飛秒激光技術(shù)在角膜屈光手術(shù)中的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究.pdf

1、由于屈光矯正效果佳，術(shù)后視力恢復(fù)快，準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser in situ keratomileusis,LASIK)成為目前手術(shù)矯正近視的主要方法。但是該手術(shù)仍然伴隨一些并發(fā)癥，目前LASIK手術(shù)并發(fā)癥主要來(lái)源于使用機(jī)械方式制作角膜瓣的過(guò)程。 角膜瓣的制作是LASIK手術(shù)的關(guān)鍵步驟之一，微型板層角膜刀被用于制作角膜瓣。良好的微型角膜刀應(yīng)該容易操作，制作出的角膜瓣厚度應(yīng)有良好的重復(fù)性?；诓煌脑O(shè)計(jì)理念，先后已經(jīng)有

2、20余種微型角膜板層刀被開發(fā)出來(lái)用于制作角膜瓣。 但是使用機(jī)械方式制作角膜瓣仍然無(wú)法完全避免并發(fā)癥的出現(xiàn)。與角膜瓣有關(guān)的并發(fā)癥豐要有角膜瓣形成不良、角膜瓣過(guò)小、“搓衣板”現(xiàn)象、游離瓣、角膜瓣過(guò)薄或偏斜、角膜水腫或角膜上皮脫落、層間異物殘留、角膜切穿等。隨著角膜刀的改進(jìn)，以上并發(fā)癥的發(fā)生幾率大大減少，但是在制作角膜瓣時(shí)的并發(fā)癥仍時(shí)有發(fā)生。用激光制作角膜瓣會(huì)減少這些情況的發(fā)生，而飛秒激光是惟一可用于此的激光。 第一部分、基礎(chǔ)

3、研究 第一節(jié)、飛秒激光切割角膜和透明材料的閾值研究 目的： 研究不同脈沖寬度的飛秒激光切割角膜不同層次和含水量不同的非生物材料(聚甲基丙烯酸酯)的閾值。 方法： 使用脈沖寬度(pulse duration)為60飛秒～270皮秒，中心波長(zhǎng)為800nm，重復(fù)頻率為10 Hz，最大能量為600 mJ(最大峰值功率為10兆瓦)的鈦一藍(lán)寶石激光系統(tǒng)。使用焦距為88 mm的透鏡聚焦飛秒激光脈沖于離體豬眼角膜

4、或聚甲基丙烯酸酯材料表面。用光電二級(jí)管收集切割時(shí)發(fā)生的電離再組合產(chǎn)生的光子。調(diào)節(jié)飛秒激光的能量，直到收集到光電二級(jí)管顯示全信號(hào)。計(jì)算切割閾值。 結(jié)果： 于脈沖寬度為200，500飛秒和6皮秒的飛秒激光，切割上皮的閡值分別為：0.7，1.4 and 1.8 J／cm2，切割豬角膜內(nèi)皮的閾值分別為：0.3，0.5和0.4.J/cm2.分別使用上述相同脈沖寬度激光切割干燥的聚甲基丙烯酸酯(PMA)材料，閡值分別為：0.46，0

5、.8 and 1.2 J/cm2。切割含水42％的PMA，閾值分別為0.41，0.45和0.62 J／cm2。 結(jié)論： 飛秒激光切割角膜內(nèi)皮細(xì)胞的閾值不隨激光脈沖的脈沖寬帶而改變。隨脈沖寬度增加切割角膜上皮和聚甲基丙烯酸酯材料的激光閾值增加。隨材料含水量增加，切割材料的飛秒激光閾值卜降。 第二節(jié)、飛秒激光切割后角膜炎性因子濃度變化的研究 目的： 研究飛秒激光切割后，愈合過(guò)程中兔角膜炎癥因子(IL-

