В издании обобщены важнейшие вопросы современной лазерной офтальмологии. Впервые подробно представлены история применения лазеров в офтальмологии и проблемы безопасности.

Основные главы: История применения лазеров в офтальмологии. Проблемы безопасности при работе с лазерами. Оптические элементы для лазерной офтальмологии. Оптическая когерентная томография в диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва. Адаптивная оптика и ее практическое применение в диагностике заболеваний глазного дна. Обоснование использования энергии лазерного излучения в офтальмологии и механизмы его взаимодействия с глазными тканями. Физические аспекты взаимодействия лазерного излучения с тканями фиброзной оболочки глаза. Лазерные методы заболеваний роговой оболочки глаза. Лазерная микрохирургия пленчатых мембран в области иридохрусталиковой диафрагмы. Лазерные реконструктивные вмешательства на радужке. Лазерная микрохирургия глауком. Лазерные транссклеральные циклодеструктивные вмешательства при глаукомах. Лазерные методы лечения диабетической ретинопатии. Лазерная профилактика и лечение отслоек сетчатки. Лазерное лечение ретиношизиса. Полупроводниковые лазеры в офтальмологии. Фотодинамическая терапия субретинальных неоваскулярных мембран. Субпороговые технологии лазерного лечения макулярной патологии (транспупиллярная термотерапия, субпороговая микроимпульсная лазеркоагуляция). Лазеры в лечении центральной серозной хориоретинопатии. Лазерная хирургия стекловидного тела. Лазерные технологии в хирургии стеклоотводящих путей. Лазерные технологии в офтальмоонкологии.

УДК 617.7-0.85.849.19

Е.Б. Аникина, Л. С. Орбачевский, Е. Ш. Шапиро

Московский НИИ глазных болезней им. Г. Гельмгольца

МГТУ им. Н. Э. Баумана

Низкоинтенсивное лазерное излучение более 30 лет с успехом используется в медицине. Выявлены оптимальные характеристики лазерного излучения (энергетические, спектральные, пространственновременные), которые позволяют с максимальной эффективностью и безопасностью проводить дифференциальную диагностику и лечение глазных болезней .

В Московском НИИ глазных болезней им. Г. Гельмгольца с конца 60-х годов методам лазерной терапии уделяется особое внимание. На основании экспериментальных и клинических данных, полученных в институте, разработаны многочисленные медицинские рекомендаци по диагностике и лечению болезней глаз, а также медикотехнические требования к лазерным офтальмологическим аппаратам . Успехом сотрудничества медиков с коллективами МГТУ им. Н. Э. Баумана и других научно-технических организаций стали разработка и внедрение в медицинскую практику комплекса высокоэффективных лазерных аппаратов для лечения больных с прогрессирующей близорукостью, амблиопией, нистагмом, косоглазием, астенопией, патологией сетчатки и т.д. Особый интерес вызвали методы терапии зрительного утомления у лиц, работа которых связана со значительной зрительной нагрузкой (летчики, диспетчеры аэропортов, огранщики ювелирных камней, банковские служащие и пользователи компьютеров). Высокая эффективность комплексного лечения, включающего лазерную терапию, позволяет быстро восстановить зрительную работоспособность и создает основу для успешной "медленной" терапии традиционными методами.

Применение лазерных интерференционных структур для лечения нарушений сенсорного и аккомодационного аппаратов глаза

Сразу после появления газовых лазеров свойство высокой когерентности их излучения стало использоваться при разработке дифференциальных методов исследования рефракции глаза (лазерная рефрактометрия) и разрешающей способности его сенсорного аппарата (ретинальная острота зрения) . Эти методы позволяют определять функциональное состояние оптического и сенсорного отделов глаза без учета их взаимного влияния на результат.

Высококонтрастная структура полос, образуемая непосредственно на сетчатке с помощью двухлучевой интерференции, а также случайная интерференционная картина (спекл-структура) нашли применение в эффективных методах лазероплеоптического лечения .

