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准分子激光

所谓准分子激光,是指受激二聚体所产生的激光。之所以产生称为准分子,是因为它不是稳定的分子,是在激光混合气体受到外来能量的激发所引起的一系列物理及化学反应中曾经形成但转瞬即逝的分子,其寿命仅为几十毫微秒。

准分子激光(英文:Excimer laser)是指受到电子束激发的惰性气体和卤素气体结合的混合气体形成的分子向其基态跃迁时发射所产生的激光。

准分子激光属于冷激光,无热效应,是方向性强、波长纯度高、输出功率大的脉冲激光,光子能量波长范围为157-353纳米,寿命为几十毫微秒,属于紫外光。最常见的波长有157 nm、193 nm、248 nm、308 nm、351-353 nm。

历史 

准分子激光由Nikolai Basov, V. A. Danilychev 和 Yu. M. Popov等人于1970在莫斯科物理研究所发明。使用电子束激发氙气二聚体,产生的准分子激光波长为172nm。

1975年包括美国政府的海军研究实验室、诺思罗普研究和技术中心,Avco Everett研究实验室,和美国桑迪亚国家实验室[5]在内的多家政府研究机构研究利用电子束激发惰性气体卤化物。

1979年西德Lambda Physik公司生产出第一台商业用准分子激光器

迄今为止已经发现的能够产生准分子激光的气体有10多种。

应用

准分子激光首先被应用在工业上:

美国IBM公司开始使用并且改进准分子激光技术,主要应用在计算机芯片的制造以及塑料物质上蚀刻精确的图形。

1980年IBM公司应用193nm准分子激光刨光钻石。
 

1982年IBM将准分子激光技术应用在半导体光刻工艺中。

1986年AT&T贝尔实验室研制出第一台准分子激光分步投影光刻机。

目前准分子激光已广泛应用在临床医学以及科学研究与工业应用方面,如:钻孔、标记表面处理、激光化学气相沉积,物理气相沉积,磁头与光学镜片和硅晶圆的清洁等方面,微机电系统相关的微制造技术。

准分子激光于90年代始在医学上得到运用,主要有:

眼科:使用193nm准分子激光进行LASIK手术,矫治屈光不正(近视、远视、散光)。

1983年,哥伦比亚大学的MD.Stephen Trokel以及IBM的Srinicasan首先提出用激光治疗近视的构思,并在动物角膜上开始实验。

1987年,Trokel等人将IBM公司发明用以切割芯片的准分子激光用于人眼角膜上,应用准确计量的准分子激光直接汽化角膜的部分组织,以达到改变眼角膜曲度的目的。

九十年代初,美国FDA开始准分子激光角膜表面切削术(Photorefractive keratectomy,PRK)的临床实验,开始了激光治疗近视。

1990年,Dr Pallikaris、Buratto,Galvis和 Dr Ruiz结合ALK的技术与先进激光仪结合而发明了准分子激光角膜原位磨镶术(Laser-Assisted in Situ Keratomileusis,LASIK)。经过几年的临床实验效果跟踪,1995年10月FDA最终正式批准PRK手术可以治疗600度以内的近视,400度以内的散光。
 

1995至1999年,FDA又相继批准了1200度以内的近视、600度以内散光和600度以内远视的LASIK治疗。

1993年中国卫生部首次批准引进的两台准分子激光治疗仪在北京同仁医院以及协和医院应用PRK技术,1995年开始应用LASIK技术。

 1996年台湾通过人体实验而正式核准使用PRK技术。

1997年意大利Rovigo医院眼科中心Massino lamellion MD发明准分子激光角膜上皮磨镶术(laser epithelial keratomileusis,LASEK) 。

1999年,波前引导激光手术技术(Customized LASIK)被开发;

2001年,美国开始在临床应用此项技术。

 2002年10月,FDA核准了此项技术,第二年5月开始正式普及。

皮肤:使用308nm准分子激光治疗白癜风、银屑病和过敏性皮炎。

 心血管:准分子激光在心血管疾病中主要用于治疗冠心病、周围血管疾病、心脏瓣膜病、先天性心脏病和肥厚性心肌病等。

 直接心肌血运重建术(direct myocardial revascularization,DMR),也称为经心肌血运重建术(transmyocardial revascularization,TMR)或激光心肌血运重建术(transmyocardial laser revascularization,TMLR),是近年来应用于心脏外科临床的新技术。

经皮直接心肌血运重建术(percutaneous direct myocardial revascularization,PDMR)是在TMR技术基础上发展起来的用于心脏内科临床的一种新型冠心病介入治疗技术,是冠心病治疗史上的一项新进展。这些都为过去常规内外科治疗不能有效的治疗的冠心病病人提供了一种新的方法。

何为准分子激光?