6、1、IL-2、IL-6)濃度的變化，并與機(jī)械方式切割后相同過(guò)程比較。 方法： 使用飛秒激光和微型角膜板層刀(Morria M2)分別在20只新西蘭白兔的右眼和左眼制作厚度為110μm的角膜瓣，揭開角膜瓣后，原位恢復(fù)角膜瓣，術(shù)后1天、1周、1月角膜愈合過(guò)程中分別處死6只兔子，使用ELISA方法檢測(cè)角膜中IL-1、IL-2、IL-6濃度，另選3只兔子作為空白對(duì)照。 結(jié)果： 飛秒激光制作角膜瓣后1天、1周、1月

7、角膜IL-1平均濃度分別是1 15.17±6.14 pg／ml、62.81±5.13 pg／ml、52.75±6.68 pg／ml。IL-2平均濃度分別是0.094-0.02μg/L、O．25±0.02 μg／L、0.33 ±0.03 μg／L.IL-6平均濃度分別是1 1.27±1.24pmol／L、8.1 8±0.64 pmol／L、5.65 ±0.40pmol／L。機(jī)械方式制作角膜瓣后1天、1周、1月角膜IL-1平均濃度分別是88

8、.29±4.98 pg／ml、70.29±17.08 pg／ml、46.65±12.38 pg／ml。IL-2平均濃度分別是O．19+0.01μg／L、0.22±0.02 lag／L、0.36±O．02.g／L。IL-6平均濃度分別是5.27±2.35 pmol／L、6.18±1.59 pmol／L、6.78±1.53 pmol／L。與機(jī)械方式制作角膜瓣比較，術(shù)后一天，飛秒激光切割產(chǎn)生較高濃度的IL-1(P<0.01)和IL-6(P<0

9、.01)。術(shù)后一周、一個(gè)月，兩種方式產(chǎn)生的IL-1、IL-2和IL-6差異無(wú)顯著性。 結(jié)論： 與機(jī)械方式制作角膜瓣相比，術(shù)后一天，使用飛秒激光制作兔角膜瓣，使更高濃度的炎癥因子在角膜表達(dá)。這可能是產(chǎn)生飛秒激光術(shù)后暫時(shí)性光敏感(Transient light sensitivity)的原因。 第二部分、飛秒激光技術(shù)的臨床應(yīng)用 第一節(jié)、飛秒激光制作的角膜瓣厚度相關(guān)研究 目的： 研究影響飛秒激光

10、(femtosecond laser，飛秒)制作的角膜瓣厚度的相關(guān)因素。 方法： 在100眼準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(Laser in situ keratomileusis，LASIK)中使用飛秒制作預(yù)設(shè)厚度為100μm角膜瓣，術(shù)中測(cè)量和計(jì)算角膜瓣厚度，與預(yù)設(shè)角膜瓣厚度進(jìn)行差異分析，并與患者術(shù)前裸眼視力、主觀驗(yàn)光屈光度、眼波前相差、術(shù)前角膜中央厚度、患者年齡、角膜中央K值、眼壓等指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析。 結(jié)果：

11、 15KHz飛秒角膜瓣厚度的均值為：124.52±14.41μtm，飛秒角膜瓣厚度與患者年齡相關(guān)、與眼高階相差的Z64值、角膜中央平均K值有弱相關(guān)性。60KHz飛秒制作的角膜瓣厚度為：121.82μm±11.35μm。 結(jié)論： 飛秒制作的角膜瓣精確，影響因素少，患者年齡可能影響飛秒制作的角膜瓣厚度。 第二節(jié)、飛秒激光輔助的波前相差引導(dǎo)的準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)早期療效觀察 目的： 觀察使用飛秒激

12、光制作角膜瓣的波前像差引導(dǎo)的LASIK(Lasetr in situ keratomileusis)手術(shù)早期治療效果，并與使用機(jī)械方式制作角膜瓣的波前像差引導(dǎo)的LASIK手術(shù)比較。 方法： 在波前像差引導(dǎo)的個(gè)體化角膜切削前，分別使用飛秒激光機(jī)(intralase)和Moria M2微型角膜板層刀為各30位(飛秒組和機(jī)械組各60眼)近視患者制作近似厚度角膜瓣，手術(shù)前后檢測(cè)未矯正視力、眼波前像差、對(duì)比敏感度等視覺(jué)功能指標(biāo)，并

