Porozmawiajmy dzisiaj o tym, czym jest laser femtosekundowy. Jakie są główne zasady jego działania i jak pomaga poprawić widzenie?
Teoria Bohra
Kiedy na początku XIX wieku nauka osiągnęła taki poziom, że była w stanie wejrzeć w strukturę atomu, powstał nowy kierunek - fizyka kwantowa. Pierwszym zadaniem było ustalenie, w jaki sposób i dlaczego małe elektrony nie padają na ciężkie jądro atomu. Poprzednia teoria oparta na równaniach Maxwella głosiła, że każdy poruszający się ładunek emituje pole, przez co traci pęd. Tak więc elektron krążący wokół jądra musi stale promieniować i ostatecznie opadać na jądro. Bohr wyraził pogląd, że elektrony w atomie mogą znajdować się tylko w pewnych odległościach od centrum, a przejściu z jednego poziomu na drugi towarzyszy albo emisja, albo pochłanianie energii. Teoria ta została następnie wyjaśniona w ramach fizyki kwantowej. Obecność stacjonarnych niwelatorów elektronicznych otworzyła drogę dla takiego wynalazku jak laser (w tym femtosekundowy).
Teoretyczne podstawy lasera
Kiedy naukowcy zdali sobie sprawęstruktury atomu, chcieli nauczyć się kontrolować stan elektronu. W normalnych warunkach elektron, który z jakiegoś powodu znajduje się na wysokim poziomie atomu, ma tendencję do wypełniania niższych poziomów, jeśli są wolne. Podczas przejścia energia jest emitowana w postaci kwantu światła lub fotonu. Ale przejście między dowolnymi dwoma poziomami generuje różne kwanty światła. Ale jeśli wiele elektronów przejdzie jednocześnie z wyższego poziomu na niższy, pojawi się strumień wielu identycznych fotonów. Zastosowania tego wątku są nieograniczone. Na przykład laser femtosekundowy usuwa zaćmę. W rubinu domieszkowanym itrem znaleziono poziom z tak zwaną populacją odwrotną: gdy elektrony łatwiej gromadzą się na wysokim poziomie, a następnie wszystkie razem przesuwają się na niższy poziom. Główne elementy lasera to:
- working body (substancja, w której występuje poziom z odwrotną populacją);
- pompa (źródło, które „indukuje” akumulację elektronów na poziomie odwrotnym);
- rezonator w postaci dwóch równoległych luster (koncentrują tylko te fotony, które są generowane w jednym kierunku, a cała reszta jest rozproszona).
Impuls wyjściowy może być ciągły lub dyskretny. Na przykład laser femtosekundowy należy do drugiego typu.
Mikro, nano, femto
Wszystkie te przedrostki oznaczają część całości. Mili to jedna tysięczna czegoś, na przykład metr. Oznacza to, że milimetr to 10-3 metrów. Przedrostek femto- oznacza, że coś waży lubrozciąga 10-15 razy mniej niż określona jednostka. W związku z tym laser femtosekundowy ma bardzo krótki impuls. A w każdej sekundzie mieści się 1015 impulsów. Dlaczego potrzebujemy tak niewyobrażalnie małej wartości? Faktem jest, że moc lasera zależy od tego, jak długo elektrony gromadzą się na odwrotnym poziomie. Przy ciągłym wytwarzaniu moc laserów nie może być wysoka. Ale im krótszy jest każdy impuls, tym wyższa moc wyjściowa. Wiele procesów trwa znacznie dłużej, a tak krótki impuls nie jest zauważalny dla ostatecznego celu. System odbiorczy wydaje się być ciągłym laserem. Jednocześnie spójność i moc wiązki wyjściowej jest znacznie wyższa.
Zaćma
Zaćma to zmętnienie soczewki. Osoba, która rozwija taką wadę wzroku, może nie być tego świadoma: wraz z rozwojem zaćmy na krawędzi źrenicy widzenie nie ulega pogorszeniu. Ale jeśli zmętnienie pojawi się w środku soczewki, nie można nie zauważyć osłabienia wzroku. Istnieją cztery główne powody tej zmiany w oku:
- szkodliwe promieniowanie w wysokich dawkach;
- uraz głowy lub bezpośrednio oka;
- cukrzyca;
- silny stres.
Jest tylko jeden fizyczny powód - białko zawarte w soczewce oka zaczyna się rozkładać, rozkładać. Ten proces nazywa się denaturacją białka. W przypadku soczewki zniszczenia są nieodwracalne. Wcześniej starzy ludzie z białymi oczami byli całkowicie zależni od swoich bliskich, ponieważ w rzeczywistości byli niewidomi. Jednak ta choroba jest teraz pomyślnieleczony.
Leczenie zaćmy z chirurgią
Tradycyjnie leczenie oznacza taką interwencję w ludzkim ciele, która nie narusza jego integralności: ból gardła leczy się tabletkami i gorącą herbatą, skaleczony palec maścią i bandażem.
Ale w tym przypadku leczenie jest radykalne – operacja. Zwykle to słowo oznacza rany, szwy gojące się przez długi czas, ból i utratę normalnego trybu życia. W przypadku zaćmy nie trzeba obawiać się operacji, ponieważ nacięcie jest zwykle bardzo małe, 2-3 mm, żadne naczynia krwionośne nie są przecinane, znieczulenie miejscowe.
Kroki operacji:
- Gałka oczna jest znieczulana specjalnymi kroplami.
- Tęczówka oka jest nacinana (cięcie nie ma więcej niż 3 mm długości).
- Do obiektywu wkładane jest specjalne urządzenie.
- Urządzenie zamienia stary obiektyw w emulsję.
- Emulsja jest odsysana.
- Przedstawiamy nową sztuczną, miękką soczewkę.
- Urządzenie jest usuwane z oka.
Zabieg trwa nie dłużej niż 15 minut, po czym osoba może już iść do domu.
Na etapie przekształcania starej soczewki w emulsję używany jest laser femtosekundowy. Okulistyka zna też inny przykład zastosowania laserów – korekcję krótkowzroczności i astygmatyzmu. Ale to już inna historia.
Zalety laserów w leczeniu zaćmy
Od razu wymienimy jedną istotną wadę - ta metoda jest dość droga. Jednak pod wszystkimi innymi względami jest lepszy niż wcześniej.metody. Według opinii tkanka otaczająca soczewkę jest mniej uszkodzona, przemiana w emulsję zachodzi szybciej, wielkość powstałych cząstek jest mniejsza, jeśli w operacji stosuje się laser femtosekundowy. Opinie na temat takiej operacji są niezwykle pozytywne zarówno od pacjentów, jak i od lekarzy.
Wspomnieliśmy już, że za pomocą laserów korygowana jest również krótkowzroczność. Jednak do niedawna do tej operacji i leczenia zaćmy używano innego sprzętu. Najważniejsza dla pacjenta jest jakość operacji, ale klinika, która świadczy takie usługi, chciałaby wydawać nie tyle pieniędzy na urządzenia. W tym przypadku z pomocą przychodzi laser femtosekundowy Victus: można go wykorzystać do wykonania trzech różnych operacji. W takim przypadku wystarczy zmienić ustawienia.
