4A227006邱奕愷 4A227026牛宏全 4A20h012張晉挺 4A227002陳冠廷 4A227005游睿騰 雷射眼睛手術 4A227006邱奕愷 4A227026牛宏全 4A20h012張晉挺 4A227002陳冠廷 4A227005游睿騰

目錄 1.醫學應用 2.歷史與發展 認識雷射 發現雷射發展 手術發展 3.設計的原理:生理解剖 認識我們的靈魂之窗 眼球內容 4.工程技術 雷射原理 準分子 手術應用 5.系統架構 6.參考資料 7.心得

醫學應用 游睿騰 報告

選擇雷射眼睛當作主題的主要原因: 看看周遭家人,朋友,路上的行人,你有曾經數過或者注意過有多少人戴眼鏡呢? 因為使用手 機, 3C產品的時間過多導致近視、因為在燈光不佳的地方使用3C產品…等,不良的習慣還有你 知道台灣是全世界近視比例最高的國家,尤其我們的小學生更是嚴重,台灣的小一學童，每五 個就有一個有近視眼，到了小學六年級更誇張，近視比例高達六成五，其中有3到4%，屬於 高度近視,因此雷射眼睛的發明算是很重要的一個研發。 使用的目的: 當然是希望能有一個一勞永逸的方法來改善近視,所以就利用雷射手術的方法來 解決近視的 問題，並提升手術的成功率以及減少手術後的後遺症  

近視的原因: 是因為角膜弧度過大或眼軸過長，造成遠距離光線聚焦在視網膜前，因而看不清楚，但如物體接 近眼球，焦點會往視網膜移動，反而看得清楚。東方人的近視通常屬於軸性近視，最初是因為長 時間注視近物，造成睫狀肌痙癵形成假性近視，此時經過適度的休息或點睫狀肌麻痺劑仍可復原， 但若不予理會，看不清楚便瞇眼睛去看，就會壓迫眼球，造成眼軸變長，只要眼軸開始拉長，便 會越拉越長，近視度數也會逐漸加深，最後變成高度近視。 初期的預防方式 均衡飲食: 經常攝取富含維他命A的食物，如胡蘿蔔、蕃茄、波菜，或深綠色、深黃色蔬菜。動物性食 物，如雞蛋、肝 臟（視黃醇）、魚肝油。如果有偏食問題，可以考慮購買葉黃素或深海魚油等健康食品補充眼球發育必需的 養分。

一般建議每半年檢查一次,度數增加較快的人應一至三個月檢查一次 (假設您的小孩過去半年增 加近視五十度，就要一個月視力檢查一次)。 生活作息: 多看遠方綠色景物 用眼三十分鐘要休息五分鐘以上,光線要充足 不可以躺著看電視，保持與電視螢幕對角線大約六到八倍距離。 不要在搖晃的車中看書，且印刷品的字體不可太小。 桌面會反光刺眼時，可鋪上米黃色或綠色墊板。 使用符合學童身高、坐高的桌椅，姿勢要端正。 定期檢查視力: 一般建議每半年檢查一次,度數增加較快的人應一至三個月檢查一次 (假設您的小孩過去半年增 加近視五十度，就要一個月視力檢查一次)。

兒童控制晶片:它主要是控制學童度數加深，暫時減少近視和散光的屈光矯正醫學。它利用夜間睡眠時間，戴著特殊設計的高透氧夜戴型硬式隱形眼鏡，慢慢將角膜外形逐漸壓平，這項治療因為可以預防近視增加，又可免戴眼鏡出門，在國內逐漸風行。 點眼藥水:睫狀肌麻痺劑方面，短效性對抑制快速增加的近視，效果不佳；長效性的以「阿托品」（Atropine）最佳。「阿托品」會引起畏光的問題，家長可以考慮讓小朋友配戴「全視線」鏡片或在室外配戴太陽眼鏡，以減輕眼球的不舒適。

歷史與發展 邱奕愷 報告

(1)認識雷射 "雷射"是否有放射線的危險?對人體是否有害呢? "雷射"是由英文LASER音譯的名詞,因為有人誤翻成"鐳"射,所以被雷射誤以為含有放射線的成分。 雷射是一種光線,但與普通的光線不同之處,在於它是一種高能量的單色光,循一定方向投射,能夠穿過透明的組織,而很精確地對準焦點。雷射本身並沒有放射線的危險,但操作不當,也可能造成傷害的。

雷射既然是一種光, 為什麼能用來治療眼疾呢? 雷射管內含有氣體(如氬氣、氮氣)或固體(鈽汝雅克)的物質。當很強的雷流通過雷射管,一種高能量的光就產生出來。 這種高能量的光能聚焦在眼球的組織上,"光能"就轉化成"熱能",而產生熱凝固、燒灼或融解某些眼組織的作用。 例如:"雅克"雷射用來治療後發性白內障,其實是將白內障手術後長出來的囊膜爆破或融解,而不是一般人錯誤的認為是將白內障摘除。