Лазероплеоптическое лечение различных видов амблиопии имеет ряд преимуществ по сравнению с ранее известными методами ("слепящее" раздражение светом макулярной области по Аветисову, общий засвет центральной зоны сетчатки белым и красным светом по Ковальчуку, воздействие на амблиопичный глаз вращающейся контрастной решеткой с переменной пространственной частотой ). Помимо адекватной световой биостимуляции, лазерплеоптическое лечение позволяет значительно улучшать частотно-контрастную характеристику зрительного анализатора за счет воздействия на него пространственно протяженной интерференционной структуры. Четкая интерференционная картина создается на сетчатке независимо от состояния оптической системы глаза (при любых видах аметропии, помутнении сред глаза, узком и дислоцированном зрачке).

Особое значение лазероплеоптические методы приобретают при лечении детей раннего возраста с обскурационной амблиопией благодаря возможности создания четкого движущегося ("живого") ретинального изображения без участия сознания пациента. Для этой цели применяют аппарат МАКДЭЛ-00.00.08.1, в котором используется красное излучение гелий-неонового лазера. Он имеет гибкую световодную систему с рассеивающей насадкой, на выходе которой образуется спекл-структура с плотностью мощности излучения 10 -5 Вт/см 2 (рис. 1).

Рис. 1. Применение аппарата «Спекл»
для лазерплеоптического лечения.

Таблица 1

Острота зрения в отдаленные (6-8 лет) сроки после удаления
двусторонних врожденных катаракт

Курс лечения состоит из 10 ежедневных сеансов. Возможно проведение по 2 сеанса в день с интервалом 30-40 мин. Воздействие производят монокулярно в течение 3-4 мин, экран располагают на расстоянии 10-15 см от глаза.

При прохождении лазерного излучения сквозь рассеивающий экран образуется спекл-структура с размером пятен на глазном дне, соответствующим остроте зрения 0,05-1,0. Эта картина воспринимается наблюдателем как хаотически движущаяся "зернистость", что обусловлено функциональными микродвижениями глаза и является раздражителем для сенсорного аппарата зрительной системы. Пространственная протяженность спекл-структуры позволяет использовать ее для снижения напряжения аккомодационного аппарата глаза: при наблюдении отпадает необходимость установочной аккомодации.

Определяли эффективность применения аппарата "Спекл" для лазероплеоптического лечения обскурационной амблиопии у детей раннего возраста с афакией. Изучали отдаленные (6-8 лет) последствия лечения. Сравнивали результаты функциональных исследований в двух группах детей: 1-я группа - дети, получавшие лазероплеоптическое лечение, и 2-я группа - дети, которым не проводили такого лечения.

Определение остроты зрения с афакической коррекцией у детей старшего возраста проводили традиционными методами. У детей младших возрастных групп остроту зрения оценивали по показателям зрительных вызванных потенциалов. В качестве стимулов использовали шахматные паттерны размером 12х14, предъявляемые с частотой реверсии 1,88 в секунду. Появление зрительных вызванных потенциалов на ячейке шахматного паттерна размером 110° соответствовало остроте зрения 0,01; 55° - 0,02; 28° - 0,04; 14° - 0,07; 7° - 0,14.

Лазероплеоптическое лечение проведено 73 детям с афакией после удаления врожденных катаракт, без сопутствующей глазной патологии. Операция удаления катаракты в сроки 2 - 5 мес произведена 31 ребенку, 6 - 11 мес - 27, 12 - 15 мес - 15 больным. Контрольную группу составили дети с афакией (86), оперированные в эти же сроки, но которым не проводилось лазероплеоптическое лечение. Для статистической обработки материала использовали критерии Фишера и Стьюдента.

В результате хирургического лечения у всех детей повысилась острота зрения. Исследования в отдаленном послеоперационном периоде показали, что у детей, получавших лазероплеоптическое лечение, острота зрения была более высокой, чем у детей контрольной группы (р>0,05) (табл. 1). Так, в результате комплексного хирургического и плеоптического лечения у детей, прооперированных в возрасте 2 – 5 мес, острота зрения стала 0,226±0,01, в возрасте 6 - 7 мес - 0,128±0,007, в возрасте 12 - 15 мес - 0,123±0,008; в контрольной группе соответственно 0,185±0,07; 0,069±0,004; 0,068±0,004.

Таким образом, исследования показали эффективность методики лечения обскурационной амблиопии у детей раннего возраста и целесообразность ее применения в комплексном лечении детей с врожденными катарактами . Можно предположить, что в основе механизма действия метода наряду с функциональным эффектом имеет место мягкое биостимулирующее воздействие, проявляющееся в повышении метаболизма клеток сетчатки. Это позволяет улучшить условия функционирования морфологических структур, а также повысить функции зрительного анализатора от сетчатки до корковых его отделов и способствует своевременному развитию форменного зрения.

