激光对豚鼠视觉电生理功能的影响

发布时间：2017-10-10 21:22

  本文关键词：激光对豚鼠视觉电生理功能的影响

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【摘要】：背景 激光具有单色性和方向性好、亮度高、能量在时间和空间上相对集中等特点，已经越来越广泛地被应用于军事、航空航天、工业、医疗等领域。半导体激光作为激光的一种，因其操作方便、光电效能转化高，应用尤为广泛。在军事领域激光武器快速发展和应用，对人员和光电传感器设备都造成了严重的威胁。眼睛作为人体唯一的光学系统，受到激光照射后，很容易造成损伤或眩光的影响。眩光是一种视觉状态，它是由于视野内光照亮度分布不均匀或者亮度过强而引起的不舒适或者视觉功能降低的现象，分为不舒适眩光（Discomfort glare）和失能眩光（Disability glare）。飞行人员在飞行时常可遇到各种眩光而导致视功能下降，下降程度与飞行安全直接相关。在探索不同波长、频率、能量等条件下，激光对人眼睛造成损伤报道的较多。但在探索激光导致的眩光影响，因其不容易测定，研究相对较少。 视觉诱发电位（visual evoked potential，VEP）是大脑皮层对视觉刺激诱发的、采用脑电图技术在头皮记录到的一簇电生理信号。一般常分为图形视觉诱发电位（patternVEP，PVEP）和闪光视觉诱发电位（flashVEP，FVEP），图形视觉诱发电位因其与视网膜对图像的识别功能和人的视力密切相关，且记录波形稳定，因此临床和实验研究中应用较多。 目的 1.利用图形视觉诱发电位（PVEP）测量激光引起豚鼠眩光致盲的能量密度阈值。 2．激光笔辐照对豚鼠视觉视觉电生理功能的影响。 内容和方法 实验一图形视觉诱发电位测定激光引起豚鼠眩光致盲能量密度阈值 从第四军医大学实验动物中心领取健康成年雄性杂色豚鼠27只，检查外眼和屈光介质以及眼底未发现异常，麻醉后进行颅骨电极植入。根据实验过程中照射激光波长将豚鼠随机分成3组，分别为635nm组、660nm组和690nm组，每组9只（18只眼）。又根据激光照射的电流不同，将每一组分为3个亚组，每个亚组3只豚鼠（6只眼）。根据中国科学院半导体研究所提供的激光设备，首先给每个激光器加上恒流电源，测定在不同的电流（I）下，光功率计上显示其所对应的功率P，记录在不同的电流下所对应的功率数值。然后根据所测量的数据作图得到P-I曲线图谱。对不同激光器的P-I曲线图谱进行回归分析，得到对应的功率-电流方程。采用RETI-port视觉电生理记录系统(Roland Consult，德国)，记录635nm、660nm、690nm波长激光不同电流强度照射30s后的PVEP，当记录不到正常明显的波形时，，所对应的电流记为引起眩光致盲的阈值电流，然后结合功率-电流方程，计算出阈值功率，再进一步计算出能量密度的阈值。 实验二激光笔辐照对豚鼠视觉电生理功能的影响 健康成年雄性豚鼠18只，随机分为2组，分别为EGR检测组和PVEP检测组，每组9只。先分别测量两组豚鼠双眼的正常ERG和PVEP，作为该组的正常对照值。然后将两组分别随机分成3个亚组，分别用激光笔照射豚鼠双眼1min、3min和5min，每个亚组3只豚鼠（6只眼）。ERG检测组3个亚组在接受激光笔照射后，立即检测ERG，而PVEP检测组3个亚组在照射后立即检测PVEP。检测结果与正常值进行方差分析。结果 实验一：激光波长635nm组中电流730mA亚组照射后，PVEP中P波潜伏期和振幅与照射前比较变化均无统计学差异（P_(潜伏期)=0.306，P振幅=0.901）；760mA亚组照射后P波潜伏期无明显统计学差异（P=0.939）而振幅有明显统计学差异（P=0.001）；780mA亚组照射后，检测不到正常的波形。计算得出635nm激光引起眩光致盲的能量密度阈值为356.36×10~(-9)J/cm~2。波长660nm组中720mA亚组照射后，PVEP中P波潜伏期和振幅与照射前比较变化均无统计学差异（P_(潜伏期)=0.844，P_(振幅)=0.856）；730mA亚组照射后P波潜伏期无明显统计学差异（P=0.436）而振幅有明显统计学差异（P=0.000）；740mA亚组照射后，检测不到正常的波形。计算得出660nm激光引起眩光致盲的能量密度阈值为349.58×10~(-9)J/cm2。波长690nm组中710mA亚组照射后，P-VEP中P波潜伏期和振幅与照射前比较变化均无统计学差异（P_(潜伏期)=0.938，P振幅=0.349）；730mA亚组照射后P波潜伏期无明显统计学差异（P=0.402）而振幅有明显统计学差异（P=0.000）；740mA亚组照射后，检测不到正常的波形。计算得出690nm激光引起眩光致盲的能量密度阈值为343.93×10~(-9)J/cm~2。 实验二：ERG检测组的9只豚鼠分为3个亚组，分别用激光笔照射1min、3min和5min后，记录其ERG标准5项。各指标与ERG检测组的正常值比较，均无统计学差异（P＞0.05）。PVEP检测组的9只豚鼠也随机分为3个亚组，分别用激光笔照射1min、3min和5min后，检测PVEP变化。P波的潜伏期和振幅和正常值比较，也无明显的统计学差异（P＞0.05）。结论 1．本次实验中选取的三个红光波长范围内激光器的眩光致盲能量密度阈值都在350×10~(-9)J/cm~2左右；PVEP由于其无创性、客观性的特点，可以作为激光眩光致盲能量密度阈值测定方法。 2．日常用的激光笔在短时间照射下，不会造成豚鼠视觉功能明显改变，但其是否对局部视网膜造成损伤和对眼睛造成不舒适眩光，还需下一步研究观察。
【关键词】：激光 眩光致盲 能量密度阈值 视觉诱发电位 视网膜电图
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R85
【目录】：

• 缩略语表5-7
• 中文摘要7-11
• Abstract11-16
• 前言16-18
• 文献回顾18-47
• 1 激光概述18-28
• 2 视觉诱发电位（VISUAL EVOKED POTENTIAL, VEP）28-40
• 3 视网膜电图（ELECTRORETINOGRAM，ERG）40-47
• 实验一 图形视觉诱发电位测定激光引起豚鼠眩光致盲能量密度阈值47-64
• 1 引言47-48
• 2 材料与方法48-51
• 3 结果51-61
• 4 讨论61-64
• 实验二 激光笔辐照对豚鼠视觉电生理功能的影响64-77
• 1 引言64-65
• 2 材料和方法65-67
• 3 结果67-74
• 4 讨论74-77
• 小结77-78
• 参考文献78-93
• 附录93-95
• 个人简历和研究成果95-96
• 致谢96

【参考文献】

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本文编号：1008683