レーザーは医学のあらゆる場面で一般的に使用されているが.眼科領域で最も広く集中的に使用されている。 これは.目自体が光学系であるため.光が屈折間質を通して目のすべての層に到達することができ.レーザーは波長の一貫性の利点を持っているので.良い指向性などは.正確に役割を果たすために目の異なる組織をターゲットに.レーザーの異なる波長に適用することができ.医学の分野で最初に眼科.および最も広範囲に適用されるので.レーザー医学の下位分野を形成しました。
レーザー眼科。
1.波長の異なるレーザーの眼組織への影響
眼組織の部位によって含まれる色素が異なるため.波長の異なるレーザーの吸収率は大きく異なり.レーザー治療を選ぶ際には.まずレーザーが標的組織で高い吸収率を持ち.その経路上にある屈折間質などの組織には吸収されにくいことを考慮すべきです。 その通り道にある屈折間質などの組織での吸収が少なければ少ないほど良いのです。 一般に.メラニンは波長の短い光に対して吸収率が高いが.その差は大きくない。オキシヘモグロビンは青.緑.黄の光に対して吸収率が高いが.赤や赤外線に対しては基本的に吸収しない。ルテインは青い光に対して吸収率が高い。 したがって.青.緑.黄の光は.虹彩.房角組織.網膜色素上皮.新生血管膜によく使われ.その中でも青色光はルテインに大量に吸収されるので.網膜神経上皮を傷つけないように黄斑部には使えない。赤色光と赤外線は.メラニン吸収のみに依存するが.薄い出血を透過して脈絡膜や網膜色素上皮の内層に到達でき.ルテインに吸収されず散乱が少なくなる。 屈折性間質性照明.薄い網膜出血.黄斑組織によく使われるが.非色素沈着部や色素沈着部には効果が少なく.透過力が強いので眼底の深部組織を傷つけやすい。 また.295nmより短い波長の紫外線は角膜組織でほとんど吸収され.眼内組織には届かないため.現在は角膜の手術にのみ使用されています。
2.眼疾患に対するレーザー治療の原理
レーザー光が眼に作用し.組織に吸収された後.眼組織に一連の変化が起こり.これがレーザー治療の基本になります。
光熱融解
生体組織がレーザーエネルギーを吸収し.その光エネルギーを熱エネルギーに変換するプロセスで.眼病に対するレーザー治療の最も一般的な方法の一つです。 眼疾患に対するレーザー治療の一般的な方法であり.局所組織の発熱反応のレベルに応じて.発熱温熱.凝固.気化.穿孔.切除などの一連の反応があり.眼組織の反応レベルに影響を与える要因は.レーザー出力密度だけでなく.照射組織によるレーザーエネルギーの対応波長の吸収率やレーザー照射の持続時間にも関係します。 また.光熱融解の影響は.圧力や化学的効果などの二次的な物理化学反応につながる可能性があります。
光化学
とは.レーザーエネルギーが生体組織に吸収され.光エネルギーが化学エネルギーに変換されることで生じる化学反応のことです。 光分解.光酸化.光重合.光増感という4つのタイプに大別されます。 光分解と光増感法は.眼科治療でよく見られます。 前者は.例えば波長193nmのArFエキシマレーザーを「冷たいナイフ」として使用し.生体分子の化学結合を破壊して角膜を「切断」するものです。 後者の代表的な例としては.網膜芽細胞腫に対する光線力学療法が挙げられます。
光は変化する電磁波であり.生体組織と光の波長との電磁的相互作用によって生じる一連の生体効果を.光の電磁場効果と呼んでいます。 主な効果は強電界である。 通常の光の場合.光のパワー密度が低いため.電界による生体影響は気づかない。 しかし.レーザーは.Qスイッチング.モードロックなどの技術を使って.光エネルギーを空間に高度に集中させ.時間的にも高度に集中させるので.かなりの電界強度を作り出すことができ.明らかな生物効果を引き起こすことができる。 この光圧は眼球に作用して生物学的効果をもたらすことができます。
気化.切断.穿孔原理
高出力密度連続波レーザーは生体組織に作用し.熱を引き起こすために生体組織に吸収され.温度が100℃に達するために.60％から80％の水分含有量の組織の液体が沸騰し始め.蒸気圧が現れるが.圧力釜のように表面が閉じているので.レーザーエネルギーが連続して吸収されるとき.温度と その蒸気が表面から排出され.組織片も気流にのって外に出てきます。
