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第三章 眼科光学仪器<br />
生理光学<br />
眼底检测仪器--检眼镜<br />
眼底照相机<br />
验光检测仪器<br />
角膜测量仪器--眼角膜计<br />
角膜地形测量仪<br />
裂隙灯<br />
视野计<br />
眼压计<br />
1
眼科光学仪器分类<br />
• 诊断(检查眼部病变及屈光异常)用:检眼镜、裂<br />
隙灯、验光仪、角膜曲率计、眼压计、眼底相<br />
机等,这一类是大量的。<br />
• 治疗用:激光治疗仪器、眼科手术显微镜、视<br />
网膜凝结机、各种眼功能治疗仪器等。<br />
• 提高眼睛功能的器械:眼镜、角膜接触镜、人<br />
工晶体、人工角膜等。<br />
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第一节 生理光学<br />
§ 1-1 眼的屈光系统<br />
人类的眼睛就好似一架<br />
相机:屈光系统(包括角膜、<br />
房水、晶体和玻璃体)可以<br />
比作镜头,光线经过屈光系<br />
统及自动光圈( 瞳孔 ),再<br />
由镜头( 晶体 )聚焦到菲林<br />
( 视网膜 )上。 晶体的调<br />
节作用犹如调整照相距离,<br />
而视网膜则是最理想的彩色<br />
底片。<br />
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外层<br />
• 角膜(cornea)<br />
角膜是眼球前部<br />
的透明部分。实际上<br />
是个凹透镜 ,角膜<br />
的形状对眼的屈光影<br />
响较大。<br />
角膜前的一层泪<br />
液膜有防止角膜干燥、<br />
保持角膜平滑和光学<br />
特性的作用。因此角<br />
膜除了是光线进入眼<br />
内和折射成像的主要<br />
结构外,也起保护作<br />
用,并是测定人体知<br />
觉的重要部位。角膜<br />
含丰富的神经,感觉<br />
敏锐。<br />
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• 巩膜(sclera)<br />
眼外层由角膜、巩<br />
膜组成。前1/6为透明的<br />
角膜,其余5/6为白色的<br />
巩膜,俗称"眼白"。巩<br />
膜为致密的胶原纤维结<br />
构,不透明,呈乳白色,<br />
质地坚韧。<br />
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人眼结构(水平切面)<br />
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中层<br />
又称葡萄膜,色素膜,具有丰富的色素<br />
和血管,包括虹膜、睫状体和脉络膜三部分。<br />
• 虹膜(iris)<br />
呈环圆形,在葡萄膜的最前部分,位于晶<br />
体前。不同种族人的虹膜颜色不同。虹膜具有<br />
丰富的色素,不透光,中央有2.5-4mm的圆孔,<br />
称瞳孔。瞳孔就相当于照相机的光阑。在光猛<br />
及望近物件的时候会缩小。<br />
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人眼结构(水平切面)<br />
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• 脉络膜<br />
(choroid)<br />
脉络膜位<br />
于巩膜和视网<br />
膜之间。脉络<br />
膜的血循环营<br />
养视网膜外层,<br />
其含有的丰富<br />
色素起遮光暗<br />
房作用。<br />
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• 睫状体(ciliary body)<br />
睫状体前接虹膜根部,后接脉络膜,外侧为<br />
巩膜,内侧则通过悬韧带与晶体赤道部相连。睫<br />
状体分为两部分:前1/3宽约2mm较肥厚称睫状冠,<br />
其内侧面有70 ~ 80个纵行放射状突起叫睫状突,<br />
主要功能是产生房水。后2/3宽约4~4. 5mm,薄<br />
而平坦称睫状体平坦部(或睫状环)。<br />
睫状体的生理特点是:(1)睫状突的上皮<br />
细胞产生房水,与眼压及眼球内部组织营养代谢<br />
有关。(2)调节晶状体的屈光力。当睫状肌收<br />
缩时(主要是环行肌),悬韧带松驰,晶体借助<br />
于本身的弹性变凸,屈光力增加,可看清近处的<br />
物体。<br />
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内层<br />
• 视网膜(retina)<br />
是一层透明的膜,也是视觉形成的神经信息传递的第一站。<br />
视网膜的视轴正对终点为黄斑中心凹。黄斑区是视网膜上<br />
