飞秒激光手术

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10^-15秒，也就是1秒的千万亿分之一，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类在实验条件下所能获得的最短脉冲。

手术介绍

本质

这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。在医学领域中，飞秒激光可作为超精密外科手术刀，已经成功地应用于眼科领域，在准分子激光治疗近视眼中用于制作角膜板层瓣，以及其它角膜手术。

用途

飞秒激光有什么用途呢？众所周知，物质是由分子和原子组成的，但是它们不是静止的，都在快速地运动着，这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到这一超快运动过程。基于这些科学上的发现，飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。

物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象：气态、液态、固态的物质瞬息间变成了等离子体。这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光。高功率飞秒激光与电子束碰撞能够产生硬X射线飞秒激光，产生β射线激光，产生正负电子对。

高功率飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。高功率飞秒激光还可以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏。利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用，能够产生足够数量的中子，实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。

特点

与机械性角膜板层刀相比，飞秒激光用于LASIK近视手术中制作角膜瓣，其最大的优势或特长是，它制作精确性非常高的角膜瓣厚度，其精确度（平均波动在：10～15um）是板层刀精确度（平均波动在30～45um）的3倍，而实际发生角膜瓣并发症的概率更是低数万倍。另外，用飞秒激光制作角膜瓣时所使用的吸引环的负压（约35mmHg）明显低于机械性角膜板层刀制作角膜瓣时的负压（约65mmHg）。因此，用飞秒激光来制作角膜瓣，可以大大提高准分子激光治疗近视的手术安全性，尤其对角膜偏薄、角膜曲率变异大、高度近视的病人来说是一大福音。

发展史

飞秒激光可在数飞秒（1fs为10-15s）内在一定空间产生高能量密度，使组织电离，产生等离子体微爆破效应，依靠激光束连续微爆破效应形成的光裂解作用而切割组织，飞秒激光的光束在透明组织中可无衰竭传达到聚焦点并对周围组织热损伤极小，因此可在不损伤角膜上皮和前弹力层的条件下精确切割角膜基质层。

1982年第一束可调谐的钛宝石激光产生，其后飞秒激光得到迅速发展。美国食品药品监督管理局（FDA）于2000年批准飞秒激光用于临床准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）。2009年Nagy等首次报道飞秒激光应用辅助白内障手术案例。各国在此类手术的研究也取得了突破性进展，初步的临床效果引起众多学者的关注，这也为该项技术在白内障领域的应用得到了更多的推广。飞秒激光治疗仪主要包括辅助制瓣LASIK手术和切割前囊膜与晶体核这两类，在飞秒激光辅助的白内障相关设备上，主要包括如美国的LenSX，LensAR及OptiMedica、Technolas等设备。

1997 年美国密歇根大学的 Kellogg 眼科中心和超快光学研究中心研制成功可用于医学的飞秒激光机 IntraLase。同年的6 月 30 日，IntraLase飞秒激光机首次用于 LASIK 角膜瓣制作，效果卓越。同时，“全飞秒”激光屈光手术观念开始萌生，有学者报道 5 眼盲眼或弱视眼以及2 眼高度近视眼进行了试验性基质透镜切除术。而最初的临床研究缺乏大样本对照研究和经过分析的详细屈光数据，也没有进行进一步的典型队列研究。尽管每种飞秒激光系统拥有自己独特的特色功能，并拥有各种参数配置，但其基本原理相同: 即非线性吸收和组织破坏，它们均可建立三维图像进行自定义组织处理和角膜表面下吸收的处理。其中，开发出的飞秒激光系统使一种新的屈光手术的应用成为了现实，由于它不再需要准分子激光，为了区别于其他已知的屈光手术，尤其是飞秒 LASIK(需要准分子激光行实际屈光消融) ，这种手术被命名为飞秒激光基质透镜切除术( femtosecond lenticule extraction，FLEx)。同时， FLEx 术式同源的微创改进术式:微小切口基质透镜切除术( small incision lenticule extraction， SMILE) 也已出现。

