飛秒激光在眼科手術(shù)中的應(yīng)用＊

鐘文倩 陳儀樂 李金瑛,*

1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 (廣東 汕頭 515041)

2.北京大學(xué)深圳醫(yī)院眼科 (廣東 深圳 518036)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及醫(yī)學(xué)水平的發(fā)展，人們對視力及視覺質(zhì)量的需求也不斷增加，所以飛秒激光技術(shù)逐漸在眼科領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。飛秒激光是一種具有功率大、精度高、組織不受熱損傷等優(yōu)勢的新型激光源，目前已逐漸成為眼科手術(shù)的重要激光源，特別是在治療屈光及白內(nèi)障方面發(fā)揮了不可替代的作用。

1 飛秒激光的工作原理

飛秒是一個時間單位，飛秒激光是一種紅外線激光，其作用時間極短，從數(shù)個到數(shù)百個飛秒不等，同時擁有極高的瞬時功率。其工作原理是利用激光產(chǎn)生高速膨脹的等離子體，在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量能量，從而使組織電離。此過程將形成含有二氧化碳和水的空化氣泡，成千上萬的小氣泡連在一起，形成平面，由此進行組織切割。由于飛秒激光能量集中，熱擴散時間短，因此對鄰近組織熱損傷小，安全性高，非常適合用于生物組織的精準(zhǔn)切割。

2 飛秒激光在眼科手術(shù)中的應(yīng)用

2.1 在屈光手術(shù)中的應(yīng)用

2.1.1 飛秒激光制瓣聯(lián)合準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù) 準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser in situ keratomileusis，LASIK)是目前準(zhǔn)分子激光矯正屈光不正手術(shù)中較為傳統(tǒng)和成熟的術(shù)式，其操作步驟為在角膜上制作一個帶蒂的角膜瓣，隨后通過切削角膜瓣下方的角膜基質(zhì)，來矯正屈光不正。手術(shù)過程中，角膜瓣的制作至關(guān)重要，應(yīng)滿足尺寸適合、厚度適宜、均勻平整這幾個條件。目前在LASIK手術(shù)制作角膜瓣的方法包括傳統(tǒng)微型機械角膜刀制瓣及飛秒激光制瓣。微型機械角膜刀制瓣是通過微型角膜刀的機械切割作用將角膜基質(zhì)切開從而制造角膜瓣，由于此方式為手工操作，存在不確定性，可能發(fā)生較多變異，容易發(fā)生一系列并發(fā)癥，如：角膜瓣過薄或過厚、紐扣瓣、不完全角膜瓣、甚至誤裝刀具造成角膜切穿。飛秒激光制瓣聯(lián)合LASIK手術(shù)(femtosecond laser assisted laser in situ keratomileusis，F(xiàn)S-LASIK)是一種采用飛秒激光技術(shù)制造瓣膜的方法，其原理是通過光裂解作用產(chǎn)生大量微氣泡，從而分離角膜組織，進而形成角膜瓣，這種制瓣方式較傳統(tǒng)角膜刀精確，目標(biāo)區(qū)域可精確到1μm。與常規(guī)LASIK相比，飛秒激光制瓣術(shù)對角膜曲率的要求較低，而且可以制成較薄的角膜瓣，尤其適用于某些因曲率過高或過低而不能耐受傳統(tǒng)LASIK手術(shù)的患者[1]。與機械刀制瓣相比，飛秒激光技術(shù)可以降低角膜瓣對術(shù)者的依賴性，使角膜瓣更加均勻，同時也降低了不完全角膜瓣、游離角膜瓣和紐扣瓣的發(fā)生率[2]。另有研究指出，飛秒激光可降低神經(jīng)損害，故較少出現(xiàn)干眼[3]。有研究認(rèn)為飛秒激光制瓣后早期會出現(xiàn)更顯著的角膜基質(zhì)炎癥反應(yīng)，這將使得角膜瓣與基質(zhì)層粘附更牢固[4]。亦有研究表明，飛秒激光制瓣術(shù)后患者角膜緣纖維組織數(shù)量及邊緣連接緊密程度都優(yōu)于傳統(tǒng)機械刀制瓣，因此更不易發(fā)生移位或褶皺[5]。還有學(xué)者將此歸因于角膜瓣蒂的位置，飛秒激光制作角膜瓣蒂位于上方，與上眼瞼閉合方向一致，從而更易與基質(zhì)床貼合[6]。另外，飛秒激光制瓣能確保角膜瓣均勻、穩(wěn)定，使角膜基質(zhì)床面平滑，從而減少高階像差的產(chǎn)生及對比敏感度的下降，進而獲得更好的視覺質(zhì)量[7]。

