正确认识飞秒激光在眼科临床应用中的优势与局限性.pdf

史堡里型苤盍!生兰旦笠塑鲞箜!塑堡地!Q P!尘生坐!：垒世!：!：塑：堕!：堡正确认识飞秒激光在眼科临床应用中的优势与局限性谢立信高华【摘要】飞秒激光是一种新型的激光技术，美国食品药品管理局(F D A)批准此项技术应用于临床已有1 0 余年的历史，飞秒激光最初主要应用于角膜屈光手术，用于替代机械微型角膜刀。由于飞秒激光的精确性和可控性高，因此在角膜屈光手术领域显示出优越性。随着相关硬件和软件的不断开发，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。初步的临床效果已经显示m 飞秒激光在替代机械微型角膜刀领域以外的应用前景，但目前的飞秒激光技术在眼科应用也有一定的局限性。本文对飞秒激光在眼科领域的综合功能应用、存在的问题和局限性以及今后应有的研究方向等进行介绍和分析，以便同行在临床1 二作和科研中进行参考和获得启示。f 手华腰群杂志，2 0 1 3，4 9：2 8 9 2 9 1)【关键词】激光，飞秒；眼外科手术；屈光外科手术U n d e r s t a n d i n gt h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ff e m t o s e c o n dl a s e rc o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o n si no p h t h a l m o l o g yX I EL i x i n，G A OH u a S h a n d o n gA c a d e m yo fM e d i c a lS c i e n c e s，S h a n g d o n gE y eI n s t i t u t e，Q i n g d a oE y eH o s p i t a l，Q i n g d a o2 6 6 0 7 1，C h i n aC o r r e s p o n d i n ga u t h o r：X I EL i x i n E m a i f：f i x i n x i e p u b l w q d s d c n【A b s t r a c t】T h ef e m t o s e c o n d(F S)l a s e ri san o v e ll a s e rt e c h n o l o g y，a n di sa p p r o v e dc l i n i c a la p p l i c a t i o nb yF D Ai n2 0 0 0 F Sl a s e ri n i t i a l l ym a i n l yu s e di nc o r n e a lr e f r a c t i v es u r g e r yt or e p l a c et h em e c h a n i c a lm i c r o k e r a t o m e S i n c et h ea c c u r a c ya n dc o n t r o l l a b i l i t yo ft h eF Sl a s e ri sv e r yh i g h，i ts h o w ss u p e r i o r i t yi nt h ef i e l d o fc o r n e a lr e f r a c t i v es u r g e r y A n dw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h er e l a t i v eh a ma n ds o f t w a r e，F Sl a s e ri sb e g a nt ou s e di no t h e rf i e l d s o fo p h t h a l m o l o g y，s u c ha sc o r n e a lt r a n s p l a n t s，c a t a r a c ts u r g e r y，a sw e l la sa s s i s t e dd i a g n o s i se ta 1，a l t h o u g hs t i l lh a v es o m el i m i t a t i o n s，t h ep r e l i m i n a r yc l i n i c a lr e s u l t sh a v eb e e ns h o w nav e r yg o o dp r o s p e c t si nt h