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眼科手术论文 飞秒激光在眼科临床的应用

2018-12-17 17:59:31来源:组稿人论文网作者:婷婷

  摘 要

  飞秒激光技术作为一种新兴的科技,受到激光领域工作者的高度关注,是一个热点话题,并被广泛用于各个领域。飞秒激光是一种脉冲激光,相比于普通激光,它的持续时间非常短,达到飞秒级,因此被命名为飞秒激光。飞秒激光能聚焦到非常微小的空间区域,比普通激光能力更强,强度更高,因此它常常被用来进行微精细加工。美国食品药品管理局(FDA)早在10余年前就批准此项技术能够应用于临床手术中。由于飞秒激光精度非常高并且易于被人们控制,飞秒激光在角膜屈光手术领域中的优点突显出来。随着相关理论知识的完善和设备的改进,飞秒激光在眼科其他领域,如辅助角膜移植手术、辅助白内障摘除术及辅助诊断等都在尝试进行应用。[[] 谢立信, 高华. 正确认识飞秒激光在眼科临床应用中的优势与局限性。

  关键词:飞秒激光,眼科手术

  1 引 言

  激光曾被人类称作神秘之光,引发人类对激光的好奇与探究。近年来,科研工作者发现了一种比普通激光强度更高,持续时间更短的激光——飞秒激光。飞秒(femtosecond)简称fs,是时间的一种计量单位,也叫毫微微秒,1飞秒用科学记数法表示是1*10^-15秒。飞秒激光被用于眼科手术,被科学家誉为自波前像差理论及其技术产生以后“屈光手术的又一次革命”。

  2 技术原理及其特点

  1、飞秒激光持续时间短,比人类使用电子学方法所得到的最短脉冲的时间要短几千倍,是人类目前在实验条件下所能得到的最短脉冲。

  2、飞秒激光的瞬时功率非常高,比普通激光的功率要高的多,可达到百亿瓦。

  3、它能聚焦到非常微小的三维立体区域中,该三维空间电磁场的强度非常高。由于飞秒激光的瞬时功率非常高,经过聚焦后,其光强能达到 1022W/cm2量级。这样的强度远超过原子内部相互作用的强度,所以,飞秒激光脉冲能轻易将电子与原子脱离,形成等离子体。

  3 飞秒激光的主要发展历程

  1976年,人们采取锁模技术第一次在染料激光器中成功输出了飞秒激光脉冲。

  1982年第一束可调谐的钛宝石激光产生,在这之后飞秒激光技术的理论知识和硬件设备不断提升,得到迅速发展。

  20世纪80年代后期,人类在飞秒激光器领域的主要发展方向是固体激光器。1993年达到11 fs--2007年达到2.6 fs。

  20世纪90年代后期,人们发现飞秒激光与介质作用产生了很多不同于长脉冲激光的独特性质,如作用范围小、空间选择性、热效应小等,这些特性在许多需要精细处理的领域有重要的应用价值,如医学精细手术、超精细加工等。

  2009年飞秒激光应用于辅助白内障手术案例第一次被Nagy等人报道。在这之后,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,众多科学家的研究使得该技术能够运用于治疗白内障的领域。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。在飞秒激光辅助的有关治疗白内障的设备上,主要包括如美国的LensAR,LenSX及Technolas,OptiMedica等设备。

  4 眼科临床手术

  4.1飞秒激光LASIK手术

  LASIK,准分子激光角膜消除术。飞秒激光在该手术中用于制造角膜瓣,与机械性角膜板层刀比起来,飞秒激光的优点就在于它能制作精确度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,而在实际手术中引发角膜瓣并发症的概率更是比机械性角膜板层刀低数万倍。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。

  4.2飞秒激光辅助白内障超声乳化

  在超声乳化手术中,飞秒激光帮助碎核,可以减少手术中需要的能量,不同硬度的核减少的程度不同,但至少可减少30%以上。Frey等人的研究表明,随着核硬度的增加,飞秒激光可以在一个更大的范围上减少有效超声能量的释放,从而减轻对眼内组织的伤害。它可以尽可能减少能量的使用,甚至仅需要吸除核与皮质,如果可能,这将和精确的撕囊一起成为飞秒激光应用在白内障手术中的重要飞跃。

  4.3飞秒激光与穿透性角膜移殖术

  飞秒激光不仅可以精确地聚焦到角膜的任何层面轻易制作能穿透角膜的全层切口,更重要的是,它能精准的控制各个切削点,使得供受体界面间的接触面积大大增加 ,有利于切口的愈合 ,被移植的内皮的面积也相对增加 ,又使前板层角膜与角膜缘保持了一定的距离 ,理论上降低了移植排斥反应的风险。 同时使各点准确地对接为一个复合的几何面 ,形成整体化切削 ,而这一点在目前看来是其它任何技术也无法比拟的。

  5 结论

  飞秒激光作为一种新兴技术,已取得了很大的成就。目前飞秒激光技术还处于发展阶段,在生物医学中,飞秒激光的作用仅仅相当于一种外科手术工具,要想将其广泛用于其他方面,还有很多技术和设备上的问题等待着我们去解决。但是可以肯定的是,随着生产技术的提高和理论知识的完善,飞秒激光技术会越来越成熟,它会不断地被应用于新的领域,应用前景十分广阔。

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