攜帶，只需標準電流輸出，空氣冷卻，不需要外循環冷卻系統。其臨床應用廣泛，不僅可用於青光眼治療，還可用於視網膜脈絡膜疾病。無論是經瞳孔 ，經鞏膜 或經眼內作視網膜，脈絡膜，睫狀體光凝術，或是作激光虹膜切除術，激光小梁成型術，小梁切除術聯合絲裂黴素術後激光縫線鬆解術等，均顯示出可喜的效果。
二、青光眼手術的臨床應用
(一)、睫狀體光凝術(Cyclophotocoagulation)
1、經鞏膜作睫狀體光凝術(Transscleral cyclophotocoagulation ,TSCPC)
(1)二極管激光有關光學特點及生物學效應
TSCPC的應用有賴於該光波通過鞏膜的強穿透力及睫狀體色素組織的高吸收率。二極管激光波長為780nm~850nm，屬近紅外光．其鞏膜穿透力強 (35％)，僅次於1064nm波長的Nd:YAG激光 (1.0:1.5) ，而幾乎不被鞏膜吸收 (6％) 。在接觸鞏膜時，其鞏膜穿透力增加 100％ ，而Nd:YAG激光只增加50％。二極管激光傳導時呈正向窄角分佈，它的色素吸收率為1064nm波長的3倍。這些特點使之成為睫狀體光凝術的最佳選擇之一，接觸法比非接觸法效果更佳．
二極管激光對睫狀體的作用表現為一種熱效應。兔眼及人眼的實驗室研究顯示經鞏膜凝後，放大鏡下肉眼可見睫狀突均勻變白，皺縮及色素彌散；組織學檢查發現色素性睫狀上皮，非色素性睫狀上皮以及基質層的凝固性壞死及上皮細胞破壞，伴睫狀上皮與基質層的分離。接觸法與非接觸法相比，接觸法的熱損傷作用更明顯，損傷部位更深。
二極管激光與Nd:YAG激光相比，多數作者發現兩者的組織學改變相似，只是二極管激光所用的能量閾值較低，認為與二極管激光色素吸收率較高有關 。也有部分作者發現兩種激光對組織損傷的範圍有所不同。Simmons等和Monsour等發現二極管激光可使基質層(包括睫狀體血管)及睫狀肌發生凝固性壞死，而Nd:YAG激光只有睫狀上皮的凝固性壞死和破壞，很少有睫狀肌的反應。在相同能量水平下，二極管激光組97％可見睫狀體光凝反應，而Nd:YAG激光組只有78％有反應。光凝斑形狀及大小稍有不同。
(2)臨床應用
a.接觸性經鞏膜睫狀體光凝術
Gaasterland等使用的是IRIS Oculight SLX Diode激光系統，其G-纖維探頭底部的形狀與眼球弧度相適應，使光束準確定位於角鞏膜緣外1.2mm處，並與視軸平行。操作時根據組織反應的爆破聲來調整激光能量。一般使用的能量為1.75W(1.5W~2W)，時間 2秒，照射範圍為270~360 ， 共17點~19點。治療難治性青光眼短期(6周)及長期(2年)的觀察顯示，其降眼壓成功率為52％~77％，遠期效果比近期效果稍差。70％有視力改善。
Brancato等使用的是另一種光纖維探頭(EOS 3000, Optikon, Italy)，探頭頂端為圓形，直徑為 3mm。當探頭的邊緣與角鞏膜緣相切時其光束恰好位於角鞏膜緣外1.5mm處，它的最大特點是在探頭內裝有一個微型透鏡 ，使激光束保持最小的面積穿透鞏膜壁， 作用於睫狀體而不損傷周圍組織。使用的能量為2.6W，時間1.5秒~2.5秒，光斑直徑500μm，照射範圍為360 ，共16點~20點。治療難治性青光眼1~1.5年以上隨訪，降眼壓成功率為70％~76％，解除疼痛100％，無視力下降。
b.非接觸性經鞏膜睫狀體光凝術
