飞秒激光（Femtosecond Laser）是一种以脉冲形式运转的红外线激光，其波长为1053nm。由于它能对眼角膜组织进行高精确的切割，而且不影响切割区以外的组织，具有极高的安全性。因此，近年来它被逐渐应用到眼科领域，尤其应用于准分子激光手术中制作板层角膜瓣，显示出极好的应用前景。本文主要就飞秒激光的组织切割原理、在板层角膜瓣制作中应用的优点和并发症等情况作一综述。

    飞秒激光是过去20年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之一。在介绍飞秒激光之前，首先让我们了解一下“飞秒”和“飞秒激光”的概念。“飞秒”为一时间单位，1飞秒等于10-15秒，也就是一千万亿分之一秒（1/1000万亿秒）。飞秒激光（Femtosecond Laser）则是一种以脉冲形式运转的红外线激光，其波长为1053nm，持续时间非常短，只有几个飞秒。其特点为：1）它是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲；2）具有极高的瞬间功率，可达到百万亿瓦，它在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大；3）聚焦能力极强，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。

    一、飞秒激光及其组织切割工作原理

    一台高功率的飞秒激光器由四部分组成，即振荡器、展宽器、放大器和压缩器。在振荡器内，利用一种特殊技术获得飞秒激光脉冲。展宽器将这个飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开。放大器使这一展宽的脉冲获得充分能量。压缩器把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起，恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。飞秒激光能在非常短的时间里聚焦于组织内极狭小的空间，使组织电离，并形成等离子体，由于等离子体产生的电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还大数倍，最终使组织通过光裂解爆破产生含CO2和水的微小气泡，成千上万紧密相连的激光脉冲产生数以万计的小气泡连在一起，结果达到极其精密的组织切割效应[1]。

    二、飞秒激光在LASIK手术中的应用

    飞秒激光在眼科领域中最重要的应用就是用于角膜屈光性手术，尤其是准分子激光角膜原位磨镶术（LASIK）中制作板层角膜瓣。飞秒激光制作角膜瓣时完全按照预先设置的参数在计算机程序的精确控制下完成的。可以根据手术医生的要求预先设置板层角膜瓣的厚度、直径大小、角膜瓣蒂的位置以及边缘切口的角度。自从2002年美国FDA批准正式进入临床应用以来，已经有将近30万人接受了此手术。展现出极好的应用前景。下面就其在LASIK手术中的临床应用情况进行讨论。

    1、飞秒激光制作板层角膜瓣的优点

    与机械性微型角膜扳层刀制作扳层角膜瓣相比，飞秒激光具有很多优点，具体表现为以下几方面。

1）、飞秒激光制作的角膜瓣厚度具有很高的均一性、精确性和一致性。“均一性”指的是, 用飞秒激光制作的角膜瓣厚度各处相同。而机械性微型角膜板层刀制作的角膜瓣一般都存在周边部稍厚，中央部较薄的情况，很难做到中央部与周边部厚度一样的板层角膜瓣；“精确性”指的是，用飞秒激光制作的角膜瓣其实际得到的厚度与我们预先设定的角膜厚度非常接近；而“一致性”指的是，假如预先设定要制作的板层角膜瓣厚度相同，则每次实际得到的角膜瓣厚度均非常接近，波动幅度很小, 重复性很好。