雷射治療眼疾有沒有副作用或併發症? 雷射廣被應用於眼疾之治療已有二十幾年的歷史,併發症發生的機會很少。雷射使用得當是一利器,使用不當也會造成永久的傷害。

(2)發現雷射發展 1930年愛因斯坦描述了原子的受激輻射 1958年查爾斯·湯斯和阿瑟·肖洛發現了一種神奇的現象：將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時，晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光。根據這一現象，他們提出了"雷射原理"他們為此發表了重要論文，並分別獲得1964年和1981年的諾貝爾物理學獎。

查爾斯·湯斯 阿瑟·肖洛

1960年5月16日科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的雷射，這是人類有史以來獲得的第一束雷射，梅曼因而也成為世界上第一個將雷射引入實用領域的科學家。 他是利用一個高強閃光燈管來刺激紅寶石。紅寶石在物理上是一種摻有鉻原子的剛玉，當紅寶石受到刺激時，就會發出一種紅光。在一塊表面鍍上反光鏡的紅寶石的表面鑽一個孔，使紅光可以從這個孔射出，從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱，這稱為紅寶石雷射。當它射向某一點時，可使其達到比太陽表面還高的溫度。

(3)手術發展

生理解剖學 設計原理 陳冠廷

(一)認識靈魂之窗 眼是視覺器官，包括眼球、視路和眼的附屬器三部分，眼球接受外界資訊，由視路傳向視皮質，完成視覺功能。眼附屬器官對眼球起到保護、運動等作用。

眼球的基本解剖 眼球(eyeball)近似球形，正常成人眼球平均前後徑為24mm、水平徑為23.5mm、垂直徑為23mm。前面透明部分為角膜(cornea)，是屈光性角膜手術的部位，後面大部分為鞏膜(sclera)。眼球分為眼球壁和眼球內容兩部分。

眼球的結構與生理功能 眼球壁：眼球壁由外向內分為三層膜。 外層 為纖維膜(fibrous tunic) 中層　為血管層(vascular tunic) 內層　為視網膜(retina) ★

(二) 眼球內容 眼球內容物包括充滿前房及後房的房水、晶體及玻璃體，三者透明且有一定的屈光指數。通常與角膜一併構成眼的屈光系統(refractive system)。  眼內腔　包括前房、後房和玻璃體腔。

前房(anterior chamber) 後房(posterior chamber) 玻璃體腔(vitreous cavity) 房水(aqueous humor) 晶狀體(1ens)★ 玻璃體(vitreous)

工程技術 牛宏全 報告

(一)雷射原理 凡是能「吸收」或「發射」光的物質，都以「介質」稱之，如原子、分子及晶體等，會選擇性地吸收某些波長的電磁波，而進入了「受激態」。這條件可提升輸出光的純色性，可以振動的波長或頻率有一段範圍，所以隨意設定鏡間距離，就有好幾個波長，可以同時滿足這一距離是它們半波長整數倍的條件。

一般雷射發產生器有三個基本要素 １、「增益介質」（gain medium） ２、「激發來源」（pumping source）或稱為光泵(optical pump) ３、「共振腔」（resonator）

共振腔內「『被激發而釋放光子』的電子所在的原子、分子、晶體」等物質，其物理特性會影響所產生雷射的波長等特性。 「增益介質」（gain medium） 共振腔內「『被激發而釋放光子』的電子所在的原子、分子、晶體」等物質，其物理特性會影響所產生雷射的波長等特性。 其介質包含： 液體：染料雷射。 固體：紅寶石雷射、藍寶石雷射… 氣體：氦氖雷射、二氧化碳雷射…

「激發來源」（pumping source）或稱為光泵(optical pump) 不同的雷射會有不同的能階，使用的能階數可能也不只有四階，目前常用的有：電激發、弧光燈、閃光燈、電流、染敏…

「共振腔」（resonator） 為了讓光可以產生增益，我們就把光先”關起來”，等夠了再”放出來”，而拿來”關”光的就叫共振腔(就像兩面面對面的鏡子) 物理告訴我們，要讓共振腔內的能量增加的方法就是要讓內部產生駐波，那要怎麼樣才會產生駐波呢? 由右圖中可以看到滿足形成駐波的條件是 2L=mλ

準分子雷射 (Excimer Laser)簡介： 波長193 nm的遠紫外光雷射，精確地切削0.25微(大約是一根頭髮粗細的1/200) 冷光雷射，不易產生熱效應，極少疤痕

准分子雷射加工的應用 金屬材料 陶瓷材料 以聚合體 塑膠材質

(1) 表面處理 可用於人造纖維的表面花紋加工,增加微粒與表層的吸附力,吸水性等。 可應用於布料的染色與無塵室中工業用過濾器的濾網.