eo p h t h a l m o l o g yf i e l d s T h e r e f o r e，w er e v i e w e dt h ea l t e r n a t i v ea p p l i c a t i o n s，c h a l l e n g e sa n dl i m i t a t i o n s，r e s e a r c hd i r e c t i o ni nt h e f u t u r eo fF Sl a s e r S Ot h a tp r o v i d ear e f e r e n c ea n dr e v e l a t i o n sf o rt h ep e e r s(C h i nJO p h t h a l m 0 1 2 0 1 3，4 9：2 8 9-2 9 1)【K e yw o r d s】L a s e r，f e m t o s e c o n d；O p h t h a l m o l o g i cs u r g i c a lp r o c e d u r e s；R e f r a c t i v es u r g i c a lp r o c e d u r e s飞秒激光是一种以脉冲形式运转的固体激光，是目前人类在实验条件下所能获得的最短脉冲。飞秒激光可通过光爆破作用对角膜组织进行切削，可准确控制切削的深度和形状，切削面也非常光滑。2 0 0 0 年美国食品药物管理局(F o o da n dD r u gA d m i n i s t r a t i o n，F D A)首次通过飞秒激光进行临床应用。目前飞秒激光主要应用于角膜屈光手术。作为一项新工具，飞秒激光有其他传统手术器械无法比拟的优点，如精确性极高、计算机设计、重复性好，学D 0 1：1 0 3 7 6 0 c m a j i s s n 0 4 1 2-4 0 8 1 2 0 1 3 0 4 0 0 1作者单位：2 6 6 0 7 1 青岛，山东省医学科学院山东省眼科研究所青岛眼科医院通信作者：谢立信，E m a i l：l i x i n x i e p u b l i c q d s d c n2 8 9专家述评习曲线短等。因此飞秒激光在眼科其他领域，如辅助角膜移植手术、辅助白内障摘除术等领域都在尝试进行应用，尽管存在一定的局限性，但初步的临床效果已经显示出飞秒激光在替代机械角膜微型刀领域以外的应用潜力和良好的应用前景。一、飞秒激光在眼科领域中的应用1 角膜屈光手术：飞秒激光在眼科领域的临床应用最早从角膜屈光手术开始，主要是替代机械角膜板层刀制作角膜瓣，辅助准分子激光进行角膜屈光手术。现在已有越来越多的患者选择飞秒激光制作角膜瓣口J。在角膜屈光领域，飞秒激光也进行了创新，以期望替代准分子激光。如飞秒激光角膜基质透镜取出术(f e m t o s e c o n dl e n t i c u l ee x r a c t i o n，F L E X)和角膜小切口基质透镜取出术(s m a l li n c i s i o n万方数据生堡盟型苤圭!生垒旦筮塑鲞箜垒塑些i!Q P!型堡!：垒P 堕!j：!：竺：盟!：堡l e n t i c u l ee x t r a c t i o n，S M I L E)目前已经初步应用于临床 3-53。目前透镜取出术的透镜边缘会存在阶梯，这可能影响患者手术后的视觉质量，尤其是夜间视觉质量，这些都有待于技术的改进和更长期的临床随访评价其效果。2 角膜移植：2 0 0 3 年起陆续有飞秒激光辅助板层角膜移植、穿透角膜移植和角膜内皮移植等报道哺引。与传统的角膜移植相比，飞秒激光辅助的角膜移植最主要的优势在于可以根据临床需要制作不同的角膜边缘，有利于植片与植床的完美嵌合。B a r r a q u e r 早在4 0 年前就曾提出“阶梯式”的角膜移植方式，直到最近飞秒激光的临床应用使得这种设想成为现实。飞秒激光能精准的控制各个切削点，使各点准确地对接为一个复合的几何面，形成整体化切削，而这一点是其他任何技术无法比拟的。飞秒激光辅助的角膜移植其局限性是对于需行角膜移植的病变角膜，角膜混浊、水肿及不规则的瘢痕会影响激光能量，使实际角膜切削深度可预测性下降。如何根据患眼的实际情况调整激光参数，需要手术者进行探索。临床实际操作过程中，飞秒激光操作时需要负压吸引，故不适用于角膜濒临穿孔的病例。对于厚薄不均的病变角膜行板层角膜移植时，植床厚度也很难控制。3 白内障摘除术：2 0 0 9 年9 月，辅助白内障摘除术撕囊的飞秒激光器通过美国F D A 认证，这标志着飞秒激光一个新的应用领域的开始。目前，正在对飞秒激光辅助制作角膜切口、辅助撕囊和碎核等进行试验性研究。