1.飞秒激光的概念和物理特性

飞秒激光是从其英文名femtosencond laser翻译而来，是激光大家族中的一种。飞秒是时间概念，1飞秒（femtosecond，fs）等于10-15秒，即千万亿分之一秒。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的近红线激光，其波长为1053nm。飞秒激光的主要特点有：①每一激光脉冲持续的时间只有几飞秒；②具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍；③可将其能量聚焦到比头发丝直径还要小的空间；④是一种冷激光，几乎不产生热效应，对作用部位以外的组织不产生影响。

2.飞秒激光组织切割的工作原理

飞秒激光以极低的能量在极小的空间瞬时产生极高的能量密度，使组织电离并形成等离子体，等离子体产生的电磁场强度比原子核对其周围电子的作用力还强数倍，使组织光裂解爆破，产生含二氧化碳和水的微小气泡，成千上万的激光脉冲，产生成千上万的微小气泡，每一微小气泡相连最终可达到组织切割的效应（图1、2）。飞秒激光在计算机的控制下可对生物组织进行精确切割，在医学领域中，飞秒激光可作为超精密外科手术刀，目前已成功地应用于眼科角膜屈光矫正和其他手术中。

图1 飞秒激光组织切割原理及效果模型图

图2 飞秒激光组织切割原理及效果模型图

3.飞秒激光仪机型

近几年飞秒激光技术的应用发展很快，不同生产厂家不同类型的飞秒激光仪像雨后春笋般不断涌现。最早成熟应用于眼科准分子激光手术中辅助角膜瓣制作的飞秒激光仪是美国AMO公司生产的Intralase飞秒激光仪。该机于2002年在美国获得FDA的正式批准，随后我国于2005年8月得到SFDA批准引入并开始应用于临床。数年后相继有多家不同机型的飞秒激光仪获得美国FDA、欧洲CE或我国的SFDA认证，包括德国蔡司公司的VisuMax、Femto LDV和Femtec等。这些机器的工作原理、使用方法和要求、激光参数、性能、功能用途、价格以及优缺点等均各有差异。充分掌握和熟悉不同机器的这些差异是合理选择和正确使用的前提。

飞秒激光作为一种超精密的生物组织切割工具，它目前在医学领域最重要的应用就是在眼科准分子激光原位角膜磨削术（laser in situ keratomileusis，LASIK）中充当微型角膜板层刀的功能，利用它来代替机械刀辅助制作板层角膜瓣。LASIK手术是目前最主流的屈光手术方式，该手术主要包括三步：首先制作一带蒂的板层角膜瓣，然后掀开角膜瓣在角膜基质床上用准分子激光进行切削消融，最后瓣下冲洗切削面和复瓣。在飞秒激光技术引入之前，该手术的第一步是由机械性的微型角膜板层刀完成。尽管微型角膜板层刀经过10多年的发展和改良，其性能已大大提高，但是由此产生的并发症，诸如不全瓣、纽扣瓣、破碎瓣、过厚或过薄瓣等仍然是LASIK手术最主要和严重的并发症，是影响该类手术安全性的重要原因。飞秒激光制作角膜瓣是一种完全不同于机械刀的全新的角膜瓣制作技术。由计算机精确控制下的飞秒激光角膜瓣制作技术可以克服机械刀的根本局限性，大大减少因角膜瓣制作导致的并发症，使LASIK手术的安全性进一步提高。具体来说，与机械刀相比，飞秒激光制作角膜瓣有如下优点：①所制作的角膜瓣厚度更精确，实际值与预设值的差值波动仅在±10µm，而使用机械刀其波动可达±30µm；②所制作的角膜瓣厚度各部位均匀一致，而机械刀制作的角膜瓣厚度各部位厚度不一，一般周边部厚，中央薄（图3）；③重复性极好，基本上每一接受手术的患者都能获得预期的高质量角膜瓣；④可以按实际需要任意设计拟制作的角膜瓣边缘切入口的角度、角膜瓣直径大小、厚度以及角膜瓣蒂的位置和宽度；⑤飞秒激光制作角膜瓣不受角膜曲率大小以及角膜表面形态和规则性的影响，尤其适合于角膜曲率过陡或过平以及角膜形态不规则，机械刀无法完成的病例；⑥更重要的是，飞秒激光制作角膜瓣几乎不出现机械刀可能发生的诸如纽扣瓣、游离瓣、不规则瓣等并发症，还可以减少不规则散光的发生。但是飞秒激光制作角膜瓣并非十全十美，它也存在差强人意之处：①尽管近几年飞秒激光机的性能在不断改进和提高，激光发射频率大大加快，其制作角膜瓣的总耗时已明显缩短，但与机械刀制作角膜瓣相比，其总耗时和眼球须承受负压吸引的时间均明显更长；②患者要多花费1～2倍的手术费用；③存在其特有的并发症，比如角膜基质床浅层微小气泡、偶尔出现的前房内气泡和揭瓣困难等。