Лазерная спекл-структура оказывает положительное воздействие не только на сенсорный аппарат глаза. Клиническая апробация метода позволила установить высокую эффективность применения лазерных спеклов для лечения аккомодационных нарушений (нистагм, прогрессирующая близорукость, зрительное утомление).

Лазерная стимуляция при нарушениях аккомодационного аппарата глаза

Нарушения аккомодационной способности глаз наблюдаются при различных заболеваниях. Они сопровождают такие патологические состояния, как нистагм, косоглазие, зрительное утомление, заболевания центральной нервной системы и др. Особое место занимает прогрессирующая близорукость, наблюдаемая примерно у 30% населения развитых стран. Прогрессирующая близорукость в течение длительного времени занимает одно из ведущих мест в структуре инвалидности по зрению. В настоящее время является общепризнанной гипотеза о патогенетическом значении ослабленной аккомодации в происхождении миопии.

На основании данных о роли ослабленной аккомодации была выдвинута идея о возможности профилактики близорукости и ее стабилизации путем воздействия на аккомодационный аппарат глаза при помощи физических упражнений и лекарственных средств. В последние годы получены многочисленные клинические подтверждения положительного влияния лазерного излучения на цилиарное тело при транссклеральном воздействии. Это проявляется в улучшении гемодинамики цилиарного тела, повышении запаса относительной аккомодации, уменьшении астенопических явлений.

Для воздействия на патологически измененный аккомодационный аппарат применяют различные методы: физические (специальные упражнения с линзами, домашние упражнения, тренировки на эргографе); медикаментозное лечение (инстилляция мезотона, атропина, пилокарпина и др. сосудорасширяющих средств, витаминотерапия). Однако эти методы не всегда дают положительный эффект.

Один из перспективных методов воздействия на ослабленную цилиарную мышцу при миопии - применение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) инфракрасного диапазона , не вызывающего патологических изменений в облучаемых тканях. Нами разработан лазерный аппарат МАКДЭЛ-00.00.09 , который позволяет осуществлять бесконтактное транссклеральное облучение цилиарной мышцы.

При гистологических и гистохимических экспериментальных исследованиях было выявлено положительное влияние лазерного излучения на клетки сетчатки и хрусталика. Исследования глаз кроликов после лазерного воздействия, энуклеированных в разные сроки наблюдения, показали, что роговица оставалась без изменений, эпителий ее сохранный на всем протяжении, параллельность роговичных коллагеновых пластин не была нарушена. Десцеметова оболочка была хорошо выражена на всем протяжении, слой эндотелия без патологических изменений. Эписклера, особенно склера, также без патологических изменений, строение коллагеновых волокон не нарушено. Угол передней камеры открыт, трабекула не изменена. Хрусталик прозрачен, его капсула, субкапсулярный эпителий и хрусталиковое вещество без патологических изменений. В радужной оболочке патологии также не определяется, ширина зрачка подопытного и контрольного глаза одинакова. Однако при малых дозах облучения во все сроки наблюдения обнаруживались изменения в эпителиальном слое цилиарного тела.

В контрольных глазах цилиарный эпителий гладкий однослойный, в цитоплазме клеток отсутствует пигмент. Форма клеток по протяженности меняется от цилиндрической до кубической, высота их уменьшается по направлению сзади наперед. Непосредственно перед сетчаткой клетки вытянуты в длину. Ядра располагаются, как правило, ближе к основанию клеток.

В опыте при небольшой дозе облучения наблюдалась очаговая пролиферация беспигментных эпителиальных клеток цилиарного тела. Эпителий в этой зоне оставался многослойным. Некоторые эпителиальные клетки были увеличены. Обнаруживались гигантские многоядерные клетки. Такие изменения цилиарного эпителия отмечали как через 7 дней, так и через 30 дней после облучения. При увеличении дозы облучения в 10 раз подобных изменений в цилиарном эпителии не наблюдали.

Электронно-микроскопическое исследование эпителиальных клеток цилиарного тела также позволило установить ряд изменений: ядра округлоовальные с дисперсно расположенным в них хроматином; значительно выражена цито-

Рис. 2. Ультраструктура эпителиальной клетки цилиарного тела после облучения низкоинтенсивным лазерным излучением. Многочисленные митохондрии (М)
в цитоплазме клеток х 14000.