此仪器还被用来辅助晶状体碎核，从理论上降低了白内障超声乳化所需的能量，从而使手术过程更安全，降低了后囊膜破裂等并发症发生的风险。此外，采用飞秒激光制作角膜缘切口重复性更好，也更加精准一J。飞秒激光辅助的白内障摘除术的局限性主要在于，即使经验丰富的手术医师也需要学习激光器与眼睛的对接，理解手术图像以及合理进行参数设置和提供安全的激光。飞秒激光也有技术上的并发症，比如飞秒激光切割过程中在组织中产生的气泡，这些气泡可能有利于晶状体核与皮质的分离，但也可能增加眼内压力和引起囊袋阻滞综合征，导致后囊膜破裂和晶状体脱位等。此外，由于该手术方式刚刚起步，对于手术的禁忌证需要进一步探索，临床上不适合接受该手术的患者可能会增加手术中的风险。尽管理想的中心撕囊理论上可能获得更好的视觉效果，手术的远期效果需要时间进一步验证。4 其他用途：飞秒激光用于制作角膜基质隧道进行角膜基质环植入术(i n t r o c o r e a lr i n g，I C R)，用于矫正圆锥角膜高度不规则散光，提高了手术的精确性和安全性，明显地缩短了手术时间 1 0 j。此外还有利用飞秒激光制作深度可控的角膜基质袋，用于辅助进行胶原交联和角膜墨染治疗角膜白斑美容手术的报道1 1-1 2 1。最新的研究有采用飞秒激光用于切割预设的角膜组织，用于活检辅助诊断明确病原体已经取得了良好的临床效果1 引。应用飞秒激光在角膜基质中制作数个同心圆切口使角膜中央前突，用于矫正老视的I N T R A C O R 手术14。，以及飞秒激光辅助的非侵入性青光眼引流术和制作角膜切口矫正角膜散光等也正在研发应用中5。1 6 1。这些前沿研究为飞秒激光的扩展应用提供了临床思路。二、局限性以及今后的研究方向虽然飞秒激光作为一项新技术应用于眼科临床已经显示出了巨大的应用潜力和前景，但是目前飞秒激光并不能解决所有的问题。飞秒激光应用于临床最重要的问题是对术中激光参数的设定尚缺乏足够的经验。飞秒激光目前在临床主要用于在健康透明角膜上制作准分子激光原位角膜磨镶术(1 a s e ri ns i t uk e r a t o m i l e u s i s，L A S I K)角膜瓣，其参数相对容易设定。对于治疗眼部不同疾病，由于其组织透明性和密度不同，所需要的能量需要临床进行摸索。飞秒激光的安全性也是需要关注的问题。虽然飞秒激光在L A S I K 手术中的安全性已经得到证实，但对于深层角膜切削需要更大的激光能量，且激光距离眼内组织更近。飞秒激光属于长波长激光，有可能对眼内组织，尤其是晶状体造成损伤，因此对其安全性还应进一步研究“。此外经济因素也是应该考虑的问题。飞秒激光器及其耗品价格昂贵，也是限制其在眼科其他领域应用的因素之一。飞秒激光若要获得更优化的个性化临床疾病治疗，从眼科医师的角度看，飞秒激光应特别注重对以下几方面进行改进：(1)对硬件系统进行改进。目前的飞秒激光一般需要压平角膜并进行较大的负压吸引，压平的范围一般在角膜9m m 以内，这对于周边角膜病变或角膜濒临穿孔的患者并不适用。因此，研究更小的负压吸引和提供更大范围允许飞秒激光切割的角膜接触面的设备和配件可能对于扩大手术的适应证有很重要的帮助。(2)对软件系统进行改进。飞秒激光目前所能提供的软件切削模式在制作角膜板层瓣应用于角膜屈光手术方面比较成熟，但在治疗临床疾病方面尚需要不断完善。临床万方数据主堡堕型苤查!Q!堡堡旦筮璺!鲞筮堡塑!也Q P!坐!：垒四!：!：!：盟!：!疾病的多样性远比角膜屈光手术复杂，因此需要提供能够针对个体化患者设计的软件系统，而目前飞秒激光提供的软件系统主要针对理想化的角膜进行设计。比如，理论上飞秒激光辅助进行板层角膜移植层间界面更光滑，光学效果更好，但临床上能够符合飞秒激光辅助板层角膜移植的患者比较少。角膜基质透明度差飞秒激光不容易穿透，透明度好的圆锥角膜患者角膜中央明显变薄也不特别适合飞秒激光手术。这些都需要今后开发有针对性的个性化软件解决这些问题。(3)飞秒激光与检查设备联机改进。飞秒激光辅助进行眼科相关手术的一个优势是可以在手术前进行设计，而手术设计需要参考术前的一些重要的检查数据，如眼前段相干光断层扫描仪、角膜地形图等。目前这些检查数据不能与飞秒激光联机，限制了飞秒激光根据检查结果进行个性化深度的设计和切削。因此，将检查设备与飞秒激光机进行联机，对提供个性化治疗将非常有帮助。三、展望飞秒激光在眼科手术中的应用研究尚处于起步阶段，在治疗眼部疾病方面仍有很多局限性，存在许多问题需要解决。但飞秒激光对角膜组织切削的精确性、可重复性等方面表现出的优势，已经显示其在眼科手术领域的巨大应用前景。随着飞秒激光在L A S I K 手术中应用的增加，更多的眼科医师有机会使用飞秒激光器，这会促进飞秒激光在眼科领域的研究，同时也有利于对仪器的全面利用。