图3 机械刀与飞秒激光制作角膜瓣比较

上图：机械刀制作角膜瓣效果图；下图：飞秒激光制作角膜瓣效果图

飞秒激光制作角膜瓣的相关主要并发症及处理：

飞秒激光制作角膜瓣的原理与机械刀制瓣原理完全不同，前者利用激光爆破切割角膜，后者借助机械作用分割组织。两种方法制作角膜瓣所致的并发症有些是共同的，有些是各自特有的。下面重点讲述飞秒激光制作角膜瓣的相关并发症。

（1）球结膜下出血：初学的手术者及不配合的患者发生此并发症的机会大些。主要与负压吸引环安装上后手术者过多或幅度过大地调整压平锥镜位置，或因患者不配合过度转动眼球而造成的对球结膜的挤压有关。一般无须处理，1～2周自行消散。

（2）负压吸引环位置移动：若移动幅度不大，偏离中心较小，估计所制作的角膜瓣大小足于完成准分子激光切削，则无须调整。否则需要重新放置负压环。

（3）负压环脱失：多半因患者配合差，头位或眼球转动幅度大所致。负压环脱失若发生在激光发射前，则可以重新放置负压环；若发生于激光扫描过程中，角膜瓣边切未完成之前，则可以再重新放置负压环，压平锥镜不更换，角膜厚度设置不变，但角膜瓣直径须改为稍小于原设置的直径，手术可继续进行。

（4）角膜基质床浅层微小气泡（OBL）形成：为飞秒激光制作角膜瓣的特有并发症，由激光产生的微小气泡不能迅速排除干净所致。其存在可能会影响下一步准分子激光的切削能量。若OBL较多，则须等待气泡消散后再行后面的准分子激光切削。

（5）角膜瓣掀开困难：其发生与角膜接受的激光能量偏低或激光点间距和线间距设置过大有关。若切边能量不够，则表现为角膜瓣边缘切口插入或起边困难；若角膜基质床切割能量不够，则表现为角膜瓣掀开困难以及基质床表面不平滑。调整激光能量、激光点间距或线间距等参数，重新进行激光扫描可以解决此问题。

（6）角膜瓣部分撕裂和上皮损伤：多发生于角膜瓣掀开困难的情况。小面积的损伤无须特别处理，只需手术后加戴角膜接触镜。

（7）前房内气泡：也是飞秒激光制作角膜瓣的特有伴随现象，推测可能由于角膜瓣层间高压微小气泡通过减压袋逆向进入Schlemn管再进入前房。量多或体积大的气泡会影响激光跟踪，可关闭跟踪系统或等待前房气泡消散后再继续后面的手术。

（8）角膜瓣细皱褶（striae）：可能跟角膜瓣偏薄，眼球受到挤压、揉搓或角膜基质床切削过深等因素相关。明显的角膜瓣细皱褶需要处理，重新冲洗，对合复位，配戴角膜接触镜可以使角膜瓣细皱褶消失。

（9）角膜瓣下基质混浊（haze）：与角膜瓣过薄有关，角膜瓣部分前弹力层被破坏，引起瓣下基质细胞增生和胶原纤维排列混乱。早期使用激素可以抑制其发展。一般对视力的影响有限，而且有逐渐自行消退的趋势。

（10）短暂光敏感综合征（transient light-sensitivity syndrome，TLSS）：很少见。个别患者对激光极度敏感所致。激素治疗对其有效。

（11）弥漫性层间角膜炎（diffuse lamellar keratitis，DLK）：与激光能量对角膜组织产生作用有关，角膜瓣边缘处发生率较高，激素滴眼液治疗有效（图6）。

图6 弥漫性层间角膜炎（DLK）

（12）其他并发症：如角膜上皮内生（corneal epitheilial ingrowth）（图7），由于角膜瓣过薄、角膜瓣移位引起。程度重者须重新掀开角膜瓣，刮出上皮，再对合复位。

图7 角膜上皮内生