视觉最敏锐的特殊区域,直径约1-3mm,其中央为一小凹,即<br />
中心凹。<br />
黄斑鼻侧约3mm处有一直径为<br />
1.5mm的淡红色区,为视盘,亦称<br />
视乳头,是视网膜上视觉纤维汇集<br />
向视觉中枢传递的出眼球部位,无<br />
感光细胞,故视野上呈现为固有的<br />
暗区,称生理盲点。<br />
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成在视网膜上的倒像<br />
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眼内腔和内容物<br />
眼内容物包括房水、晶体和玻璃体。三者均透<br />
明,与角膜一起共称为屈光介质。<br />
• 房水(aqueous humor)<br />
房水由睫状突产生,有营养角膜、晶体及玻璃<br />
体,维持眼压的作用。<br />
• 玻璃体(vitreous)<br />
玻璃体为透明的胶质体,充满眼球后4/5的空腔<br />
内。主要成分为水。玻璃体有屈光作用,也起支撑<br />
视网膜的作用。<br />
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l 晶状体(lens)<br />
晶状体为富有弹性的透明体,位于虹膜、瞳孔之<br />
后、玻璃体之前。是一双凸的、略带黄色的、扁圆形<br />
的弹性透明体。通过睫状肌紧张或放松可调节晶状体<br />
的屈光度,调节时不仅其形状变化,折射率分布亦随<br />
之变化。<br />
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简化眼<br />
为便于研究,常根据大量的统计资料来确定比<br />
较标准的数值,把人眼简化成单一球面折射的光学<br />
系统,提出一种简化眼模型,球面曲率半径之选择<br />
使其与正常眼在网膜上成像一致。<br />
折射率 4/3<br />
折射面半径 5.7mm<br />
物方焦距 17.1mm<br />
像方焦距 22.8mm<br />
光 焦 度 58.48m<br />
网膜曲率半径 9.7mm<br />
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§ 1-2 视觉生理<br />
• 光轴和视轴<br />
• 眼的屈光<br />
• 远点、近点于明视距离<br />
• 视角与视力<br />
• 视野<br />
• 双目立体感<br />
• 视觉暂留<br />
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• 光轴和视轴<br />
眼球的光学对称轴为<br />
光轴。<br />
人为了观察得清晰,<br />
常自动地将黄斑部对准观<br />
察物。所以观察方向是黄<br />
斑和眼节点间的连线,此<br />
连线称为视轴。<br />
视轴和光轴相交约成<br />
5°角。<br />
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• 眼的屈光<br />
光线进入眼球,经眼球光学系统折射而<br />
在视网膜上成像的过程称为眼屈光。<br />
通常,光焦度的单位是屈光度,定义为<br />
m -1 ,屈光状态(调节)也用这单位,其定义为<br />
以米为单位的眼的焦距的倒数。<br />
从远点调节至近点的调节程度称为该眼<br />
的调节力。人眼的调节力随年龄增加而减小,<br />
主要是因晶状体老化、睫状肌的肌的力逐渐<br />
变弱所致,其平均结果如图所示。<br />
一般正视眼的人40岁以后开始老花,到<br />
45岁时大约老花+1.00—+1.50D左右,50岁时<br />
老花+2.00D,55岁、60岁和70岁的人则分别<br />
为+2.50D、+3.00DS和+4.00D左右的老花<br />
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• 近点、远点<br />
使用最大(极度)调节力,即睫肌处于紧张<br />
状态、水晶体表面曲率最大,能在黄斑上成清晰<br />
像时的物距称作近点。正常眼的近点约为10cm,<br />
近(远)视眼的近点小(大)于10cm。<br />
眼在不用调节时,能看清楚最远的一点,称<br />
为远点。正常眼的远点在无限远,近视眼的远点<br />
不到无限远。<br />
• 明视距离<br />
把眼觉得不太累的最近物距称作明视距离。<br />
正常人眼的明视距离为25cm。<br />
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• 视角与视力<br />
视角是指外界物体两端射向眼内的两条光线在<br />
结点处交叉所形成的角。<br />
视力就是眼睛能够分辨二物点间的最小距离的<br />
能力,以视角来衡量,与视细胞直径0.004mm一致,<br />
