飞秒激光在眼科手术中的应用

摘要：飞秒激光以其独特的扫描精确性、安全性、可预测性、可重复性、微创口等优势，在角膜屈光矫正、角膜穿透移植、角膜板层移植、以及圆锥角膜治疗、辅助白内障手术、角膜及晶体矫正老视等方面有广泛的应用。随着人们对术后视力更高的要求及技术的提高，飞秒激光也成为眼科界的新宠。我们就飞秒激光的的作用原理及在眼科手术领域的应用进行综述。

关键词：飞秒激光；白内障；角膜

飞秒激光是一种脉冲形式的近红外激光，具有脉冲宽度窄、重复频率高、脉冲能量低的独特优势，它不能被光学透明组织吸收的特点使它可以精确的聚集在不同深度的组织中。它的性质为以飞秒计算周期的超短脉冲激光，脉冲时间为10～15s。按照物理学的原理，激光能量正比于单位时间内光能的大小，达到同一效果时，脉冲相对时间越短输出的相对能量越低。此特性对于眼部手术尤其重要，每一脉冲经过准确的空间定位，降低震荡波及产热对周边组织的损伤，减低手术中对角膜、虹膜、晶体悬韧带、晶状体囊袋等组织的损害。自2000年以来批准用于临床后，其以安全性、精确性、有效性、均匀性、个性化制造瓣、切割边缘角膜可控性及可重复性及好的预测性的优势在国内外普遍发展。

1 飞秒激光在角膜手术中的应用

1.1 飞秒激光在屈光手术中的应用 传统的屈光手术采用的是微型角膜刀人工制造角膜瓣，而飞秒激光在LASIk手术中是采用电脑控制、非接触的方式制作角膜瓣，能够精确切除100～180um厚薄均匀的角膜瓣。手术中通过激光聚焦来精确定位角膜位置、角膜瓣的蒂的长度，且其制造的角膜基质床平滑，大大减少了手术源性不规则散光，并具有良好的可重复性。在制造过程中还可实现"个体化手术"的方案，即根据患者不同的角膜厚度、散光等情况寻找最适合的手术参数。Kezirian等比较了飞秒激光刀Intralase与两种角膜板层刀的手术结果示：A组：飞秒激光刀组106只眼，B组：Hansatome角膜刀143只眼，C组：Carriazo-Barraquer角膜刀126只眼，结果显示三组中A组剩余±0.50D以内的患者中约91%，B组74%，C组73%；A组的瓣最薄（114±14）um，B组（156±29）um，C组（153±26）um；A组球像差最小；A组损伤上皮细胞为0.0%，B组为7.7%，C组为9.6%[1]。Tran[2]等也报道研究发现飞秒激光的LASIK术后发生的波前像差小于传统的角膜刀。

1.2 飞秒激光在老视方面角膜手术的应用 老视是随着年龄增长，眼调节能力逐渐下降从而引起患者视近困难的一种生理状态。2005年，全球老视的发病率为10.4亿，随着全球老龄化的加剧，矫正老视的相关研究成为热点。目前的激光治疗老视手术方式包括了角膜手术、晶状体手术、巩膜手术，角膜基质内切削术（INTRACOR）是目前治疗老视效果较好的方式之一。它的原理是在非主视眼的角膜基质层切屑深度不同的5个或者6个同心板层，从而角膜在眼内压力的作用下向前膨隆，产生类似多焦晶体的效果而提高患者的近视力。此手术方式不需做切口及角膜瓣，保持了角膜上皮层、前弹力层、浅基质层胶原纤维的完整性，降低了制作角膜瓣产生的并发症及手术源性像差的产生，对眼内结构影响较小，手术前后角膜厚度未见统计学差异，术后愈合快，角膜抵抗力强。Holzer等[3]对25名老视患者进行非主视眼的老视手术，发现术后裸眼近视力从术前平均0.2， 3个月后提高到0.6，远视力从术前0.8，3个月后提高到0.87，且术后患者手术的并发症少。

1.3 飞秒激光在角膜移植手术中的应用 角膜病是当今世界主要的致盲眼病之一，据世界卫生组织统计，全世界2700～3500万盲人中，角膜盲约占有1000万。我国各地方流行病学调查，盲人数约670万，角膜盲比例大约为180万（26.2%），广义的角膜移植是指用异体材料置换病变的角膜组织从而使患者复明或起到控制角膜病变及美容的目的。主要的手术方式有穿透角膜移植（Penetrating Keratoplasty，PKP）、板层角膜移植（lamellar keratoplasty，LKP）及角膜内皮移植（corneal endothelium transplantation，CET）等。经典的PKP手术具有精确度不够、可控制性不高的不足。飞秒激光切除角膜时相比PKP更大的优势是制瓣精确性高，瓣的边缘及削切的创面更平滑，手术更高的安全性。且术前可以根据患者眼部情况个性化的对角膜瓣的厚度、形状、直径、大小进行设计，切除的组织厚薄均匀一致、散光较小、边缘整齐，术后切口密闭性了良好，并发症少的优势。对于板层角膜移植而言，这些优势更加突出。

