飞秒激光小切口基质透镜取出术矫正近视及近视散光2年效果分析

背景已有研究表明飞秒激光小切口基质透镜取出术（SMILE）短期疗效好，术后视力恢复快，并发症少，因此已广泛用于临床，但目前仍缺乏其术后长期疗效和安全性评价研究。目的评估SMILE矫正近视及近视散光的远期有效性、安全性、可预测性、稳定性及相关手术并发症。方法采用系列病例观察研究方法，纳入2013年1—6月在河南省眼科研究所就诊的近视及近视散光患者34例67眼，所有患者均由同一有角膜屈光手术经验的医师行SMILE，分别于术前，术后1d、1周、1个月、3个月、1年及2年时进行随访观察，检查患者裸眼视力（UCVA）、最佳矫正视力（BCVA）、电脑验光、主觉验光、眼压及角膜地形图等参数。SMILE的效果评价指标主要包括有效性指数（术前BCVA／术后UCVA值）、安全性指数（术后BCVA／术前BCVA值）、可预测性[对术眼实际等效球镜度（SE）与预矫正SE进行线性回归分析]和术后屈光稳定性（术后不同时间点SE变化）。结果术前术眼BCVA≥20／20者60眼，占89．55％；术后3个月及2年分别有61跟和60眼UCVA≥20／20，分别占91．04％和89．55％。术后3个月和2年时SMILE有效性指数分别为1．038±0．182和1．029±0.231，差异无统计学意义（t=0．400，P〉0．05）。与术前BCVA相比，术后3个月及2年分别有8．96％和10．45％术眼BCVA降低1行，未发现BCVA降低2行及以上者；术后3个月和2年SMILE安全性指数分别为1．141±0.193和1．312±0．242，差异有统计学意义（t=0．414，P〉0．05）。术后3个月及2年术眼实际SE与预矫正SE均呈明显线性关系，回归方程分别为Y=0．8971X-0．4408（R^2=0．9142，P〈0．05）和Y=0．8937X-0．3823（R^2=0．9157，P〈0．05）。术后1d、1周、1个月、3个月、1年和2年术眼SE分别为（0．013±0．578）、（-0．033±0．489）、（-0．106±0．508）、（-0．103±0．375）、（-0．154±0．518）和（-0．147±0．366）D，总体比较差异无统计学意义（F=0．185，P=0．176）。术中12例18眼出现轻度弥散型不透明气泡（OBL），4例6眼发生弥漫性板层角膜炎（DLK），1例2眼出现点状角膜炎，药物治疗后症状消失。结论SMILE治疗近视及近视散光并发症少，术后2年随访证实其有效性、安全性、可预测性和稳定性较好。

飞秒激光冲击AZ31B镁合金过程的数值模拟

采用有限元分析法对飞秒激光冲击AZ31B镁合金进行数值模拟,研究了激光冲击处理对镁合金变形过程的影响,分析了单脉冲激光冲击下材料内部的位移、动能、应力和应变的分布情况,得到了材料的瞬态速度和应变率变化过程.仿真结果表明,单脉冲飞秒激光冲击镁合金产生的塑性变形,可在材料表面形成微米级凹坑,中心点处最大位移为34μm,最大变形速度390m/s;在冲击初期,材料表面的应力和应变主要分布在冲击区域中心节点和边缘附近,并且得到镁合金的最大应力和最大应变率分别为955 MPa和1.8×106 s-1.研究结果能够为深入分析飞秒激光与镁合金作用时材料变形参量的变化规律提供数值理论依据.

飞秒激光脉冲作用下氧化镁的烧蚀及其超快动力学过程

研究了双面抛光氧化镁单晶(111)表面800nm飞秒激光单脉冲烧蚀阈值和激光脉宽的依赖关系.利用泵浦-探针技术,测量不同能量和脉宽作用下飞秒激光烧蚀的时间分辨反射率的演化.通过扫描电镜观察其烧蚀形貌,发现大量的沿氧化镁[100]晶向开裂的裂纹.讨论了表面裂纹的形成机理,并解释了飞秒激光烧蚀氧化镁的超快动力学过程.

