同仁眼科专家:正确认识飞秒激光在白内障手术中的应用价值

关键词：激光疗法; 白内障; 超声乳化白内障吸除术

白内障是眼科疾病中致盲的首要因素，目前外科手术是治疗白内障的唯一有效方法在过去的50年里，为了不断提高白内障手术的安全性，改善患者的视觉效果，白内障手术在设备技术和手术技巧等方面均有了实质性的进展如今超声乳化白内障吸除术已成为治疗白内障的主要手术方法，但这种治疗方法并非完美，手术后患者易发生眼内炎症黄斑囊样水肿角膜内皮细胞损伤玻璃体损失及视网膜脱离等并发症，因此仍需改进技术飞秒激光(femtosecond，FS)是一种以脉冲形式运转的激光，波长近红外波长，持续时间仅为10～15sFS在光学透明组织内有可视性和可操作性的优点，且具有瞬时功率大聚焦定位精确及组织损伤小等特点，这些优点奠定了其在眼科领域中的应用价值自2000年美国食品和药物管理局首次通过FS应用临床以来，它已成功地应用于角膜屈光手术及板层穿透性角膜移植术2009年匈牙利的Nagy等首次报道了关于FS系统在白内障手术中的应用结果，标志着该项技术已经引入白内障手术领域，此后很快引起了全球眼科医生的关注，目前全球已有超过300家医疗机构拥有相关设备，并完成61000余例FS辅助的白内障手术。

一、FS的产生背景与眼科应用历程

世界上第一束钛宝石飞秒激光，是在美国麻省理工大学林肯实验室于1982年产生的，他们采用钛宝石激光代替了染料激光可以产生可调谐的超快激光此后飞秒激光技术迅速发展与成熟飞秒激光利用其极短的脉冲宽度(10-15s量级)极小的单脉冲能量(微焦耳量级)与极高的峰值功率密度(～1013W/cm2量级)等特性，逐渐成为生物医学领域中示踪诊断与治疗的独特光子技术手段它在医学领域主要被用于时间选通门扫描成像技术光学相干层析成像技术逆问题算法图像成像技术以及双光子荧光诊断与治疗技术利用其光致破裂生物学效应，飞秒激132中华眼科医学杂志(电子版)2013年6月第3卷第3期ChinJOphthalmolMed(ElectronicEdition)，June2013，Vol．3，No．3光也作为精准(精确度达微米数量级)光刀应用于临床医疗工作中。

在临床医学治疗领域，鉴于人眼的光学特性及视觉系统对治疗精确性的要求，高度精确的飞秒激光最先并且最频繁地应用于眼科2000年1月，美国食品药品监督管理局批准飞秒激光用于准分子激光原位角膜磨镶术，以代替机械角膜板层刀制作角膜瓣，所用激光波长1020～1060nm，脉冲宽度数百飞秒，单脉冲能量数个微焦耳，脉冲重复频率100kHz，切割角膜精确度可达到十几个微米随后，飞秒激光又相继应用于角膜移植等其他角膜手术中十多年来，临床手术结果表明飞秒激光用于角膜切割手术精确高效安全便捷，是理想的眼科手术工具在此基础上，1998年眼科界提出了一种光学晶状体调节与光学晶状体缩小理论2001年，科学家们将飞秒激光透过角膜进一步聚焦在晶状体内部，同样利用其光致破裂生物学效应切断老化晶状体内部僵硬的胶原纤维，研究此方法对老视的治疗效果;2009年，飞秒激光辅助的白内障手术术式的研发也取得突破性进展继角膜手术之后，飞秒激光应用于晶状体手术的研究也得以开展并取得初步肯定的结果。

二、FS设备的种类

目前FS辅助的白内障手术设备主要有4种，包括LenSXOptiMedicaLensAＲ及Technolas等所有的激光系统共享1个平台，通过眼前段成像系统患者接口及FS器提供图像计算和激光发生患者接口和成像方面的不同是这些系统之间的主要差异。