Hennis等及Hawkins等使用的是Microlase激光系統(Keeler Corp,Broomall,Pa)，以裂隙燈作輔助裝置，不用接觸鏡，使激光束與視軸平行，開始聚焦在角鞏膜緣外 1mm 的鞏膜表面，然後向鞏膜深部散焦1mm。能量為1.2W，時間為1秒，光斑直徑100μm，照射範圍為360，共40點~45點。其治療難治性青光眼的降眼壓成功率半年為71.4％，一年為56％，多數患者解除疼痛。
Kida等使用接觸鏡，激光焦點在角鞏膜緣外 0.5mm，結膜表面深部 3mm 處。能量為1.5W，時間 1秒，光斑直徑400μm，照射範圍為360 。觀察1個月，8 眼平均眼壓從51.8mmHg下降至28.5mmHg，手術次數平均1次~4次。
(3)手術併發症
無論是接觸法或非接觸法均表明二極管激光睫狀體光凝術手術併發症少，安全，有效，可以重複使用。但也存在一些併發症。
a.結膜燒傷：絕大多數人出現結膜表面燒傷 ，其發生程度與結膜色素改變有關，多在一天後看不出來，一週後全部消失。
b.色素膜炎：多數表現為輕度炎症或無，少數(19％)有較明顯的炎症，用皮質類固醇
治療後消失。
c.疼痛 ： 術中疼痛用球后麻醉後緩解，術後部分人有輕度疼痛或不適(22％~48％)，一週內消失。
d.視力下降：多數人視力保持不變或改善，少數人視力下降(16％~23％)，原因是黃斑囊樣變性，或眼壓失控，白內障發展，極少數視力喪失者術前視力為手動或光感。
e.低眼壓：發生率為3％~5％，所有報道中無一例發生眼球萎縮。
f.其它：有一例報道因無晶體眼，鞏膜薄，術後發生鞏膜穿孔。無出血等其它併發症。
(4)手術有關影響因素
二極管激光TSCPC的手術效果是肯定的，但由於各種因素的影響，每一個人的反應又各不相同，其影響因素有：
a.能量大小：引起治療性組織損傷的最低能量為 2.7J，低於 2.7J，治療效果差；高於 6J，可引起正常組織的破壞。也有作者認為最低能量為2.25J。
b.光斑大小：Hennis等從人眼的實驗室研究觀察到，光斑的大小不影響組織損傷的質量，可能是從 100μm到 500μm光斑大小的增加並未減少激光光束的能量密度，只是改變在睫狀體的位置，此改變小於 0.5mm 。而Shepps 在兔眼的研究發現，400μm 光斑對組織的損傷比600μm光斑更明顯。
c.曝光時間：由於二極管激光能量輸出的限制，只有延長曝光時間才能達到與Nd:YAG激光相同的能量。Brancato等觀察到二極管激光曝光時間的最高閾值為 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) 水平時，二極管激光的睫狀體熱損傷似乎比Nd:YAG激光的損傷範圍大。
d.焦點位置：Hennis等 發現用非接觸法時，其焦點如果在角鞏膜緣外 2mm 的話，只是破壞到睫狀體扁平部，而非睫狀突。相距0.5mm~1mm才能產生睫狀突的損傷(0.5mm更佳)。焦點向鞏膜深部散焦 1mm比聚焦在鞏膜表面或散焦 2mm更有效。超聲波定位顯示焦點的深度在睫狀體前後 2mm內有效。Schuman等用接觸法焦點在角鞏膜緣外0.5mm時，可引起虹膜根部的損傷；相距 1.0mm ~1.25mm 可引起睫狀上皮及基質層的損傷；相距 1.5mm，只損傷睫狀體扁平部的上皮細胞而無睫狀突損傷。
e.照射方向：激光探頭方向與視軸平行時，作用於睫狀體扁平部前部及睫狀 體冠部後部；當探頭方向與鞏膜垂直時，作用的位置接近睫狀體冠部的中部，有可能損傷晶狀體赤道部。