плазматическая сеть с различными канальцевыми цистернами, большим количеством свободных рибосом и полисом, множественными везикулами, беспорядочными тонкими микротрубочками. Наблюдались скопления многочисленных митохондрий, более выраженных, чем в контроле, что связано с усилением кислородозависимых процессов, направленных на активацию внутриклеточного метаболизма (рис.2).

Гистохимически определялось интенсивное накопление свободных гликозаминогликанов в основной цементирующей субстанции соединительной ткани цилиарного тела. В отростчатой части цилиарного тела они определялись в большем количестве, чем в соединительной ткани, расположенной между мышечными волокнами. Их распределение носило в основном равномерный разлитой характер, иногда с более выраженными очаговыми накоплениями. В контрольной серии глаз такого интенсивного накопления гликозаминогликанов не наблюдалось. В некоторых глазах отмечалось активное накопление гликозаминогликанов во внутренних слоях роговицы и склеры, прилежащих к цилиарному телу. Реакция с толуидиновым синим выявила интенсивную метахромазию коллагеновых структур, расположенных между мышечными волокнами и в отростчатой части цилиарного тела с преобладанием в последней. Использование красителя с рН4,0 позволило определить, что это кислые мукополисахариды.

Таким образом, результаты морфологического исследования цилиарного тела позволяют сделать заключение, что во все сроки наблюдений при различных дозах лазерного излучения в оболочках глазного яблока не наблюдалось каких-либо деструктивных изменений, что свидетельствует о безопасности лазерного воздействия. Дозы малой мощности усиливают пролиферативную и биосинтетическую активность соединительнотканных компонентов цилиарного тела.

Для апробации способа транссклерального воздействия на цилиарную мышцу было отобрано 117 школьников в возрасте от 7 до 16 лет, у которых миопия наблюдалась в течение 2 лет. К началу лечения величина близорукости у детей не превышала 2,0 дптр. Основную группу (98 человек) составили школьники с миопией в 1,0 - 2,0 дптр. У всех детей выявлено устойчивое бинокулярное зрение. Острота зрения с коррекцией равнялась 1,0.

У обследованных школьников с миопией начальной степени имелось выраженное нарушение всех показателей аккомодационной способности глаз. Влияние на нее лазерного воздействия оценивалось путем измерения резерва относительной аккомодации и по результатам эргографии и реографии. Результаты исследований представлены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Положительная часть относительной аккомодации (дптр) у детей
с миопией до и после лечения (M±m)

Таблица 3

Положение ближайшей точки ясного видения до и после транссклерального
лазерного воздействия на цилиарную мышцу (M±m)

Возраст детей, годы	Число пролеченных	Положение ближайшей точки ясного видения, см		Изменение положения
	Глаз	до лечения	после лечения	ближайшей точки ясного видения, см
7-9	34	6,92±1,18	6,60±1,17	0,42
10-12	68	7,04±1,30	6,16±0,62	0,88
13-16	44	7,23±1,01	6,69±0,66	0,72
7-16	146	7,10±1,16	6,36±0,81	0,76

Таблица 4

Данные эргографического обследования школьников до после лазерного воздействия

	До лечения		После лечения
Тип эргограммы		%	частота встречаемости (число глаз)	%
1	3	3,57	16	19,04
2а	18	21,43	61	72,62
26	59	70,24	6	7,14
За	4	4,76	1	1,2
Всего	84	100	84	100

Анализ представленных в таблицах данных показывает, что лазерная стимуляция цилиарного тела оказала выраженное положительное влияние на процесс аккомодации. После лазерного облучения цилиарной мышцы средние величины положительной части относительной аккомодации во всех возрастных группах устойчиво увеличились не менее чем на 2,6 дптр и достигли уровня, который соответствует нормальным показателям. Отмеченное возрастание положительной части относительной аккомодации типично почти для каждого школьника, и различие заключается только в величине прироста относительного объема аккомодации. Максимальное увеличение резерва составило 4,0 дптр, минимальное - 1,0 дптр.