所谓准分子激光,是指受激二聚体所产生的激光。之所以产生称为准分子,是因为它不是稳定的分子,是在激光混合气体受到外来能量的激发所引起的一系列物理及化学反应中曾经形成但转瞬即逝的分子,其寿命仅为几十毫微秒。

准分激光是一种气体脉冲激光,所产生的是波长为193nm的准分子激光,它是一种超紫外线光波,此波长的激光吸收范围窄,激光的能量几乎完全被角膜上皮细胞和基质吸收,超过这个范围的组织不会吸收到激光,每一个激光脉冲可以切削0.2到0.25um厚度的生物组织,所以周围的组织不会损伤。

准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应,而是光化反应,所谓光化反应,是指组织受到远紫外光激光作用时,会断裂分子之间的结合键,将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪,对周围组织则没有影响,达到对角膜的重塑目的,能精确消融人眼角膜预计去除的部分空间精确度达细胞水平,不损伤周围组织。它的波长短,不会穿透人的眼角膜,因此对于眼球内部的组织没有任何不良的作用。

准分子激光在医学上主要用于屈光不正的治疗,如用PRK、LASIK、LASEK等方法进行屈光不正的治疗,是目前临床上应用比较普遍、安全、快捷、有效、稳定的屈光不正治疗方法。

激光治近视安全吗?

准分子激光治疗近视眼最早是1985年美国医生开始在临床应用的,近年来发展迅速,九十年代初传入中国。准分子激光治疗高、中、低度近视的手术效果远远优于以往的屈光手术,因此,广为全世界的眼科医师所瞩目。但仍有很多人对它产生怀疑,怕眼睛被打穿、烧焦。

一般来说,准分子激光是波长很短的紫外光,它与生物组织发生的是光化学效应而不是热效应,因此,不会产生热损伤,更谈不上烧焦。

另外,还有人顾虑会打穿眼球,这种顾虑是多余的,准分子激光波长短,穿透力弱,每个脉冲只能切削0.25um的深度,是在细胞下水平切削,切削极精确,因此打穿眼球是不可能的。

 有人担心会伤害眼睛的其他部位,这也是多虑,因为准分子激光器都有红外线跟踪系统,当你的眼球偏转超出正常范围,激光会自动停止击射,保证安全治疗。

激光治疗近视的原理是,近视眼是由于眼球的前后径太长或者眼球前表面太凸,外界光线不能准确会聚在眼底所致。准分子激光角膜屈光治疗技术(PRK和LASIK技术),是用电脑精确控制的准分子激光的光束使眼球前表面稍稍变平,从而使外界光线能够准确地在眼底会聚成像,达到矫正近视的目的。
 

准分子激光是氟氩气体混合后经激发产生的一种人眼看不见的紫外线光束,属冷激光,能精确消融人眼角膜预计去除的部分而不损伤周围组织和其他组织器官。

 手术中准分子激光的作用

屈光性角膜手术中通过激光的高能爆破效应(气化)来切削角膜层,只有万分之三毫米的厚度,目前,准分子激光由于角膜中心区域(直径大约60~80mm)大小的局限也受到了限制,而治疗过程中激光只切削了角膜厚度的5~10%(角膜切削厚度和图形是由术前检查和计算决定的),而这些数据通过眼科医生输入计算机系统中计算出切削的图形。

激光治近视先要做检查

当您决定做近视激光手术后,一定要做全面系统的眼部检查,其中包括:

1.视力检查:包括不戴镜视力和戴镜最佳矫正视力。 2.屈光检查:包括初检、散瞳验光和复验三个步骤。验光度数正确与否直接影响手术效果。 3.眼前节及眼底检查:重点检查角膜透明度是否有疤痕,晶体是否浑浊,眼底检查是否有玻璃体浑浊、眼底病变等。 4.眼压检查:以排除高眼压和青光眼的可能性。 5.角膜曲率检查:排除圆锥角膜及扁平角膜可能性。 6.角膜测厚:对角膜中心厚度低于500者,如果病人是高度近视,应注意角膜中心切削深度,术前向患者说明有关情况。 7.角膜地形图检查:主要目的是对整个角膜表面的规则性和对称性有所了解,除外各种异常因素。 8.术前停戴隐形眼镜二周。

 专家指出,适合接受准分子激光治疗的人为:18周岁至50周岁,近两年度数稳定的近视眼150度至2000度、或合并散光100度至400度、及远视200度至800度均适合治疗。

