约翰内斯・开普勒（Johannes Kepler）是世界著名的天文学家和数学家，他在 1611 年出版了《屈光度》（Dioptrice）一书。这部文献为诸如望远镜之类的光学仪器奠定了基础，并引入了屈光度这一计量单位，它在我们如今的白内障及屈光手术工作中处于核心地位。如今，我们致力于让患者达到 0 屈光度（即正视眼）且无需佩戴眼镜，随着包括飞秒激光在内的技术进步，这一目标正变得越来越容易实现。

01 重要的早期里程碑

1986 年，杰拉德・穆鲁（Gérard Mourou）和唐娜・斯特里克兰（Donna Strickland）最早提出了飞秒激光的原理，二人因其开创性工作于 2018 年荣获诺贝尔物理学奖。飞秒激光为切割人体器官并实施手术提供了最安全且对组织损伤最小的方式。

1975 年，人们实现了利用纳秒和皮秒范围的高脉冲对眼组织进行光破坏。然而，产生这些脉冲所需的能量会引发诸如气泡形成之类的机械和热不良效应。随着时间推移，激光技术不断改进，包括将脉冲持续时间缩短至飞秒级别，这开辟了新的机遇，并克服了高脉冲能量带来的障碍。这一早期里程碑使得屈光角膜手术成为了现实。

尽管最初从角膜中提取透镜面临诸多挑战，但角膜瓣的制作标志着第二个早期里程碑。

1993 年，密歇根大学一名研究生的眼睛意外受到激光损伤，这一事件揭示了飞秒激光在眼科手术中的应用潜力。当时值班的眼科医生罗恩・库尔茨（Ron Kurtz） 医学博士观察到，激光束在学生的视网膜上烧出了一个圆形轮廓。这一事件促成了准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）的革命性发展。

像库尔茨（Kurtz）、蒂博尔・尤哈斯（Tibor Juhasz）博士以及马克・S・布卢门克兰茨（Mark S. Blumenkranz）医学博士等关键创新者，在协作创新中发挥了关键作用，这一创新催生了 IntraLase 飞秒激光平台（强生）。这项发明用一种更安全、更精准的方式替代了机械微型角膜刀来制作 LASIK 角膜瓣。

 IntraLase 飞秒激光平台（强生）

欧洲也对飞秒激光技术的发展做出了重大贡献。1999 年，在匈牙利，伊莫拉・拉特凯 - 特劳布（Imola Ratkay-Traub）医学博士成为欧洲首位使用飞秒激光进行屈光手术的外科医生。她随后发表了首批临床结果，结论指出 “飞秒激光能够进行精确的基质内切割，相较于现有技术，具有显著的安全性及其他优势（无需刀片、无角膜创伤、无部分切除问题以及无需灭菌处理）”。这是向前迈出的重大一步，尤其考虑到匈牙利在冷战期间克服欧洲分裂方面所起的关键作用。

2006 年，美国海军开展的一项研究得出结论，接受飞秒激光 LASIK 手术的军事飞行员比接受使用机械微型角膜刀的传统 LASIK 手术的飞行员恢复更快且视力更好，这使得该技术得到了更广泛的认可。

LenSx 激光系统（爱尔康）由推出飞秒 LASIK 的同一批工程师研发，标志着飞秒激光的第三个早期里程碑。它是首个专为白内障手术设计的飞秒激光系统。

LenSx 激光系统（爱尔康）

2008 年，佐尔坦・Z・纳吉（Zoltan Z. Nagy）医学博士、哲学博士成为世界上首位实施激光辅助白内障手术的外科医生，该手术在匈牙利布达佩斯大学医院进行。一年后，他公布了早期临床结果，表明与标准白内障手术技术相比，飞秒激光展现出更高的撕囊精准度，并降低了超声乳化能量。从那时起，又推出了其他各种平台，包括 Catalys（强生）、Femto LDV（Ziemer）、Lensar 激光系统和 Ally 自适应白内障治疗系统（LENSAR）以及 Victus 飞秒激光平台（博士伦）。

Catalys（强生）

Femto LDV（Ziemer）

Lensar 激光系统和 Ally 自适应白内障治疗系统（LENSAR）

Victus 飞秒激光平台（博士伦）

飞秒透镜取出术（FLEx）最初由沃尔特・塞昆多（Walter Sekundo）医学博士以及马库斯・布卢姆（Marcus Blum）医学博士实施，起初该手术需要制作角膜瓣。手术使用 VisuMax 飞秒激光（蔡司）进行。塞昆多的团队表明，该手术能提供与波前优化 LASIK 相似的屈光效果，但诱导高阶像差更少，中期对比敏感度更好。

VisuMax（蔡司）

FLEx 手术的其他迭代促成了微小切口基质透镜取出术（SMILE）的发展，现在被称为角膜屈光透镜取出术。该手术因其精准性、疼痛极小、角膜稳定性以及干眼症发病率低等优点而广受欢迎。截至 2023 年 8 月，已实施了超过 800 万例 SMILE 手术。如今，其他飞秒激光平台也可用于实施透镜取出术，包括Schwind Atos（SCHWIND）、Elita（强生）以及 Femto LDV Z8（Ziemer）。

Schwind Atos（SCHWIND）

Elita（强生）

Femto LDV Z8（Ziemer）

02 屈光手术以外的应用

飞秒激光的应用并不局限于屈光手术，它还被用于提高治疗性干预措施（包括角膜基质内环和囊袋）的效率和安全性，并且通过诸如角膜同种异体基质内环段（CAIRS）等技术来改善圆锥角膜患者的视力。

2018 年，苏桑・雅各布（Soosan Jacob）理学硕士、英国皇家外科学院院士、印度国家医学委员会博士引入该技术。在 CAIRS 手术过程中，各种类型和长度的同种异体环或环段被植入角膜内，以产生屈光和地形学方面的效果。如今，该手术还可进行定制，以实现不同程度的角膜变平效果。

另一项发展是定制角膜移植技术，例如穿透性角膜移植术、前板层角膜移植术、深层前板层角膜移植术、后弹力层剥除自动内皮角膜移植术以及后弹力层角膜内皮移植术。这些技术依靠飞秒激光通过定制移植片的厚度和形状以及创建特殊的创口形态来打造复杂的植床结合部。利用飞秒激光进行定制角膜移植能够促进创口愈合并加快康复进程。

尽管有这些进展，但由于诸如角膜压迫形成等问题，飞秒激光技术在治疗性角膜手术中的广泛应用仍面临挑战。此类手术的成本效益也限制了飞秒激光在治疗性角膜手术中的应用。

03 飞秒激光引领未来

展望未来，我密切关注着激光诱导折射率变化（LIRIC）方面正在取得的进展。这种方法可能是角膜屈光手术领域向前迈出的重要一步。通过与SCHWIND 以及我们合作研发，LIRIC 是一种对组织损伤极小的手术，它能够精确改变角膜的折射率，且不会损害其结构完整性。这是通过改变纤维密度来实现的，无需去除或破坏胶原蛋白。这种波长为 405 纳米的激光在治疗近视、远视以及混合散光方面具有潜在应用价值。简而言之，低脉冲能量和高重复频率可使胶原纤维变性，并使治疗区域脱水。

04 结论

飞秒激光的发展历程一直伴随着创新、协作以及为改善患者治疗效果所做出的重大贡献。随着我们不断探索新的应用并改进现有技术，飞秒激光技术在眼科领域的前景十分光明。

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