    Holzer[2]等用飞秒激光给45只新鲜猪眼制作角膜瓣，预先设置的角膜瓣切割深度分别为120um、140um和180um，角膜瓣直径大小从8.0mm到9.5mm，角膜瓣边缘切口角度从60°到90°。然后做裂隙灯显微镜检查、测量角膜瓣的厚度和直径以及组织学检查。结果显示，所有角膜瓣制作均完好无并发症，上述三种预设值最终取得的厚度分别为110.5um、142.5um和180um，取得的角膜瓣直径为8.0mm到9.5mm，波动范围仅 /-0.4um，显示出极高的精确度和一致性。Binder[3，4]曾分别报道过103只眼和1000只眼接受飞秒激光角膜瓣制作后的情况。用超声测量仪测量飞秒激光制作角膜瓣前、后角膜的厚度，弯脚器测量其直径，手术后实际取得的角膜厚度与手术前预期值之间相差9.4~34.3um，而标准差则为10.2~21.7um。他们还观察了预设值为90um时，双眼实际角膜瓣厚度的差异，结果两眼之差仅为 /-10。实际角膜直径与预期值之间仅相差0.03um。Kezirian[5]等比较了飞秒激光与其它两种机械性微型角膜板层刀：CB（Moria, Inc）和Hansatome (Bausch & Lomb, Inc.)。接受飞秒激光制作角膜瓣者106只眼；接受CB和Hansatome微型角膜板层刀者分别为126只、143只眼。结果为，飞秒激光预设值130um，实际作出的板层角膜瓣厚度为114 /-14um；使用“130”CB刀头，实际得到的厚度为153 /-26um；使用“180”Hansatome刀头，实际得到的角膜板层瓣厚度为156 /-29um。一般地，机械性微型角膜板层刀制作角膜瓣的厚度波动值在 /- 30~45um，是飞秒激光的两倍[6，7，8]；角膜瓣直径的波动值在0.3um，是飞秒激光的10倍。

    （2）、由于飞秒激光与机械性微型角膜板层刀制作板层角膜瓣的原理完全不同：飞秒激光制作角膜瓣时使用压平锥镜，首先将具有一定曲度的角膜压平，使之完全呈水平面状态，根据预先设计的要制作的角膜板层厚度，将飞秒激光聚焦在角膜表面与锥状压平镜接触处下方相应深度的角膜基质内，通过扫描切割精确制作出所需要各种不同参数的板层角膜瓣。与机械性角膜板层刀不同，飞秒激光制作板层角膜瓣完全不受角膜曲率的影响，无论角膜曲率高低，均能安全、精确地完成角膜瓣的制作[2]。

    （3）、由于飞秒激光制作角膜瓣是在计算机的精确控制下完成的，而且还有压力感应安全自动保护装置，既能极精确地制作角膜瓣，又具有极高的安全性。不少文献报道，飞秒激光制作板层角膜角膜瓣几乎不会发生与角膜瓣相关的严重并发症，例如，游离角膜瓣、扭扣瓣、碎瓣、破裂瓣、过厚或过薄瓣等[2]；更少发生角膜上皮的损伤[9]。对角膜表层神经神经丛的破坏较小[10]，因而，能减少手术后干眼症状的发生。

2、飞秒激光制作角膜瓣对LASIK手术效果的影响

    飞秒激光制作的角膜瓣, 其分离界面表面光滑、平整，不会出现机械性板层角膜刀可能发生的微小坑凹或细小沟槽。各处厚薄均匀，边界对合整齐。这样的高质量板层角膜瓣是否会转化成手术效果的提高？为此，有些屈光手术医生做了相关的观察研究。Lim[10]等比较了两组用不同方法制作角膜瓣的LASIK手术效果，一组用飞秒激光制作角膜瓣，共14例，28只眼；另一组用传统的机械性微型板层角膜刀制作角膜瓣，共16例，27只眼。手术后检查屈光度、裸眼视力、高阶波前像差。结果发现，手术后两组屈光不正及裸眼视力没有明显差异。两组手术后最佳矫正视力均未见丢失一行以上者。手术后高阶波前像差，除了球差，机械性板层角膜刀组较飞秒激光组大以外，其它高阶波前像差，两组间均无显著差异。另外，手术后3个月，飞秒激光组的对比敏感度有显著提高。为了了解不同角膜板层瓣制作方法本身对屈光度和波前像差的影响，Tran[11]等采用前瞻性随机研究的方法观察了9例（18只眼）角膜板层瓣制作后的波前像差改变。这18只眼制作完角膜瓣后暂不做准分子激光手术切削，而待10周后再做切削。一组为Hansatome机械性板层角膜刀角膜瓣制作组，另一组为飞秒激光组。结果观察到，单纯制作角膜瓣后，两组低阶像差（离焦）均有显著改变；Hansatome机械刀组角膜瓣制作后出现远视漂移的屈光度变化，但飞秒激光组没有出现屈光度的改变。角膜瓣制后总的高阶波前像差，Hansatome机械刀组有变化，而飞秒激光组未见改变。揭开角膜瓣并施以准分子切削后，再检查波前像差，则发现Hansatome机械刀组Coma（慧差）明显增大，但LASIK手术后屈光结果没有差别。他们的观察认为，机械性板层角膜刀制作角膜瓣本身会引起光学特性、低阶、高阶波前像差改变，而飞秒激光制作角膜瓣本身则不会造成这些影响。Durrie[12]等人的临床观察也发现，与机械性板层角膜刀相比，用飞秒激光制作角膜瓣的波前像差引导的个体化LASIK手术，手术后散光和三叶明显更小。

