Ексимерні лазери: пристрій, застосування в медицині
Опубликованно 25.03.2018 06:07
У цій статті розглянемо плюси ексимерних лазерів. На сьогоднішній день медицина має широкий спектр всілякого лазерного обладнання для лікування складних захворювань у важкодоступних ділянках людського тіла. Лазерні операції допомагають досягти ефекту малоінвазивної та безболісності, що має величезну перевагу перед тими хірургічними втручаннями, які виробляються вручну при порожнинних операціях, які досить травматичні, чреваті високими крововтратами, а також тривалою реабілітацією після них.
Що таке лазер?
Лазер – це особливий квантовий генератор, що випромінює вузький світловий пучок. Лазерні прилади відкривають неймовірні можливості передач енергій на різні відстані з високою швидкістю. Звичайний же світ, який здатний сприйматися людським зором, являє собою невеликі пучки світла, що поширюються у різні сторони. Якщо ці пучки сконцентрувати за допомогою лінзи або дзеркала, вийде великий пучок світлових частинок, але навіть він не може зрівнятися з лазерним променем, який складається з квантових частинок, що може бути досягнуто тільки шляхом активації атомів того середовища, яка лежить в основі лазерного випромінювання.Різновиди
За допомогою колосальних розробок вчених всього світу ексимерні лазери сьогодні широко використовуються в багатьох сферах людської діяльності і мають наступні різновиди:твердотільні;лазери на барвниках;газові;ексимерні;напівпровідникові;лазери на парах металу;хімічні;волоконні;лазери на вільних електронах.
Походження
Дана різновид являє собою ультрафіолетовий газовий лазер, який широко застосовується в області очної хірургії. За допомогою цього пристрою лікарі здійснюють лазерну корекцію зору.
Термін «ексімер» означає «збуджений димер» і характеризує тип матеріалу, який використовується в якості робочого тіла. Вперше в СРСР подібний пристрій було представлено в 1971 році вченими Ст. А. Даниличевым, Н. Басовим і Ю. М. Поповим у Москві. В якості робочого тіла такого лазера використовувався димер ксенону, який збуджувався пучком електронів з метою отримати випромінювання з певною довжиною хвиль. Через деякий час для цього стали застосовувати благородні гази з галогенами, і це було зроблено в 1975 році в однієї з дослідницьких лабораторій США вченими Дж. Хартом і С. Сирлесом.
Люди часто запитують, чому для корекції зору використовується ексимерний лазер.Його унікальність
Було встановлено, що эксимерная молекула виробляє лазерне випромінювання за рахунок того, що вона знаходиться в збудженому «яке притягує» стані, а також в «отталкивающем». Це можна пояснити тим, що ксенон або криптон (благородні гази) мають високу інертність і, як правило, ніколи не утворюють хімічних сполук. Електричний розряд приводить їх у збуджений стан, внаслідок чого вони можуть утворити молекули або між собою, або з галогенами, наприклад, хлор або фтор. Поява молекул, що знаходяться в збудженому стані, створює, як правило, так звану інверсії населеностей, і така молекула віддає свою енергію, представляє собою вимушене або спонтанне випромінювання. Після цього дана молекула повертається в основний стан і розпадається на атоми. Пристрій ексимерного лазера унікально.
Термін «димер» зазвичай вживається тоді, коли між собою поєднуються однакові атоми, однак у більшості ексимерних лазерів сучасності використовуються сполуки благородних газів і галогенів. Тим не менш диммерами називають і ці сполуки, що застосовуються для всіх лазерів подібної конструкції. Як працює ексимерний лазер? Це ми зараз розглянемо.
Принцип дії ексимерного лазера
Цей лазер є основною дійовою особою PRK і LASIK. Робоче тіло його подають інертний і галогеновий газ. Коли в суміш цих газів проникає висока напруга, один атом галогену і одна атом інертного газу з'єднуються, утворюючи двухатомную молекулу. Вона перебуває у вкрай збудженому стані та через тисячну частку секунди розпадається на атоми, що призводить до появи світлової хвилі в УФ-діапазоні.