「蒸発」とは.病変部や余分な生物を焼灼すること.すなわち表面蒸発.切断として知られる線状蒸発の場合.または穿孔として知られる点状蒸発の場合である。
気化の主な原因は光熱分解ですが.光化学分解でも組織を切断することができます。一方.眼科治療に用いられる透過光は.レーザーの圧力効果や高電界破壊がより主な原因となっています。
パルスレーザーによる浸透の原理は.光熱分解.光触媒場.光圧によるものがある。
Ar+レーザーを使用する場合.屈折塊を通して虹彩に到達し.この色素と水分の多い組織に吸収されて気化するレベルまで発熱し.その気化圧で作用点の組織を微爆発させ.虹彩の「光切断」を実現させるのです。
凝固の原理
レーザーが生体組織に照射された後.主に光熱作用により.生体組織はレーザーエネルギーを吸収し.光エネルギーを熱エネルギーに変換します。 一部は光化学作用の結果.熱エネルギーが発生し.照射された組織を損傷させ.凝固させる。 眼は屈折系であるため.可視域のレーザーエネルギーのほとんどは屈折間質を通過して眼底に到達し.色素組織や酸化ヘモグロビンなどに吸収され.光凝固とそれに伴う組織の機械化や融着が起こります。 この凝固と癒着は.網膜の裂け目を塞いだり.病気の血管を閉じたりするために臨床的に使用されているものです。
3.眼科で現在一般的に使用されているレーザー
医療分野で使用されているレーザーには多くの種類があり.眼科で一般的に使用されている主なものはルビー（rudy）レーザー.アルゴンイオン（Ar+）レーザー.クリプトンイオン（Kr+）.色素（dye）レーザー.ネオジムドーピングイットリウムアルミニウムガーネット（Nd：YAG）レーザー.アルゴンフッ化物（ArF）エキシマレーザーなどの固体レーザーが挙げられます。 ルビーレーザーは.ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Nd:YAG）レーザー.フッ化アルゴン（ArF）エキシマレーザーなどの固体.気体.液体レーザーを連続.パルス.Q変調の方法で.目の底の色素膜や屈折間質などの領域にある数多くの眼疾患に関連して治療するために使用されています。
ルビーレーザーは.波長694.3nmの赤色可視光線を持つ固体レーザーです。 網膜裂孔.末梢性網膜変性症.糖尿病性網膜症など.さまざまな眼底疾患に使用することができます。 Q変調ルビーレーザーは.光線切断.傷のある角膜混濁の治療.瞳孔閉鎖・閉鎖症.前水晶体色素沈着.虹彩嚢胞.閉塞隅角緑内障の周辺虹彩切開などに使用することが可能です。 赤色光は酸化ヘモグロビンに吸収されにくいため.眼内出血や血管疾患の治療にはアルゴンイオンレーザーより効果が劣ります。
アルゴンイオンレーザーとクリプトンイオンレーザーは.前者は488.0nmの青色光と514.5nmの緑色光の連続波長を.後者は520.8nmの緑色光と568.2nmの赤色光の波長を発生する類似ガスレーザーであり.前者は青色光.後者は赤色光の連続波長を発生しており.前者は青色光.後者は赤色光の連続波長を発生しており.後者は赤色光の連続波長を発生しています。 5つのスペクトル線はいずれも.可視光線に対して透明な屈折媒質を傷つけずに色素組織に強く吸収されるため.ルビーレーザーのすべての適応症に適しています。 特に.アルゴンイオンレーザーの青と緑の光.クリプトンイオンレーザーの緑と黄色の光は.酸化ヘモグロビンに強く吸収されるため.眼内の血管や出血性疾患の治療に使用することができます。 クリプトンレーザーの黄色と赤色の光は.ルテインによる吸収が少ないため.網膜神経上層へのダメージが少なく.黄斑病変の治療に適しています。 また.赤色光は網膜表層出血を透過して色素上皮に作用するため.他の波長のレーザー光では代用できない。
