早晨睜開眼，第一件事是摸床頭柜找眼鏡。這是中國近七億近視患者的共同“儀式”。

《中國眼健康白皮書》顯示，2023年，我國小學生近視率為 36%，高中生更突破了 80%。成年人中，近視同樣是最普遍的健康問題之一。

近視的煩惱，遠不止看不清黑板那么簡單。游泳要摘鏡，打球要擔心，高溫環境戴著不舒服，進出空調房鏡片起霧，拍照時鼻梁上永遠多一道印……對于想從事飛行員、消防員、警察等職業的年輕人而言，近視甚至直接關上了一扇門。

于是，“摘鏡”成了許多人心里盤旋已久的念頭。

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但“念頭”到“行動”之間，有一條叫做“糾結”的深溝?！笆中g安全嗎？”“激光打壞了怎么辦？”“會不會有后遺癥？”……

這種焦慮并非多余。但與此同時，過去三十年間，近視手術的安全性和精準度已經發生了翻天覆地的變化。尤其是目前最主流的術式——全飛秒手術（SMILE，小切口角膜基質透鏡取出術），憑借更小的創口、更快的恢復，正在成為越來越多人的首選。

支撐這臺手術的核心設備，正在經歷一場悄無聲息的“國產化革命”。

科普中國聯系了中國工程院院士、北京同仁醫院眼科中心主任、首都醫科大學眼科學院院長、國家眼科診斷與治療工程技術研究中心主任王寧利，以及北京同仁醫院眼科屈光手術中心主任翟長斌，解讀國產全飛秒激光角膜屈光手術系統背后的故事。

手術臺背后的“無形枷鎖”

要理解這場革命的意義，我們先要知道，這把“刀”此前掌握在誰的手里。

一臺全飛秒手術，在國內知名醫院的價格通常在萬元以上，部分定制化方案甚至更高。很多人以為，這是因為手術本身技術含量高、醫生資質要求嚴——這當然是原因之一，但還有一個鮮少被提及的隱性成本：專利解鎖費。

我國的飛秒設備長期依賴進口，比如蔡司的VisuMax系統。這類設備不是買來就能直接用的，每一次激光掃描都要再給廠家交一筆專利費，才能獲得序列號來解鎖使用權。

也就是說，每做一臺手術，醫院就要向境外廠商繳納一筆“過路費”。這筆費用，最終以各種形式轉嫁到了患者身上。

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費用還是其次，更深的問題藏在數據里。

進口設備的設計參數，大多來源于歐美人群的臨床數據。而中國人——乃至整個東亞人群——的眼球構造與歐美人存在一些差異。北京同仁醫院眼科屈光手術中心的翟長斌主任舉了一個細節：“蔡司設備配套的角膜負壓吸引環有大、中、小三個型號，在中國市場，絕大多數患者用的都是小號。中號偶爾在角膜直徑大的患者身上使用，大號……在中國市場根本就沒有用武之地。”

換言之，中國醫生拿著一把為歐美人定制的尺子，給中國人量了幾十年的眼睛。

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更令人感慨的是，在全飛秒手術領域，中國不僅是全球最大的市場，也是經驗最豐富的臨床來源地。截至目前，全球全飛秒手術案例已逾 1000 萬例，其中約 750 萬例發生在中國。翟長斌說：“中國眼科醫生在全飛秒領域發表的論文數量是全球最多的，我們的臨床經驗非常豐富。”

手術是我們做的，論文是我們寫的，數據是在我們患者身上產生的——但設備的核心技術，長期不在我們手里。

破局：中國“手術刀”的跨代跨越

打破枷鎖，需要時間，也需要勇氣。

現任北京同仁醫院眼科中心主任、首都醫科大學眼科學院院長、國家眼科診斷與治療工程技術研究中心主任、中華預防醫學會公共衛生眼科學會主委王寧利院士回顧說，國內對全飛秒設備的研發探索，大致可以分成幾個階段：最早有企業跟蹤仿制，后來也有一些自主可控的嘗試，但真正能在臨床上高質量使用、讓醫生“愛不釋手”，并最終能說出“比進口的還要好”——這個夢想的實現，走過了漫長的路。

