Parliamo oggi di cos'è un laser a femtosecondi. Quali sono i principi fondamentali del suo lavoro e in che modo aiuta a correggere la vista?
Teoria di Bohr
Quando all'inizio del diciannovesimo secolo la scienza raggiunse un livello tale da poter esaminare la struttura dell'atomo, sorse una nuova direzione: la fisica quantistica. Il primo compito era determinare come e perché piccoli elettroni non cadono sul nucleo pesante di un atomo. Una precedente teoria basata sulle equazioni di Maxwell affermava che qualsiasi carica in movimento emette un campo, perdendo quindi slancio. Pertanto, un elettrone che orbita attorno al nucleo deve irradiarsi continuamente e alla fine cadere sul nucleo. Bohr espresse l'idea che gli elettroni in un atomo possono trovarsi solo a determinate distanze dal centro e il passaggio da un livello all' altro è accompagnato dall'emissione o dall'assorbimento di energia. Questa teoria è stata successivamente spiegata nell'ambito della fisica quantistica. La presenza di livelli elettronici stazionari ha aperto la strada a un'invenzione come un laser (incluso uno a femtosecondi).
Fondamenti teorici del laser
Una volta che gli scienziati se ne sono resi contostruttura dell'atomo, volevano imparare a controllare lo stato dell'elettrone. In condizioni normali, un elettrone, che per qualche ragione si trova ad un livello alto di un atomo, tende a riempire i livelli inferiori, se sono liberi. Durante la transizione, l'energia viene emessa sotto forma di un quanto di luce o di un fotone. Ma la transizione tra due livelli qualsiasi genera quanti di luce differenti. Ma se molti elettroni passano simultaneamente da un livello superiore a un livello inferiore, apparirà un flusso di molti fotoni identici. Le applicazioni di questo thread sono infinite. Ad esempio, un laser a femtosecondi rimuove la cataratta. In un rubino drogato con ittrio è stato trovato un livello con la cosiddetta popolazione inversa: quando gli elettroni si raccolgono più facilmente a un livello alto, per poi spostarsi tutti insieme a un livello più basso. I componenti principali del laser sono i seguenti:
- corpo di lavoro (sostanza in cui esiste un livello con popolazione inversa);
- pompa (una sorgente che "induce" gli elettroni ad accumularsi a livello inverso);
- risonatore sotto forma di due specchi paralleli (concentrano solo i fotoni che vengono generati in una direzione e tutti gli altri sono dispersi).
L'impulso di uscita può essere continuo o discreto. Il laser a femtosecondi, ad esempio, appartiene al secondo tipo.
Micro, nano, femto
Tutti questi prefissi denotano parte di un tutto. Un milli è un millesimo di qualcosa, come un metro. Cioè, un millimetro è 10-3 metri. Il prefisso femto- significa che qualcosa pesa osi estende 10-15 volte meno di una certa unità. Di conseguenza, il laser a femtosecondi ha un impulso molto breve. E ogni secondo corrisponde a 1015 impulsi. Perché abbiamo bisogno di un valore così inimmaginabilmente piccolo? Il fatto è che la potenza del laser dipende da quanto tempo gli elettroni si accumulano a livello inverso. Con la generazione continua, la potenza dei laser non può essere elevata. Ma più breve è ogni impulso, maggiore è l'uscita. Molti processi richiedono molto più tempo e un impulso così breve non è evidente per l'obiettivo finale. Il sistema di ricezione sembra essere un laser continuo. Allo stesso tempo, la coerenza e la potenza del raggio di uscita sono molto più elevate.
Cataratta
La cataratta è un annebbiamento del cristallino. Una persona che sviluppa un tale difetto visivo potrebbe non esserne consapevole: con lo sviluppo di una cataratta sul bordo della pupilla, la vista non è compromessa. Ma se si verifica un appannamento al centro dell'obiettivo, è impossibile non notare l'indebolimento della vista. Ci sono quattro ragioni principali per questo cambiamento negli occhi:
- radiazioni nocive ad alte dosi;
- trauma alla testa o direttamente all'occhio;
- diabete mellito;
- forte stress.
C'è solo una ragione fisica: la proteina contenuta nel cristallino dell'occhio inizia a degradarsi, a rompersi. Questo processo è chiamato denaturazione delle proteine. Nel caso della lente, la distruzione è irreversibile. In precedenza, gli anziani con gli occhi bianchi erano completamente dipendenti dai loro parenti, poiché in re altà erano ciechi. Tuttavia, questa malattia ora ha successoin cura.
Trattamento della cataratta con intervento chirurgico
Tradizionalmente, trattamento significa un tale intervento nel corpo umano che non ne viola l'integrità: un mal di gola viene trattato con pillole e tè caldo, un dito tagliato con unguenti e una benda.
Ma in questo caso il trattamento è radicale: la chirurgia. Solitamente questa parola significa ferite, punti che si rimarginano a lungo, dolore e la perdita di uno stile di vita normale. In caso di cataratta, non c'è bisogno di aver paura dell'operazione, perché l'incisione è solitamente molto piccola, 2-3 mm, nessun vaso sanguigno viene tagliato, l'anestesia è locale.
Passaggi dell'operazione:
- Il bulbo oculare viene anestetizzato con gocce speciali.
- L'iride dell'occhio è incisa (il taglio non supera i 3 mm di lunghezza).
- Un dispositivo speciale è inserito nell'obiettivo.
- Il dispositivo trasforma la vecchia lente in un'emulsione.
- L'emulsione viene aspirata.
- Presentazione di una nuova lente morbida artificiale.
- Il dispositivo viene rimosso dall'occhio.
La procedura non dura più di 15 minuti, dopodiché la persona può già tornare a casa.
È nella fase di trasformazione della vecchia lente in emulsione che viene utilizzato un laser a femtosecondi. L'oftalmologia conosce anche un altro esempio dell'uso dei laser: la correzione della miopia e dell'astigmatismo. Ma questa è un' altra storia.
Vantaggi dei laser nel trattamento della cataratta
Immediatamente, nomineremo uno svantaggio significativo: questo metodo è piuttosto costoso. Tuttavia, sotto tutti gli altri aspetti è meglio di prima.metodi. Secondo le recensioni, il tessuto che circonda la lente è meno danneggiato, la trasformazione in emulsione avviene più velocemente, la dimensione delle particelle risultanti è inferiore se nell'operazione viene utilizzato un laser a femtosecondi. Il feedback su tale operazione è estremamente positivo sia da parte dei pazienti che dei medici.
Abbiamo già detto che con l'aiuto dei laser si corregge anche la miopia. Tuttavia, fino a poco tempo fa, per questa operazione e per il trattamento della cataratta venivano utilizzate attrezzature diverse. La cosa principale per il paziente è la qualità dell'operazione, ma la clinica che fornisce tali servizi vorrebbe spendere non così tanti soldi per i dispositivi. In questo caso ci viene in aiuto il laser a femtosecondi Victus: può essere utilizzato per eseguire tre diverse operazioni. In questo caso, devi solo modificare le impostazioni.
