飞秒激光在眼科的应用

1、飞秒激光在眼科的应用国外医学眼科学分册2005年10月第29卷第5期sctionophthalmolforeignmedsci,october,2005vol29,no.5?323?thalmolvissci.2003.4:eabstract1585.10folkmanj.tumorangiogenesis:therapeuticimplications.nengljmed,1971,285:11821186.11folkmanj.fightingcancerbyattackingitsbloodsupply.sciam,1996.275:150154.12mahasreshtipj,kata

2、ramm,stockardcr,eta1.antiangiogenicgenetherapyforretinoblastoma.investophthalmolvissci,2003,44:e.abstract4968.13heringerd,mcfarlandtj,zhangy,eta1.assessmentoflentiviraldeliveredtumstatinandturn一4,novelantiangiogenicandantitumorproteins.ontheinhibitionofmelanomaandretinoblastomacellproliferationinves

3、tophthalmolvissci.2004.45:e-abstract3576.14jiang,suzz,linjj,eta1.themelanomadifferentiationassociatedgenemda-7suppressescancercellgrowth.procnatlacadsciusa.1996.93:91609165.15sarkard,suzz,lebedevaiv,eta1.mda一7(il一24)mediatesse一ectiveapoptosisinhumanmelanomacellsbyinducingtheccordinatedoverexpression

4、ofthegaddfamilyofgenesbymeansofp38mapk.procnatlacadsciusa.2002.99:1005410059.飞秒激光在眼科的应用周紫霞杨亚波16chadas,mhashilkara,rameshr,eta1.bystanderactivityofadmda7:humanmda-7proteinkillsmelanomacellsviaanil一20receptordependentbutstat3一independentmechanism.molther,2004,10:10851095.17kataramm,bhagavatulap,fisher

5、pb,eta1.adenovirus-mediatedmelanomadifferentiationassociatedgene-7(mda-7)genetherapyforretinoblastoma.investophthalmolvissci.2004.45:eabstract5193.18chaume,l-iattonmp.genetherapyforgeneticandacquiredretlnaldiseases.survophthalmo1.2002,47:449469.19diciommodp,ducketta,burcescui.ata1.retinoblastomapro.

6、teinpurificationandtransductionofretinaandretinoblastomacellsusingimprovedalphavirusvectors.investophthalmolvissci.2004,45:33203329.20mallamjn,hurwitzmy,maboneyt,eta1.efficientgenetrans-ferintoretinalcellsusingadenovirvectors:dependenceonreceptorexpression.investophthalmolvissci,2004,45:16801687.(20

7、050223收稿;20050712修回)【摘要】飞秒激光是一种以超快脉冲发射低能量红外线激光,对周围组织热损伤小,切削精确,安全性高,可作为锐利而精密的手术刀应用于临床.本文就飞秒激光在眼科中应用前景作一综述.【关键词】飞秒激光;屈光手术飞秒(femtosecond)激光是一种以竹水冲形式运转的红外线激光,脉冲持续期间极短,约几个飞秒(1飞秒等于1015秒,也就是1/1000万亿秒).其主要特点为:超短脉冲宽度,重复频率高,单脉冲能量低.飞秒激光以极低的能量(几个)瞬间在极小空间内产生极高的能量密度,使组织电离,产生等离子体,组织中便形成微泡,无数个微泡进而形成微腔,依靠激光束焦点处的微等离子

8、体形成的光裂解作用切割组织即等离子介导切除,减少对周围组织的热损伤.另外,飞秒激光在透明材料光束几乎无衰竭到达材料内部聚焦点u.因此可以不损伤角膜上皮和前弹力层的条件下准确切削角膜基质层,并且几乎没有热传递,切割区的热损伤极小,这一点是其他激光无法比拟的.飞秒激光可聚焦3m直径空间区域,可精确到1m精度的切割.目前应作者单位:310006杭州,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心用于临床的飞秒激光刀主要是intralase公司生产的intralase激光仪.一,在lasik手术中的应用在lasik手术中,与传统角膜板层刀制作角膜瓣相比飞秒激光刀制瓣有诸多优点.飞秒激光刀用于lasik手术,已经进