f.鞏膜厚度：引起薄鞏膜與正常鞏膜睫狀體反應的最低能量閾值之比為 1:1.2 (2.9:3.5J)。接觸法比非接觸法所需的能量較低而且激光的穿透力增加，其原因可能與探頭施壓使鞏膜壓陷變薄有關。鞏膜的變薄，膠原纖維間的距離縮短可以減少來源於膠原纖維之間的光散射的干擾，從而增加光的傳導。
g.結構變異：Uram曾對經鞏膜睫狀體光凝術後手術失敗者行內窺鏡下睫狀體熒光造影觀察，發現作過360 光凝的20眼中，其睫狀體破壞範圍無一例超過120 ，其中9/20眼的破壞範圍為90 ~120 ，11/20眼少於90 。認為可能與睫狀體自然解剖的多樣化或由於既往手術導致睫狀體結構繼發性變異有關。
h.其它：每一個患者的睫狀體對激光吸收量的不同 ；角鞏膜緣結膜和鞏膜色素的影響 ；根據組織爆破聲來判斷激光能量大小的誤差 ；青光眼類型(新生血管性青光眼及先天性青光眼效果差)；重新產生分泌功能的病理性修復與睫狀突再生的可能等，均可影響經鞏膜睫狀體光凝術的效果。
2、經內窺鏡作睫狀體內光凝術(Endoscopic cyclophotocoagulation,ECP)
ECP是最近開展的一項新技術，所用的激光顯微內窺鏡(Endo Optike Inc, Little silver, NJ)有兩種規格：18型內窺鏡 (視野範圍為 110 ，焦距為 2mm) 和20型內窺鏡 (視野範圍為 75 ，焦距為1mm)。手術時可以在監測屏幕上觀察，同時還能把激光能量有控制地傳遞至精確的某一個睫狀突上進行光凝。由於該手術能直視下對睫狀上皮光凝，定位準確，不損傷鄰近組織，應屬最佳手術方法，但手術技術要求高，需要專門訓練，而且手術設備價格昂貴，限制了該手術的發展。
(1)手術方法
a.聯合晶體玻璃體切除術 ：晶體玻璃體切除完畢後 ，在其中一個切口插入激光顯微內窺鏡(如果已作過晶體玻璃體手術,只作一個切口)。當探頭頂端距睫狀突 0.5mm ~ 0.6mm 看清睫狀突時進行光凝。通常能量為 0.2W ~ 0.3W，曝光時間為 1 秒 ~ 2 秒。每個睫狀突作兩個光凝點，每一個光凝點可見睫狀突皺縮及變白，無色素彌散或空泡形成。光凝範圍為90 ~180 。
b.聯合白內障超聲乳化人工晶體植入術 ： 作白內障超聲乳化後前房內注入粘彈性物質，使晶體後囊後移。激光內窺鏡自角鞏膜緣插入，伸到虹膜與囊袋之間距睫狀突 1.0 mm~3.0mm 處。能量為 0.2W ~ 0.5W，曝光時間為 0.5 秒至連續波。每個睫狀突前後部均進行光凝，可見睫狀突皺縮及變白 。光凝範圍超過 180 ．如技術原因不能在囊袋前伸入內窺鏡，可改在囊袋內，其需要的能量稍高，能見度稍差。
c.直接作角鞏膜緣切口：直接作角鞏膜緣切口2.8mm，前房內注入粘彈性物質，激光內窺鏡經瞳孔進入虹膜後直至在監測屏幕上看見睫狀突。能量為 0. 8 W，曝光時間由腳踏開關控制小於 1秒。每個睫狀突能量為 0.8J 以內，範圍為120~210 ，共18點~45點。
(2)手術效果
幾種入口途徑均顯示ECP降眼壓效果好，無明顯視力減退。
(3)手術併發症
在所有報道中無明顯嚴重手術併發症 ，最常見的是一過性炎症反應及玻璃體出血。無手術併發症所致視力喪失，未發現眼球萎縮者；有晶體眼未發現白內障發展；無內眼手術所致的孔源性視網膜脫離 鋸齒緣離斷 嚴重玻璃體出血等。但由於手術病例少，觀察時間不長，尚不能斷定該手術的風險性。
(二)激光小梁成型術(Laser trabeculoplasty, LTP)