飞秒脉冲激光作用下金属薄膜的热弹性研究

利用双曲-双温两步热传导和热电子崩力模型,考虑到晶格温度与应变速率的耦合效应,得到了用于描述飞秒激光作用下金属薄膜热力效应的超快热弹性模型。以飞秒脉冲激光辐照金属铜薄膜为例,运用具有人工粘性和自适应步长的有限差分算法,对不同能量密度和脉冲宽度条件下薄膜体内温度场和应力场的变化规律进行了数值模拟,对比分析了电子晶格耦合系数对超快加热过程的影响。结果表明,飞秒脉冲激光辐照早期为明显的非平衡加热过程,电子温度迅速升高,而晶格温度的升高却相对较慢;激光辐照早期的热力耦合效应导致薄膜前表面附近的热应力表现为压应力,随着时间的推移,热应力由压应力转变为张应力,为激光加工和激光对抗提供了理论参考。

飞秒激光微通道加工研究进展

综述了基于飞秒激光微通道制造的研究现状,包括加工机理、工艺技术方面的研究进展,重点介绍了飞秒激光改性辅助化学刻蚀和液体辅助飞秒激光烧蚀两大主要制造方法上的研究成果,概述了目前面临的主要问题与挑战,展望了未来的发展趋势.

飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的热电机制

采用理论分析和数值模拟研究了考虑相对论效应的自生磁场及其产生机制,给出了自生磁场的解析表达式,得到了温度梯度和密度梯度的非共线性所引起的自生磁场空间分布的时间演化关系。数值结果表明,当峰值强度为1019 W/cm2的激光作用于凹形靶前表面时,在等离子体表面领域观察到的自生磁场最大值为51×102 T量级,与实验测量结果相符合。

飞秒激光LASIK与飞秒激光基质透镜切除术后角膜神经再生的激光扫描共聚焦显微镜观察

目的采用共聚焦显微镜观察改良飞秒激光基质透镜切除术(FLEx)及飞秒激光辅助的准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK),手术后角膜基质细胞及角膜神经的形态学变化情况。方法收集2016年10~12月来我院屈光手术中心行角膜屈光手术的患者7例(14只眼),其中男性6例,女性1例。等效球镜度数为-3.5^-7.125 D,平均(-4.76±1.09)D;平均角膜厚度为(510.93±25.27)μm,其中3例行改良FLEx,4例行FS-LASIK术。对所有患者进行常规术前检查,同时术前及术后1周、1个月均行激光扫描共聚焦显微镜检查分别观察两种手术方式角膜中央区的组织形态。结果 (1)FS-LASIK组:由于角膜瓣的制作及基质切削,术后1周中央角膜上皮下可见到不连续的细小神经纤维,切口处有神经纤维爬过,术后1个月可见到神经纤维增长,越过切口;(2)改良FLEx组:取透镜区域术后1周角膜神经纤维不连续,见高反光沿切口分布,术后1个月可见细小神经纤维爬过;未掀瓣区术后1周角膜神经纤维部分切断,但仍然保留了大部分的神经纤维,在术后1个月即可见到完整的神经纤维。结论在各方面都可以媲美SMILE手术的改良FLEx技术在术后干眼、角膜神经修复方面超越了FS-LASIK手术,在临床中的应用不可忽视,对于角膜基质透镜移植方面也将会体现出特殊的价值。

飞秒激光制瓣准分子术后球结膜下出血的临床观察

目的 观察我院飞秒激光制瓣准分子术后球结膜下出血发生情况、出血分布特点、病程及预后,以期对临床有所帮助.方法 以本中心2008年4～12月飞秒制瓣准分子激光原位磨镶术后患者241例为对象,观察患者术后球结膜下出血的情况、吸收时间.按出血范围将出血分为轻度、中度、重度.结果 在全部病例中,发生球结膜下出血209只眼,占总眼数的43.4％.其中轻度89％,中度8.6％,重度2.4％.出血发生部位以角膜缘部球结膜为主,出血吸收好转时间约为1～8周.结论 结膜下出血是飞秒术后的常见的并发症,不影手术效果.

