I. Введение в фемтосекундные лазеры
Фемтосекунда — это единица измерения длительности времени, фемтосекунда равна 10 минус 15 раз в секунду, или 1/1000 триллиона секунд. Фемтосекундный лазер — это вид лазера в виде импульса, его длительность очень мала, всего несколько фемтосекунд, это самый короткий импульс, чем использование электронных методов для получения самого короткого импульса в тысячи раз, это человек в лабораторных условиях может получить самый короткий импульс технологическими средствами, это существенная особенность фемтосекундного лазера. Второй отличительной особенностью фемтосекундного лазера является его мгновенная высокая мощность, которая может достигать триллиона ватт, что в сто раз больше, чем общая мощность, вырабатываемая в настоящее время во всем мире.
Фемтосекундные лазеры находят широкое применение в физике, биологии, химическом контроле реакций, оптической связи и других областях. В частности, стоит отметить, что благодаря своим быстрым и высокоразрешающим свойствам фемтосекундный лазер имеет уникальные преимущества и незаменимую роль в ранней диагностике повреждений, медицинской визуализации и биологическом обнаружении in vivo, хирургической медицине и производстве сверхмалых спутников. При воздействии фемтосекундного лазера высокой интенсивности на вещество происходит очень необычное явление: газообразное, жидкое или твердое вещество мгновенно превращается в плазму. Эта плазма может излучать лазеры с различными длинами волн. Фемтосекундные лазеры высокой мощности, сталкивающиеся с электронными пучками, способны производить жесткие рентгеновские фемтосекундные лазеры, производить бета-лучи и создавать положительные и отрицательные пары электронов. Мощные фемтосекундные лазеры имеют многообещающее будущее в медицине, сверхтонкой микрообработке, хранении и записи информации высокой плотности. Мощные фемтосекундные лазеры могут также пробивать атмосферу для создания каналов разряда для искусственных молний, что позволяет избежать катастрофических повреждений самолетов, ракет и электростанций, вызванных естественными разрядами молний. Использование фемтосекундных лазеров может очень эффективно ускорять электроны, позволяя в тысячи раз сжать размеры ускорителя. Взаимодействие мощных фемтосекундных лазеров с веществом может привести к образованию достаточного количества нейтронов для быстрого зажигания управляемого лазером ядерного синтеза. Таким образом, перед человечеством открывается совершенно новый путь к получению энергии нового поколения.
Во-вторых, фемтосекундный лазер в медицинском применении
1, фемтосекундный лазер обладает значительным количеством точного направления и позиционирования
»Существует два принципа фемтосекундной лазерной хирургии, один из которых — принцип передачи света, а другой — принцип светового взрыва. Во-первых, давайте рассмотрим принцип передачи света: перед операцией хирург вводит в компьютер основную информацию о пациенте и операционные данные. Во время операции хирург управляет аппаратом Femtosecond Laser, используя плоскую конусную линзу для уплощения роговицы и поддержания точного расстояния между лазерной головкой и лазерным фокусом в ткани роговицы. Фемтосекундный лазер подает лазерные импульсы по заданной хирургом схеме, чтобы сделать различные целевые разрезы в роговице.
2. Фемтосекундное лазерное лезвие создает более плоские и точные роговичные лоскуты
Принцип светового взрыва фемтосекундного лазера: лазерные импульсы фокусируются в ткани роговицы для создания светового взрыва; каждый импульс светового взрыва производит микроион; каждый микроион испаряет приблизительно 1 микрон ткани роговицы; испаренная ткань роговицы производит расширенные пузырьки и пузырьки CO2, которые поглощаются тканью роговицы, и таким образом ткань роговицы отделяется. Управляемая компьютером оптическая система доставки производит тысячи фемтосекундных лазерных импульсов, которые фокусируются в плотном, одинаковом по ширине и расстоянию шаблоне решетки забора-стенки для создания светового всплеска на одинаковой глубине, создавая слой пузырьков крошечного диаметра в ткани роговицы, который разделяет ткань роговицы и создает режущую поверхность фемтосекундного лазера. Схема резки создает горизонтальную разделительную поверхность и вертикальную поверхность.
Фемтосекундные лазерные импульсы также могут быть сфокусированы под любым углом и в любом диапазоне укладки в ткани роговицы, формируя различные углы и диапазоны разделения тканей, поэтому фемтосекундный лазер можно использовать в трансплантации роговицы и хирургии lasik для выполнения ламеллярной резки роговицы, создавая красивые имплантаты и лоскуты.