9、行了25万例,经临床统计飞秒激光lasik手术的精度要超过传统角膜刀100多倍.飞秒激光lasik制作角膜瓣,制瓣过程完全电脑控制,是非接触无压平,切削的角膜瓣厚度均匀一致,能够精确地切出厚度介于100180m之间的均匀角膜瓣,而且有很好的重复性.术前角膜曲率,角膜厚度不影响角膜瓣的大小和厚度.相比角膜刀切削的角膜瓣的直径偏差0.3mm,厚度偏差2040mh,飞秒激光切割更精确.眼科医生通过激光聚焦,可以精确地定位于角膜内的任意位置,可按所需的任意形状来切角膜,角膜瓣的蒂部位置和长度可以设定,瓣蒂可国外医学眼科学分册2005年10月第29卷第5期sectionophthalmolforeign

10、medsc-.october,!,.以置于鼻侧,颞侧或者上方等,而且产生的角膜基质床平滑,减少了术后不规则散光.传统角膜刀切割时需要涂润滑剂,会改变角膜的水合作用,导致角膜对激光吸收量的改变,而飞秒激光制瓣,角膜基质床干燥,减少了角膜对激光吸收量的不确定性.激光刀制作角膜瓣,安全性更高,能够大幅减少与角膜刀有关的并发症如游离瓣,角膜穿孔,角膜破损,微孔瓣,角膜瓣过厚或过薄,减少了对角膜上皮的损伤,降低术后泪膜的不稳定性,减少干眼症的发生率.nordan在评价飞秒激光刀制作角膜瓣临床效果中,208眼手术过程中发生4例(1.9%)负压吸附环脱落,所有眼术后无任何手术并发症和副作用.96眼(术前近视

11、一0.63至一12.40d不等)术后6个月随访,94眼视力达20/40以上,90眼达20/30以上,76眼达20/25以上,53眼达20/20以上,而且均无近视回退.kezirian等将飞秒激光刀intralase与两种角膜板层刀比较lasik手术结果:飞秒激光刀106眼,carriazo-barraquer角膜刀(moria公司)126眼,hansatome角膜刀(bausch&lomb公司)143眼.三组手术患者,剩余0.50d以内患者中,飞秒激光刀组91%,cb角膜刀组73%,hansatome角膜刀组74%.飞秒激光刀制作角膜瓣最薄,厚度差异最小,飞秒激光刀组(11414)m,

12、cb角膜刀组(15326)/zm,cb角膜刀组(15629)/zm.飞秒激光刀对上皮细胞损伤最小,飞秒激光刀组0.0%,cb角膜刀组9.6%,cb角膜刀组7.7%.飞秒激光刀组术后产生波前像差(球差)最小.tran等.也同样发现飞秒激光lasik术后产生的波前像差比传统角膜刀小.daniel等为51例患者102眼行波前像差引导的lasik,同一患者随机选择一只眼行飞秒激光(intralase),一只眼用传统角膜刀(hansatome角膜刀),比较术后结果发现,术后1天和3个月,飞秒激光组的术后裸眼视力优于角膜刀组.术后平均剩余近视度数飞秒激光组(一0.190.24)d,角膜刀组(一0.340.

13、28)d,平均剩余散光度数飞秒激光组(0.170.20)d,角膜刀组(0.320.25)d,剩余0.50d以内患者中,飞秒激光刀组91%,hansatome角膜刀组78%.波前像差z22和z一33角膜刀组均高于飞秒激光组,角膜刀组z220.1520.232,飞秒激光组0.0280.233.飞秒激光在lasik术中除了用于制作角膜瓣,还可用于削切角膜基质,这种全过程用飞秒激光的飞秒激光角膜磨镶术(flk),术后12小时角膜能够恢复透明.当然飞秒激光lasik也存在一些问题.飞秒激光lasik术后,激光共焦显微镜观察,角膜瓣与角膜基质分界面两侧,同时存在角膜细胞凋亡和活化,分界面外围出现细胞降解产

