飛秒激光是脈沖寬度小于10-12秒 的激光器,此類激光器因其高重頻,超短的脈沖寬度,極高的峰值功率等顯著特點而倍受關注。國外幾大激光巨頭也紛紛推出自己的拳頭產品,可謂是百花齊放,百 家爭鳴。而對于使用者,消費者則不能隨感而發(fā),挑花了眼,應該冷靜,千萬要冷靜,保持一顆理性的頭腦,根據(jù)自己的需要,從中選擇適合自己應用的產品。接下 來,我們就以Jenoptik Laser公司的D2.fs飛秒激光器為例,來看看這款激光器在治療近視眼方面的成就。
醫(yī)療應用
社會在發(fā)展,越來越多的人坐在電腦前從事腦力勞動。高科技在提高生產力的同時,也造就了更多的近視患者。目前約有近四億近視患者,并以每年3000萬的速度逐年遞增,因此,近視治療是一個相當大的市場。激光治療近視,這個詞語大家并不陌生。早在1985年,準分子激光就被應用于臨床治療近視。其過程是,先用超薄板層刀切進行切瓣,再用準分子激光在角膜上掃描出一個凹透鏡,從而改變其屈光度,達到治療近視的目的。
準分子激光手術原理示意圖
然而,任何手術都是有風險的,近視治療80%的風險存在于制作角膜瓣的過程中,因為傳統(tǒng)的制瓣過程是由人操作金屬角膜刀完成的,人為失誤和機械故障無法控制。而飛秒激光制瓣技術,拋棄了傳統(tǒng)手術制瓣使用的金屬角膜刀,代之以完全由電腦控制的飛秒激光制瓣,使制瓣過程的安全性發(fā)生了質的突破。
飛秒激光制作角膜瓣時預先設置角膜瓣的厚度、直徑、形狀及膜瓣蒂的位置和寬度等參數(shù),在計算機程序的精確控制下作角膜瓣。與常規(guī)的機械角膜板層刀相比,飛秒激光的優(yōu)勢體現(xiàn)在:
①用飛秒激光制作的角膜瓣不會出現(xiàn)紐扣瓣、游離、破碎等情況,角膜瓣厚度各處相同,均勻一致;而微型角膜刀制作的角膜瓣一般都存在周邊部稍厚,中央部較薄的情況,很難做到中央部與周邊部厚度一樣的板層角膜瓣,因此角膜刀切瓣的術后復位固著性不好。
飛秒激光和角膜刀制瓣的切削層對比
②定量控制,能夠將角膜厚度精準控制在微米級別,精確度比板層刀高出數(shù)倍。通常要求厚度為90~100μm的角膜,誤差能達到10μm以內,而板層刀精確度為30~45μm。
③避免了刀片導致的交叉感染可能性;
④由于角膜瓣切削的深度均勻,損傷的神經和血管較少,所以飛秒激光將術后干眼癥減少了72%;
⑤飛秒激光制作角膜瓣的LASIK
(激光原位角膜磨鑲術)手術較之普通LASIK,造成的散光和高階波前像差較小,對LASIK術后的視功能有重要意義。
⑥過去受角膜厚度影響,有近10%的患者因近視太深、角膜太薄,基本無法接受傳統(tǒng)的LASIK等激光手術。而飛秒激光能夠克服該缺點,即使是薄的角膜,一樣能夠處理。
綜合上述優(yōu)點,飛秒激光開始替隨著醫(yī)代已沿用二十年多的金屬角膜刀,擔負起LASIK手術中最為關鍵的制作角膜瓣任務,將激光治近視手術帶入純激光時代。
那說了這么多,大家要問,什么樣的飛秒激光才能用來進行手術制瓣呢?說白了就是光源選擇問題。
實際的臨床需要對飛秒激光的脈沖寬度并不敏感,只要<1ps即可(實驗證明,只要脈沖寬度<1ps,激光產生的熱效應就幾乎沒有),但是對能量,頻率,和穩(wěn)定性提出了較高要求。功率要求單脈沖能量>6μJ,頻率越高,工作效率越高,制瓣時間越短。綜合以上要求看來,Jenoptik Laser公司的D2.fs激光器是不錯的選擇(單脈沖能量20μJ,頻率200KHz,5~6秒即可完成制瓣工序,比普通的飛秒激光制瓣高出數(shù)倍)。況且單脈沖能量μJ級的激光器往往價格不菲,相比之下,D2.fs的價格和穩(wěn)定性都是非常有競爭力的。D2.fs是以免維護的光纖飛秒激光器作為放大種子源,性能穩(wěn)定,能適應相對惡劣的環(huán)境。
醫(yī)療器械的穩(wěn)定性直接關系到醫(yī)療安全性,功率的隨環(huán)境變化過大,脈沖之間能量差異明顯,都會影響最終的使用效果。
長時間功率穩(wěn)定性曲線
從長期監(jiān)控效果來看,D2.fs激光器的功率穩(wěn)定性都相當不錯,幾乎沒有變化。上圖我們看到的是長期的平均功率波動情況,那么脈沖之間的能量對比的高頻穩(wěn)定性又如何呢?
脈沖穩(wěn)定度對比
如圖所示,每個脈沖的高度都幾乎相同,D2.fs的單脈沖能量也極其穩(wěn)定。如此,才能在制瓣程序中加工出均勻的微點。
雖 然激光治療近視已被大家熟知,但目前已接受近視治療的不到二百萬人,占患者總數(shù)比例不到百分之一,近視的治療比例還很低。因此,雖然近視治療的市場潛力巨 大,但還需要解決兩個方面的問題,一是安全性,這個除了對醫(yī)生的技術水平提出一定要求以外,還對激光器的穩(wěn)定性提出了更高的要求,另一個方面就是價格,激 光器成本過高,轉嫁給患者的費用就高,導致治療費用過高(治療費大約1萬元),未能被廣大患者接收。德國Jenoptik公司推出的D2.fs飛秒激光器即保證了穩(wěn)定性和安全性,又使整機的集成成本大大降低,為激光治療近視手術的普及和推廣帶來了希望。
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