角膜地形图引导与波前像差优化的飞秒LASIK术后角膜地形图比较

目的评估角膜地形图引导的飞秒激光制瓣的准分子激光原位角膜磨镶术（FS—LASIK）与波前像差优化的FS—LASIK治疗近视散光术后临床效果、角膜地形图的变化及角膜像差的差异。方法前瞻性队列研究。将44例（87眼）近视散光患者根据接受的手术方式不同分成2组：Topography组（角膜地形图引导的个性化FS—LASIK，22例44眼）及Wavefront组（波前像差优化的FS-LASIK，22例43眼）。Topography组应用WavelightTopolyzer角膜地形图仪采集角膜地形图数据。术后6个月，对2组视力、屈光度、角膜不规则指数、激光切削的居中性及角膜波前像差采用独立样本t检验进行比较。结果术后6个月，2组间裸眼视力（UCVA）及最佳矫正视力（BCVA）的差异均无统计学意义，无一例出现术后BCVA低于术前。术后2组间球镜度、柱镜度及等效球镜度差异亦无统计学意义。Topography组患者术后角膜表面变异指数（ISV）（39．9±13．0）低于Wavefront组（44．9±12．2），差异有统计学意义（t=-2．296，P〈0．05），2组术后ISV均较术前增加（t=5．216、7．870，P〈0．05）。Topography组患者术后平均切削偏心量[（0．24±0．29）mm]低于Wavefront组[（0．29±0．31）mm]，但2组间差异无统计学意义（t=-1．005，P〉O．05）。术后6个月，Topography组角膜水平彗差（Z31）及球差（Z40）[（-0．166±0．357）μm和（0．390±0．263）μm]均低于Wavefront组[（-0．362±0．353）μm和（0．486±0．164）μm]，差异有统计学意义（t=2．325、-2．096，P〈0．05）。结论角膜地形图引导的FS-LASIK与波前像差优化的FS—LASIK相比较同样安全有效，但前者术后角膜表面规则性更好，引入的角膜高阶像差更低。

激光诱导氧化铝陶瓷刀具的表面浸润性

利用飞秒激光处理陶瓷刀具表面,研究了脉冲能量和光斑重合度对其表面浸润性的影响。通过测定激光处理后的氧化铝陶瓷刀片表面的接触角来观察其浸润性。实验结果表明,飞秒激光可以改变陶瓷材料表面的润湿性能,通过选择合适的激光能量密度和光斑重合度,可以制备出超亲水表面和超亲水基切削液的表面。水基切削液在激光处理过的表面上的润湿速度与接触角呈指数衰减关系。

高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器

实验研究了基于掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤的孤子锁模激光器,获得了高脉冲能量的飞秒激光输出.激光器基于线形腔结构,利用光栅对补偿腔内色散,并通过半导体可饱和吸收镜实现锁模的自启动.实验中从振荡级直接获得了平均功率为700 mW,重复频率为47.3 MHz(对应于14.8 nJ的单脉冲能量),脉冲宽度为518 fs的稳定锁模脉冲输出.与普通孤子锁模飞秒光纤激光器相比,输出的单脉冲能量提高了两个数量级.

飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术后角膜透明度的临床观察

目的 探讨飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术（SMILE）术后角膜透明度在不同时间、不同部位的变化规律及其影响因素.方法 前瞻性队列研究.人选在天津市眼科医院接受SMILE的近视及近视散光患者55例（100只眼）,其中男性19例（36只眼）,女性36例（64只眼）,年龄（24±5）岁.术前等效球镜度数为（-5.75±1.64）D.应用Pentacam三维眼前节分析诊断系统测量角膜光密度值,利用其分析软件,检测以角膜顶点为中心≤2 mm、＞2 mm且≤6 mm、＞6 mm且≤10 mm直径范围角膜光密度的平均值.并根据角膜厚度将角膜分3层,以靠近角膜上皮前表面120 μm厚度为第1层,靠近角膜内皮面的60μm厚度为第3层,中间部分为第2层,分别进行角膜光密度值测定及分析.于术前、术后1天、1周、1个月、3个月、6个月、12个月进行常规随访与测量.不同部位、不同时间之间光密度值的差异采用Kruskal-Wallis检验,角膜中央区切除厚度、术前等效球镜度数、术后等效球镜度数、术后裸眼视力（UCVA）等因素与角膜光密度值的相关性分析采用Spearman相关分析.结果 术后第1天88只眼（88％）UCVA已达到术前最佳矫正视力（BCVA）水平,93只眼（93％）UCVA≥0.8,于术后1周96只眼（96％） UCVA≥0.8,术后1年所有术眼UCVA≥0.8.整体角膜平均光密度值在SMILE手术前后变化无统计学意义（x2=8.446,P=0.207）,由术前的15.40增加到术后1d的15.90,术后1周为15.65,术后1个月及3个月下降并接近术前水平到15.60和15.50,术后6个月又再度增高,至术后1年维持在15.90.≤2 mm与＞2 mm且≤6 mm直径区域角膜光密度值手术前后变化有统计学意义（x2=61.961,52.397;P＜0.000）,术后1d及1周角膜光密度值分别为17.10、16.70,＞2 mm且≤6mm区域术前、术后1d及术后1周为14.10、15.20及14.90.＞6 mm且≤10m区域手术前后光密度值变化无统计学意义（x2=4.315,P=0.634）.前120 μm与后60 μm角膜厚度层平均光密度值在SMILE手术前后变化有统计学意义（x2=27.774,17.469;P＜0.000,0.008）,但中部角膜组织光密度值无明显变化（x2=0.918,P=0.986）.角膜中央区切除厚度、术前等效球镜度数、术后UCVA与术后同期整体角膜光密度值均无明显相关关系,仅在术后6个月的等效球镜度数与光密度值间存在微弱的相关性（r=-0.219,P=0.028）.结论 角膜透明度在SMILE术后早期出现一过性下降,后随时间延长逐渐恢复术前水平;透明度的改变主要局限在手术操作区域.透明度改变与角膜中央区切除厚度、术前等效球镜度数、术后UCVA等无明显相关关系.

Ziemer飞秒激光与Moria M2 90刀头制作角膜瓣的厚度与特点比较

目的应用前节OCT测量比较Ziemer飞秒激光和Moria M2微型角膜刀90刀头制作的LASIK角膜瓣的特点。设计前瞻性比较性病例系列。研究对象88例近视患者176眼行LASIK,随机分为Ziemer飞秒激光和Moria M2微型角膜刀90刀头制作角膜瓣各44例88眼。方法术后1周应用RTVue OCT测量两组患者角膜上0°、45°、90°和135°4条子午线所在截面上特定7个点的角膜瓣厚度,并对角膜瓣上28个测量点的角膜瓣厚度值进行统计分析。主要指标角膜瓣厚度和角膜瓣形态。结果术后1周,飞秒激光组中央角膜瓣厚度为(106.03±6.64)μm,平均角膜厚度(107.38±5.46)μm,均明显低于Moria M2 90组的中央角膜瓣厚度(134.41±11.31)μm和平均角膜瓣厚度(139.38±8.91)μm(P均<0.01),飞秒激光组与角膜瓣预期厚度值110μm更接近,差值为(7.15±4.89)μm,而机械板层刀组角膜瓣厚度值与预计厚度110μm的差值为(29.51±14.31)μm(P<0.01)。结论飞秒激光制作角膜瓣的厚度更薄,全角膜瓣厚度平均值更接近预期的110μm,其角膜瓣的均一性和预测性更好,是薄瓣LASIK手术的首选。

飞秒激光在角膜疾病中的应用进展

飞秒激光对组织的光致解离作用具有低能量、微损伤以及空间定位精确的特点,非常适合于角膜组织的超精细切割。本文就飞秒激光的作用机制及在角膜病领域的临床应用进行综述。

飞秒激光辅助白内障手术的护理体会

目的总结飞秒激光辅助晶状体超声乳化手术的护理经验。方法回顾分析2015年6月15例飞秒激光辅助白内障晶状体超声乳化手术的护理工作经验，对护理特点进行分析总结。结果15例均顺利完成手术，患者配合良好，术后视力均达到0．8或以上，未出现眼部感染或其他并发症。结论有效的护理工作对飞秒激光白内障手术患者的恢复具有促进作用，为手术成功提供有力保障。

