白内障与近视手术，共享飞秒激光

　　经常会听到这样的问题：既然拥有了可以制作角膜瓣的飞秒激光，为什么还需要再购买一台专做白内障手术的飞秒激光？不能用一台飞秒激光设备既做白内障手术，又做近视手术吗？因为购置设备的费用实在是太巨大，且这些成本又需要转嫁给患者来支付。

　　回答这个问题需要对两种不同类型的飞秒激光设备有一定的了解，角膜手术的飞秒激光是用于屈光不正手术，在眼球的表面制作角膜瓣。而白内障手术的飞秒激光是在眼球内部的更深层组织进行切削，这对飞秒激光的很多参数有不同的要求，从原理上将两种飞秒激光整合在一起进行工作是非常困难的，但是就像当初将飞秒激光与准分子激光用于近视手术一样，由不可想象变成现实，仅仅需要时间与我们的耐心。经过系统的不断改进后，我们将来在同一台飞秒激光上同时完成屈光不正与白内障手术不是没有可能。

　　现代角膜与白内障的飞秒激光手术的原理与参数有很多相似之处，均利用了“光致裂解作用”切割组织，且对眼球表面与眼内的周围组织不产生热损伤，激光光源均为1000纳米的波长，选择该波长是因为生产该波长的激光仪器的经济成本相对其他波长的激光要低一些，且该波长的激光可以穿透透明的角膜组织到达眼内，这一点与准分子激光是不同的。其产生的能量是毫焦耳与微焦耳级别。

　　近视眼的角膜手术与白内障手术的飞秒激光系统，对于病人来说也有相似之处，两者均需要良好的眼球固定，在飞秒激光治疗程序之后，患者都需要更换手术仪器（准分子激光或者超声乳化仪）进行下一步治疗。

　　角膜与白内障的飞秒激光手术不同之处在于对飞秒激光切割的精确度与深度不同，角膜手术（角膜瓣制作、全飞秒激光手术、角膜移植、角膜基质环隧道等）的飞秒激光切削区域为直径约10毫米，切削深度层面在小于0。5毫米厚度范围内，相当于二维平面，非常的局限，正是因为范围小所以对飞秒激光切削的精确度要求很高。飞秒激光切削面必须光滑以避免产生近视手术后的光学并发症，这一点对屈光不正的患者显得尤为重要。

　　而对于白内障手术，由于晶状体的体积较大，飞秒激光需要切削多个层面，达到粉碎晶状体核的目的。其作用的区域是在角膜平面以下约5毫米，水平直径范围7毫米，激光能量作用深度约4毫米的三维空间。由于切削后的混浊晶状体组织会被最终祛除，其切削并不需要光滑，但是要求切削的速度非常快。

　　这种对临床要求的不同，需要两种飞秒激光仪器应该具有不同的能量，激光器的孔径设置决定了飞秒激光光斑的大小和焦点深度，而激光治疗时组织上的气穴形态决定于孔径的大小和激光的能量值，因此孔径是决定飞秒激光产生气穴形态的主要决定因素，两种飞秒激光器最主要的区别就是激光孔径的不同。

　　如果将激光聚焦的深度设为固定的数值（角膜屈光手术），激光光束通过较大的直径的透镜之后产生较大的孔径，将产生非常小的聚焦点，直径在0。2毫米左右的孔径是角膜手术较为理想的数值。该孔径将产生宽基底的激光光锥，并且形成小的激光聚焦点。应用较低的脉冲能量（几百纳焦耳/200飞秒激光脉冲）可以在10微米的角膜组织内产生球形气穴，且对角膜的周围组织不产生影响。

　　对于角膜的飞秒激光手术，这种精确性是非常必要的，因为每3微米的角膜不规则性可以产生1微米的波前像差（每3微米的角膜组织等于1微米的光程差），但是对于作用于晶状体的飞秒激光手术则很难达到这种精确性。

　　针对角膜手术的飞秒激光需要较大的激光孔径，从而达到某个切削层面的精确聚焦。而发生了白内障的晶状体飞秒激光手术则不同，如果采取较大孔径的飞秒激光器，将使飞秒激光能量通过眼球的屈光间质时产生较高的像差，飞秒激光需要穿过更多的光学界面才能抵达晶状体，穿过的光学界面越多，产生的像差也越大。因此，这两个因素限制了角膜的飞秒激光器应用于需要聚焦在眼球更为深层的的晶状体组织。不仅如此，角膜飞秒激光在晶状体内会产生散射也会造成误伤其周边组织，以及导致飞秒激光能量的衰减。最关键的是，像差与散射使飞秒激光的能量无法达到光致裂解晶状体组织的最低阈值，这两个因素也限制了目前的角膜飞秒激光无法实现白内障晶状体的切削。

　　与角膜飞秒激光相反，0。1毫米左右的激光孔径是晶状体手术飞秒激光器的较为理想的孔径，该孔径可以产生基底较窄的激光光锥和较大范围的焦点深度。应用较高的能量（1。35微焦耳/200飞秒激光脉冲）在100X20微米的三维立体范围内产生椭圆型气穴，进而对椭圆型的晶状体产生组织裂解作用。

　　针对三维立体的晶状体实施手术，飞秒激光需要较高的激光能量与较小的激光孔径，而对聚焦的精确性要求并不高。

　　白内障飞秒激光器通过小孔径、具有高能量的窄激光束，在通过不同屈光间质、晶状体的时候，虽然穿透了不同屈光指数的光学界面以及混浊的晶状体，但是产生的光学像差与散射非常小，此类飞秒激光穿过以上屈光间质之后仍然具有较高的能量，以有效地对混浊晶状体产生光致裂解作用。

　　用于白内障手术的飞秒激光系统需要作用于不同深度的晶状体组织，而由于不同患者的眼球解剖结构（角膜厚度、前房深度、晶状体厚度与大小）不同，飞秒激光作用的深度与宽度也需要作出“个性化”调整，因此，白内障的飞秒激光系统需要更为复杂的“导航机制”以调整激光的聚焦。

　　角膜飞秒激光则不需要这种“导航机制”，激光直接作用于角膜组织内的某个单一层面，进行二维的平面切削或透镜切削，术中的角膜立体成像并不重要、而飞秒激光白内障手术则不同，飞秒激光需要聚焦于远离角膜的晶状体，由于晶状体与角膜的距离因人而异，需要实时成像以监控飞秒激光切削的范围，以准确对准目标，避免误伤眼内周边组织。

　　眼前节OCT是飞秒激光白内障手术的最佳导航工具，其采集的数据经过三维数字化成型之后，可以提供晶状体囊膜和晶状体核的立体形态参数，OCT检查的图像系统需要与飞秒激光系统具有相同的光学系统，以确保两者的一致性，因此，使飞秒激光系统设计时需要加入OCT系统，变得更为复杂。

　　总而言之，飞秒激光白内障手术还处于其发展的早期阶段，与角膜的飞秒激光手术不可比。在一系列的难题被逐步破解之后，应用同一台飞秒激光器完成角膜屈光手术与白内障手术将不是梦想。未来采用的飞秒激光波长将在1400-1700纳米之间，但是目前生产这个波长的飞秒激光器需要的成本极高。