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)出強烈的紫外光脈沖，可對照射的材料進行極為精確的細微更改，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驗室。” 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，團隊制作了經(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。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)進行整型和雕刻而糾正折射錯誤的想法，例如近視或遠視。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)分子激光進行屈光校正手術(shù)的項目。隨后多年內(nèi)，全球進行了大量嘗試和臨床試驗。在距離團隊最初試驗近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，達到改善視力和減輕或徹底治療近視、遠視和散光的目的。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行全部或大部分日常活動。治療過程的不斷改進使許多患者達到了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到的。