Poďme sa dnes rozprávať o tom, čo je femtosekundový laser. Aké sú hlavné princípy jeho práce a ako pomáha správnemu videniu?
Bohrova teória
Keď na začiatku devätnásteho storočia veda dosiahla takú úroveň, že bola schopná nahliadnuť do štruktúry atómu, vznikol nový smer - kvantová fyzika. Prvou úlohou bolo určiť, ako a prečo malé elektróny nedopadajú na ťažké jadro atómu. Predchádzajúca teória založená na Maxwellových rovniciach tvrdila, že akýkoľvek pohybujúci sa náboj vyžaruje pole, čím stráca hybnosť. Elektrón, ktorý obieha okolo jadra, musí teda nepretržite vyžarovať a nakoniec dopadnúť na jadro. Bohr vyjadril myšlienku, že elektróny v atóme môžu byť len v určitých vzdialenostiach od stredu a prechod z jednej úrovne na druhú je sprevádzaný buď emisiou alebo absorpciou energie. Táto teória bola následne vysvetlená v rámci kvantovej fyziky. Prítomnosť stacionárnych elektronických úrovní otvorila cestu takémuto vynálezu, akým je laser (vrátane femtosekundového).
Teoretické základy laseru
Akonáhle si to vedci uvedomilištruktúru atómu, chceli sa naučiť, ako ovládať stav elektrónu. Za normálnych podmienok má elektrón, ktorý je z nejakého dôvodu na vysokej úrovni atómu, tendenciu zapĺňať nižšie úrovne, ak sú voľné. Počas prechodu sa vyžaruje energia vo forme kvanta svetla alebo fotónu. Ale prechod medzi akýmikoľvek dvoma úrovňami generuje rôzne svetelné kvantá. Ale ak veľa elektrónov prejde súčasne z vyššej úrovne na nižšiu úroveň, potom sa objaví prúd mnohých identických fotónov. Aplikácie tohto vlákna sú nekonečné. Napríklad femtosekundový laser odstraňuje šedý zákal. V rubíne dotovanom ytriom bola nájdená úroveň s takzvanou inverznou populáciou: keď sa elektróny ľahšie zhromažďujú na vysokej úrovni a potom sa všetky spolu presunú na nižšiu úroveň. Hlavné komponenty lasera sú nasledovné:
- pracovné telo (látka, v ktorej je hladina s inverznou populáciou);
- čerpadlo (zdroj, ktorý „indukuje“hromadenie elektrónov na inverznej úrovni);
- rezonátor vo forme dvoch paralelných zrkadiel (koncentrujú len tie fotóny, ktoré sa vygenerujú jedným smerom a všetky ostatné sú rozptýlené).
Výstupný impulz môže byť nepretržitý alebo diskrétny. K druhému typu patrí napríklad femtosekundový laser.
Mikro, nano, femto
Všetky tieto predpony označujú časť celku. Mili je tisícina niečoho, napríklad meter. To znamená, že milimeter je 10-3 metrov. Predpona femto- znamená, že niečo váži respsa natiahne 10-15 krát menej ako určitá jednotka. V súlade s tým má femtosekundový laser veľmi krátky pulz. A každú sekundu sa zmestí 1015 impulzov. Prečo potrebujeme takú nepredstaviteľne malú hodnotu? Faktom je, že výkon lasera závisí od toho, ako dlho sa elektróny akumulujú na inverznej úrovni. Pri nepretržitej výrobe nemôže byť výkon laserov vysoký. Ale čím kratší je každý impulz, tým vyšší je výstup. Mnohé procesy trvajú oveľa dlhšie a takýto krátky impulz nie je pre konečný cieľ badateľný. Zdá sa, že prijímací systém je kontinuálny laser. Súčasne je koherencia a sila výstupného lúča oveľa vyššia.
Sedý zákal
Sedý zákal je zakalenie šošovky. Človek, u ktorého sa vyvinie takáto zraková chyba, si to nemusí byť vedomý: s rozvojom šedého zákalu na okraji zrenice nie je videnie narušené. Ak sa však v strede šošovky vyskytne zakalenie, nie je možné nevšimnúť si oslabenie videnia. Existujú štyri hlavné dôvody tejto zmeny v oku:
- škodlivé žiarenie vo vysokých dávkach;
- trauma do hlavy alebo priamo do oka;
- diabetes mellitus;
- silný stres.
Fyzikálny dôvod je len jeden – proteín obsiahnutý v očnej šošovke sa začína degradovať, rozkladať. Tento proces sa nazýva denaturácia bielkovín. V prípade šošovky je zničenie nevratné. Predtým boli starí ľudia s bielymi očami úplne odkázaní na svojich príbuzných, keďže boli v skutočnosti slepí. Táto choroba je však teraz úspešnáliečim sa.
Liečba šedého zákalu operáciou
Liečbou sa tradične rozumie taký zásah do ľudského tela, ktorý nenarúša jeho celistvosť: boľavé hrdlo sa lieči tabletkami a horúcim čajom, porezaný prst masťou a obväzom.
V tomto prípade je však liečba radikálna – operácia. Väčšinou sa pod týmto slovom rozumejú rany, stehy, ktoré sa hoja dlho, bolesti a strata normálneho životného štýlu. V prípade sivého zákalu sa operácie netreba báť, pretože rez je väčšinou veľmi malý, 2-3 mm, neprerezávajú sa cievy, anestézia je lokálna.
Kroky operácie:
- Očná buľva sa anestetizuje špeciálnymi kvapkami.
- Dúhovka oka je narezaná (rez nie je dlhší ako 3 mm).
- Do šošovky je vložené špeciálne zariadenie.
- Zariadenie premení starú šošovku na emulziu.
- Emulzia sa odsaje.
- Predstavujeme novú umelú mäkkú šošovku.
- Zariadenie je odstránené z oka.
Procedúra netrvá dlhšie ako 15 minút, po ktorých už môže osoba ísť domov.
Femtosekundový laser sa používa vo fáze premeny starej šošovky na emulziu. Oftalmológia pozná aj ďalší príklad využitia laserov – korekciu krátkozrakosti a astigmatizmu. Ale to je iný príbeh.
Výhody laserov pri liečbe šedého zákalu
Hneď vymenujeme jednu významnú nevýhodu – táto metóda je dosť drahá. Vo všetkých ostatných ohľadoch je to však lepšie ako predtým.metódy. Tkanivo obklopujúce šošovku je podľa recenzií menej poškodené, premena na emulziu prebieha rýchlejšie, veľkosť výsledných častíc je menšia, ak sa pri operácii použije femtosekundový laser. Spätná väzba na takúto operáciu je mimoriadne pozitívna od pacientov aj lekárov.
Už sme spomínali, že pomocou laserov sa koriguje aj krátkozrakosť. Až donedávna sa však na túto operáciu a liečbu šedého zákalu používali iné zariadenia. Hlavná vec pre pacienta je kvalita operácie, ale klinika, ktorá takéto služby poskytuje, by nechcela míňať toľko peňazí na prístroje. V tomto prípade pomôže femtosekundový laser Victus: možno s ním vykonať tri rôzne operácie. V tomto prípade stačí zmeniť nastavenia.