步骤

手术包含二个步骤：一是制作角膜瓣;二是进行角膜基质层切削。飞秒激光手术设备也有二种：一种是“传统准分子激光技术”，一种是“飞秒激光结合准分子激光技术”。

传统的“准分子激光手术Lasik”，是由手术医生用角膜板层刀，手工制作掀开式角膜瓣，然后再用准分子激光进行角膜基质层切削。随着医疗科技的进步，出现了一种用来制作角膜瓣的飞秒激光设备，代替了手术过程中的手工制作角膜瓣程序，开始有了“普通飞秒”这种手术方式。EuroEyes介绍普通飞秒激光手术先由飞秒激光设备制作掀开式角膜瓣，再用准分子激光进行角膜切削。由于准分子激光以“消融”的方式进行角膜基质切削，所以手术过程中会有焦糊味。因为在这种手术方式中飞秒激光扮演制瓣的角色，因此这种方式也称为“半飞秒”。

优点

大幅降低手术风险

在传统板层刀手术中，如果刀片旋转过程中发生负压环松脱等意外，角膜瓣的制作将彻底失败，手术只能等三个月以后再做，给患者和医生带来极大的心理压力。而“飞秒激光”手术如出现类似意外的情况，医生只需将负压环再次戴上，立即补充激光即可，不需中断手术。因为飞秒激光在制作角膜瓣时，只产生一些水和气泡推开角膜组织，对组织无损伤，可对同一患处进行多次手术，安全性大大提高。同时值得注意的是，负压过大对眼底有所损伤，板层刀的负压较低，而飞秒激光中负压最低的为Ziemer LDV飞秒激光。

复位更准确

板层刀是水平切削的，而眼球表面是一个球体，所以制作的角膜瓣剖面呈“杯盖”型，与眼球基体的固着性不够好；而飞秒激光制作的角膜瓣与眼球基体呈“地下井盖”型嵌入式咬合，复位轻松咬合紧密，不会错位，更不会出现碎瓣、纽扣瓣等并发症。同时，它的激光光源也避免了因使用板层刀可能导致的金属碎屑残留。

避免医源性感染

许多小型激光眼科机构在实施LASIK手术时，为降低手术成本，并未严格实施“一人一刀片”的原则，将一次性手术刀片反复使用，大大增加了交叉感染等医疗隐患，“飞秒激光”使人类第一次在角膜手术上离开了板层刀，手术过程中发生交叉感染的情况就成为了历史。

术后视觉质量更完美

“飞秒激光”可以精确地打开眼部组织分子链，制作出更均匀更完美的角膜瓣，有效避免了板层刀制瓣可能出现的医源性像差等，避免了雾天、下雨天以及夜晚开车等视物条件下出现的眩光、模糊等情况，让近视者获得趋于完美的视觉质量。

精确度提高百倍

“飞秒激光”精确度是板层刀的100多倍，这是板层刀望尘莫及的，对任何患者来说都是更安全的。

不受角膜曲率影响

过去受角膜厚度影响，有近10%的患者因近视太深、角膜太薄，基本无法接受传统的LASIK等激光手术。而飞秒激光手术不受角膜曲率的影响，对角膜偏薄、角膜曲率变异大的近视患者来说是一大福音。

原理

光传输原理

手术前，医生将患者的基本信息和手术数据输入电脑。手术中医生操作“飞秒激光”机，用压平锥镜将角膜压平，保持激光头到角膜组织中激光聚焦点的精确距离。飞秒激光机按照医生设定的模式传输激光脉冲,在眼角膜上进行各种靶向切削。简要地说，飞秒激光有着相当的精确定向性和精确定位性。

光爆破原理

激光脉冲聚焦到角膜组织中，产生光爆破；每一个脉冲的光爆破，产生一个微离子；每一个微离子，蒸发大约1微米的眼角膜组织；蒸发眼角膜组织产生扩展的水泡和CO2气泡，水泡和气泡被眼角膜组织吸收，眼角膜组织因此被分离。