相当于1’视角。视角越小,视力越好。<br />
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• 视野<br />
视野(Visual field)是指眼向前方固视时所见的空间<br />
范围,它反映了周边视力。<br />
距注视点30°以内的范围称为中心视野,30°以外的<br />
范围为周边视野。<br />
如同视力,视野对人的工作及生活有很大影响,视野<br />
狭小者不能驾车或从事较大范围活动的工作。世界卫生组<br />
织规定视野小于10°者,即使视力正常也属于盲。<br />
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补充:眼科诊疗项目<br />
• 人工晶体及其分类<br />
• 人工晶体治疗白内障<br />
• 人工晶体植入治疗超高度近视<br />
• 准分子激光治疗近视<br />
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人工晶体及其分类<br />
• 人工晶体(IOL)。是一种植入眼内的人工透镜,取代天然<br />
晶状体的作用。第一枚人工晶体是由John Pike,John Holt和<br />
Hardold Ridley共同设计的,于1949年11月29日,Ridley医生在<br />
伦敦St.Thomas医院为病人植入了首枚人工晶体。<br />
• 在第二次世界大战中,人们观察到某些受伤的飞行员眼中有<br />
玻璃弹片,却没有引起明显的、持续的炎症反应,于是想到<br />
玻璃或者一些高分子有机材料可以在眼内保持稳定,由此发<br />
明了人工晶体。<br />
•人工晶体的形态,通常是由一个圆形光<br />
学部和周边的支撑袢组成。光学部的直径<br />
一般在5.5~6mm左右。在夜间或暗光下,<br />
人的瞳孔会放大,直径可以达到6mm左右,<br />
而过大的人工晶体在制造或者手术中都有<br />
一定的困难。支撑袢的作用是固定人工晶<br />
体,形态就很多了,基本的可以是两个C<br />
型的线装支撑袢。<br />
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人工晶体的分类<br />
一类是前房型人工晶体,包括虹膜爪型<br />
和房角支撑型。房角支撑型人工晶体容易<br />
使瞳孔变形,而且可能影响房角,造成眼<br />
压升高。目前临床常用的IOL主要有荷兰<br />
OPHTEC B.V.公司生产的前房型人工晶体,<br />
商品名为Artisan。<br />
另一类是后房型人工晶体。STAAR<br />
Surgical AG 公司的后房型屈光晶体,商品<br />
名为Collamer可植入接触镜,即 ICL TM 。<br />
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虹膜支撑型晶体<br />
Artisan人工晶体植入侧面观<br />
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Artisan,是一种位于前房内、虹膜固定的有晶<br />
体眼人工晶体,通过晶体襻上的“爪”抓持住部<br />
分虹膜组织而附着于虹膜前表面。主要材料为<br />
PMMA,中央光学区直径有5mm和6mm两种,人<br />
工晶状体长度为8.5mm。矫治度数范围 : -3.0D to -<br />
23.5D(近视)及+1.0D to +12.0(远视)。<br />
ICL植入位置模拟图 Artisan人工晶体植入正面观<br />
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后房型晶体<br />
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ICL TM :商品名为Collamer可植入接触镜,是瑞典<br />
STAAR Surgical AG 公司生产的后房型屈光晶体,为单镜<br />
片型。中央为直径为4.5至5.5 mm的凹陷形或隆凸形光学区<br />
(根据型号或屈光度)。<br />
为了配合不同的眼睛大小,镜片以6种总长度生产,其<br />
中近视镜片的包括11.5、12.0、12.5、13.0和13.5 mm,远视<br />
镜片的包括 11.0、11.5、 12.0、12.5和13.0 mm。镜片的生<br />
产原料为该公司拥有专利的猪胶原与聚甲基丙烯酸羟乙酯<br />
(HEMA polymer)的复合物,具有良好的生物相容性,<br />
在眼内无任何不良反应。其折光率在35℃下时为1.453,比<br />
重为1.21,硬度(邵氏A硬底计)为45。 HEMA聚合物可<br />
吸收紫外线辐射,故可阻挡90%的光波长小于387 nm紫外<br />
线辐射,其可见光透光率约为90%±5%。该种镜片可折叠,<br />
并可通过3.5 mm或更小的切口(1.4mm)植入。用于近视<br />
和远视的ICL度数范围分别为-3.0至-23.0 和+3.0至21.0。<br />