飞秒激光作为一种极具挑战性的新技术，大大提高了其在眼科手术中的高效性和可重复性。随着飞秒激光设备的逐渐完善和临床应用经验的不断丰富，飞秒激光技术将会继续发展，并可能会扩展应用于眼科的所有专业领域。2 参考文献S o o n gH K，M a l t aJ B F e m t o s e c o n dl a s e r si no p h t h a l m o l o g y A mJO p h t h a l m o l，2 0 0 9，1 4 7：1 8 9-1 9 7 B i n d e rP S F e m t o s e c o n da p p l i c a t i o n sf o ra n t e r i o rs e g m e n ts u r g e r y 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 2 9 1 E y eC o n t a c tL e n s，2 0 1 0 3 6：2 8 2 2 8 5 S e k u n d oW，K u n e nK，R u s s m a n nC，e ta 1 F i r s te f f i c a c ya n ds a f e t ys t u d yo ff e m t o s e c o n dl e n t i c u l ee x t r a c t i o nf o rt h ec o r r e c t i o no fm y o p i a：s i x m o n t hr e s u l t s JC a t a r a c tR e f r a c tS u r g，2 0 0 8，3 4：1 5 1 3 1 5 2 0 S e k u n d oW，K u n e r tK S，B l u mM S m a l li n c i s i o nc o r n e a lr e f r a c t i v es u r g e r yu s i n gt h es m a l li n c i s i o nl e n t i c u l ee x t r a c t i o n(S M I L E)p r o c e d u r ef o rt h ec o r r e c t i o no fm y o p i aa n dm y o p i ca s t i g m a t i s m：r e s u h so fa6 m o n t hp r o s p e c t i v es t u d y B rJO p h t h a l m o l，2 0 11，9 5：3 3 5 3 3 9 王雁，鲍锡柳，汤欣，等飞秒激光角膜微小切口基质透镜取出术矫正近视及近视散光的早期临床研究中华眼科杂志，2 叭3 4 9：2 9 2 2 9 8 J o n a sJ B I n t r a s t r o m a ll a m e l l a rf e m t o s e c o n dl a s e rk e r a t o p l a s t yw i t hs u p e r f i c i a lf l a p B rJO p h t h a l m 0 1 2 0 0 3，8 7：11 9 5 S e i t zB，L a n g e n b u c h e rA，H o f m a n n R u m m e hC，e ta 1 N o n m e c h a n i c a lp o s t e r i o rl a m e l l a rk e r a t o p l a s t yu s i n gt h ef e m t o s e c o n dl a s e r(f e m t o p l a k)f o rc o r r l e a le n d o t h e l i a ld e c o m p e n s a t i o n A mJO p h t h a l m o l，2 0 0 3，1 3 6：7 6 9-7 7 2 S e i t zB，B r i i n n e rH，V i e s t e n zA，e ta 1 I n v e r s em u s h r o o m-s h a p e dn o n m e e h a n i c a lp e n e t r a t i n gk e r a t o p l a s t yu s i n gaf e m t o s e c o n dl a s e r A mJO p h t h a l m o l，2 0 0 5 1 3 9：9 4 1-9“H