Promluvme si dnes o tom, co je femtosekundový laser. Jaké jsou hlavní principy její práce a jak napomáhá správnému vidění?
Bohrova teorie
Když na začátku devatenáctého století dosáhla věda takové úrovně, že byla schopna nahlédnout do struktury atomu, vznikl nový směr - kvantová fyzika. Prvním úkolem bylo zjistit, jak a proč malé elektrony nedopadají na těžké jádro atomu. Předchozí teorie založená na Maxwellových rovnicích uváděla, že jakýkoli pohybující se náboj vyzařuje pole, čímž ztrácí hybnost. Elektron, který obíhá kolem jádra, tedy musí neustále vyzařovat a nakonec do jádra dopadnout. Bohr vyjádřil myšlenku, že elektrony v atomu mohou být pouze v určitých vzdálenostech od středu a přechod z jedné úrovně do druhé je doprovázen buď emisí, nebo absorpcí energie. Tato teorie byla následně vysvětlena v rámci kvantové fyziky. Přítomnost stacionárních elektronických hladin otevřela cestu pro takový vynález, jako je laser (včetně femtosekundového).
Teoretické základy laseru
Jakmile si vědci uvědomilistrukturu atomu, chtěli se naučit, jak ovládat stav elektronu. Za normálních podmínek má elektron, který je z nějakého důvodu na vysoké úrovni atomu, tendenci vyplňovat nižší úrovně, pokud jsou volné. Při přechodu je vyzařována energie ve formě kvanta světla nebo fotonu. Ale přechod mezi jakýmikoli dvěma úrovněmi generuje různá světelná kvanta. Ale pokud mnoho elektronů projde současně z vyšší úrovně na nižší úroveň, objeví se proud mnoha identických fotonů. Aplikace tohoto vlákna jsou nekonečné. Například femtosekundový laser odstraňuje šedý zákal. V rubínu dopovaném yttriem byla nalezena hladina s takzvanou inverzní populací: kdy se elektrony snáze shromažďují na vysoké úrovni a pak se všechny společně přesunou na nižší úroveň. Hlavní součásti laseru jsou následující:
- pracovní tělo (látka, ve které je hladina s inverzní populací);
- pumpa (zdroj, který „indukuje“elektrony k akumulaci na inverzní úrovni);
- rezonátor ve formě dvou paralelních zrcadel (koncentrují pouze ty fotony, které jsou generovány jedním směrem, a všechny ostatní jsou rozptýleny).
Výstupní impuls může být spojitý nebo diskrétní. K druhému typu patří například femtosekundový laser.
Mikro, nano, femto
Všechny tyto předpony označují část celku. Mili je jedna tisícina něčeho, například metr. To znamená, že milimetr je 10-3 metrů. Předpona femto- znamená, že něco váží popřse natáhne 10-15 krát méně než určitá jednotka. V souladu s tím má femtosekundový laser velmi krátký pulz. A každou sekundu se vejde 1015 pulzů. Proč potřebujeme tak nepředstavitelně malou hodnotu? Faktem je, že výkon laseru závisí na tom, jak dlouho se elektrony hromadí na inverzní úrovni. Při nepřetržité výrobě nemůže být výkon laserů vysoký. Ale čím kratší je každý impuls, tím vyšší je výstup. Mnoho procesů trvá mnohem déle a tak krátký impuls není pro konečný cíl patrný. Zdá se, že přijímací systém je kontinuální laser. Současně je koherence a síla výstupního paprsku mnohem vyšší.
Šedý zákal
Šedý zákal je zakalení čočky. Člověk, u kterého se objeví taková zraková vada, si toho nemusí být vědom: s rozvojem šedého zákalu na okraji zornice není vidění narušeno. Pokud se ale ve středu čočky objeví zakalení, pak je nemožné si nevšimnout oslabení vidění. Existují čtyři hlavní důvody pro tuto změnu v oku:
- škodlivé záření ve vysokých dávkách;
- trauma do hlavy nebo přímo do oka;
- diabetes mellitus;
- silný stres.
Fyzikální důvod je jen jeden – protein obsažený v oční čočce se začíná rozkládat, rozkládat. Tento proces se nazývá denaturace bílkovin. V případě čočky je destrukce nevratná. Dříve byli staří lidé s bílýma očima zcela závislí na svých příbuzných, protože byli ve skutečnosti slepí. Tato nemoc je však nyní úspěšnáléčím se.
Léčba šedého zákalu operací
Léčbou se tradičně rozumí takový zásah do lidského těla, který nenaruší jeho celistvost: bolest v krku se léčí prášky a horkým čajem, pořezaný prst mastmi a obvazem.
V tomto případě je ale léčba radikální – operace. Obvykle toto slovo znamená rány, stehy, které se hojí dlouho, bolesti a ztrátu normálního životního stylu. V případě šedého zákalu není třeba se operace bát, protože řez bývá velmi malý, 2-3 mm, neprořezávají se žádné cévy, anestezie je lokální.
Kroky operace:
- Oční bulva je anestetizována speciálními kapkami.
- Duhovka oka je naříznuta (řez není delší než 3 mm).
- Do objektivu je vloženo speciální zařízení.
- Zařízení promění starou čočku na emulzi.
- Emulze je odsáta.
- Představujeme novou umělou měkkou čočku.
- Zařízení je odstraněno z oka.
Procedura netrvá déle než 15 minut, poté již může osoba jít domů.
Femtosekundový laser se používá ve fázi přeměny staré čočky na emulzi. Oftalmologie zná i další příklad využití laserů – korekci krátkozrakosti a astigmatismu. Ale to je jiný příběh.
Výhody laserů při léčbě šedého zákalu
Okamžitě uvedeme jednu významnou nevýhodu – tato metoda je poměrně drahá. Ve všech ostatních ohledech je však lepší než dříve.metody. Tkáň obklopující čočku je dle recenzí méně poškozena, přeměna v emulzi probíhá rychleji, velikost výsledných částic je menší, pokud je při operaci použit femtosekundový laser. Zpětná vazba na takovou operaci je mimořádně pozitivní jak od pacientů, tak od lékařů.
Už jsme zmínili, že pomocí laserů se koriguje i krátkozrakost. Pro tuto operaci a léčbu šedého zákalu se však donedávna používalo jiné vybavení. Pro pacienta je hlavní kvalita operace, ale klinika, která takové služby poskytuje, by za přístroje ráda nedávala tolik peněz. V tomto případě pomůže femtosekundový laser Victus: lze s ním provést tři různé operace. V tomto případě stačí změnit nastavení.