并发症

飞秒激光LASIK手术是用飞秒激光来做角膜瓣的全激光LASIK手术。由于它无须用机械性刀片来做角膜瓣，因此，飞秒激光LASIK手术可以消除几乎所有因角膜瓣制作引起的严重并发症。从已经实施的近30万例飞秒LASIK手术结果来看，还没有发现与手术有关的严重并发症。

区别

飞秒激光手术与常规的机械性角膜板层刀准分子激光手术相比，主要是角膜瓣制作不同：飞秒激光手术是用激光来制作角膜瓣，无须刀片，而常规的准分子激光手术是用机械性角膜板层刀来制作角膜瓣，角膜瓣制作完成以后的准分子激光切削是一样的。飞秒激光用于LASIK近视手术中制作角膜瓣，其最大的优势或特长是，它制作精确性非常高的角膜瓣厚度，其精确度（波动在：10～15um）是板层刀精确度（波动在30～45um）的3倍，而实际发生角膜瓣并发症的概率更是低数万倍。因此，用飞秒激光来制作角膜瓣，可以大大提高准分子激光治疗近视的手术安全性，尤其对角膜偏薄、角膜曲率变异大的近视手术病人来特别有效。

适应人群

凡是适合做lasik手术的患者都可以接受这个手术，以往有五类不能做传统lasik手术的人都可以选择飞秒全激光手术，它的范围还有所扩大，主要有以下几种：

1、以前因为角膜薄、近视度数高而不能做lasik手术的患者中，有10%的可以做飞秒激光制瓣的lasik手术。

2、以前因为眼裂小、角膜直径小、角膜平的人，而无法用机械金属刀制做角膜瓣的人也可以做飞秒激光。

3、飞秒激光还是普通lasik术后出现欠矫、过矫等情况后进行增效手术时的第一选择。

4、对害怕用机械金属角膜板层刀切割角膜的患者最适合做这个手术。

5、对手术效果要求很高的人，建议也做飞秒激光。

手术注意事项

手术前

1、戴隐形眼镜的患者应停戴隐形眼镜（软性隐形眼镜2周，硬性隐形眼镜RGP需1个月，OK矫形镜需3个月）后做手术前的检查。

2、手术前1-3天根据医嘱点用抗生素眼药水（氧氟沙星眼液或妥布霉素眼液）。

3、手术应尽量避开经期、孕期、哺乳期。

手术当天

1、当天早上清洁脸部后不要使用化妆品，包括：香水、发胶等。

2、手术当天不宜穿裙子，便于更换手术衣，不要携带贵重物品及首饰等。

3、按医嘱准时到达四楼门诊做术前安排。

4、手术完成后佩戴的透明眼罩不要自行摘掉，应等第二天到我科复查时取掉。

5、手术后患者眼睛可能会有不同程度的流泪、异物感、刺痛感等不适，均为正常现象，患者不必担心，只需闭眼休息即可。

6、手术当天无需点眼药水、打针、吃药等治疗。

7、手术当天回家后不要洗头、洗眼睛。饮食无须特别注意，清淡即可。

8、手术后第二天携带门诊病历及眼药水在二楼挂号后再来我科复查。

手术后

1、术后三天内忌进脏水，不要揉眼睛及眼部化妆。

2、一个月内避免用力揉眼、游泳、长时间阅读、看电视及夜晚驾车，防止碰伤眼睛。

3、术后饮食无特殊禁忌。

4、术后复查的时间医生会根据具体情况交待患者。

新进展

2022年1月21日，《科学》杂志刊登了题为《玻璃中稳定的钙钛矿纳米晶体三维直写》的研究成果。来自浙江大学、之江实验室、上海理工大学的研究团队通过发现飞秒激光诱导的空间选择性微纳分相和离子交换规律，开拓了飞秒激光三维极端制造新技术，首次在无色透明的玻璃材料内部实现了带隙可控的三维半导体纳米晶结构，这一成果将为新一代显示和存储技术提供新的方向。

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