準(zhǔn)分子激光手術(shù)

一縷發(fā)絲上的“IBM”字樣：準(zhǔn)分子激光器將”IBM”刻到一縷頭發(fā)上，用于展示精度和比例。

惠及數(shù)百萬人的現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的突破開始于1981年11月26日感恩節(jié)晚餐剩下的火雞。

位于紐約市約克鎮(zhèn)的IBM® Thomas J. Watson研究中心的三位研究人員—Samuel Blum、Rangaswamy Srinivasan和James J. Wynne— 一直在探索激光物理與化學(xué)事業(yè)部最近購買的準(zhǔn)分子激光器的新用途。Blum是材料科學(xué)專家；Srinivasan作為光化學(xué)家，名下?lián)碛?1項(xiàng)美國專利；而Wynne是物理學(xué)獎，是IBM事業(yè)部的經(jīng)理。

準(zhǔn)分子激光器利用活性氣體(例如氯和氟)與惰性氣體(例如氬、氪和氙)混合。經(jīng)過電激后，氣體混合物發(fā)出強(qiáng)烈的紫外光脈沖，可對照射的材料進(jìn)行極為精確的細(xì)微更改，例如聚合體。

Wynne回憶說：“我們想知道準(zhǔn)分子激光器能否整齊地刻蝕聚合材料，如果在人體或動物體組織上試驗(yàn)會出現(xiàn)什么結(jié)果？在討論我們將使用哪種組織后，真正讓我們打開思路的是Sri將1981年感恩節(jié)后剩下的火雞帶到了實(shí)驗(yàn)室。” Wynne說：“他用193nm的準(zhǔn)分子激光在組織樣本的骨頭、軟骨或雞肉上刻蝕了一個圖案… 這是一個讓我們靈感閃現(xiàn)的時刻，我們找到了一種新的手術(shù)形式！通過利用準(zhǔn)分子激光器的紫外光，我們得到了一個極為整齊的切口，而對周圍的組織沒有造成破壞。”

每個激光脈沖并不是燃燒活質(zhì)，而是破壞組織表面極薄的一層中結(jié)合在一起的分子，有效地將分子分離，而對底層或相鄰的組織沒有明顯的附帶破壞。為了證明對醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的巨大影響，團(tuán)隊(duì)制作了經(jīng)過激光蝕刻后并用電子顯微鏡放大多倍的頭發(fā)圖像。這個圖像很快傳播到世界各地。

Srinivasan、Blum和Wynne對于這個“干凈切除”做法用于腦部手術(shù)、牙科、整形術(shù)和皮膚病治療中進(jìn)行了多次探索性的討論。

當(dāng)時，眼外科醫(yī)生正在尋找一種近視眼糾正手術(shù)過程中使用的“冷鋼”器械或手術(shù)刀的替代品。手術(shù)刀不是非常精確，可能造成角膜永久變薄，并且需要較長的恢復(fù)時間。

在了解了IBM的工作之后，眼科醫(yī)生Stephen Trokel在1983年夏天與紐約哥倫比亞長老會醫(yī)療中心一起來到Watson研究中心，與Srinivasan和研究員Bodil Braren一同開展試驗(yàn)。Trokel、Srinivasan和Braren寫了一篇論文，介紹了通過使用激光對角膜(覆蓋眼睛前部的透明膜)進(jìn)行整型和雕刻而糾正折射錯誤的想法，例如近視或遠(yuǎn)視。他們的論文于1983年發(fā)表在著名的眼科學(xué)期刊上，并啟動了全球范圍內(nèi)研究利用準(zhǔn)分子激光進(jìn)行屈光校正手術(shù)的項(xiàng)目。隨后多年內(nèi)，全球進(jìn)行了大量嘗試和臨床試驗(yàn)。在距離團(tuán)隊(duì)最初試驗(yàn)近14年后的1995年，美國食品藥品管理局批準(zhǔn)了第一個基于準(zhǔn)分子激光的商用屈光校正手術(shù)系統(tǒng)。

如今，LASIK(激光輔助屈光角膜層狀重塑術(shù))眼外科手術(shù)是世界范圍內(nèi)最常見的視力矯正手術(shù)，原因是這種手術(shù)恢復(fù)周期短，痛苦小。這個過程永久性地改變了角膜的形狀，達(dá)到改善視力和減輕或徹底治療近視、遠(yuǎn)視和散光的目的。全球數(shù)百萬人已經(jīng)接受了治療，而且超過90%的患者達(dá)到了20/20至20/40的視力，并且能夠在不戴眼鏡或者隱形眼鏡的情況下能夠進(jìn)行全部或大部分日常活動。治療過程的不斷改進(jìn)使許多患者達(dá)到了20/15、甚至20/10的“超常人”視力，而戴眼鏡或者隱形眼鏡是無法達(dá)到的。