红光照射视网膜辐照度的预测模型与实验验证

目的  构建650 nm红色激光照射视网膜的辐照度数学模型，验证模型准确性，探索不同功率、瞳孔直径和眼轴长度对视网膜辐照度的影响。设计  动物实验研究。研究对象  4只2月龄普通级滇缅树鼩和6只4月龄三色豚鼠。方法  离体眼球（n=20）剥除后极部巩膜及对应视网膜，在红色激光发射功率为2 mW、5 mW、10 mW和18 mW时，测量实际视网膜辐照度。测量眼球生物参数并结合光学参数构建眼球光路模型。通过辐射传输方程（radiative transfer equation, RTE）和Henyey-Greenstein相函数构建数学模型，将理论值与实际测量值比较。主要指标  不同条件下视网膜辐照度、理论模型精确度。结果  豚鼠[瞳孔直径（5.0±0.3）mm、眼轴长度（7.52±0.11）mm]在2 mW、5 mW、10 mW和18 mW激光功率下，视网膜实际辐照度分别为121.62 W/cm2、396.67 W/cm2、690.95 W/cm2和1335.24 W/cm2，理论视网膜辐照度153.16 W/cm2、381.84 W/cm2、763.19 W/cm2和1373.75 W/cm2，平均相对差异为0.259、0.037、0.105、0.029。树鼩[瞳孔直径（4.5±0.2）mm、眼轴长度（6.78±0.17）mm]视网膜实际辐照度分别为163.21 W/cm2、385.71 W/cm2、751.19 W/cm2和1471.43 W/cm2，理论视网膜辐照度149.12 W/cm2、372.80 W/cm2、745.60 W/cm2和1339.66 W/cm2，平均相对差异为0.086、0.033、0.007、0.090。基于该模型对人眼（眼轴长度24 mm）的预测显示，2 mW激光功率下，随着瞳孔直径从2 mm增大到7 mm，视网膜辐照度从16.85 W/cm2增加到206.96 W/cm2。根据国家激光安全标准，确定人眼安全照射参数为：照射时间180 s时，瞳孔直径应不大于4.26 mm，发射光功率应不大于2 mW。结论  RTE数学模型可准确预测650 nm红色激光照射视网膜辐照度，视网膜辐照度随激光功率变大、眼轴变短、瞳孔变大而增加，呈不完全线性变化。