14、物,术后7天,分界面区域出现强弱不一反光颗粒,并在2个月内逐渐增多,二期纤维化瘢痕比器械角膜刀明显.飞秒激光刀lasik术后可能发生一种眼科综合征即短暂光敏感综合征(tls),其报道发生率1/1000到1/5不等,对光极度敏感,而专科检查未发现异常,使用糖皮质激素可缓解,炎症反应发生在术后68周,直到术后5个月才缓解.biser等报道,飞秒激光lasik也会发生中央角膜瓣微皱褶,这可能与角膜瓣过大,角膜瓣复位不良,角膜瓣失水有关.principe等报道,飞秒激光刀lasik术后1天角膜内有出血斑点,2个月后出血斑可自行吸收,这可能与高度近视,角膜新生血管,眼压急剧改变有关.二,在角膜移植术中的

15、应用飞秒激光刀使得角膜板层移植术中切割角膜不需使用器械板层角膜刀,通过飞秒激光在角膜不同深度的聚焦,可以产生角膜不同深度的精确切削,精确10m,可用于穿透性角膜移植,角膜板层移植,角巩膜缘板层移植.jonas在猪的眼球上行角膜基质层移植,受体猪眼用1060nm波长,光斑直径10/zm脉冲宽度几百飞秒激光制作一直径7mm厚100m角膜瓣,掀起角膜瓣在后弹力层前削切直径7mm的前层角膜基质,然后将供体相同大小的角膜基质板层植入,角膜瓣复位,术后发现移植物排斥率和散光降低.sarayba在实验室模型上行角膜深板层移植,用飞秒激光在角膜基质内制作一直径6mm,厚200/zm基质板层,然后用飞秒激光在近

16、角巩膜缘做一隧道,取出角膜基质板层.将供体切割成相同大小角膜基质板层植入,飞秒激光刀制作的角膜板层切面光滑,角膜透明度高.terry在尸体眼上进行深板层角膜内皮移植,用飞秒激光刀分别在供体和受体眼上切割出宽为9.4mm,400/zm深的后角膜板层以及一5.0mm宽的旁切口,将供者的角膜基质内皮板层经过旁切口移植到受者角膜内,术后平均角膜曲率(43.3国外医学眼科学分册2005年10月第29卷第5期sectionophthalmolforeignmedsci,october,2005vol29,no.51.7)d和术前(44.00.8)d无显着的差别,术后平均角膜散光(1.70.8)d与术前(1

17、.60.7)d无显着差异.通过扫描电镜观察,植床与植片交界面光滑,术后交界面散光减轻,但角膜基质组织学改变与传统板层角膜内皮移植术相似.用飞秒激光刀进行角膜深板层内皮移植使得移植手术更加简单,速度更快,而且角膜形态无明显改变.三,在角膜基质环植入术中的应用飞秒激光还用于角膜内基质环植入术,用飞秒激光制作角膜内环隧道.ratkaytraub等报道飞秒激光角膜内环植入术,术中未发生任何并发症,术后视力大大改善.cheryl在对比飞秒激光制作角膜基质环隧道与钻石机械刀的优越性中发现,术后1个月裸眼视力达0.5,飞秒激光刀组91%,钻石刀组78%;术后3个月,裸眼视力达1.0的激光组86%,钻石刀组4

18、9%,裸眼视力0.5激光刀组100%,钻石刀组86%,基质环取出率激光刀组10%,钻石刀组22%,基质环置换率激光刀组10%,钻石刀组16%.钻石刀组基质环取出的原因有散光,欠矫和感染,激光组主要是欠矫.由此可见飞秒激光用于角膜基质环植入可获得更佳,更稳定的效果,而且安全性也明显提高.四,在其他眼科疾病中的应用用飞秒激光治疗青光眼,通过飞秒激光聚焦在巩膜深层组织,对深层巩膜的光裂解作用,制作一局部巩膜隧道,降低眼压,而对表面组织无破坏.因为巩膜组织非透明,对激光的散射大,激光对巩膜组织不能产生光裂解作用.可以通过使用脱水剂,使巩膜半透明,并且选择长波长的激光,将激光聚焦在巩膜深层组织引.sac