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Eyeonics CrystaLens AT-45 Overview<br />
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n Silicone (Biosil) plate<br />
haptic lens<br />
n Plate length is 10.5 mm;<br />
overall length 11.5<br />
n Optic diameter is 4.5<br />
mm<br />
n Available in +10.0 to<br />
+27.0 D<br />
32
人工晶体治疗白内障<br />
白内障是常见的主要致盲性眼病。晶状体正常情况下它是透明的,<br />
一旦晶状体由于某些原因发生混浊,就会影响视网膜成像,使人看不清东<br />
西。也就是说,晶状体混浊导致视力下降,这就是白内障。<br />
白内障的主要症状表现为视力减退,视物模糊,临床上初起时眼前出<br />
现固定性飞蚊症、复视或单眼多视症等。视力逐渐下降,甚至失明,仅有<br />
光感。<br />
老年性白内障是老年人中最常见的致盲性眼病。它是由于眼内透明的<br />
晶状体发生变性和“老化”,逐渐变得混浊而不透明,并造成视力减退,<br />
甚至看不见。多发生在50岁以后,且随年龄增加而增加。老年性白内障,<br />
从初起到完全成熟,时间长短不一,少则数月,长者可达数十年,一般为2<br />
~5年,也有可能停止在某一个阶段,静止不变。<br />
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初发期白内障<br />
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白内障进行性发展<br />
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白内障进行性加重影响视力<br />
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白内障治疗<br />
手术治疗白内障是目前最佳手段:<br />
白内障囊内摘除术<br />
白内障囊外摘除术<br />
现代白内障囊外摘除及后房型人工晶体植入术<br />
白内障超声乳化吸出术及人工晶体植入术<br />
其它:激光乳化手术;水乳化手术<br />
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超声乳化技术与人工晶体的植入手术Phakic IOL Implantation<br />
手术采用超声乳化机器,通过约3mm左右的角膜或巩膜<br />
切口粉碎吸出晶状体核与皮质,保留晶状体后囊膜以便能植<br />
入后房型人工晶状体。其显著优点手术切口小,只有2.8~<br />
5.5mm,术后切口愈合快,角膜散光小,早期即可获得满意<br />
的视力,而且可在门诊手术,不需住院。缺点为:费用高,<br />
依赖机器,手术复杂,难度较大,一旦发生并发症,容易造<br />
成永久性损伤。<br />
白<br />
内<br />
障<br />
超<br />
声<br />
乳<br />
化<br />
仪<br />
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39
1.撕开晶体前囊 2.超声乳化 3.IOL 植入<br />
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注入式晶体:将注入针深入晶状体囊袋内,注入水凝胶或液状硅胶,<br />
重新按囊袋形状形成晶状体。注入的凝胶物质在数小时内固化,残留的<br />
空气泡消散,晶状体膨胀到原来的大小,并保持透明。这种手术正在改<br />
进完善中,手术的切口仅需1mm左右,手术并发症将明显减少,在很短的<br />
时间内让患者重见光明。<br />
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人工晶体植入治疗超高度近视<br />
主要有两种手术方式:<br />
1.晶体置换术<br />
适应症:近视超过1200度,角膜相对较薄不足以完成<br />
LASIK或LASEK手术者。<br />
特点:与白内障超声乳化手术及人工晶体植入手术完<br />
全相同。<br />
过程:在角膜缘做微小切口(2.5~3.5mm),用超声乳<br />
化仪将晶体乳化吸出,植入人工晶体,技术熟练的医生只<br />
需约3~5分钟即可完成手术。<br />
优点:技术比较成熟,费用相对较低(6000 ~ 6500元/<br />
眼) 缺点:术眼无调节力,术后要保持150 ~ 200近视以方<br />
便中近距离生活。<br />
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2. ICL晶体植入术<br />
