激光對(duì)豚鼠視覺電生理功能的影響.pdf

1、背景：
　　激光具有單色性和方向性好、亮度高、能量在時(shí)間和空間上相對(duì)集中等特點(diǎn)，已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用于軍事、航空航天、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。半導(dǎo)體激光作為激光的一種，因其操作方便、光電效能轉(zhuǎn)化高，應(yīng)用尤為廣泛。在軍事領(lǐng)域激光武器快速發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)人員和光電傳感器設(shè)備都造成了嚴(yán)重的威脅。眼睛作為人體唯一的光學(xué)系統(tǒng)，受到激光照射后，很容易造成損傷或眩光的影響。眩光是一種視覺狀態(tài)，它是由于視野內(nèi)光照亮度分布不均勻或者亮度過強(qiáng)而引起的不舒適

2、或者視覺功能降低的現(xiàn)象，分為不舒適眩光（Discomfort glare）和失能眩光（Disability glare）。飛行人員在飛行時(shí)常可遇到各種眩光而導(dǎo)致視功能下降，下降程度與飛行安全直接相關(guān)。在探索不同波長(zhǎng)、頻率、能量等條件下，激光對(duì)人眼睛造成損傷報(bào)道的較多。但在探索激光導(dǎo)致的眩光影響，因其不容易測(cè)定，研究相對(duì)較少。
　　視覺誘發(fā)電位（visual evoked potential，VEP）是大腦皮層對(duì)視覺刺激誘發(fā)的、采用

3、腦電圖技術(shù)在頭皮記錄到的一簇電生理信號(hào)。一般常分為圖形視覺誘發(fā)電位（pattern VEP，PVEP）和閃光視覺誘發(fā)電位（flash VEP，F(xiàn)VEP），圖形視覺誘發(fā)電位因其與視網(wǎng)膜對(duì)圖像的識(shí)別功能和人的視力密切相關(guān)，且記錄波形穩(wěn)定，因此臨床和實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)用較多。
　　目的：
　　1.利用圖形視覺誘發(fā)電位（PVEP）測(cè)量激光引起豚鼠眩光致盲的能量密度閾值。
　　2．激光筆輻照對(duì)豚鼠視覺視覺電生理功能的影響。
　　

4、內(nèi)容和方法：
　　實(shí)驗(yàn)一圖形視覺誘發(fā)電位測(cè)定激光引起豚鼠眩光致盲能量密度閾值
　　從第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心領(lǐng)取健康成年雄性雜色豚鼠27只，檢查外眼和屈光介質(zhì)以及眼底未發(fā)現(xiàn)異常，麻醉后進(jìn)行顱骨電極植入。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中照射激光波長(zhǎng)將豚鼠隨機(jī)分成3組，分別為635nm組、660nm組和690nm組，每組9只（18只眼）。又根據(jù)激光照射的電流不同，將每一組分為3個(gè)亞組，每個(gè)亞組3只豚鼠（6只眼）。根據(jù)中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所提供的激

5、光設(shè)備，首先給每個(gè)激光器加上恒流電源，測(cè)定在不同的電流（Ⅰ）下，光功率計(jì)上顯示其所對(duì)應(yīng)的功率P，記錄在不同的電流下所對(duì)應(yīng)的功率數(shù)值。然后根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)作圖得到P-I曲線圖譜。對(duì)不同激光器的P-I曲線圖譜進(jìn)行回歸分析，得到對(duì)應(yīng)的功率-電流方程。采用RETI-port視覺電生理記錄系統(tǒng)(Roland Consult，德國)，記錄635nm、660nm、690nm波長(zhǎng)激光不同電流強(qiáng)度照射30s后的PVEP，當(dāng)記錄不到正常明顯的波形時(shí)，所對(duì)應(yīng)

6、的電流記為引起眩光致盲的閾值電流，然后結(jié)合功率-電流方程，計(jì)算出閾值功率，再進(jìn)一步計(jì)算出能量密度的閾值。
　　實(shí)驗(yàn)二激光筆輻照對(duì)豚鼠視覺電生理功能的影響
　　健康成年雄性豚鼠18只，隨機(jī)分為2組，分別為EGR檢測(cè)組和PVEP檢測(cè)組，每組9只。先分別測(cè)量?jī)山M豚鼠雙眼的正常ERG和PVEP，作為該組的正常對(duì)照值。然后將兩組分別隨機(jī)分成3個(gè)亞組，分別用激光筆照射豚鼠雙眼1min、3min和5min，每個(gè)亞組3只豚鼠（6只眼）。ER

7、G檢測(cè)組3個(gè)亞組在接受激光筆照射后，立即檢測(cè)ERG，而PVEP檢測(cè)組3個(gè)亞組在照射后立即檢測(cè)PVEP。檢測(cè)結(jié)果與正常值進(jìn)行方差分析。
　　結(jié)果：
　　實(shí)驗(yàn)一：激光波長(zhǎng)635nm組中電流730mA亞組照射后，PVEP中P波潛伏期和振幅與照射前比較變化均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P潛伏期=0.306，P振幅=0.901）；760mA亞組照射后P波潛伏期無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.939）而振幅有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.001）；780mA亞組

8、照射后，檢測(cè)不到正常的波形。計(jì)算得出635nm激光引起眩光致盲的能量密度閾值為356.36×10-9J/cm2。波長(zhǎng)660nm組中720mA亞組照射后，PVEP中P波潛伏期和振幅與照射前比較變化均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P潛伏期=0.844，P振幅=0.856）；730mA亞組照射后P波潛伏期無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.436）而振幅有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.000）；740mA亞組照射后，檢測(cè)不到正常的波形。計(jì)算得出660nm激光引起眩光致盲的能

9、量密度閾值為349.58×10-9J/cm2。波長(zhǎng)690nm組中710mA亞組照射后，P-VEP中P波潛伏期和振幅與照射前比較變化均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P潛伏期=0.938，P振幅=0.349）；730mA亞組照射后P波潛伏期無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.402）而振幅有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.000）；740mA亞組照射后，檢測(cè)不到正常的波形。計(jì)算得出690nm激光引起眩光致盲的能量密度閾值為343.93×10-9J/cm2。
　　實(shí)驗(yàn)二

10、：ERG檢測(cè)組的9只豚鼠分為3個(gè)亞組，分別用激光筆照射1min、3min和5min后，記錄其ERG標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。各指標(biāo)與ERG檢測(cè)組的正常值比較，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。PVEP檢測(cè)組的9只豚鼠也隨機(jī)分為3個(gè)亞組，分別用激光筆照射1min、3min和5min后，檢測(cè)PVEP變化。P波的潛伏期和振幅和正常值比較，也無明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。
　　結(jié)論：
　　1．本次實(shí)驗(yàn)中選取的三個(gè)紅光波長(zhǎng)范圍內(nèi)激光器的眩光致盲能