2.1.2 飛秒激光小切口角膜基質(zhì)透鏡取出術(shù) 飛秒激光小切口角膜基質(zhì)透鏡取出術(shù)(femtosecond laser small incision lenticule extraction，SMILE)是一種新型的手術(shù)方式，目前已得到近視患者的廣泛認(rèn)可。該方法采用飛秒激光技術(shù)，在角膜基質(zhì)中形成一個角膜層間透鏡，并將其完全取出，從而實現(xiàn)近視矯正。多項研究表明SMILE手術(shù)是一種安全、穩(wěn)定的角膜屈光手術(shù)。與傳統(tǒng)的角膜屈光手術(shù)相比，SMILE手術(shù)具有許多臨床優(yōu)勢：因其無需制作角膜瓣，故避免了一系列角膜瓣導(dǎo)致的并發(fā)癥，如角膜瓣破裂、過小、不完全、游離、移位、褶皺等；與準(zhǔn)分子激光手術(shù)相比，飛秒激光作用時間更短、瞬時功率更高、對鄰近組織熱損傷更小，因此術(shù)后角膜炎癥反應(yīng)更輕。此外，SMILE手術(shù)的微創(chuàng)性使之對角膜的神經(jīng)損傷小，故術(shù)后神經(jīng)再生快，術(shù)后角膜知覺減退程度較角膜屈光手術(shù)輕，干眼癥狀亦更輕[8-9]。然而，SMILE手術(shù)亦存在一定的局限性：如術(shù)中可能發(fā)生負(fù)壓吸引丟失、產(chǎn)生不透明氣泡層或前房內(nèi)氣泡，透鏡取出過程存在取出不完全等可能性，影響手術(shù)效果[10]；術(shù)中無法跟蹤患者眼位，亦無法進行個體化切削；此外，其對矯正近視及散光的度數(shù)也有一定的限制。

2.1.3 角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù) 角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)(intrastromal corneal ring segments，ICRS)主要用于治療輕至中度圓錐角膜，其原理是利用基質(zhì)環(huán)的植入，來減少中央角膜的屈光力，改善角膜的前突，從而達(dá)到矯正軸性近視的目的。飛秒激光主要應(yīng)用于制作角膜植入通道。傳統(tǒng)的方式是利用機械刀來對角膜進行層間分離，該方式在精準(zhǔn)度和安全性上具有一定缺陷，甚至可能導(dǎo)致角膜穿孔、角膜上皮缺損、感染性角膜炎等并發(fā)癥[11]。而利用飛秒激光，則能精準(zhǔn)地制作環(huán)植入通道，改善術(shù)后效果。

2.2 在角膜移植手術(shù)中的應(yīng)用飛秒激光在角膜移植術(shù)中的應(yīng)用主要是切削角膜制作植片。與傳統(tǒng)機械角膜刀相比，飛秒激光制作的植片表面光滑平整，厚度均一，且不合并組織的熱損傷，具有精確和安全的優(yōu)點。有研究表明，飛秒激光輔助下完成的角膜移植手術(shù)，患者術(shù)后視力、角膜曲率、角膜散光及角膜厚度均有改善，證實了飛秒激光輔助的角膜移植手術(shù)具有良好的臨床效果及安全性[12]。總之，飛秒激光在角膜移植中的應(yīng)用已經(jīng)初見成效，有很好的發(fā)展前景，但對于嚴(yán)重的角膜病變患者，角膜損傷會影響激光的能量，從而影響手術(shù)的真實切削深度。此外，對眼內(nèi)組織而言，其安全性仍有待考證。