在美国,ICL通常被非正式地定义为“植入性眼内接触镜”,但<br />
是实际上ICL中的ICL代表的是“implantable Collamer lens(植入性<br />
Collamer晶体)”。这是由其晶体的独特材料来定名的。<br />
适应症:近视超过1200度,角膜相对较薄不足以完成LASIK或<br />
LASEK手术者。<br />
特点:保留自身晶体,在眼内前房晶体前植入人工晶体(又分为三<br />
种:房角支撑型人工晶体、虹膜夹持型人工晶体、虹膜后晶体前人工<br />
晶体)。<br />
过程:在角膜缘做小切口(3 ~ 6mm),注入软性粘弹剂撑起前房,<br />
将人工晶体植入,吸出粘弹剂,切口可缝或不缝。<br />
优点:保留人自身的晶体,术后有调节力,生活较为方便,如果<br />
不理想可将晶体取出。<br />
缺点:术后有可能出现青光眼、并发性白内障,费用相对较高<br />
(10000 ~ 12000元/眼),也是只能由白内障专科医生来操作。<br />
无论是晶体置换术或晶体植入术,术后的矫正度数都不可能十<br />
分精确,有可能会有不同程度的近视或散光残留。<br />
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近视手术最新手术ICL晶体植入.avi<br />
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人工晶体日光下视近模拟<br />
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人工晶体日光下视远模拟<br />
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人工晶体夜光下视远模拟<br />
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激光治疗近视眼<br />
准分子激光角膜屈光手<br />
术是通过激发气态氟化氩<br />
(ArF)所产生波长为193nm的<br />
“冷激光”。<br />
手术医生在矫治前将采<br />
集到的参数输入计算机,由<br />
计算机控制切削范围和深度。<br />
通过每一激光切除一薄层中<br />
心角膜组织,多个脉冲照射<br />
到角膜组织上后,角膜曲率<br />
变平,光线能够直接聚焦到<br />
视网膜上,视力变得清晰。<br />
48
准分子激光角膜屈光手术安全性<br />
准分子激光矫正屈不正已有十余年历史,临床<br />
证明手术过程是安全的,效果是明显的。准分子激<br />
光照射到组织时可以使组织分子气化。每个脉冲切<br />
削深度为0.2μm, 而人类的角膜全层厚度大约是500-<br />
600μm。在计算机控制下,切削是非常安全和精确<br />
的。<br />
另外由于是冷激光,被照射部位的组织不产生<br />
热效应,准确的气化可以把角膜精确地切去一层,<br />
但对角膜的构造不会产生不良的影响。<br />
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PRK-准分子激光角膜切削术<br />
用角膜上皮刀刮除角膜中央区上皮组织,然后<br />
对上皮下组织进行准分子激光切削,使角膜前表面<br />
弯曲度变小,屈光力降低,焦点后移至视网膜上,<br />
达到矫正近视的目的。<br />
PRK 术后引起的角膜愈合反应较强,特别是高<br />
度近视患者需切削的组织较多,术后更易发生回退,<br />
所以不适合高度近视及瘢痕体质患者。适于近视在<br />
800度、散光在200度以内的患者。<br />
PRK 手术的优点在于手术费用低,较为经济,<br />
适于中低度近视患者。但是其不足之处也较为明显:<br />
由于破坏了角膜的前弹力层,可能造成角膜雾状混<br />
浊引起屈光回退;术后用药时间长易引发类固醇性<br />
高眼压;术后疼痛,刺激症状也较 LASIK 和 LASEK<br />
手术强烈。<br />
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LASEK手术<br />
97年在意大利开始在临床上应用的。它是利<br />
用酒精软化上皮然后,用角膜上皮刀制作一个厚<br />
度为 60~80 微米,直径 8 ~ 10 毫米,蒂的<br />
弧度为 30 度的上皮瓣,掀开上皮瓣后用准分子<br />
激光进行原位磨削来改变角膜的屈光度从而达到<br />
矫正近视、散光的目的,而后复位上皮瓣,4 天<br />
后由新的上皮替代。由于上皮瓣厚度为60 ~ 80<br />
微米,所以 LASEK 更适宜于角膜较薄的患者,避<br />
免了LASIK手术中制作角膜瓣引起的并发症,手术<br />
安全性高,较好地保持了角膜的整体性。<br />
LASEK 手术在矫正轻度和中度近视的远期效<br />
果已经得到证实。<br />
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