眼部患感染性炎症、圆锥角膜、青光眼、白内障、眼底病变等,或有糖尿病、胶原性疾病等全身性疾病的人不适合准分子激光治疗。

专家告诫:18岁以下激光治近视可能白做。不久前,来自上海瑞金、长海等医院相关部门的调查显示,准分子激光治疗近视眼的求诊者中,学生占了绝大多数,尤其是高中生,门诊量有逐日增多的趋势。对此,专家告诫:准分子激光治疗近视眼,18周岁以下的青少年不宜。

据专家介绍,为确保安全和有效,准分子激光治疗近视眼要求患者术前屈光状态稳定,矫正视力达到0.5以上。据此,接受手术的最佳年龄应该在25岁至35岁,18周岁以下的青少年正处于身体生长期,眼睛屈光度不稳定,若盲目接受手术,一二年后视力极有可能回退,严重影响预期的疗效,功败垂成。

带来的后遗症

目前激光治疗的方法多采用准分子激光角膜切削术(PRK)及准感分子激光原位角膜磨削术(LASIK)。在眼的屈光系统中,角膜的屈光力占全部屈光力的 70%,角膜屈光力的轻度改变即能明显影响近视的度数。PRK及LASIK两种手术正是通过切削中央角膜,使之变薄而降低其屈光力来达到矫正近视目的的。 PRK多应用于治疗中低度近视,但由于破坏了角膜的正常解剖结构,术后可出现角膜上皮下雾状浑浊、青光眼或高眼压、眩光和回退等并发症。LASIK可以保持前部角膜组织的正常解剖结构,能够减轻术后角膜组织愈合反应所引起的上皮下浑浊和屈光回退,预后性较好,术后恢复和稳定性也较好,适合于中高度近视和近视散光的治疗。但LASIK也可能出现并发症,如感染、欠矫或过矫、角膜穿透、医源性角膜散光、继发性圆锥角膜、角膜瓣不规则、眩光等等。这些并发症如果及时发现并处理得当,大部分不会留下后遗症,也不会影响疗效。但是有些并发症确实妨碍视力恢复,比如术前近视术后过矫成高度近视;或术前无散光,术后成为高度散光等等。如果手术致存留的角膜太薄,则无法采用再次手术予以补救。又如,术中角膜穿透或术后继发严重的圆锥角膜,都可能令患者不得不接收角膜移植手术,给患者带来新的麻烦。

而且,眼部激光手术对年龄也有要求。若年龄小于18岁则不适合做,因为18岁以下者。若盲目接受手术,一两年后视力极有可能回退。因此,两种手术均要求患者年龄在18~55岁之间,近视度数稳定2年以上。最佳手术的年龄是25岁至30岁。严重干眼病、突眼症及眼睑关闭不全、青光眼、单眼患者等是手术的绝对禁忌症。由于术后可能出现眩光的现象,所以司机等特殊职业者,需要慎重考虑手术。即使通过手术取得了良好的裸眼视力,也要定期检查眼底及视力。

做激光手术治疗近视,要注意以下四点:

第一,保证安全是首要的。

专家认为这是一种锦上添花的手术,而不是雪中送炭的手术。矫正近视眼,佩戴眼镜已经足够满足生理的需要,接受准分子治疗是为了更方便、更美观等,况且手术不可逆,做了就是做了,即使不满意也不可能再恢复到没做之前。尤其是接受这种手术的基本都是年轻人,正处于开创事业之时,不慎将会影响一生的发展,千万得慎重选择。

第二,选对人和选好机同样重要。

 有关专家称,准分子激光治疗近视的效果在以前主要取决于人的技术,人的因素可以占到90%,现在人、机因素各占一半。选对人和选好机同样重要。接受手术时一定要问清是哪位医生做手术,不要拿自己的眼睛当实验品。有些是省外的专家,可以通过网络进行查询其身份及资格。

关于机器的选择,最主要是把握两点,一是对同种品牌的机器来说,新一代的机器总比旧机器好。二是选择当下先进的技术,不要选择已经落后的技术。譬如现在都在使用小光斑技术,患者就得认准“小光斑”,不要用大光斑的机器,也不要上一些商家偷换概念的当:如智能型光斑,它的本质还是大光斑,不要被这类把戏蒙骗。

第三,选择有信誉的医疗机构。

假如不幸手术出了问题,大医院自然是“跑了和尚跑不了庙”,假如有的医疗机构很小,卷起铺盖就能走的那种,最好不要选择。

第四,看术前检查和术后服务。

 准分子激光治疗近视并非人人都可以接受,必须经过严格的术前检查确定没有任何禁忌症才能做。假如只是听信一家之言贸然接受手术,很可能存在隐患。做完准分子激光手术后要定期进行眼科检查,所以不能只是看价格高低,详细比较一下各个医疗机构的术后服务内容,选择最完备和最方便实行的。

