Бүгін фемтосекундтық лазердің не екендігі туралы сөйлесейік. Оның жұмысының негізгі принциптері қандай және ол көруді түзетуге қалай көмектеседі?
Бор теориясы
ХІХ ғасырдың басында ғылым атомның құрылымын зерттей алатындай деңгейге жеткенде жаңа бағыт – кванттық физика пайда болды. Бірінші тапсырма кіші электрондардың атомның ауыр ядросына қалай және неге түспейтінін анықтау болды. Максвелл теңдеулеріне негізделген алдыңғы теория кез келген қозғалыстағы заряд өрісті шығарады, демек импульсті жоғалтады. Осылайша, ядроның айналасында айналатын электрон үздіксіз сәулеленуі керек және ақырында ядроға түсуі керек. Бор атомдағы электрондар тек центрден белгілі бір қашықтықта болуы мүмкін және бір деңгейден екінші деңгейге өту энергияның не шығарылуымен, не жұтылуымен жүреді деген идеяны білдірді. Бұл теория кейіннен кванттық физика шеңберінде түсіндірілді. Стационарлық электронды деңгейлердің болуы лазер (соның ішінде фемтосекунд) сияқты өнертабысқа жол ашты.
Лазердің теориялық негіздері
Бірде ғалымдар түсіндіатомның құрылымын зерттеп, олар электронның күйін басқаруды үйренгісі келді. Қалыпты жағдайда қандай да бір себептермен атомның жоғары деңгейінде тұрған электрон, егер олар бос болса, төменгі деңгейлерді толтыруға бейім. Өту кезінде энергия жарық кванты немесе фотон түрінде шығарылады. Бірақ кез келген екі деңгей арасындағы ауысу әртүрлі жарық кванттарын тудырады. Бірақ көптеген электрондар бір уақытта жоғары деңгейден төменгі деңгейге өтсе, онда көптеген бірдей фотондар ағыны пайда болады. Бұл ағынның қолданбалары шексіз. Мысалы, фемтосекундтық лазер катарактаны жояды. Итрий қосылған рубинде кері популяция деп аталатын деңгей табылды: электрондар жоғары деңгейде тезірек жиналып, содан кейін барлығы бірге төменгі деңгейге ауысады. Лазердің негізгі компоненттері мыналар:
- жұмыс органы (кері популяция деңгейі бар зат);
- сорғы (электрондарды кері деңгейде жинақтауға «индукциялайтын» көз);
- екі параллель айна түріндегі резонатор (олар тек бір бағытта пайда болатын фотондарды шоғырландырады, ал қалғандары шашыраңқы).
Шығу импульсі үздіксіз немесе дискретті болуы мүмкін. Мысалы, фемтосекунд лазері екінші түрге жатады.
Микро, нано, фемто
Бұл префикстердің барлығы бүтіннің бөлігін білдіреді. Милли - бір нәрсенің мыңнан бір бөлігі, мысалы, метр. Яғни, миллиметр 10-3 метр. Фемто префиксі бір нәрсенің салмағын немесе екенін білдіредібелгілі бір бірліктен 10-15 есе аз созылады. Тиісінше, фемтосекундтық лазерде өте қысқа импульс бар. Әр секунд сайын 1015 импульс сәйкес келеді. Неліктен бізге мұндай қиялға сыймайтын құндылық керек? Лазердің күші кері деңгейде электрондардың қанша уақыт жиналатынына байланысты. Үздіксіз генерация кезінде лазерлердің қуаты жоғары болуы мүмкін емес. Бірақ әрбір импульс неғұрлым қысқа болса, шығыс соғұрлым жоғары болады. Көптеген процестер әлдеқайда ұзағырақ уақытты алады және соңғы мақсат үшін мұндай қысқа серпін байқалмайды. Қабылдау жүйесі үздіксіз лазер сияқты. Бұл ретте шығыс сәуленің когеренттілігі мен қуаты әлдеқайда жоғары.
