近视全飞秒手术和半飞秒手术有什么区别？

20 世纪 60 年代物理学的一个重要发明就是激光器。激光器不仅极大丰富了科学家研究世界的手段，也在大众生活里得到了极为广泛的应用。在眼科医疗上，我们就经常听到「准分子激光」、「飞秒激光」手术，可以用来治疗近视，学术的叫法叫「角膜屈光度矫正术」。那这些不同的激光手术到底有什么区别呢？我们首先需要了解这些激光究竟指的是什么。

在物理学的概念上，「准分子激光」和「飞秒激光」其实是两个维度的概念。「准分子」指的是激光的工作介质，对应激光的波长。「飞秒」指的是激光脉冲的时长。在物理学上，一个激光可以既是「准分子」也是「飞秒」。但是在医疗上，这两者指代的是明确的两种不同的激光器。

「准分子激光」指的是激光的工作介质是「准分子」。什么是「准分子」呢？这指的是惰性气体和卤素的混合气体。大家知道惰性气体的化学性质是基本不和其他物质反应的。但在高压电击的刺激下，这些气体吸收了电能，短暂地变为一种高能的「激发态」，从而相互结合形成一个短命的分子。它们不算是正常状态下的稳定分子，就叫做「准分子」。准分子激光工作在紫外线波段，使用不同的准分子组合可以得到不同的波长，从 126nm 到 351nm 不等。 在医疗上，通常使用的是氟化氩（ArF）准分子激光，波长 193nm。 准分子激光通常以几毫米大小的光斑打在角膜表面。它的特点是可以精确消融蒸发角膜组织，但只能作用于角膜表面。为什么呢？因为紫外光的波长很短，每个光子携带的能量很高，可以直接在分子层面打断角膜组织分子中的化学键，把生物大分子打碎为气态的小碎片。也因此，紫外激光刚照射到角膜表面时就被完全吸收了，无法深入到角膜组织内部。通过控制激光脉冲的时长（通常为 10–20 纳秒 ^[1] ）和能量，就能以小于 1 微米的精度消融角膜组织 ^[1] ，重新塑造角膜的屈光度。

「飞秒激光」指的则是激光的脉冲时长，这个脉冲只持续飞秒量级（1 飞秒= 10^{-6} 纳秒= 10^{-15} 秒）。在科学研究上，很多激光都可以做到飞秒脉冲，包括准分子激光。 但医疗上，「飞秒激光」专门指代脉冲时长约 200–600 飞秒，波长在 1030–1053nm 左右的近红外激光。 ^[2] 不同厂家的仪器脉冲长度和波长会略有不同。近红外激光和紫外激光不同，它可以透过角膜组织，且需要经过聚焦才能够在局部产生足够的能量，把组织分子电离形成微型的气泡和激波。这些微气泡仅有微米大小，它们迅速膨胀又塌缩，从而切断组织。 ^[3] 因此，近红外飞秒激光擅长切割，可以深入角膜内部以给定的形状进行三维方向的聚焦和切割。

角膜屈光度矫正术，就是通过切削、研磨角膜组织改变其曲率，调整其屈光度，从而矫正近视的手术。上世纪 70 年代西班牙医生开发出了最早的角膜屈光手术，使用手术刀以及一种叫做「低温镟床」的专用器具，机械研磨掉角膜组织。上世纪 90 年代，激光技术被引入角膜屈光手术中。使用激光来替代机械手术刀和低温镟床，通常被认为可以减轻患者痛苦，降低手术风险，毕竟激光可以用电脑精确控制，可比人的手精准多了。但「准分子激光」和近红外「飞秒激光」在角膜屈光手术中的应用场景并不一样，它们代表了两类不同的手术技术思路。

第一种手术思路的关键是制作一个叫做「角膜瓣」的东西。这是在角膜上切出一个直径 10mm 左右的环形口子，把这块角膜组织掀起来，然后消融角膜瓣下方暴露出来的角膜基质，重塑角膜曲率，最后再把瓣盖上。这类方案就包括了最常说的「 准分子激光原位角膜磨镶术 」LASIK（Laser-Assisted in-SItu Keratomileusis）。LASIK 采用准分子激光来消融角膜组织，但仍旧使用手术刀来对角膜环形切割制作角膜瓣。在 LASIK 基础上，再用之前讲的红外飞秒激光代替手术刀来制作角膜瓣，就成了市面上常说的「 半飞秒 」FemtoLASIK 无刀切割术。这里的「半」指的手术中只有「一半」的过程使用近红外飞秒激光（用来切出角膜瓣），另一半使用准分子（紫外）激光来移除角膜组织。所以，这个「半飞秒」其实更适合称之为「双激光」，即同时用了两种激光技术。

第二种手术思路则不需要借助角膜瓣，直接磨掉一部分角膜组织。这类方案可以追溯到1987年的德国医生提出的激光屈光角膜切削术 PRK（Photorefractive keratectomy）。1996年，美国医生也把准分子激光引入了 PRK，使其变成 LASEK（Laser-Assisted Sub-Epithelial Keratectomy，即激光辅助的 PRK），也就是我们说的「 表层激光手术 」。LASEK 和 LASIK 一个字母之差，采用的都是紫外准分子激光，但 LASEK 不制作角膜瓣直接消融角膜表层，而 LASIK 制作角膜瓣消融内部的组织，需要特别留意。在「飞秒激光」出现后，医生完全采用红外飞秒激光，直接透过角膜表面，在角膜基质内部中雕刻出一个透镜，然后在角膜表层开一个约 2mm 的小口子把这个透镜取出来，就是「 全飞秒 」手术 SMILE（Small Incision Lenticule Extraction，小切口透镜提取术）。SMILE全程只使用飞秒激光，不用准分子激光，所以叫「全飞秒」，它的特点是「取出」角膜组织，而非消融角膜组织。