LTP對青光眼的治療最早由Wise 和Witter報道．常用的激光是藍-綠氬離子激光(488nm~514.5nm) ．也有報道用氪紅激光 (647nm) (43)及 Nd:YAG 激光(1064nm)．幾種激光的降眼壓效果相同． LTP的作用機理尚未清楚， 開始認為是小梁網膠原纖維牽拉使小梁網間空隙增寬及開放Schlemm管．另一種理論是小梁纖維退行性變，細胞分裂，繼發小梁網間空隙增寬．還有人認為是生物化學的作用，推測是 Schwalbe 線細胞產生一種磷脂使房水通過小梁網的排出增加．最近有人開始作二極管激光小梁成型術 (Diode laser trabeculoplasty,DLT)的研究．
1、實驗室研究
McHugh等對人眼二極管激光及氬離子激光光凝點作電鏡掃描研究，發現兩種激光的組織損傷相同，表現為小梁的收縮與腫脹，高能量下組織結構破壞．兩者的損傷面積及使用能量稍有不同，而二極管激光的損傷部位較深，靠近Schlemm管色素相對少的小梁網．McMillan等發現在二極管激光能量參數為 0.4W ~ 1.2W, 時間 0.1秒 ~0.2秒，100μm光斑直徑，氬離子激光能量參數為 0.5W~1.0W, 時間 0.1秒，50μm光斑直徑的條件下，二極管激光的組織反應小， 而氬離子激光可見組織變白及色素彌散 ，小梁碎裂及融合 ． 電鏡掃描發現,在二極管激光能量大於或等於 0.12 J 時才有小梁融合環的出現，而氬離子激光只需要 0.05 J的能量．作者認為可能是二極管激光的色素吸收率及鞏膜折射率比氬離子激光低的緣故 ４Ë外，二極管激光的最小光斑直徑為 100μm，而氬離子激光的為50μm，前者單位面積所需的能量必然比後者多．作者還發現兩種激光的損傷部位與McHugh等(50)的發現恰好相反， 二極管激光的損傷部位侷限於淺層， 而氬離子激光的損傷部位則較深．
2、臨床研究
所有的臨床研究均顯示DLT與氬離子激光小梁成型術(Argon laser trabeculoplasty,ALT)的降眼壓效果相似，但DLT所需的能量比ALT大 (DLT為 1.1W~1.2W, ALT為 0.6W~0.75W). 在治療早期，DLT的降眼壓幅度似乎比ALT稍大．操作方法 ：激光靶區為小梁網的色素部分 ．能量調至使小梁呈輕度變白為宜 ．光斑直徑100μm，曝光時間 0.1秒~0.2秒，範圍 180 ，每象限 20點~25點．手術併發症：DLT的術後反應輕，術後1~2小時內有輕微房水閃光，不需治療．視力無明顯改變．術後未發現虹膜周邊前粘連 (Peripheral anterior synechiae ，PAS )， 眼痛，一過性眼壓升高等．一組DLT與ALT的對比性研究表明：術後1小時ALT的前房閃輝值明顯高於DLT，1 周後差別不大．說明DLT的血-房水屏障破壞比ALT少．該研究還發現ALT組 7/21 眼 (33％)有眼痛，DLT組無；術後8周，ALT組 4/21 眼(19％)出現PAS，而DLT組無．作者認為與兩種激光的色素吸收率以及組織損傷的深度不同有關．
(三)激光周邊虹膜切除術(Laser peripheral iridotomy)