    3、飞秒激光ASIK的并发症

    尽管用飞秒激光制作角膜瓣几乎不出现像机械性板层角膜刀那样的严重角膜瓣相关并发症，如碎瓣、游离瓣、不全瓣、纽扣瓣等，但是也会出现一些其它并发症。

    Biser[13]报道了1例43岁女性接受飞秒激光LASIK手术后出现较严重的角膜瓣皱折。LASIK手术后出现角膜瓣皱折（Striae）并非飞秒激光制作角膜瓣的特有并发症，机械性微型角膜板层刀制作角膜瓣也会出现此类并发症，其发生跟很多因素有关，如手术结束时角膜瓣对位欠佳，切削的光学区过小或切削过深，手术后病人过度挤眼、揉眼或外伤均可以造成手术后角膜瓣皱折。飞秒激光LASIK手术后发生角膜瓣皱折可能还跟制作角膜瓣偏薄有关。
    Principe[14]报道了1例36岁的女性中度近视病人接受飞秒激光LASIK手术出现黄斑部出血，眼底荧光血管造影排除手术前存在黄斑部新生血管及其它病理病变的情况。该病人手术后第1天最佳矫正视力仅0.5，手术后2个月黄斑部变清晰，6个月后视力达到0.8。作者认为，飞秒激光LASIK手术后发生黄斑出血可能出现于原来没有黄斑病理基础的正常人，其发生的原因可能与手术时使用负压时间较长及眼压波动有关。

    Kim[15]比较了飞秒激光与机械性板层角膜刀制作板层角膜瓣后，角膜瓣与角膜基底床的愈合反应以及愈合强度，结果发现，飞秒激光组手术早期的炎症明显比机械刀组强，但手术后晚期的愈合附着力也明显更强。建议飞秒激光早期使用更强的抗炎药。Sonigo[16]也研究了飞秒激光LASIK手术后角膜瓣愈合，结果发现，飞秒激光制作的角膜瓣，其边缘切口处的愈合反应较强，疤痕化明显，较机械性板层角膜刀制作的角膜瓣愈合更牢固。

有些并发症是飞秒激光所特有的，如手术中出现前房气泡。Lifshitz[17]报道了1例48岁女性接受飞秒激光手术时，手术中前房内出现小气泡的情况。此并发症在我们使用飞秒激光做LASIK手术的临床经历中曾见过2例。前房出现气泡后一般要数小时至1天才会完全消失，手术中会影响瞳孔跟踪系统的启动，所以要用固定环帮助完成手术。但对手术效果以及角膜内皮等不会产生影响。前房内气泡的产生可能是由于角膜基质间的气泡向减压小口袋排放时在高压力的驱动下经外集液管到Schlemm’s管再进入前房的。Stoneciphe[18]还报道了飞秒激光手术后出现短暂性光敏感综合征（Light sensitivity），其发生率大约1.1%，临床表现为：对光极敏感，但检查可以没有任何异常体征，皮质类固醇激素可以缓解或治疗，但治疗可能要持续数月。

    综上所述，飞秒激光能制作出较传统机械性微型板层角膜刀厚度更均一、精确性和一致性更好的角膜瓣。飞秒激光制作板层角膜瓣完全不受角膜曲率的影响，也几乎不会发生与角膜瓣相关的严重并发症，例如，角膜瓣游离、扭扣瓣、碎瓣、破裂瓣、过厚或过薄瓣。它制作的光滑角膜床虽然对手术结果没有明显影响，但可能会减少手术后引起的散光和高阶波前像差。当然，飞秒激光LASIK手术也存在一些问题，有一些是其特有的并发症，使用时要注意预防