1.4 飞秒激光在治疗圆锥角膜的应用 圆锥角膜的最新进展是采用胶原交联的方法治疗，原理是核黄素在紫外光A波的诱导下产生活性氧簇，使胶原纤维之间的氨基发生化学交联反应，从而增加角膜的生物力学的特性。对于以往圆锥角膜的治疗需在角膜中央7mm的范围内去除其屏蔽胶原交联的作用，而飞秒激光辅助的胶原交联则是制作好基质囊袋后，将核黄素注入囊袋，待其充分弥散后再用紫外光A波照射。此方法安全、边界、高效，避免了损伤角膜上皮。Dong等[4]研究表明飞秒激光辅助的胶原交联术在动物身上观察6个月未见晶体混浊，角膜情况均恢复良好。随访未见角膜明显扩张、内皮细胞异常等情况发生。这项新技术为治疗圆锥角膜提供了一种新的方法。

1.5飞秒激光在角膜活检中的应用 飞秒激光的精准性也应用于角膜病变的活体取材。Kim等[5]报道了2例pk术后持续溃疡应用飞秒激光进行活体取材的案例，结果显示手术时间为2min，术中对角膜切取组织定位准备，切取精确，术中术后未见并发症，最终活检确认了致病菌。这也为微创活检模式提高了新思路。

2飞秒激光在晶状体手术中的应用

2.1 飞秒激光在治疗老视方面晶体手术的应用 Krueger等[6]应用激光增加晶体的变形能力从而治疗老视。飞秒激光以其脉冲持续时间短，热效应低的优势可让猪眼晶体的变形能力提高至26%，研究观察未见不良反应发生。

2.2 飞秒激光在白内障手术中的应用 白内障手术的理念已由复明手术到了屈光手术，术后更好的视觉治疗使我们进一步的追求。而飞秒激光在白内障领域的应用给我们带来了新的曙光。2009年匈牙利的医生Nagy等[7]首次研究了飞秒激光在白内障手术中的应用。众所周知，白内障手术撕囊是关键的步骤，撕囊口的大小对人工晶体植入后的稳定以及前囊、后囊浑浊有重要的作用。飞秒激光按照预定设计的程序切口前囊膜，制作适合的囊袋口，保证了囊袋的完整性以及稳定性。2009年Nary等[7]首先报道应用飞秒激光辅助白内障手术。在猪的晶体前囊膜上做5mm的裂口，手工撕囊大小结果是（5.88±0.73）mm，飞秒激光为5.02±0.04mm。2011年Nary等[8]报告了54例飞秒激光辅助撕前囊膜与57例传统手法撕囊白内障术后1周结果，发现飞秒激光组的囊口更圆，且手法撕囊组IOL未覆盖率28%，高出激光组11%。2012年，他们的前瞻性、随机对照研究进一步表明：激光组的IOL偏心及倾斜更小，且术前IOL屈光度的预测性更准确，屈光状态也更加稳定[9～10]。在核分割方面Nary等[7]也经过在猪眼上手术后指出：飞秒激光在超声乳化能量及乳化时间上均明显小于对照组。Nary等[11]对激光组及超声乳化后的患者做黄斑OCT的检查示：在两者均出现黄斑外核状层水肿的情况下，激光组水肿明显较轻。飞秒激光核分割技术还减少对角膜、视网膜及其他组织的损伤。这些研究证明了飞秒激光对超乳手术有明显的进步，且安全性可靠。Masket等[12]在尸体中的研究证明，飞秒激光的角膜多层次立体切口在眼压及眼球变化下无渗漏发生。飞秒激光在系统指导下按照个体化的方案对切口深度、长度进行最精确的处理，也减小了术者经验、技巧之间的差距。且在白内障手术时，飞秒激光以其独特的准确性和可与侧向在角膜最陡径线处行减张切口，最高可以纠正患者3.5D的散光，大大提高了患者的视觉质量。