一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法

提出一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法。利用沃拉斯顿棱镜和双透镜组合,将飞秒激光单脉冲分束为多角度传输、具有飞秒或者更长时间间隔的多个激光脉冲;分束角度调节灵活,能量利用率高,结构简单。采用本文方法搭建了飞秒激光超快全息记录系统,并记录了4路复用的干涉条纹。实验结果表明,本文所提出的分束系统可以应用于超快全息记录系统。

飞秒和皮秒激光器标定X射线条纹相机性能研究

为激光惯性约束聚变(ICF)诊断,研制了一台大动态范围X射线皮秒条纹相机系统。分别使用130fs和8ps的紫外激光器搭建了X射线条纹相机的动态测试系统,标定了条纹相机的性能。两组标定条件下,实验结果显示,X射线条纹相机极限时间分辨率为5.0ps,动态范围分别为513.7∶1和2 237.1∶1。理论分析了实验结果的差异由于光电子的空间电荷效应导致,其中包括时间弥散和技术时间分辨率中的空间展宽。在飞秒和皮秒激光激励条件下,飞秒电子脉冲的发射电流密度是皮秒电子脉冲的61.5倍,飞秒电子脉冲的空间电荷效应导致的条纹相机时间弥散和空间展宽更大,对条纹相机极限性能作用程度更大。本文研究结果对分析X射线条纹相机中时间和空间信息的物理机制具有重要作用,对优化设计条纹相机系统,激光测试和标定条纹相机性能具有指导意义。

相干光学声子的操控以及对能量输运过程的影响

利用脉冲整形器生成双脉冲泵浦光,通过调整双脉冲的间隔时间,在不改变泵浦光能量密度的前提下,实现了相干光学声子的增强和完全消除,进而研究了相干光学声子对半导体能量输运过程的影响。实验直接验证了光学声子在超快能量输运过程的重要作用。相干光学声子增强时测量得到的热电子冷却以及晶格加热的特征时间均减小,因此激发相干光学声子可提高超快能量输运效率。当电子与晶格处于热平衡状态时,相干光学声子增强和消除前后反射信号的下降趋势相同,因此光学声子对热量输运没有显著影响。

用于双飞秒激光高精度绝对测距的卡尔曼滤波算法研究

双飞秒激光绝对距离测量系统具有测量精度高、更新速率快的优点,然而测量过程中的高斯白噪声会造成测距精度的降低。提出了一种基于卡尔曼滤波技术的提高双飞秒激光绝对距离测量精度的方法,即通过建立卡尔曼滤波状态空间模型得到测量结果的最优状态估计,大幅度降低随机过程引入的测量精度损失,同时可以得到速度信息估计值。实验结果表明,目标静止时卡尔曼滤波技术可将测量标准差降低近一个数量级;目标匀速运动时,稳定状态下三维状态空间模型估计的速度标准差约4μm/s。

紧聚焦条件下飞秒激光产生空气等离子体的动态演化特性

采用具有旋转对称性的三维空间电离模型,对紧聚焦条件下中心波长为800nm、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体的时间和空间特性进行了数值模拟,揭示了整个等离子体区折射率的动态演化过程。计算结果表明:当激光脉冲开始聚焦时,靠近焦点前方的空气首先被电离,随后产生一个中心区域达到饱和、边缘具有很高折射率梯度的水滴状等离子区域;随着激光脉冲继续向焦点传播并越过焦点,等离子体区进一步向前延伸,直至在焦点前后形成一个近乎对称的双卵形结构;脉冲通过焦点区域后,空气等离子体强度沿传播方向逐渐减弱,直到最终完全消失;在10倍物镜聚焦下,脉冲能量为500μJ、脉冲宽度为50fs的激光脉冲产生的空气等离子体由产生到消失的整个过程约持续3ps。理论计算结果与30kPa低气压环境下的实验观测结果相吻合。