Pakalbėkime šiandien apie tai, kas yra femtosekundinis lazeris. Kokie pagrindiniai jos darbo principai ir kaip tai padeda koreguoti regėjimą?
Boro teorija
Kai XIX amžiaus pradžioje mokslas pasiekė tokį lygį, kad galėjo pažvelgti į atomo sandarą, atsirado nauja kryptis – kvantinė fizika. Pirmoji užduotis buvo nustatyti, kaip ir kodėl maži elektronai nepatenka į sunkųjį atomo branduolį. Ankstesnė teorija, pagrįsta Maksvelo lygtimis, teigė, kad bet koks judantis krūvis skleidžia lauką, todėl praranda pagreitį. Taigi aplink branduolį besisukantis elektronas turi nuolatos spinduliuoti ir galiausiai kristi į branduolį. Bohras išreiškė mintį, kad elektronai atome gali būti tik tam tikru atstumu nuo centro, o perėjimą iš vieno lygio į kitą lydi arba energijos emisija, arba sugertis. Vėliau ši teorija buvo paaiškinta kvantinės fizikos rėmuose. Stacionarių elektroninių nivelyrų buvimas atvėrė kelią tokiam išradimui kaip lazeris (įskaitant femtosekundinį).
Lazerio teoriniai pagrindai
Kai mokslininkai supratoatomo struktūrą, jie norėjo išmokti valdyti elektrono būseną. Normaliomis sąlygomis elektronas, kuris dėl kokių nors priežasčių yra aukštame atomo lygyje, yra linkęs užpildyti žemesnius lygius, jei jie yra laisvi. Perėjimo metu energija išspinduliuojama šviesos kvanto arba fotono pavidalu. Tačiau perėjimas tarp bet kurių dviejų lygių sukuria skirtingus šviesos kvantus. Bet jei daug elektronų vienu metu pereina iš aukštesnio lygio į žemesnį lygį, atsiras daugybės vienodų fotonų srautas. Šios gijos programų yra begalė. Pavyzdžiui, femtosekundinis lazeris pašalina kataraktą. Rubine, legiruotame itriu, buvo rastas lygis su vadinamąja atvirkštine populiacija: kai elektronai lengviau susirenka aukštame lygyje, o tada visi kartu pereina į žemesnį lygį. Pagrindiniai lazerio komponentai yra šie:
- darbo kūnas (medžiaga, kurios lygis yra atvirkštinės populiacijos lygis);
- siurblys (š altinis, kuris „skatina“elektronus kauptis atvirkštiniu lygiu);
- rezonatorius dviejų lygiagrečių veidrodžių pavidalu (jie koncentruoja tik tuos fotonus, kurie generuojami viena kryptimi, o visi kiti yra išsibarstę).
Išėjimo impulsas gali būti nuolatinis arba atskiras. Pavyzdžiui, femtosekundinis lazeris priklauso antrajam tipui.
Mikro, nano, femto
Visi šie priešdėliai žymi visumos dalį. Mili yra viena tūkstantoji kažko, pavyzdžiui, metras. Tai yra, milimetras yra 10-3 metrų. Priešdėlis femto- reiškia, kad kažkas sveria arbaišsitempia 10-15 kartų mažiau nei tam tikras vienetas. Atitinkamai femtosekundinis lazeris turi labai trumpą impulsą. Ir kiekviena sekundė tinka 1015 impulsų. Kam mums reikalinga tokia neįsivaizduojamai maža vertybė? Faktas yra tas, kad lazerio galia priklauso nuo to, kiek laiko elektronai kaupiasi atvirkštiniu lygiu. Nepertraukiamai generuojant lazerių galia negali būti didelė. Bet kuo trumpesnis kiekvienas impulsas, tuo didesnis išėjimas. Daugelis procesų užtrunka daug ilgiau, o toks trumpas impulsas galutiniam tikslui nepastebimas. Atrodo, kad priėmimo sistema yra nuolatinis lazeris. Tuo pačiu metu išvesties pluošto darna ir galia yra daug didesnė.
Katarakta
Katarakta yra lęšiuko drumstis. Žmogus, kuriam išsivysto toks regos defektas, gali to ir nežinoti: vyzdžio krašte išsivystant kataraktai, regėjimas nesutrinka. Bet jei lęšio centre atsiranda drumstumas, neįmanoma nepastebėti regėjimo susilpnėjimo. Yra keturios pagrindinės šio akies pokyčio priežastys:
- kenksminga spinduliuotė didelėmis dozėmis;
- trauma į galvą arba tiesiai į akį;
- cukrinis diabetas;
- stiprus stresas.
Yra tik viena fizinė priežastis – akies lęšiuke esantis b altymas pradeda skaidytis, skaidytis. Šis procesas vadinamas b altymų denatūravimu. Objektyvo atveju sunaikinimas yra negrįžtamas. Anksčiau seni žmonės b altomis akimis buvo visiškai priklausomi nuo savo artimųjų, nes iš tikrųjų buvo akli. Tačiau ši liga dabar sėkmingai gydomagydomas.
Kataraktos gydymas operacija
Tradiciškai gydymas reiškia tokią intervenciją į žmogaus organizmą, kuri nepažeidžia jo vientisumo: gerklės skausmas gydomas tabletėmis ir karšta arbata, perpjautas pirštas – tepalais ir tvarsčiu.
Tačiau šiuo atveju gydymas radikalus – operacija. Paprastai šis žodis reiškia žaizdas, ilgai gyjančias siūles, skausmą ir įprasto gyvenimo būdo praradimą. Esant kataraktai, nereikia bijoti operacijos, nes pjūvis dažniausiai būna labai mažas, 2-3 mm, kraujagyslės nepjaunamos, anestezija vietinė.
Veiklos žingsniai:
- Akies obuolys anestezuojamas specialiais lašais.
- Akies rainelė įpjauta (pjūvis ne ilgesnis kaip 3 mm).
- Į objektyvą įdėtas specialus įrenginys.
- Prietaisas seną objektyvą paverčia emulsija.
- Emulsija nusiurbta.
- Pristatome naują dirbtinį minkštą lęšį.
- Įrenginys pašalintas iš akies.
Procedūra trunka ne ilgiau kaip 15 minučių, po kurios žmogus jau gali vykti namo.
Būtent senojo lęšio virsmo emulsija stadijoje naudojamas femtosekundinis lazeris. Oftalmologai žino ir kitą lazerių panaudojimo pavyzdį – trumparegystės ir astigmatizmo korekciją. Bet tai kita istorija.
Lazerių privalumai gydant kataraktą
Iš karto įvardinsime vieną reikšmingą trūkumą – šis būdas gana brangus. Tačiau visais kitais atžvilgiais jis geresnis nei anksčiau.metodus. Remiantis atsiliepimais, lęšį supantis audinys mažiau pažeidžiamas, greičiau virsta emulsija, operuojant naudojamas femtosekundinis lazeris mažesnis susidarančių dalelių dydis. Atsiliepimai apie tokią operaciją yra itin teigiami tiek iš pacientų, tiek iš gydytojų.
Jau minėjome, kad lazerių pagalba koreguojama ir trumparegystė. Tačiau dar visai neseniai šiai operacijai ir kataraktos gydymui buvo naudojama skirtinga įranga. Pacientui svarbiausia – operacijos kokybė, tačiau tokias paslaugas teikianti klinika aparatams norėtų išleisti ne tiek daug pinigų. Tokiu atveju pagelbės Victus femtosekundinis lazeris: juo galima atlikti tris skirtingas operacijas. Tokiu atveju tereikia pakeisti nustatymus.