手术指证

1.适应于18周岁至50周岁的且符合第2条近视或远视程度的患者;

2.近视程度为150度至2000度、或合并散光100度至400度、及远视200度至800度,且呈持续两年性;均适合治疗。

 由于青少年处于发育期,最佳年龄应该在25岁至35岁,待眼球发育完全,屈光状态稳定后,手术效果较好。

禁忌症:

除了所有角膜病变患者不适宜进行准分子激光矫正近视手术外,患有全身免疫疾病,如类风湿、狼疮等患者同样不宜手术。因为角膜切开,可能会引起患者的免疫反应。凡接受手术者,术前术后应遵循医生指导做好眼球的相关检查。

凡患有角膜炎、巩膜炎、结膜炎的患者应在炎症控制后实施手术。

免疫性疾病、或有糖尿病、胶原性疾病等全身性疾病的人不适合准分子激光治疗。

圆锥角膜、青光眼、白内障、眼底病变等不宜手术。

手术方式:

LASIK——

LASIK(准分子角膜原位磨镶术,简称IK)是用精密度极高的自动角膜板层刀将角膜浅层切一个薄的角膜瓣,翻开后在计算机控制下用准分子激光对深层角膜组织进行切削,然后将角膜瓣复位。LASIK手术保留了角膜上皮和前弹力层的完整性,避免了PRK手术后的角膜上皮过度增生和角膜雾状混浊现象。

LASIK手术是在PRK的基础上发展起来的,以其适应范围更广、效果更加稳定而受到广大近视患者的青睐

---LASIK的发展史

LASIK的发展史可追溯至40年代末。自1949年起,美国等国外的眼科专家们先后报道了对LASIK技术的形成起重要作用的一系列角膜屈光手术。比如:冷冻角膜磨镶术(1949年)、原位角膜磨镶术(1964年和1966年)、准分子激光成功切削动物眼角膜组织(1983年)、非冷冻角膜磨镶术(1986年)、自控板层原位角膜磨镶术(简称ALK,1988年)、准分子激光角膜切削术(简称PRK,1989年)、准分子激光角膜磨镶术(简称PKM,1990年)等等。

 1990年,Pallikaris将ALK和PRK两者结合,终于形成了迄今为止最趋于完美的一种屈光不正矫治术即LASIK。

在我国,激光角膜屈光手术的开展与国外基本同时起步,关于准分子激光的引进,我国卫生部1992年召开了论证会,随后引进PRK,相继又引进了LASIK。PRK和LASIK这两种激光角膜屈光手术的安全性、疗效的可猜测性和稳定性均明显优于以往的任何一种屈光不正矫治术,尤其是风靡全球的LASIK,可以预见,在未来数年里,必然成为眼科最常见的手术之一。

LASIK具有以下明显优点:

①适应范围广:可矫正100-3000度的近视,还可矫治高度散光和高度远视。

②术后反应轻:LASIK完整保留了角膜表层的“屏障”组织,故术后无疼痛,不住院不包眼,仅有短暂的怕光,流泪和眼内异物感。

③视力恢复快:术后即刻便能用眼,几小时后恢复正常视力。

④效果稳定好:可一劳永逸地矫治屈光不正,通俗讲即一次性治疗,永久性效果。

 ⑤快捷而方便:术前检查约1小时,术前预备约10余分钟,手术仅需几分钟,其中激光治疗过程仅需几秒钟至几十秒钟,术后当天即可正常活动,不影响生活和工作。

LASEK——

LASEK(准分子激光上皮下角膜磨镶术,简称EK)。LASEK手术是意大利Rovigo医院眼科中心Massino lamellion MD于97年在屈光手术临床过程中发明的一种针对高度数、角膜相对较薄的一种新的准分子激光手术,为高度数患者争取了角膜厚度和带来更好的视觉效果。LASEK是结合PRK和LASIK的长处的New Surgical Technology ,解决了从前LASIK手术中存在的困难,让眼睛小、角膜厚度薄和长期戴隐形眼镜的患者也可以安全、舒服地接受激光矫正手术。

LASEK手术解决了LASIK视为禁忌症的一些问题,为一些超高度近视眼,角膜厚度相对较薄等患者带来了矫正的希望。例如国内的爱尔眼科医院LASEK手术由已有上千例LASEK成功手术经验和学术界M.F.L多焦切削技术理论专家亲施手术。