Три, преимущества фемтосекундного лазера для лечения близорукости
1. Значительно снижает риск хирургического вмешательства
В традиционной хирургии ламинарного ножа, если лезвие вращается в процессе ослабления кольца отрицательного давления и других несчастных случаев, производство роговичного лоскута не будет завершено, операция может быть проведена только через три месяца, что оказывает большое психологическое давление на пациентов и врачей. В случае подобной аварии с фемтосекундным лазером хирург просто наденет кольцо отрицательного давления и сразу же пополнит запасы лазера, не прерывая операцию. Это связано с тем, что фемтосекундный лазер производит только немного воды и пузырьков для отталкивания ткани роговицы при создании лоскута, что не повреждает ткань. Следует также отметить, что преходящее высокое внутриглазное давление может привести к некоторому повреждению глазного дна. По сравнению с преходящим высоким внутриглазным давлением ламинарного ножа, отрицательное давление фемтосекундного лазера будет намного ниже, что уменьшит возможное повреждение глазного дна.
2. вживление роговичного лоскута, более точная репозиция
Ламеллярный нож режет горизонтально, а поверхность глаза представляет собой шар, поэтому лоскут получается «чашеобразным» и плохо прилегает к строме глаза; в то время как при использовании фемтосекундного лазера лоскут встраивается в строму глаза в виде «подземного колодца». При плотном прикусе легко переместить лоскут. Лазерный источник света также исключает необходимость удаления металлических остатков, которые могут остаться после использования пластинчатого ножа.
3. Отличное качество зрения после операции
»Фемтосекундный лазер может точно вскрыть молекулярную цепочку тканей глаза для получения более однородного и совершенного лоскута, эффективно избегая медицинских аберраций, которые могут возникать при использовании пластинчатых лоскутов, и предотвращая блики и размытость в туманные дни, дождливые дни и в условиях ночного вождения, позволяя близоруким пациентам достичь идеального качества зрения.
4. более широкий диапазон коррекции
В прошлом толщина роговицы была такова, что почти 10% пациентов не могли пройти традиционную лазерную операцию, такую как LASIK, поскольку их близорукость была слишком глубокой, а роговица слишком тонкой. Фемтосекундная лазерная хирургия не зависит от кривизны роговицы, что является преимуществом для близоруких пациентов с тонкой роговицей и большим разбросом кривизны роговицы.
Виды фемтосекундной лазерной хирургии для клинического применения в офтальмологии
Существует два основных типа фемтосекундной лазерной хирургии, используемой в офтальмологических клиниках для лечения аномалий рефракции: частичная фемтосекундная лазерная хирургия и полная фемтосекундная лазерная хирургия. Как известно, традиционная процедура лечения рефракционных ошибок с помощью эксимерного лазера состоит из двух частей: процесса создания ламинарного лоскута и процесса обработки эксимерным лазером. Фемтосекундный лазер, используемый в первой процедуре, является инструментом для изготовления лоскутов, который лишь заменяет часть процедуры по изготовлению лоскутов ламинарным ножом, в то время как вторая часть лазерного лечения по-прежнему выполняется традиционным эксимерным лазером. Поэтому данный вид хирургии можно назвать только полностью лазерной, а не полностью фемтосекундной. Поэтому, строго говоря, это не революционная процедура. В последнем случае фемтосекундный лазер заменяет весь процесс традиционной хирургии, т.е. создание ламинарного лоскута и обработку эксимерным лазером, поэтому его можно назвать полной фемтосекундной лазерной хирургией.
Единственный фемтосекундный лазер, который может выполнять полную фемтосекундную хирургию, — это фемтосекундный лазер VisuMax от Zeiss, Германия. Система полной фемтосекундной хирургии VisuMax Femtosecond Laser называется RELEX (которая включает операции Flex и Smile), и ее особенности и преимущества очевидны.
1. Уникальная 3D стереоскопическая резка, способная изменять различные параметры резки для создания фемтосекундных лазерных лоскутов, а также фемтосекундной пересадки роговицы и фемтосекундной рефракционной хирургии. Эффект лечения более четкий и лучший, особенно при средней и высокой близорукости без регрессии, лучшем ночном зрении и меньшем количестве послеоперационных осложнений.
2. уникальный дизайн изогнутой контактной линзы контактирует только с роговицей, не уплощая ее, что позволяет оперировать даже слишком крутые или слишком плоские роговицы. Минимальное повышение внутриглазного давления, меньший потенциальный риск для сетчатки и зрительного нерва во время операции и предотвращение воспалительных реакций.
3. пациент не теряет фиксацию в течение всей процедуры и способен видеть фиксирующий свет, используя точку фиксации пациента как лучшую точку для позиционирования лоскута, чтобы сделать центр лоскута более точным. Пациент чувствует себя более комфортно интраоперационно.