患者接口是FS设备与患者眼睛的对接装置，在不同手术系统间不尽相同如LenSX采用一次性角膜接触软镜和吸引环，LensAＲ应用的是一个与角膜屈光指数匹配的非接触水浴吸引固定装置，而OptiMedica则使用充满液体的吸引环和一个独立的对接装置而眼前段成像系统主要有2种类型，LensAＲ采用的是一种类似于Scheimpflug成像的三维激光共聚焦结构照明技术，Technolas采用的是光学相干断层扫描技术。

三、FS辅助白内障手术的优势

FS辅助的白内障手术集成了高分辨率眼前段成像和FS，可完成白内障手术中的关键步骤包括角膜切口前囊膜切开和晶状体碎核，在计算机辅助下进行高精度的激光手术操作。

1．创建精确的角膜切口和松解切口:超声乳化白内障吸除术中自闭式透明角膜切口能提供好的视觉效果，因而受到多数眼科医生的青睐，手术后眼内炎症发生率较高是其最大的缺陷Masket等对尸眼的研究发现，人工手动创建的切口在压力下更易变形，因此可能会导致白内障手术后切口渗漏最近有研究利用前节光学相干断层扫描检查观察到，白内障术后大多角膜切口内部存在裂隙和后弹力层脱离的情况，推测这些因素可能会增加术后发生眼内炎的风险而FS辅助白内障手术创建的切口更平整稳定，且在术中可进行重复性操作，能更好地防止切口渗漏，具有降低眼内炎发生率的优势，但仍需进行前瞻性的临床试验进一步验证。

FS可通过电脑程序准确设计每一个手术切口的大小位置和形状，包括单平面或多平面切口全层及部分厚度切口，并能通过影像监测在指定的角膜厚度下进行操作，极大地提高了切口的精度和可预测性，降低了术后并发症的发生率，对术者手工技术的依赖性也相对减少，这是手工制作角膜切口所无法达到的而且FS可以通过屈光测量设计角膜松解切口，校正散光及老视，完成屈光性的白内障手术有研究表明，超声乳化白内障吸除术后1年9%～30%的人工晶状体(intraocularlens，IOL)会旋转5°或更多，这可能会使ToricIOL矫正散光的作用受到影响与之相比，用FS创建松解切口可得到更加稳定和精确的结果，并可消除屈光不正误差的来源，可矫正高达3．50D的散光，在减少已有散光或抵消诱发性角膜散光方面具有独特的优势。

2．精确前膜切开的囊袋大小:不可预知直径的手工撕囊可以影响晶状体居中定位，随之带来较差的屈光效果，使前房深度和晶状体后囊混浊的发生率增高Buckhurst等比较了随访1年内手工撕囊和FS辅助撕囊的手术患者，前者IOL水平偏离的发生率是后者的6倍据研究，IOL的位置每改变1mm即可引发约1．25D的屈光度变化IOL如果发生倾斜偏离或旋转，可诱发近视漂移和散光，导致焦点侧向移位，可导致患者难以忍受的等视觉像差，如光晕和彗差等。

FS在前囊膜切开时可精确决定囊袋口的大小形状及位置，更重要的是FS可增加囊袋的强度和韧度，从而降低术中囊膜裂开的发生率与传统的手工撕囊术相比，激光囊膜切开精度可提高12倍，达到m级，并可显示出更高的准确性和可预测性连续环形居中截囊可以减少囊袋的不对称收缩，带来更好的IOL前囊重叠效果，避免IOL倾斜和偏离，从而避免晶状体上皮细胞迁移导致的后发性白内障，并获得更准确有效的IOL位置和稳定的屈光状态，这一点对于目前应用的高端IOL尤为重要，因为植入此类IOL的患者通常要求近乎完美的视觉效果。