自從二極管激光在眼科開始應用，就有人嘗試用於激光虹膜切除術．二極管激光對虹膜基質具有強穿透力以及虹膜色素上皮對二極管激光有強吸收率，使該激光尤其適用於虹膜的手術．其作用機理與氬離子激光相似，均為激光熱效應．手術方法也與氬離子激光相同：對深顏色虹膜先作一環形光凝(最佳能量參數為 0.2W，0.2 秒曝光時間，200μm光斑直徑)，然後在光凝環中央作穿透擊射 (最佳能量參數為 1.0 W，0.05 秒，75μm光斑直徑) ． 環形光凝的作用是使虹膜變薄呈一鼓面，並使光凝處的前房加深，以利於下一部的穿透擊射及避免角膜內皮損傷．選擇高能量 短時間及小光斑能使穿透擊射變得容易並減少手術併發症的發生．最長9個月的觀察，100％保持虹膜孔開放．術後併發症如角膜內皮損傷比氬離子激光少，一過性晶體混濁及瞳孔變形比氬離子激光發生率高，其它併發症如術後一過性高眼壓 炎症反應等與氬離子激光相似．
(四)激光鞏膜切除術(Laser sclerectomy)
二極管激光鞏膜切除術目前主要由Karp等(56)(57)作動物實驗室研究，尚無臨床報道．Karp等 (56)把 25只新西蘭兔分為三組，分別為經外部(經結膜切口至角鞏膜緣)，經內部(經前房穿刺口至前房角)作激光鞏膜切除術及常規全層鞏膜切除術 ．二極管激光能量為 2.5W ，持續4秒．三組降眼壓效果相似，但經外部激光手術組的持續時間最長．組織學檢查發現，激光治療的結膜下瘢痕明顯比常規濾過術少，炎症反應輕．經內部激光手術失敗的原因與手術操作損傷繼發周圍組織炎症反應有關．Karp等接著作進一步研究，把新西蘭兔分為兩組，作單純二極管激光經外部鞏膜切除術及聯合絲裂黴素 (mitomycin C, MMC ) 應用的對照 ．MMC 的使用方法是在手術區結膜表面放置0.5mg/ml濃度的MMC浸泡棉片，接觸時間為7分鐘，然後行經外部鞏膜切除術．方法是在結膜下注入平衡鹽水使結膜隆起，然後距角鞏膜緣 7mm處作 2mm結膜切口，插入激光探頭至角鞏膜緣，平行於虹膜擊射直至穿透至前房．能量為2.5W，持續4秒 ．探頭進入前房後作房角成型術，探頭與虹膜接觸，能量為 2.5W，約 1 秒時間，共三點，每一點均可見虹膜明顯後退，最後縫合結膜切口．兩組對比，眼壓下降率相似(MMC組63％, 非MMC組60％)，但降眼壓持續時間MMC組比非 MMC 組明顯延長，證明經外部作二極管激光鞏膜切除術是可行的，聯合 MMC使用可有效地提高濾過手術的成功率．
(五)激光縫線鬆解術(Laser suture lysis)
目前，小梁切除術聯合MMC應用時鞏膜瓣為密閉縫合，術後眼壓升高時可用激光作鞏膜瓣縫線鬆解術拆除過緊的縫線以增強濾過．一般使用的是氬離子激光 ．最近，有人把二極管激光也用於縫線鬆解 方法是使用 Mandelkorn 接觸鏡，二極管激光用 75μm 光斑直徑，能量為1W, 時間為0.1秒~0.2秒．焦點在鞏膜瓣尼龍線上．臨床觀察發現，二極管激光對菲薄的MMC濾過泡不產生類似於氬離子激光所致的熱損傷，但術後不適比氬離子激光後明顯 ．實驗室報告表明二極管激光對結膜組織損傷的部位比氬離子激光淺，損傷範圍稍小．對結膜組織損傷最少的是 585nm及 610nm波長．幾種波長對鞏膜及結膜上皮均無損傷．
三、發展前景
綜上所述，二極管激光屬近紅外光，對組織的作用為熱效應，具有穿透力強 結構簡單體積小 價格便宜 效率高 空氣冷卻 不需高電流及外循環冷卻水的特點．可以用於手術室等特殊環境，可攜帶至邊遠山區，臨床應用廣泛 ，具有實用 有效的應用價值 ．目前，已經有人開始把二極管激光作為連續波雙頻Nd:YAG激光的泵源，發射532nm波長光，用於激光周邊虹膜切除術的動物試驗，取得了肯定的效果．今後，可望利用新材料將有用的二極管輸出達到可見光波長，從而取代氬離子激光 氪紅激光和染料激光．二極管激光將會在眼科的臨床應用上發揮更大的作用。