Наиболее значительное уменьшение расстояния до ближайшей точки ясного видения отмечалось у детей 10 - 12 лет (см. табл. 3). Ближайшая точка ясного видения приблизилась к глазу на 0,88 см, что соответствует 2,2 дптр, а у детей 13 - 16лет - на 0,72 см, что указывает на увеличение абсолютного объема аккомодации на 1,6 дптр. У школьников 7 - 9 лет наблюдалось несколько меньшее увеличение объема абсолютной аккомодации - на 0,9 дптр. Под влиянием лазерной терапии выраженные изменения в положении ближайшей точки ясного видения отмечались только у детей старшего возраста. Отсюда можно предположить, что у детей младшего возраста имеется некоторая возрастная слабость аккомодационного аппарата глаз.

Особое значение для оценки лазерной стимуляции имели результаты эргографии, поскольку этот метод дает более полное представление о работоспособности цилиарной мышцы. Как известно, эргографические кривые, по классификации Э.С. Аветисова, делятся на три типа: эргограмма тип 1 представляет нормограмму, для типа 2 (2а и 26) характерны средние нарушения работоспособности цилиарной мышцы, а для типа 3 (За и 36) - наибольшее снижение работоспособности аккомодационного аппарата.

В табл. 4 приведены результаты эргографического обследования школьников до и после лазерного воздействия. Из данных табл. 4 видно, что работоспособность цилиарной мышцы значительно улучшается после лазерной стимуляции. У всех детей с миопией имелось в различной степени выраженное нарушение работоспособности цилиарной мышцы. До лазерного воздействия чаще всего (70,24%) встречались эргограммы типа 26. Эргограммы типа 2а, характеризующие незначительное ослабление аккомодационной способности, наблюдались у 21,43% детей. У 4,76% школьников зарегистрированы эргограммы типа 3а, которые свидетельствуют о значительном нарушении работоспособности цилиарной мышцы.

После курса лазерной терапии нормальная работоспособность цилиарной мышцы эргогаммы типа 1 была выявлена на 16 глазах (19,04%). Из 84 эргограмм наиболее часто встречающегося 26 типа осталось только 6 (7,14%).

Офтальмореография, характеризующая состояние сосудистой системы переднего отрезка глаза, производилась до лечения и после 10 сеансов лазерной стимуляции цилиарной мышцы (108 исследованных глаз). До лазерной стимуляции отмечали значительное снижение реографического коэффициента у лиц с миопией начальной степени. После лазерного лечения зарегистрировано увеличение реографического коэффициента с 2,07 до 3,44%, т.е. среднее увеличение кровоснабжения составило 1,36.

Реоциклографические исследования показали, что объем крови в сосудах цилиарного тела после курса лазерной стимуляции устойчиво увеличивается, т.е. улучшается кровоснабжение цилиарной мышцы и, следовательно, ее функция.

Обычно результаты лазерной терапии сохранялись на протяжении 3 - 4 мес, затем показатели в ряде случаев снижались. Очевидно, проверку аккомодации необходимо проводить через 3-4 мес и при снижении показателей курс лазерной терапии следует повторять.

В то время имеются сведения о сохранении и даже увеличении запаса аккомодации через 30 - 40 дней после лазеростимуляции цилиарной мышцы. Накапливаются данные, свидетельствующие о необходимости уменьшения корригирующих стекол или контактных линз после лечения.

У части больных с косоглазием после лазерной терапии наблюдалось уменьшение угла косоглазия на 5° - 7°, что свидетельствует о компенсации аккомодационного компонента при косоглазии.

Апробация метода на 61 больном в возрасте от 5 до 28 лет с оптическим нистагмом показала, что после лазерной терапии отмечались увеличение объема абсолютной аккомодации в среднем на 2,3 дптр и повышение остроты зрения в среднем с 0,22 до 0,29, т. е. на 0,07.

Обследовали группу из 30 пациентов со зрительным утомлением, вызванным с работой на компьютере, а также прецизионным трудом. После курса лазерной терапии у 90% из них исчезли астенопические жалобы, нормализовалась аккомодационная способность глаз, на 0,5 - 1,0 уменьшилась рефракция при близорукости.

Для лазерной стимуляции цилиарной мышцы используются офтальмологический аппарат МАКДЭЛ-00.00.09 . Воздействие на цилиарную мышцу осуществляется бесконтактно транссклерально. Курс лечения обычно составляет 10 сеансов продолжительностью по 2 - 3 мин. Положительные изменения состояния аккомодационного аппарата глаза в результате лазерной терапии остаются стабильными в течение 3- 4 мес. В случаях снижения контрольных параметров по истечении этого срока проводятся повторный курс лечения, стабилизирующий состояние.