3．可辅助晶状体碎核:FS可以用来分割晶状体核，允许外科医生跳过困难步骤，减少手术器械进入眼内的次数和晶状体处理的时间，避免前房涌动，提高手术效率和安全性，可减少有效超声乳化时间研究发现，FS辅助碎核在减少超声乳化能量方面十分有效，其可在计算机程序控制下预设劈核参数，可完成对IOL核的十字交叉格栅状或联合同心圆形状的任何几何切割，软化硬核，减少随后的超声乳化步骤和能量超声能量可以通过优化晶状体分裂模式而减少超声乳化能量，如改变FS碎核模式后，将格栅从500m变更为400/200m分裂和软化晶状体核，可以减少28．6%的超声乳化能量逐步递减的格栅模式可以使超声乳化探头更容易抽吸，从而减少晶状体超声乳化时间，但会增加总FS治疗时间

FS晶状体核分割后超声乳化能量的降低和时间的缩短将可能有效地减少手术对角膜视网膜及其他组织的损伤，提高手术整体的安全性，尤其对伴有营养不良和糖尿病视网膜病变等疾病的患者更有益处Palanke等研究结果表明，接受传统白内障手术的患眼有70%术后早期出现角膜水肿，而激光治疗的患眼仅有38%出现角膜水肿，因此实施FS的患者术后视觉恢复的效果更佳，这可能与其减少角膜内皮细胞的创伤有关然而，在对患者的随访检查中对两组的结果进行对比分析，发现差异无统计学意义，说明目前研究并未显示超声能量减少与视力提高和角膜内皮损伤的减少具有相关性Nagy等用光学相干断层扫描检测FS晶状体核分割后行超声乳化和采取传统超声乳化白内障吸除术后4～8周的黄斑水肿情况，结果提示两组均可检测到黄斑外核状层水肿，但FS组的较轻FS预处理的安全性还需要长期大样本量的研究验证，包括角膜内皮眼压及黄斑改变等。

四、FS应用于白内障手术中的局限性

FS系统相对比较昂贵，其设备和患者接口的费用会比传统手术昂贵很多，效益分析系统尚未建立且手术时间较长，投入使用的最初阶段可能会导致日手术量减少由于激光设备体积庞大，可移动性小，同时对环境恒温恒湿的要求较高，因此还需要提供更大的空间以适应FS设备和更多的员工来协助激光操作。

另外，还需关注的是较长时间的FS处理会产生更多的光致破裂气泡，这些可能增加眼压，并引起囊袋阻滞综合征的发生，导致后囊膜破裂和晶状体脱位等并发症FS器与眼部衔接过程中，负压造成的眼球变形和眼压升高，可能增加白内障手术患者视网膜损害和一过性眼缺血的潜在风险此外，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Ｒoberts等报道，在其最初50例FS辅助的白内障手术中，有2例患者在术中出现囊袋阻滞综合征，分析原因可能与FS核切割过程中产生的囊内气泡引发术眼微环境的改变有关，在调整了手术技巧后，在此后的600例手术中未发生该并发症近期其研究对比了前200例与接下来的1300例手术并发症的发生情况，显示FS术后瞳孔收缩的发生率分别为9．5%和1．23%以上研究提示，随着手术医生经验的增加及设备程序的优化，FS辅助白内障手术的并发症可得到较好的控制。

五、FS术中的注意事项

1．术前评估:由于最初的接口对接需要患者的配合，而且FS仪器与眼部的对接对实现成功的FS切除术是至关重要的，因此在术前应对患者进行手术评估，排除不适宜该手术的因素，排除标准如下:(1)瞳孔不能扩大到5mm;(2)角膜混浊阻碍了激光能量的有效穿透;(3)晚期青光眼的扁平和负压吸引会增加眼压;(4)有震颤或痴呆深度镇静状态眼部运动麻痹不合作及过度焦虑的患者;(5)眼窝凹陷或小睑裂的患者;(6)不熟悉FS操作的医生。