eL，S h e e h yK，C u l b e r t s o nW F e m t o s e c o n dl a s e r a s s i s t e dc a t a r a c ts u r g e r y C u r rO p i nO p h t h a l m o l，2 0 11，2 2：4 3-5 2 E r t a nA C o l i nJ I n t r a c o r n e a lt i n g sf o rk e r a t o c o n u sa n dk e r a t e c t a s i a JC a t a r a c tR e f r a c tS u r g 2 0 0 7 3 3：1 3 0 3 1 3 1 4 K a n e l l o p o u l o sA J C o l l a g e nc r o s s-l i n k i n gi ne a r l yk e r a t o c o n u sw i t hr i b o f l a v i ni naf e m t o s e c o n dl a s e r c r e a t e dp o c k e t：i n i t i a lc l i n i c a lr e s u l t s JR e f r a c tS u r g，2 0 0 9，2 5：1 0 3 4 1 0 3 7 K i mJ H，L e eD，H a h nT，e ta 1 N e ws u r g i c a ls t r a t e g yf o rc o r n e a lt a t t o o i n gu s i n gaf e m t o s e c o n dl a s e r C o r n e a，2 0 0 9，2 8：8 0 一8 4 K i mJ H Y u mJ H，L e eD e ta 1 N o v e lt e c h n i q u eo fc o r n e a lb i o p s yb yu s i n gaf e m t o s e c o n dl a s e ri ni n f e c t i o u su l c e r s C o r n e a，2 0 0 8，2 7：3 6 3-3 6 5 H o l z e rM P，M a n n s f e l dA，E h m e rA，e ta 1 E a r l yo u t c o m e so fI N T R A C O Rf e m t o s e c o n dl a s e rt r e a t m e n tf o op r e s b y o p i a JR e f r a c tS u r g，2 0 0 9，2 5：8 5 5-8 6 1 T o y r a nS，L i uY，S i n g h aS，e ta 1 F e m t o s e c o n dl a s e rp h o t o d i s r u p t i o no fh u m a nt r a b e c u l a rm e s h w o r k：a ni nv i t r os t u d y E x pE y eR e s，2 0 0 5，8 1：2 9 8-3 0 5 G h a n e mR C，A z a rD T F e m t o s e c o n d-l a s e ra r c u a t ew e d g e s h a p e dr e s e c t i o nt oc o r r e c th i g hr e s i d u a la s t i g m a t i s ma f t e rp e n e t r a t i n gk e r a t o p l a s t y JC a t a r a c tR e f r a c tS u r g。2 0 0 6，3 2：1 4 1 5 1 4 1 9 B o t c h w a yS W，R e y n o l d sP，P a r k e rA W，e ta 1 U s eo fn e a ri n f r a r e df e m t o s e e o n dl a s e r sa ss u b m i c r o nr a d i a t i o nm i c r o b e a mf o rc e l lD N Ad a m a g ea n dr e p a i rs t u d i e s M u t a tR e s，2 0 1 0，7 0 4：3 8 4 4(收稿日期：2 0 1 3-0 1-2 1)(本文编辑：郭维涛)万方数据