13、比較兩組患者臨床效果。術(shù)中測(cè)量部分患者角膜基質(zhì)厚度。 結(jié)果： 術(shù)后3個(gè)月兩組裸眼視力均比術(shù)前提高，有效性和安全性指數(shù)分別為：飛秒組：1.03；1.13、機(jī)械組：1.01；1.10。術(shù)后兩組等效球鏡度數(shù)變化相似。術(shù)后3個(gè)月，兩組球差均較術(shù)前增加，但飛秒組增加小于機(jī)械組。飛秒組最高空間頻率(18cpd)對(duì)比敏感度比術(shù)前提高。機(jī)械組相同頻率對(duì)比敏感度術(shù)后1月下降，術(shù)后3個(gè)月恢復(fù)至術(shù)前水平。飛秒制作的角膜瓣厚度為：123.47±

14、13.85μm，變異系數(shù)8.8％。Moria微型角膜板層刀制作的角膜瓣厚度為：124.18±20.99μm，變異系數(shù)15％。 結(jié)論： 與使用Moria M2微型角膜板層刀制作角膜瓣的波前像差引導(dǎo)的個(gè)體化LASIK手術(shù)比較，使用飛秒激光制作角膜瓣的波前像差引導(dǎo)的個(gè)體化LASIK手術(shù)后早期，裸眼視力相似，球差增加較少，屈光狀態(tài)更穩(wěn)定，高空間頻率的對(duì)比敏感度增加更多，顯示出更好的治療效果。飛秒激光制作的角膜瓣厚度重復(fù)性與Mor

15、ia微型角膜板層刀制作的相近。 第三部分、飛秒激光技術(shù)在眼表檢查中的應(yīng)用飛秒激光為光源的OCT檢測(cè)淚膜相關(guān)參數(shù)的重復(fù)性研究 目的： 研究傅立葉閡的飛秒激光為光源的OCT測(cè)量淚膜相關(guān)參數(shù)的重復(fù)性。 方法： 使用飛秒激光為光源的傅立葉光學(xué)相干斷層掃描儀(FD-OCT)檢測(cè)20位健康人右眼下方中央淚河，該設(shè)備掃描速度為26000幀／秒，縱向圖像分辨率5啪。在相隔1至2個(gè)月的兩次檢測(cè)中，每次檢測(cè)掃描2次。

16、瞬目2秒鐘后采集圖像，用基于Matlab開發(fā)的軟件測(cè)量淚河高度，深度和淚河角度。用兩個(gè)三角形面積相加得出淚河切面面積。 結(jié)果： 淚河高度，深度，面積和淚河角度檢測(cè)間(between visits)的變異系數(shù)(CV)分別是1 7.5％、1 8.0％、35.5％和12.2％。這些參數(shù)的組間相關(guān)性(1CC)分別是0.605、0.558、0.567和0.367。 結(jié)論： 使用飛秒激光為光源的傅立葉OCT’檢測(cè)淚河

17、參數(shù)的重復(fù)性高于其它的OCT設(shè)備，該類型OCT可能被開發(fā)用于檢測(cè)干眼的程度和評(píng)估相關(guān)療效。 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)1.測(cè)量了飛秒切割角膜不同結(jié)構(gòu)和不同含水材料的閾值。 2.量化研究了飛秒激光切割后兔角膜炎性因子濃度的變化。 3.量化分析可能影響飛秒激光制作的角膜瓣厚度的因素。 4.量化分析比較了使用不同頻率飛秒激光制作的角膜瓣厚度和重復(fù)性。 5.在國(guó)內(nèi)較早觀察了飛秒激光制作角膜瓣的波前相差引導(dǎo)的準(zhǔn)分子激光