王院士是北京同仁醫院眼科的領軍人物，是中華醫學會眼科學會前任主委、中國醫學科學院學術咨詢委員會學部委員、國際眼科科學院院士，曾獲得“國家杰出醫師”稱號。此外，他還是亞太眼科學會前任主席、現任世界青光眼協會主席（全球首位華人學者）——這一系列國際任職，標志著中國眼科學術地位正式進入世界舞臺的中心。

王寧利在講解眼科疾病 圖源：北京同仁醫院

最初的研發工作，來自華中科技大學曾紹群教授帶領的光學團隊。彼時的工程樣機體積龐大，“比一張桌子還要大”，放在實驗室里更像是一套精密的物理實驗裝置，而非可以走進手術室的醫療器械。樣機的每一根管件都可以拆卸，整個系統是一套氣動平衡平臺，足見研發的精密程度。

“有一次開會，我們就碰到了?！钡蚤L斌回憶起與曾紹群教授的相識，“他說他在搞飛秒激光研發，想做眼科這邊的設備。這個激光器就是咱自己國產的，就跟機車核心技術一樣?！?/p>

而這場國產化的關鍵一役，是一次跨界合作的勝利：一邊是華中科技大學曾紹群教授的激光物理團隊，深耕激光器及光路控制技術的底層研發；另一邊是以北京同仁醫院為代表的臨床團隊，提供真實的手術需求、標準和評價。

翟長斌介紹，雙方共同申報了科技部重點研發計劃課題，臨床實驗在同仁醫院開展。從豬眼球的動物實驗，到通過國家光電所的安全認證，再到正式進入人體臨床，每一步都按照最嚴格的醫療器械審批流程推進。

國產全飛秒激光角膜屈光手術系統，目前正處在產品注冊階段 圖源：北京同仁醫院

王寧利說得精準：“企業技術人員和專家，再加上臨床醫生的配合，這機器才能做出來。各自的貢獻是不一樣的?！?/p>

這套國產設備最根本的突破，在于實現了激光器和光路控制系統的全自主研發。

翟長斌說：“它的這些控制系統，都是他們自己團隊研發的。后來曾教授團隊研發了一套光路控制技術，就是讓激光怎么精準地定點在眼睛上起作用——這套系統也是全自主研發的?！?/p>

從激光的產生、調制，到在角膜上的每一個打點，這套設備的“發動機”與“方向盤”，如今都握在中國人自己手里。

國產全飛秒到底“快”在哪？

外行看熱鬧，內行看門道。評判一臺全飛秒設備的水準，翟主任給出了他的坐標系：速度、精度、適配度，以及手術過程中那個關鍵的手感——絲不絲滑。

速度，是這臺國產設備最引人注目的指標。

全飛秒手術的核心環節，是用飛秒激光在角膜內完成一次完整的掃描切割——時間越短，患者需要保持眼球紋絲不動的時間越短，手術風險中的一個重要變量“脫吸”就越能被壓縮。所謂“脫吸”，是指手術過程中設備與眼球失去吸附，一旦發生就必須立刻終止手術。這種情況更容易在患者因緊張而不由自主地轉動眼球時發生。

翟長斌介紹到，目前市面上廣泛使用的蔡司VisuMaxPro，切削時間約為 9 秒；而這臺國產設備的切削時間已優化至8 秒多到 9 秒之間。

“它是目前我用過的能用于臨床的最快的飛秒激光機器?！钡蚤L斌評價道，“就根據光區大小不一樣，需要打的點數不一樣，但同樣條件下它比VisuMaxPro還要快一點。”

這背后的技術支撐，是激光發射頻率的大幅提升，以及固體激光器與高精度光路控制系統的協同工作。

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但速度只是表象，精度才是靈魂。

翟長斌用了一個直白的比喻來描述這臺設備的精度：“它的脈沖精度控制在一根頭發絲的 1%，也就是微米級?！?/p>

一微米是 1 毫米的千分之一。在這個尺度上，設備需要穩定地在角膜內的特定深度，以極高的頻率連續打出密集的氣泡點，每一個點的能量必須高度一致。點與點之間的氣泡彼此相連，形成一個平滑的分離面，最終切出一個形狀規則、邊緣光潔的“透鏡”——這是整臺手術成功的物質基礎。