2．优化参数设置:理解手术图像及合理进行参数设置是保证FS手术安全有效的基础FS白内障设备程序参数可能需在临床实践中进一步调整优化Ｒoberts等在一项研究中发现，在眼与激光设备衔接时采用液体界面能明显降低眼压升高的发生率Szigeti等发现调整FS辅助的核分割具体参数可缩短有效超声乳化的时间，他对比了FS前囊切开大小对调节性IOL位置的影响，发现5．5mm的囊口大小相比6mm的大小更有利于IOL位置的稳定，使之不易倾斜。

3．超声乳化白内障吸除术应注意的问题:(1)应确保切口被完全打开，该操作可以用铲形刀或镊来完成，;如未注意上述情况可能会导致前囊膜撕裂，致使晶状体核下沉;(2)在水分离前应减少前房的压力，避免囊袋阻滞综合征，因此应小心进行水分离如果囊袋内有过多气体，应考虑水分离前使气体游离出来;，，并且可进行重复性碎核操作;(4)对于晶状体皮质黏附于前囊难以去除的情况，建议使用白内障注吸针头在前囊下进行切向扫除的方法清除残留的皮质。

六、FS的发展前景

1．FS的优势有待长期验证:目前，大样本的研究结果表明FS预处理可保证与人工技术相同的有效率和安全性未来的研究将通过长期随访来阐明FS与传统的白内障手术相比是否能带来更好的视觉效果，是否会降低眼内炎的发生率。

2．提供日益完美的视觉质量:Tammo等带领的德国科研团队针对老视从Helmholtz经典眼调节理论出发，进行了近10年的实验研究，结果初步显示，利用FS切断晶状体内部僵硬的胶原纤维可有效增加晶状体弹性，提高其变形能力，有望为纠正老视提供新方法。

3．为复杂眼病开辟新的治疗途径:FS辅助白内障手术可精确设计和定位手术部位，对周围组织损伤小，使医生在有安全保障的情况下敢于挑战更多的高难度白内障手术，并为很多复杂病例提供了新的治疗策略如对白色白内障硬核白内障晶状体半脱位悬韧带松弛假性囊膜剥脱综合征及外伤性白内障等激光前囊膜切开术有独特的优势，为后续超声乳化白内障吸除术的顺利完成奠定了基础Toropygin等通过猪眼体外实验高倍光镜和电镜观察发现，表明FS应用于后囊膜撕除可减少对周围组织的损伤Nishimoto等利用FS矫正偏中心IOL患者的斜视，表明FS可精准地进行囊膜切除Kessel等研究显示，晶状体颜色变黄可通过FS的光解作用而减轻，这实现了通过激光修饰恢复晶状体原本的光学特性。

4．推进激光白内障手术的不断完善:当前医生提供了关于激光软件和硬件的临床反馈，已经被整合纳入FS系统，并进行了相应的改进和完善随着经验的积累和应用技术的提高，未来FS辅助白内障手术并发症的发生率将明显减少。

未来如果将FS系统与相干光断层扫描仪及角膜地形图等检查设备联机改进，可以在术前手术设计时关联重要的检查数据，进行个性化的设计和治疗开发FS超声乳化一体机，形成国际公司的竞争平台以降低仪器价格。

综上所述，通过预处理联合使用改进的手术技术，有望实现减少甚至消除超声乳化白内障吸除术后相关并发症的发生FS辅助白内障手术，以其高度的精准度，更好地保护了晶状体囊袋的生物力学性能，支持研发更好的可调节IOL未来的白内障手术可能允许晶状体被去除并置换成另一种可注射的聚合物，并保留其原有的调节性FS系统可引领未来的白内障手术，使得矫正白内障散光及老视的效果日趋完美随着医学工作者对FS技术的研究不断深入及FS系统的进一步普及，屈光性白内障手术有望步入一个全程无刀手术的新时代。