Катаракт
Катаракта – линзаның бұлыңғырлануы. Мұндай көрнекі ақау пайда болған адам оны білмеуі мүмкін: көздің қарашығының шетінде катарактаның дамуымен көру қабілеті бұзылмайды. Бірақ егер линзаның ортасында бұлттылық пайда болса, онда көру қабілетінің әлсіреуін байқамау мүмкін емес. Көздің бұл өзгерісінің төрт негізгі себебі бар:
- жоғары дозадағы зиянды сәулелену;
- бас немесе тікелей көз жарақаты;
- қант диабеті;
- күшті стресс.
Бір ғана физикалық себеп бар – көздің линзасындағы ақуыз ыдырай бастайды, ыдырай бастайды. Бұл процесс ақуыздың денатурациясы деп аталады. Линзаның жағдайында бұзылу қайтымсыз. Бұрын ақ көздері бар қарттар өздерінің туыстарына толығымен тәуелді болды, өйткені олар шынымен соқыр болды. Дегенмен, бұл ауру қазір сәттіемделіп жатыр.
Катаракты хирургия арқылы емдеу
Дәстүрлі түрде емдеу дегеніміз адам ағзасына оның тұтастығын бұзбайтын осындай араласуды білдіреді: тамақ ауруы таблетка мен ыстық шаймен, кесілген саусақпен жақпа және таңғышпен емделеді.
Бірақ бұл жағдайда емдеу түбегейлі – хирургиялық. Әдетте бұл сөз жараларды, ұзақ уақыт емдейтін тігістерді, ауырсынуды және қалыпты өмір салтын жоғалтуды білдіреді. Катаракта кезінде операциядан қорқудың қажеті жоқ, себебі тілік әдетте өте кішкентай, 2-3 мм, қан тамырлары кесілмейді, анестезия жергілікті.
Операция қадамдары:
- Көз алмасы арнайы тамшылармен жансыздандырылады.
- Көздің ирисі ойылған (кесілген жердің ұзындығы 3 мм-ден аспайды).
- Линзаға арнайы құрылғы салынған.
- Құрылғы ескі линзаны эмульсияға айналдырады.
- Эмульсия сорылды.
- Жаңа жасанды жұмсақ линзаны таныстыру.
- Құрылғы көзден алынды.
Рәсім 15 минуттан аспайды, содан кейін адам үйіне бара алады.
Ескі линзаның эмульсияға айналу сатысында фемтосекундтық лазер қолданылады. Офтальмология сонымен қатар лазерлерді қолданудың тағы бір мысалын біледі - миопия мен астигматизмді түзету. Бірақ бұл басқа әңгіме.
Катарактаны емдеудегі лазердің артықшылықтары
Бірден біз бір маңызды кемшілікті атаймыз – бұл әдіс өте қымбат. Дегенмен, қалған барлық жағынан бұрынғыдан жақсырақ.әдістері. Пікірлерге сәйкес, линзаны қоршап тұрған тіндер аз зақымдалған, эмульсияға айналу тезірек жүреді, егер операцияда фемтосекундтық лазер қолданылса, алынған бөлшектердің мөлшері кішірек болады. Мұндай операция туралы пікірлер пациенттер мен дәрігерлер тарапынан өте оң.
Лазердің көмегімен миопияның да түзетілетінін жоғарыда айттық. Дегенмен, соңғы кезге дейін бұл операция мен катарактаны емдеу үшін әртүрлі жабдық қолданылды. Науқас үшін ең бастысы - операцияның сапасы, бірақ мұндай қызметтерді ұсынатын клиника құрылғыларға көп ақша жұмсағысы келмейді. Бұл жағдайда Victus фемтосекундтық лазері көмектеседі: оны үш түрлі операцияны орындау үшін пайдалануға болады. Бұл жағдайда параметрлерді өзгерту керек.