3飞秒激光的缺点及并发症

在角膜屈光手术中，飞秒激光虽研究表明其安全性高于传统的LASIK，但也同样存在着不足，也有相关报道研究手术会产生相关的并发症如锤子气体爆破产生纽扣瓣、不完全瓣、游离小瓣等对术后视力造成影响[13～16]。飞秒激光辅助的白内障手术与超乳技术相比耗费时间更长，患者住院费用更高，且飞秒机器设备的昂贵，使其推广及普及有一定难度。飞秒机器对环境中空气的温度和湿度有要求，要求单独搁置；而激光设备与超乳设备现未达到一体化，这对手术患者由飞秒手术间转至到超乳手术间又是一个挑战。

4 展望

飞秒激光以其独特的安全性、可预测性、可重复性及准确性带来了眼科手术一项新的革命。以有相关文献报道飞秒激光已用于外伤性白内障的手中等复杂、高风险的白内障手术中[17]。随着飞秒激光在眼科手术更加广泛的应用，我们可以考虑将飞秒激光应用于青白联合手术、白内障玻璃体切除手术及斜视手术中，从而真正实现一个"无刀手术时代"。

参考文献：

[1]Kezirian GM.Stonecipher parison of the IntraLase femtosecond laser and mechanical keratomes for laser in situ keratomileus[J].J Cataract Refract Surg，2004，30：804-811.

[2]Tran DB，Sarayba MA，Bor Z，et a1.Randomized prospective clinical study comparing induced aberrations with IntraLase and Hansatome flap creation in fellow eyes：potential impact on wavefront guided laser in situ keratomileusis[J].J Cataract Refract Surg，2005，31：97-105.

[3]Holzer MP.Mannsfeld A.Ehmer A，et a1.Early outcomes of IN.TRACER femtosecond laser treatment for presbyopia[J].J Refract Surg，2009，25：855-86I.

[4]Dong Z ，Zhou X. Collagen cross-linking with riboflavin in a femtosecond laser-created pocket in rabbit corneas： 6-month results[J]. Am J Ophthalmo1，2011，152 ：22-27.

[5]Kim JH， Yum JH， Lee D， et al. Novel technique of corneal biopsy by using a femtosecond laser in infectious ulcers [ J ]. Cornea， 2008，27.

[6]Krueger RR， Sun XK， Stroh J， et al. Experimental increase in accommodative potential after neodymium： yttrium-aluminium-garnet laser photodisrnption of paired cadaver lenses[J].Ophthalmology， 2001，108：2122-2129.

[7]Nagy Z， Takacs A， Filkorn T，et al. Initial clinical evaluation of an intraocular femtosecond laser in cataract surgery[J]. J Refract Surg，2009，25 （12）：1053-1060.

8.Nagy ZZ，Kranitz K，Takacs AI，et parison of intraocular lens decentration parameters after femtosecond and manual capsulotomies[J].J Refract Surg，2011，27：564-569.

[9]Kranitz K， Mihaltz K， Sandor GL， et al. Intraocular lens tilt and decentration measured by Scheimpflug camera following manual or femtosecond laser - created continuous circular capsulotomy[J].J Refract Surg，2012，28（4）：259-263.

[10]Filkorn T， Kovacs I， Takacs A， et al. Comparison of IOL powercalculation and refractive outcome after laser refractive cataract surgery with a femtosecond laser versus conventional phacoemulsification[J].J Refract Surg，2012，28（8）：540-544 .

[11]Nagy ZZ， Ecsedy M， Kovacs I，et al. Macular morphology assessed by optical coherence tomography image segmentation after femtosecond laserassisted and standard cataract surgery[J]. J Cataract Refract Surg，2012，38 （6）：941-946.

[12]Masket S， Sarayba M， Ignacio T， et al. Femtosecond laser-assisted cataract incisions： architectural stability and reproducibility[J].J Cataract Refract Surg，2010，36（6）：1048-1049.

[13]Chen S，Feng Y，Stojanovic A，et a1.IntraLase femtosecond laser vs mechanical mierokeratomes in LASIK for myopia：a systematic review and meta-analysis[J].J Refract Surg，2012，28：15-24.

[14]Zhang zH，Jin HY，Suo Y，et a1.Femtosecond laser versus mechanical microkeratome laser in situ keratomileusis for myopia： meta analysis of randomized controlled trials[J].J Cataract Refract Surg，2011，37：215l-2159.

[15]Davison JA.Johnson SC.Intraoperative complications of LASIK flaps using the IntraLase femtosecond laser in 3009 cases[J].J Refract Surg，2010，26：85l-857.

[16]Kymionis GD， Ponaliou DM，Krasia MS，et a1.Unintended epithelium only flap creation using a femtosecond laser during LASIK[J].J Refract Surg，2011，27：74-76.

[17]Nagy z，Takacs A，FiIkom T，et a1.Initial C1inical Evaluation of an IntraocuIar Femtosecond Laser in Cataract Surgery[J].J Reffact Surg，2009，25：1053-1060.