Цей принцип дії ексимерного лазера знайшов широке застосування в медицині, оскільки ультрафіолетове випромінювання впливає на органічні тканини, наприклад, на рогівку, таким чином, що роз'єднуються зв'язку між молекулами, що призводять до перекладу тканин з твердого в газоподібний стан. Цей процес називається «фотоабляцией».Діапазон хвиль
Всі існуючі моделі даного виду функціонують в одному діапазоні довжин хвиль і розрізняються виключно по ширині світлового пучка, а також по складу робочого тіла. Ексимерний лазер для корекції зору застосовується найчастіше. Але є й інші області його використання.
Перші мали діаметр світлового пучка, який дорівнював діаметру поверхні, на якій вироблялося випаровування. Широкий діапазон променя та його неоднорідність викликали таку ж неоднорідність верхніх шарів рогівки, а також підвищення температури на її поверхні. Цей процес супроводжувався ушкодженнями і опіками. Цю ситуацію виправив створення ексимерного лазера. В МНТК «Мікрохірургія ока» використовують його дуже давно.
Лазери нового покоління пройшли тривалий процес модернізації, в процесі якої був зменшений діаметр світлового пучка, також була створена спеціальна ротаційно-скануюча система постачання до ока лазерного випромінювання. Розглянемо, як ексимерні лазери використовують лікарі.
Застосування в медицині
У поперечному розрізі такий лазерний промінь виглядає як пляма, переміщається по колу, знімаючи верхні шари рогівки, а також надаючи їй інший радіус кривизни. В зоні абляції температура не піднімається, оскільки дія є короткочасною. В результаті операції спостерігається рівна і чітка поверхню рогівки. Ексимерний лазер в офтальмології незамінний.
Хірург, який здійснює оперативне втручання, заздалегідь визначає, яка порція енергії, яка буде подаватися на рогівку, а також на яку глибину буде проводитися вплив ексімерним лазером. Звідси фахівець може заздалегідь планувати хід процесу і припускати, який результат буде отримано за підсумками проведення операції.Лазерна корекція зору
Як працює ексимерний лазер в офтальмології? В основі популярної сьогодні методики лежить так зване комп'ютерне перепрофілювання рогівки, що є головною оптичною лінзою людського ока. Ексимерний лазер, яким впливають на неї, згладжує поверхню рогівки, прибираючи верхні шари і, таким чином, усуваючи всі наявні на ній дефекти. При цьому з'являються нормальні умови для отримання оком правильних образів, створюючи правильність заломлення світла. Люди, яким була проведена така процедура, бачать, як всі, хто має спочатку хороший зір.
Процедура перепрофілювання рогівки не викликає виникнення на її поверхні високих температур, що може виявитися згубним для живих тканин. І, як вважає більшість людей, не відбувається так званого випалювання верхніх шарів рогівки.
Найголовніша перевага ексимерних лазерів полягає в тому, що їх використання для корекції зору дозволяє отримати ідеальний результат і виправляти практичні всі існуючі аномалії рогівки. Ці пристрої є настільки високоточними, що дозволяють забезпечити «фотохімічну абляцію» верхніх шарів.
Наприклад, якщо даний процес здійснюється на центральній зоні рогівки, то її форма стає майже плоскою, а це допомагає виправити короткозорість. Якщо в процесі корекції зору випаровують шари рогівки в зоні периферії, то її форма стає більш округлої, а це, у свою чергу, коригує далекозорість. Астигматизм виправляється за допомогою дозованого видалення верхніх шарів рогівки в різних її частинах. Сучасні ексимерні лазери, які широко використовуються в рефракційної хірургії ока, гарантують високу якість поверхні, яка піддається фотоабляции.Особливості використання в медицині
Ексимерні лазери в тому вигляді, який вони мають сьогодні, з'явилися зовсім недавно, але вже зараз вони допомагають людям усього світу позбутися таких проблем із зором, як короткозорість, далекозорість, астигматизм. Подібне рішення проблеми, вперше за довгі роки створення такого обладнання, що відповідає всім вимогам безболісності, максимальної безпеки та ефективності.Захворювання ока, які лікуються шляхом застосування
Область офтальмохірургії, яка займається усуненням даних аномалій людського ока, називається хірургією рефракції, а подібні порушення – аномаліями аметропії та рефракції.