2.3 在白內(nèi)障手術(shù)中的應(yīng)用

2.3.1 透明角膜切口的制作 白內(nèi)障術(shù)中，自閉性良好的透明角膜切口至關(guān)重要，傳統(tǒng)超聲乳化白內(nèi)障手術(shù)因多采用隧道刀，無法保證切口穩(wěn)定性。而飛秒激光可以制作三平面角膜切口，具有良好的穩(wěn)定性，利于切口早期愈合，降低術(shù)后感染幾率[13]。研究表明，聯(lián)合飛秒激光形成的切口，其結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性優(yōu)于單純手工切口[14]。另有研究表明，飛秒激光可以降低中央角膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷[15]。亦有學(xué)者提出，在因角膜切口而形成的高階波前像差方面，飛秒激光優(yōu)于人工操作[16]。然而，也有學(xué)者提出了不同意見，他們認(rèn)為兩種手術(shù)方式均會導(dǎo)致角膜高階像差和角膜散光增高，且增高幅度無統(tǒng)計學(xué)意義[17]。亦有研究表明，在切口閉合性上，飛秒激光制作的切口與手工制作的切口并無明顯區(qū)別，所以飛秒激光對手術(shù)切口滲漏和眼內(nèi)感染的影響不大，也不能獲得更低的高階像差及角膜散光[18]。總之，關(guān)于飛秒激光制作的角膜切口的閉合性、切口穩(wěn)定性及術(shù)后高階像差的變化上，仍需更大樣本臨床試驗進行進一步的研究。

2.3.2 晶體前囊膜環(huán)形切開 現(xiàn)白內(nèi)障手術(shù)已逐步進入屈光時代，植入高端晶體對前囊膜撕囊要求更高。傳統(tǒng)超聲乳化術(shù)采用人工環(huán)形撕囊法，撕囊口尺寸大小和居中性主要受術(shù)者操作手法的制約，而飛秒激光輔助的前囊膜切開術(shù)不受術(shù)者限制，術(shù)前測量患者的眼部參數(shù)，手術(shù)過程中進行實時參數(shù)調(diào)整，因此制作的前囊膜切口更光滑、標(biāo)準(zhǔn)，同時也增加了人工晶體的穩(wěn)定性，提高了視覺質(zhì)量，尤其適用于選擇散光或多焦等高端人工晶體的患者。此外，更光滑、標(biāo)準(zhǔn)的圓形前囊膜切口的另一個優(yōu)勢在于，前囊膜邊緣可以均勻覆蓋人工晶體邊緣，從而減少后發(fā)障的發(fā)生率[19]。對于過熟期白內(nèi)障而言，由于飛秒激光高功率的特性，能在極短的時間內(nèi)將晶體囊袋內(nèi)的壓力釋放出來，從而減少了破囊的風(fēng)險。但有學(xué)者提出了不同意見，認(rèn)為應(yīng)用飛秒激光撕囊與手動撕囊相比，術(shù)后視力并無明顯差異[20]。亦有學(xué)者提出，飛秒激光并不能提高術(shù)后視覺質(zhì)量[21]。此外，有研究表明，飛秒激光輔助撕囊會提高囊膜撕裂發(fā)生率[22]。因此，飛秒激光輔助撕囊的安全性有待進一步研究。

2.3.3 預(yù)劈核 在白內(nèi)障手術(shù)過程中，超聲乳化會損害角膜內(nèi)皮細(xì)胞，引起術(shù)后角膜內(nèi)皮失代償?shù)目赡?。這也與Shin等[23]的研究相符，他們認(rèn)為，超聲波的持續(xù)時間和能量與細(xì)胞損傷的嚴(yán)重程度有著密切的關(guān)系。飛秒激光預(yù)劈核后，可使晶體的硬度降低，使其超乳能量減小，手術(shù)時間縮短，對角膜內(nèi)皮的損害較小，是更安全的選擇。研究表明，飛秒激光輔助預(yù)劈核，可使超聲能量降低43%，乳化時間縮短51%[24]，對于前房淺、角膜內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)少、核硬的患者，有明顯優(yōu)勢[25]。2.3.4 特殊類型白內(nèi)障 (1)硬核白內(nèi)障：硬核白內(nèi)障手術(shù)時，需要更大的超聲乳化能量，但過度釋放的能量會造成內(nèi)皮細(xì)胞的損害，同時也會造成角膜切口的熱灼傷，從而導(dǎo)致術(shù)后角膜內(nèi)皮失代償、醫(yī)源性散光增大。利用飛秒激光進行預(yù)劈核可以有效減少超聲乳化能量以及縮短手術(shù)時間，增加了手術(shù)安全性，提高了患者術(shù)后視覺質(zhì)量。有研究表明，應(yīng)用飛秒激光輔助預(yù)劈核，能大大降低晶體核塊在術(shù)中的硬度，節(jié)省了約39%的超聲乳化能量[26]。但對于Ⅳ級以上的硬核，因晶體不透明，飛秒激光無法穿透，故仍需依靠超乳輔助碎核。然而近期有學(xué)者提出了不同意見，認(rèn)為雖然利用飛秒激光預(yù)劈核在減少超乳能量及縮短手術(shù)時間方面有優(yōu)勢，但與此同時也增加了手術(shù)操作步驟[27]，總而言之，手術(shù)的安全性仍有待進一步驗證。