王寧利把這個過程解釋得很形象：“你在角膜里面用激光先打一層氣泡，再打一層，在里面切出來一個凸透鏡。你把這個凸透鏡拿走，就等于加了一個凹透鏡，近視就矯正了。但你如果打得不均勻，能量不穩定，有幾個點不連續，透鏡的邊緣就不規整，取的時候就會粘連，就得再去分離。”

正是對每一個打點的能量穩定性和位置精度的極致把控，構成了這臺國產設備的核心競爭力。

進口設備天然適配歐美人群，這是客觀的歷史局限。國產設備的優勢之一，恰恰在于它從設計之初就面向中國人、東亞人。

翟長斌舉了負壓吸引環的例子：中國患者平均角膜直徑略小于歐美患者，國產設備在硬件設計上可以充分參照中國人的真實數據，在負壓吸引環的尺寸、吸附方式等細節上做出更貼合的設計，讓術中體驗更精準、更舒適。

此外，隨著臨床數據不斷積累，國產設備還可以持續輸入本土病例參數，建立基于中國人眼球數據的手術模型，這是進口設備在短期內難以復制的優勢。

翟長斌第一次上手這套國產設備，是在 2024 年 9 月的一次會議現場。“當時主要是在豬眼球上演示，我做完以后的感覺是：激光能量控制的非常好，透鏡取得很絲滑，很不錯?！?/p>

此后在正式臨床病例中，翟長斌有了更完整的體驗。“它的手術特別快，患者躺下去，沒有太多感覺，就下來說，‘這么快就做完了嗎？’第二天視力恢復到0.8 到 1.0，一周后 1.2，恢復非常好。”

諾獎技術與那個“完美的圓”

其實，回顧歷史，SMILE 的發現源自一場意外，而這其中也有中國人的參與。

1993年，美國密歇根大學超快光科學中心的實驗室里，一名來自中國的博士生杜德濤正在測試飛秒激光對石英玻璃的損傷特性。那一天，他疲憊地掀開了護目鏡，一束低能量的雜散激光打進了他的右眼。

幸好能量很低，傷情并未嚴重，但他的導師熱拉爾·穆魯（GérardMourou）仍堅持讓他去了大學眼科中心檢查。接診的住院醫生羅恩·庫爾茨（Ron Kurtz）看著眼底圖，驚訝地問了一句讓歷史改變走向的話：“你們用的是什么激光？……因為你的損傷是完美的?！?/p>

穆魯在實驗室 圖源：金鵝獎官網

庫爾茨見過形形色色的激光灼傷，從未見過如此規整的圓形傷斑——邊緣銳利如刀鋒，周邊組織毫發未損。他敏銳地意識到，這種精準到不可思議的切割特性，意味著某種巨大的醫學可能。

數天后，他主動找到穆魯，表示想來飛秒激光實驗室工作。之后，杜德濤和庫爾茨一起開始在動物角膜中驗證飛秒激光的切割精度——從飛秒到納秒，一次次地試驗，一次次地確認：它能在極短的時間內、極狹小的空間內聚焦，讓組織電離、產生氣泡，完成極其精密的切割，而且不損傷毗鄰組織。

1994 年，他們在一次光學會議上匯報了這項發現，由此吸引了同為穆魯門下的蒂博爾·尤哈斯（Tibor Juhasz）加入。1997 年，庫爾茨和尤哈斯開始專注于半飛秒手術（LASIK，準分子激光原位角膜磨鑲術）的商業化；2001 年，該技術獲美國美國食品藥品監督管理局（FDA）批準。杜德濤是半飛秒核心專利的第二發明人。此后，半飛秒手術逐步演進，最終發展出今天的全飛秒手術。

支撐這一切的，是一項叫做啁啾脈沖放大（CPA）的物理技術。

1985 年，當時在美國羅切斯特大學工作的熱拉爾·穆魯和他的博士生唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）提出了這一開創性方案：將激光脈沖先在時間尺度上“拉寬”，再經過放大器安全放大，最后再壓縮回極短脈寬，從而突破了此前激光強度提升的物理瓶頸，使飛秒級超短脈沖激光的產生和應用成為可能。