На думку фахівців, виділяється два різновиди рефракції:емметропія, яка характеризує нормальний зір;аметропія, яка полягає в аномальному зорі.
Аметропія, в свою чергу, включає в себе кілька підвидів:міопія (короткозорість);астигматизм – отримання оком спотвореного зображення, коли рогівка має неправильну кривизну, і потік світлових променів стає неоднаковим на різних ділянках її поверхні;гіперметропія (далекозорість).
Астигматизм буває двох видів – гиперметропическим, який близький до далекозорості, миопическим, подібним з короткозорістю і змішаним.
Для того щоб правильно уявити суть рефракційних маніпуляцій, необхідно мінімально знати анатомію людського ока. Система оптики ока складається з трьох основних елементів – рогівки, кришталика, є светопреломляющими частинами, а також сітківки, яка є световоспрінімающая частиною. Для того щоб отримується зображення ставало чітким і різким, сітківка знаходиться у фокусі кулі. Однак якщо вона знаходиться попереду фокуса, а таке буває при далекозорості, або позаду нього, що буває при короткозорості, одержуване зображення стає нечітким і значно розмитим.
У людини оптика очі може змінюватися протягом життя, зокрема з моменту народження і до 16-20 років вона змінюється у зв'язку із зростанням і збільшення в розмірах очного яблука, а також під впливом деяких факторів, які можуть призвести до утворення тих чи інших аномалій. Таким чином, пацієнтами хірурга, що займається рефракцією ока, найчастіше стають люди дорослого віку.Протипоказання до процедури корекції зору ексімерним променем
Корекція зору ексімерним лазером показана не всім людям, які страждають порушеннями зору. Забороною на застосування цієї процедури є:офтальмологічні захворювання (глаукома, катаракта, деформація сітківки);захворювання, які перешкоджають нормальному заживленню ран (артрит, цукровий діабет, аутоімунні захворювання тощо);хвороби серця і судинної системи;монокулярность;відшарування сітківки ока;вікова пресбиопсия;вагітність та грудне вигодовування;дитячий вік до 18 років;спазм акомодації;прогресуючі зміни рефракції ока;запальні процеси в організмі, в тому числі що стосуються безпосередньо очей.
Можливі ускладнення після застосування
Всі існуючі методики лікування ексімерним лазером на сьогоднішній день відрізняються високою безпекою та особливою ефективністю. Тим не менше існує ряд ускладнень, які можуть виникнути після хірургічного втручання з використанням таких методик. До них відносяться:Часткове або неправильне приростання частини рогівки, після чого збільшити цю частину знову не представляється можливості.Так званий синдром сухого ока, коли у пацієнта виникає почервоніння і хворобливі відчуття в оці. Дане ускладнення може виникати у випадках, якщо в процесі корекції зору були пошкоджені нервові закінчення, які відповідають за вироблення сльози.Різноманітні розлади зору, наприклад, двоїння або зниження зору в темряві, порушення сприйняття кольорів або появу світлового ореолу.Ослаблення або розм'якшення рогівки, яке може відбутися через кілька місяців після оперативного втручання, так і через кілька років.Ексимерний лазер в дерматології
Вплив низькочастотного лазера на шкіру вкрай позитивно. Це відбувається завдяки таким ефектам:протизапальній;антиоксидантній;знеболюючій;імуномодулюючій.
Тобто є певний біостимулюючий механізм дії лазерного випромінювання з невеликою потужністю.
Успішно проходить лікування ексімерним лазером вітіліго. Пігментні плями на шкірі дуже швидко згладжуються.
Категория: Здоровье
Ексимерні лазери: пристрій, застосування в медицині