(2)膨脹期白內(nèi)障：膨脹期白內(nèi)障患者，在環(huán)形撕囊前常需使用吲哚菁綠進行前囊膜染色，而吲哚菁綠對角膜內(nèi)皮具有毒性作用，可導(dǎo)致角膜內(nèi)皮細(xì)胞受損。利用飛秒激光進行的晶體前囊膜環(huán)形切開，不需借助吲哚菁綠，可以更好地保護角膜內(nèi)皮。此外，膨脹期白內(nèi)障由于皮質(zhì)膨脹液化，手工撕囊時前囊膜裂開的風(fēng)險較普通白內(nèi)障大，而飛秒激光可以有效規(guī)避囊膜裂開的風(fēng)險，提高了手術(shù)安全性[28]。同時，膨脹期白內(nèi)障常合并淺前房，由于角膜內(nèi)皮與晶體前囊膜距離近，手術(shù)操作空間小，使得手術(shù)難度和角膜內(nèi)皮失代償風(fēng)險均增大，在飛秒激光輔助下的撕囊及劈核可以減小損傷角膜內(nèi)皮的概率，從而獲得術(shù)后更清晰的角膜和更好的裸眼視力[29]。

(3)合并晶狀體不全脫位的白內(nèi)障：晶狀體不全脫位的患者常合并懸韌帶松弛或斷裂，在手術(shù)撕囊的過程中，由于向心性牽引力的作用，可能會加劇懸韌帶的損傷，甚至使囊袋無法保留。利用飛秒激光行晶體前囊膜切開術(shù)，術(shù)中可避免向心牽引力，不會進一步損傷懸韌帶,保證了手術(shù)的安全性。有術(shù)者聯(lián)合應(yīng)用飛秒激光治療晶體半脫位的白內(nèi)障患者，使90%以上的患者保留了囊袋，獲得更好的術(shù)后視覺質(zhì)量[30]。

此外，飛秒激光還可用于嬰兒先天性白內(nèi)障的輔助治療，避免前囊膜的高彈性而使撕囊受限；高度近視并發(fā)性白內(nèi)障常合并長眼軸、深前房、大囊袋、懸韌帶松弛等解剖因素，使術(shù)者手術(shù)難度增加，而飛秒激光撕囊可利于控制撕囊口的圓整和居中。

2.4 在眼科手術(shù)中的其他應(yīng)用

飛秒激光在眼科手術(shù)的其他方面也得到了應(yīng)用，例如青光眼手術(shù)中用于制作鞏膜隧道或切割虹膜；老視的治療中用于切割晶狀體內(nèi)部、調(diào)節(jié)晶體厚度，從而改善晶體變形能力；也可用于修正眼內(nèi)埋入物等。

3 結(jié)論與展望

飛秒激光具有功率大、精度高、不受熱損傷等優(yōu)點，越來越多地被用于眼科手術(shù)。目前在臨床上應(yīng)用最多的是屈光手術(shù)和白內(nèi)障手術(shù)，通過飛秒激光，能提高手術(shù)安全性、改善患者術(shù)后視覺質(zhì)量，然而在其余方面，仍處于起步階段。相信隨著精準(zhǔn)醫(yī)療觀念的逐漸普及，以及新設(shè)備、新技術(shù)的不斷發(fā)展，飛秒激光在眼科手術(shù)領(lǐng)域?qū)⒌玫礁嗟膽?yīng)用。