色素レーザーの最大の特徴は.出力波長を連続的に調整でき.連続照射とパルス照射が可能なことです。 閉塞隅角緑内障.続発性緑内障.虹彩の膨隆.先天性瞳孔残留膜などの治療に使用されます。 色素レーザーの実用化においては.連続的に波長を調整することが難しく.出力も安定しないため.現状では連続可変レーザーの特性があまり生かされておらず.臨床応用はあまり多くありません。
Nd:YAGレーザーの波長は1064nmで.眼球内の色素組織に吸収されない不可視の赤外線であるため.前眼部の色素組織のない病変の治療に使用されています。 Q変調モードのNd:YAGレーザーは.非常に短時間にかなりのエネルギーを集中させ.光化学.光透過場.光放電圧を利用して透明組織の透過照明を行っている。 白内障莢膜切除術.末梢虹彩切開術.硝子体機械化ストリップリリースなどに使用され.持続時間が極めて短いため.熱損傷を生じない。
また.結晶変換により出力波長を532nmに変化させた周波数倍増型Nd:YAGレーザーもあり.こちらは緑色光であるため.これまでの緑色光と同様の応用範囲がある。 固体レーザーのため.ガスレーザーに比べて安定性が高く.小型・軽量である。
眼科クリニックで使用される主なエキシマレーザーはフッ化アルゴン（ArF）レーザーで.出力波長は193nmの遠紫外光であり.その生体比較は主に生体分子の結合を切断する「冷たいナイフ」として光分解という光化学作用を用いているはずである。 この種のナイフでは.切り口の精度はμmレベルに達し.切り込みのダメージはnmレベルにしかならない。 そのため.現在では角膜の手術であるケラトミリューシスや角膜の傷跡の除去などに用いられています。 上皮下エキシマレーザー角膜剥離術（Lasek）
(l) 方法 角膜上皮のマーク部分に20％エタノールを浸透させ.角膜上皮層のマーク部分のシートを完全に剥がし.上皮下エキシマレーザー角膜剥離術後.剥がれた角膜上皮層はリセットされます。
（2）メリット PRKよりも痛みが少なく.術後の回復が早い。
(3)問題点 前方弾性層を切除するため.PRKの他の合併症が残っている可能性があり.コンセンサスが得られていない。 レーザーは眼科疾患の治療だけでなく.検眼やいくつかの検査にレーザーを使用する屈折検査台.角膜屈折性能検査にレーザーを使用する角膜トポグラファー.共焦点レーザー眼底断層撮影装置.共焦点レーザードップラー眼底検査装置など.眼科疾患の検査・診断に大きな役割を担っている。 共焦点レーザー・ドップラー眼底流量計.共焦点レーザー眼底画像診断装置.これらは最先端の眼底検査システムであり.その役割は以下の通りです：
1.共焦点レーザー眼底像撮影装置
は.眼科診断に共焦点レーザー走査顕微鏡を使用し.この技術により眼科医は患者の眼底の異なる領域の地形を正確に取得し.ユーコンアイ診断における視神経頭解析に有用.その。 特に治療中の疾患変化の定量的な記録・解析や.経過観察に有用です。
2.共焦点レーザー眼底イメージングシステム
高度な共焦点レーザースキャン技術により.フルオレセインナトリウムとインドールインドシアニングリーン（ICG）のデジタル血管造影画像を単独または同時に.またフルオレセイン画像の早期および後期の優れた品質で3Dリアルタイムに取得することが可能です。
共焦点レーザースキャン技術により.空間および軸方向の測定精度を保証します。 焦点面内およびその周辺で発せられた光を検出して画像化し.焦点の外側の反射光や散乱光は遮断されて検出されません。 そのため.この共焦点技術は.3次元の画像情報を取得できることと.撮像画像の解像度が高いという2つの優れた利点を持っています。
3.共焦点レーザードップラー眼底流量計
レーザー走査型レーザードップラー流という2つの複雑な検出方法を1つにまとめ.眼底にある網膜や視床の灌流マップを非侵襲的に得ることができるものである。
赤外線レーザーを用いて網膜や視床を2次元的に走査します。 光ドップラー効果とは.照射された光に対して移動する物体が発する反射光と発散光の周波数が変化し.この周波数変化した反射光が静止した物体からの対向光と干渉することにより.光の強さが瞬間的に変化することを検知できる効果のことです。