使用角膜瓣的技术路线可以制作「角膜地形图」，能够根据个人的眼睛情况个性化定制消融的角膜量，从而更好地提升视觉质量。 ^[4] 个性化定制的好处是可以减少「高阶相差」——一种类似于散光的光学现象，在夜间和强光下容易引起眩光、光晕。但在少数情况下（文献报道的发生率从0.012%~2.5% 不等 ^[5] ），这个角膜瓣会出现位移或者瓣丢失。 ^[5]

无角膜瓣的技术路线，自然避免了角膜瓣的位移和丢失。SMILE 切口比 LASIK 更小，角膜的生物力学稳定性要优于 LASIK ^[6] 。但 SMILE 是「一刀切」的手术，无法制作角膜地形图进行个性化定制。

无论哪种技术路线，因为都对角膜动了刀，会有许多共有的并发症，例如上皮缺损、角膜炎、视觉不良、感染、干眼、屈光度回退等等 ^{[7] [8] [9]} ，具体症状的发生概率取决于众多因素，文献报道的并发症概率往往相差很大 ^[9] 。

在使用角膜瓣的技术路线上，使用角膜地形图引导的手术是提高视觉质量的主要手段 ^[4] 。传统「半飞秒」方案只能够对角膜本身进行数据采集和建模 ^{[10] [11] [12]} 。在此基础上，最新的「全光塑」技术又将个人定制的精度和视觉质量效果 ^[13] 提升了一个级别，旨在最大可能地提升患者的视觉质量，解决高阶像差问题。「全光塑」不仅考虑角膜信息，还将数据建模部分提升到整个眼球，精确生成全眼的 3D 模型进行手术引导 ^{[14] [15]} 。

从下面的表格中可以很清楚的看到不同手术方案的技术特点：

结语： 没有哪个手术方案是完美的，完全没有风险。每种手术方案都有其优缺点、风险和适用人群。患者还是需要结合自身状况和专业医生的建议，选择最适合自己的手术方案。我们正确理解了不同类型的激光技术和手术方案，才能更好地做出选择。

参考

1. ^ ^{a b} A. Pidro et al., Acta Inform Med. 2019 Dec; 27(4): 278–283. doi: 10.5455/aim.2019.27.278-283. https://doi.org/10.5455/aim.2019.27.278-283
2. ^ F. Morales-Wong et al., Taiwan J Ophthalmol. 2023 Jul-Sep; 13(3): 293–305. doi: 10.4103/tjo.TJO-D-23-00083. https://doi.org/10.4103/tjo.TJO-D-23-00083
3. ^ H. K. Soong, J. B. Malta, Am J Ophthalmol. 2009 Feb;147(2):189-197.e2. doi: 10.1016/j.ajo.2008.08.026. https://doi.org/10.1016/j.ajo.2008.08.026
4. ^ ^{a b} 中华医学会眼科学分会眼视光学组, 「我国角膜地形图引导个性化激光角膜屈光手术专家共识(2018年)」，中华眼科杂志2018; 54(1): 4. https://zhuanlan.zhihu.com/p/559977490
5. ^ ^{a b} P. Sahay et al., Indian J. Ophthalmol., 2021 Jul; 69(7): 1658–1669. doi: 10.4103/ijo.IJO_1872_20. https://doi.org/10.4103/ijo.IJO_1872_20
6. ^ C. Wang et al., Front Bioeng Biotechnol. 2022; 10: 855367. doi: 10.3389/fbioe.2022.855367. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.855367
7. ^ 中华医学会眼科学分会眼视光学组, 「我国飞秒激光小切口角膜基质透镜取出手术规范专家共识（2018年）」，中华眼科杂志2018; 54(10): 729. https://www.hnylfw.com/uploadAttach/20190508/20190508101320_354.pdf
8. ^ 美国眼科学会屈光处理/干预专家委员会。眼科临床指南。屈光不正和屈光手术。 https://www.aao.org/asset.axd?id=804a75cd-f3d6-4fbd-aaa6-85c0ea7268b0
9. ^ ^{a b} M. Moshirfar et al, Cureus. 2023 Aug; 15(8): e43926. doi: 10.7759/cureus.43926. https://doi.org/10.7759/cureus.43926
10. ^ WaveLight Allegro Topolyzer VARIO User Manual. https://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf2/p020050s012d.pdf
11. ^ Wavelight® EX500 Excimer Laser User Manual.
12. ^ Wavelight® FS200 Procedure Manual.
13. ^ A. B. Cummings and G. E. Kelly. Clin Ophthalmol. 2013 Jun; 7 1181-1191. doi: 10.2147/OPTH.S44720. https://doi.org/10.2147/OPTH.S44720
14. ^ M. Mrochen et al., J Refract Surg. 2008 Apr; 24(4): S446-S451. doi: 10.3928/1081597X-20080401-23. https://doi.org/10.3928/1081597x-20080401-23
15. ^ InnovEyes™ Sightmap Diagnostic Device User Manual 1089.