(2)鑽孔與標記 有研究報告提出可經由分光鏡將准分子雷射分為兩束光,工件上下表面同時以准分子雷射鑽孔,即可減低斜錐孔產生的機會。 可用於飛機用電線與光學鏡片的標記

(3)剝線 細電線的內部為銅,表面鍍上約2μm厚的金膜.若以傳統機械方式剝除,將造成銅線與金膜的損壞而破壞性能。

(二)手術應用 雷射冠狀動脈血管成形術 由(XeCl)所激發出的光線 波長是308毫微米(nm), 放射型式包括了脈衝式(pulse type)與持續式(continuous type)  

雷射屈光角膜切除術（PRK） 優點： 缺點： 先把角膜表皮刮除之後，再用雷射光把設定厚度的角膜組織汽化切除即可，切削的厚度則由電腦根據近視度數精密計算而定，它可同時矯正近視和散光也能矯正遠視。 優點： 適合矯正600至800度近視及角膜厚度不足之高度近視。 術中合併症極少 簡單易行 缺點： １.術後疼痛 ２.視力恢復較慢

雷射層狀角膜塑型術（LASIK） 保有PRK的準確性， 準確度高、復原快 須小心防止角膜瓣移位。 適合1500度以內的近視也能矯正600度以內的散光 。 1、平切一片角膜瓣 2、翻開角膜瓣後 3、以雷射光削平角膜 4、再蓋回角膜瓣即完成。

雷射表皮下角膜切除術（LASEK） 是PRK的改良型手術法，手術時僅將角膜表皮推開並不刮除，雷射照射之後再將表皮復位即完成。 免除使用角膜板層刀的複雜度與風險 可減輕術後疼痛及疤痕 產生的機會 適用於角膜厚度不 足之高度近視患者。  

系統架構 張晉挺 報告

准分子雷射的結構介紹

MicroMaster 準分子雷射加工系統 工業用 規格介紹 特點 典型應用

PS2000 準分子雷射加工機 工業用 波長為248nm(KrF)的準分子雷射，做為加工光源。 並以英國Exitech-Limited 公司生產的做為加工機台。 生產的雷射脈衝最短可至30ns最高能量每脈衝可達350mJ 最高可加工頻率可達100Hz。

PS-2000型KrF準分子雷射加工器機機台架構簡圖

美國雷賽公司LaserScan LSX加強型 準分子激光系統 醫學用 產品介紹 突出技術優勢 高速眼球主動跟踪系統

結論 準分子雷射可輸出數百nm波長的紫外光，其於醫學上的用途甚廣，其短波長的特性可剝除組織，而不熱傷鄰近細胞，在工業加工方面也可應用於材料的鑽孔、標記、細電線的剝線及各種表面處理，包括退火、清潔、摻雜、雷射化學氣相沉積與物理氣相沉積等方面。因此，準分子雷射是一種極具潛力且應用廣泛的雷射，相信未來應可得到更大的應用。

結論

參考資料 諾貝爾醫療集團 http://www.cc.ntut.edu.tw/~www 雷射-維基百科 國際厚生園區-近視手術大觀 國際厚生健康園區-雷射手術讓眼睛亮起來 http://www.cgh.org.tw/Hsinchu/eye/lasik.htm

謝謝大家 聆聽

心得 4A227006 邱奕愷 覺得這個技術真的很棒，雖然我沒有想要去做，我覺得等需要再做吧，這個技術拯救了很多人，讓大家可以更便利，也可以更看得清楚。但我覺得我想要先維持，不並要就先不用特地去做吧，有時候戴眼鏡可以感覺很文青，這個科技的發展，讓更多人獲得很多，讓大家可以恢復視力，擺脫眼鏡的痛苦

4A227026牛宏全 這次探討醫療雷射時發現現在的科技真的是以倍數在成長，它可以精密地作用在分子鍵上，使組織分子汽化，每一發雷射可精確地切削0.25微米深度的角膜，大約是一根頭髮粗細的1/200，因此準確度非常高，而且它是一種冷光雷射，對附近組織不易產生熱效應，因此極少產生疤痕，同時它不會穿透角膜

4a20h012 張晉挺 因為自己本身也很想了解所謂的雷射手術到底是如何能讓視力恢復的，所以我們才會選這個題目當主題，也希望能透過這次的報告讓自己也讓大家了解到雷射手術的重要性，雖然我身邊的人都建議不要做雷射比較好，不然老了會有後遺症，但我認為這些都是之前科技比較不好才會這成的，我相信目前的科技和技術可以讓所謂的後遺症少很多。

4a227003 陳冠廷 近年來近視的人越來越多，為了外觀，許多人會選擇雷射眼睛，不戴隱形眼鏡，但雷射眼睛會是好的選擇嗎？身邊有朋友就去做了雷射，雖然度數有減少，但眼睛容易乾燥、疲勞，而且老了會有許多後遺症找上門，所以我們就選擇這個主題來探討，來了解雷射對眼睛的好壞，是否能讓眼睛完全恢復正常，沒有所謂的後遺症。

4a227005 游睿騰 我自己本身也有近視的困擾,帶著眼鏡,生活中造成的困擾還真不少,最普通的連吃麵都會煙霧瀰漫,再來就是運動了,我跳舞打球都很不方便,眼鏡在我鼻樑上各種跳動,不時還會來個「飛向宇宙,浩瀚無敵」飛的超遠,看了雷射眼睛手術的演進,雖然仍有風險,但是如果有機會我還是願意去嘗試,畢竟沒有眼鏡的世界會多一些方便吧