准分子激光治疗近视流程

1.咨询医生

首先,手术医生或临床医师会与你讨论可供选择的所有治疗方案,之后你必须决定是否要做这个手术。

下一步涉及一系列非常详尽的诊断检查,以确定你的眼睛是否适合接受这种手术。其基本程序跟标准 LASIK 一样,只是诊断检查更为精细复杂。

2.诊断检查

当你决定做手术时,医生或医务人员会为你进行多项检查 。你的视力至少要在两年内保持稳定才能考虑做手术,激光治疗医生可能会与配镜师或眼科医师联系。你必须准备至少在诊所呆上2个小时。医生会在进一步检查后与您讨论相应结果。

(1)视力检查 为确保制订正确的治疗方案,医生将重新检查你的视力。瞳孔大小 瞳孔大并且做过准分子激光手术的人经常会抱怨有光晕和眩光。医生会判断你的瞳孔是否大小合适,符合正确的参数。

(2)角膜结构 眼前节分析诊断系统会测量角膜的形状,从而让医生判断你是否适合做激光矫视治疗,术后进行此项检查还可以判断您的眼睛是否在痊愈。如果你配戴隐形眼镜,则可能需要在四周内设法不戴(具体时间多长视隐形眼镜类型而定),以消除隐形眼镜造成的角膜肿胀,确保医生获得准确的测量结果。

 (3)像差分析仪 像差分析仪可从您的眼睛获得详细的视觉波前数据。医生会将一滴散瞳剂滴入您的眼内,扩大瞳孔以确保获得所有必要的信息。眼睛疾病 需检查您的眼睛看是否有疾病。这包括测试您的眼内压力,检查角膜和视网膜等。医生向您询问您的健康状况,因为患有某些疾病意味着不能做激光治疗手术。

3.治手术前准备工作

(1) 视力检查:包括裸眼视力和戴镜最佳矫正视力;

(2) 屈光检查:包括电脑验光、散瞳验光和复验三个步骤。验光度数正确与否直接影响手术效果;

(3) 眼前节及眼底检查:重点检查角膜透明度,角膜是否有疤痕,晶体师傅混浊,眼底检查是否有玻璃体混浊、眼底病变等;

(4) 眼压检查:以排除高眼压和青光眼的可能性;

(5) 角膜测厚:对角膜中心厚度低于500μm者,如果患者是高度近视,应注意角膜中心切削厚度,术前向患者说明情况;

(6) 角膜地形图检查:主要目的是对整个角膜表面的规则性和对称性有所了解,排除各种异常因素。

4.激光治疗

手术开始之前,会在你的眼里滴入局部麻醉药,以便使你感觉不到疼痛。你将脸朝上躺在激光床上,眼睛和眼睑保持睁开,确保它们不会挡住激光束。医生会开始做手术,整个手术会在几分钟内完成。

(1)制作角膜瓣 首先要在眼睑下放置一个微型支撑器以防眨眼;接着会在眼睛表面放置称为角膜刀( Microkeratome )的精密仪器,并由一个轻巧的真空器固定起来;然后角膜刀会在眼睛表面制作一个非常簿的角膜瓣并小心翻折,避免遮挡。整个过程中实际上不会感到疼痛,只是会感觉到真空泵的轻微压力。

(2)激光矫正 激光仪是根据特别为你制订的治疗方案编程的。医生会在激光下调整您的眼睛位置,并要求您注视红光。这时激光仪中的眼球跟踪仪会锁定您的瞳孔,激光治疗就会开始且一般持续两分钟。在整个过程中,眼球跟踪仪会确保激光仪追踪您眼睛的位移来作出调整,哪怕是很小的移动,以确保您的眼睛获得完全精确的治疗。

(3)角膜瓣复位 激光治疗后角膜瓣会被翻回,让其自然愈合,无须缝合。

5.治疗后的程序

治疗过程之后会对您的视力进行检查,并给予药物以防感染和眼睛干涩。您将会带上眼罩,以防在睡觉时抓挠眼睛;此外也要戴上墨镜,因为短时间内您的眼睛会因强光照射感到疲劳。此时您的视力还不是太清晰,不适宜自己驾车,甚至也不适宜乘坐公交车,因此要有人照顾你回家。

术后注意事项:第二天,当你进行第一次手术后检查时,会发现视力已经大大提高。但不管手术后你的视力感觉如何良好,千万一定仍要遵照医生的说明按时用药并做一般的眼睛保养。你必须确保进行术后1天、1周、1个月和3个月(也可能包括6个月及12个月)的全部复查。
 


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