CPA的結構示意圖 圖源：參考文獻[3]

翟長斌在提及這段歷史時特別強調：“這項啁啾脈沖放大技術，是在有了足夠多的眼科應用之后，才讓整個世界看到了它造福人類的價值——這也是它最終獲得諾貝爾獎的重要原因之一?！?/p>

2018 年，穆魯和斯特里克蘭憑借 CPA 技術榮獲諾貝爾物理學獎。

王寧利補充了一個細節，令人動容：“這個飛秒激光的發明人，當時只是發現了它奇特的切割現象，并不知道能用來干什么。是眼科醫生成就了他的諾貝爾獎的夢?！?/p>

中國醫生的匠心與遠見

一臺手術做完了，那塊被取出的角膜透鏡，有時候會被浸泡在幾滴鹽水里，作為紀念品交給患者帶走。一片薄薄的組織，幾十微米厚，肉眼幾乎看不太清。

全飛秒手術切取的角膜透鏡，在傳統觀念里是手術“廢料”。然而王寧利介紹的一個方向，讓人豁然開朗——可以將近視患者取出的透鏡，經過精準計算度數后，移植給有遠視或圓錐角膜的患者，起到角膜加厚、強化和矯正度數的三重效果。

王寧利甚至構想了一個更遠的未來：“你 33 歲做的手術，到你 53 歲老花眼來臨時，把保存的透鏡取出來，用準分子激光修飾成老花鏡片，再植入回去，每個人都需要的?！?/p>

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此外，王寧利還提到，真正了不起的貢獻，不只是把手術做到爐火純青，而是“建立一整套標準化培訓體系，把高手的絕活變成普通醫生的能力”——讓中國不同層級的醫院、不同背景的眼科醫生，都能安全地完成這臺手術。

國產設備的普及，有望在這一方向上起到杠桿作用：當手術費用因為競爭而趨于合理，當設備不再只出現在一線城市的頂級醫院，當專利壁壘不再是基層醫院的攔路虎，全飛秒手術才能真正從“少數人的高端選項”變成“普通人可及的清晰視野”。

國產全飛秒設備的突破，是工業的勝利，是自主可控的底氣，更是對國民視力健康更深情的守護。

當然，這條路還沒有走完。翟長斌坦言，目前這臺設備在機身體積上仍有優化空間，人體工程學設計——比如顯微鏡距離、與不同身高醫生的操作適配——還需要進一步打磨。但這些，是一款成熟產品在迭代中必然要經歷的細節打磨，而非方向上的缺失。

更值得期待的是，白內障和青光眼的手術功能已在軟件層面完成了規劃，正等待一步步開放落地。王寧利特別叮囑：“一定要記好，飛秒激光還可以做青光眼?，F在諾貝爾獎獲得者都很想推動這個方向。咱們國家現在搞出來了，這件事就可以做了?！?/p>

從近視，到白內障，再到青光眼，國產設備的邊界，仍在悄悄擴展。

參考文獻

[1] 中國博士生實驗室意外受傷，竟開啟一項偉大發明, 孫滔,科學網, https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/9/486853.shtm

[2] 意外發現：現代激光矯視手術的誕生故事, Roshni Printer,香港科技大學, https://sciencefocus.hkust.edu.hk/zh-hant/The-Accident-That-Led-to-Modern-Day-Laser-Corrective-Eye-Surgeries

[3] 魏志義, 王兆華, 滕浩, 等. 啁啾脈沖放大技術——從超快激光技術到超強物理世界. 物理 , 2018, 47(12): 763-771. DOI: 10.7693/wl20181202.

策劃制作

策劃丨何雨濛

受訪專家 | 王寧利 中國工程院院士 北京同仁醫院眼科中心主任 首都醫科大學眼科學院院長 國家眼科診斷與治療工程技術研究中心主任 中華預防醫學會公共衛生眼科學會主委 中國醫學科學院學術咨詢委員會學部委員 國際眼科科學院院士 世界青光眼協會主席

翟長斌 北京同仁醫院眼科屈光手術中心主任 主任醫師 博士生導師