19、ks等选用1700nm的飞秒激光成功地完成对巩膜深层的切削,极大地降低了青光眼手术治疗风险.kurtz等还利用飞秒激光诱导光学击穿,与超声技术相结合,选择性地破坏晶状体组织,来进行白内障摘除手术,将超快近红外激光脉冲聚焦到晶状体组织里,诱导光学击穿产生微小汽泡,这些汽泡在超声场的作用下以各汽泡为核心扩展,直至晶状体组织碎裂,这种方法提高了晶状体周围囊膜保持完好的机会,从而获得较好的白内障手术效果,降低手术并发症.综上,利用飞秒激光的精确切削功能,可以进行微米以下精度的精细地角膜切削,甚至可对单个细胞进行精密手术或者用于基因疗法.目前主要用于lasik手术中制作角膜瓣和角膜移植手术中切割板层角膜

20、,以及角膜基质环植入术中做角膜隧道,而在青光眼,白内障等手术应用中尚在动物实验阶段,真正应用于i临床还有待于技术的进一步成熟.总之,飞秒激光高频,低能,高精度,无创伤的优越性,使其在各种眼科手术中具有广泛的应用前景.参考文献1goldmanjr,prybylaja.ultrafastdynamicsoflaserexcitedelectrondistributionsinsilicon.physrevlett,1994.72:13641367.2yonderlinded,sokolowskitintenk,bialkowskij.lasersolidinteractioninthefemtos

21、econdtimeregime.applsurfsci,1997,109/110:110.3sugara,uttrafast(femtosecond)laserrefractivesurgery.curtopinophthalmol,2002,13:246249.4arbelaezmc.nidekmk2000microkeratomeclinicalevaluation.jrefractsurg,2002,18:357360.5shemeshg,dotang,lipshitzi.predictabilityofcornealflapthicknessinlaserinsitukeratomil

22、eusisusingthreedifferentmicrokeratomes.jrefractsurg.2002,18:347351.6yildirimr,arasc,ozdamara,eta1.reproducibilityofcornealflapthicknessinlaserinsitukeratomileusisusingthehansatomemi.crokeratome.jcataractrefractsurg,2000,26:l7291732.7binderpsflapdimensionscreatedwiththelntralasefslaser.jcataractrefra

23、ctsurg,2004,30:2632.8nordanl,slades,bakerr,eta1.femtosecondlaserflapcreationforlaserinsitukeratomileusis:sixmonthfollowupofinitialu.s.clinicalseries.jrefractsurg,2003,19:8-14.9keziriangm.stonecipherkg.comparisonoftheintralasefemtosecondlflserandmechanicalkeratomesforlaserinsitukeratomileusisjcatarac

24、trefractsurg,2004.30:804811.10trandb,saraybama,borz,eta1.randomizedprospectiveclinicalstudycomparinginducedaberrationswithintralaseandhan.satomeflapcreationinfelloweyes:potentialimpactonwavefrontguidedlaserinsitukeratomileusis.jcataractrefractsurg,2005,31:97105.11durrieds.keziriangm.keratomeflapsinw

25、avefrontguidedlaserinsitukeratomileusis:prospectivecontrataterateyestudy.jcataractrefractsurg,2005,31:120126.12ratkaytraubi,ferinczie,juhaszt,eta1.firstclinicalresultswiththefemtosecondneodynium.glasslaserinrefractivesurgery.jrefractsurg,2003,19:94.103.13sonigob,chongsitd,anceljm,eta1.invivoconfocal

26、microscopyevaluationofcornealchangesinducedafterlasikusin4gtheintralasefemtosecondlasertechnique.jfrophtalmoi,2005,28:463472.14youngmnewocularsyndromesurfaceswithintralase.eyeworld.2004.8:12.15bisersa,bloomah,donnenfelded,eta1.flapfoldsaftarfem国外医学眼科学分册2005年1o月第29卷第5期sectionophthalmolfor堕g!:tosecond

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