Лазерное лечение, проведенное более чем 1500 детям и подросткам, позволило полностью стабилизировать миопию примерно у 2/3 из них, а у остальных приостановить прогрессирование близорукости.

С помощью транссклерального лазерного воздействия на цилиарное тело можно более быстро и эффективно, чем с другими методами лечения, достичь улучшения аккомодации и зрительной работоспособности у больных с оптическим нистагмом, косоглазием и зрительным утомлением .

Комбинированные лазерные воздействия

Доказана эффективность упражнений с применением лазерных спеклов, которые способствуют релаксации цилиарной мышцы при аккомодационных нарушениях. Школьникам (49 человек, 98 глаз) с близорукостью слабой степени проводили комбинированное лечение: транссклеральное облучение цилиарного тела с помощью лазерных "очков" (аппарат МАКДЭЛ-00.00.09.1) и тренировки на лазерном аппарате

МАКДЭЛ-00.00.08.1 "Спекл" . По окончании курса лечения отмечали увеличение запаса аккомодации в среднем на 1,0 - 1,6 дптр (р<0,001), что было больше, чем только при транссклеральном воздействии.

Можно предположить, что комбинированное лазерное воздействие оказывает более сильное влияние на цилиарную мышцу (как стимулирующее, так и функциональное). Положительный эффект лазерного излучения при близорукости объясняется улучшением кровообращения в цилиарной мышце и специфическим биостимулирующим воздействием, о чем свидетельствуют данные реографического, гистологического, электронно-микроскопического исследований.

Дополнение лазерной физиотерапии функциональными тренировками с помощью аппарата "Спекл" приводит к более высоким и стойким результатам.

Лечение профессиональных заболеваний

Методы лазерной терапии применяются и при других патологических состояниях глаз, при которых нарушается аккомодационная способность. Особый интерес представляет профессиональная реабилитация пациентов, работа которых связана с длительными статическими нагрузками на аккомодационный аппарат зрительных органов или его перенапряжением, особенно в условиях стрессовых факторов при малой подвижности. В эту группу входят летчики, авиационные и другие диспетчеры и операторы и даже бизнесмены, проводящие значительное время перед экраном компьютера и вынужденные непрерывно принимать ответственные решения.

Особенности перераспределения местного и периферического кровотока, психологические факторы могут вызвать трудно контролируемые (временные, обратимые) нарушения работоспособности зрительных органов, что может привести к невозможности выполнения поставленной задачи.

Было проведено лечение летного состава гражданской и военной авиации (10 человек). У всех пациентов наблюдалась миопия от 1,0 до 2,0 дптр. После лечения за счет релаксации аккомодации удалось повысить некорригированную остроту зрения до 1,0, что позволило им вернуться к летной работе.

Напряженная зрительная работа на близком расстоянии у лиц, занятых прецизионным трудом, работой на компьютерах, приводит к появлению астенопических жалоб (усталость и головные боли). Обследование 19 сортировщиц драгоценных камней в возрасте от 21 года до 42 лет выявило, что основной причиной астенопических жалоб является снижение аккомодационной способности глаза.

Таблица 5

Изменение показателей зрительной функции после лазерной терапии
у лиц с профессиональными заболеваниями

После лазерной терапии отмечались повышение некорригированной остроты зрения, увеличение объема абсолютной аккомодации; у всех больных исчезли астенопические жалобы (табл. 5).

Применение низкоинтеисивного ИК лазера в лечении метаболических заболеваний глаз

Исследования последних лет показали перспективность применения лазерного излучения при лечении не только заднего, но и переднего отдела глазного яблока, в том числе роговицы. Обнаружено позитивное влияние излучения лазера на репаративные процессы в роговице. Разработана методика применения ИК лазера при герпетических заболеваниях глаз и их последствиях, дистрофиях роговицы, алергических и трофических кератитах, рецидивирующих эрозиях роговицы, сухом кератоконъюктивите, градине век, язвенном блефарите, дисфункциях слезной железы, катаракте, глаукоме.

При трофических нарушениях в роговице (дистрофии, язвы, эрозии, эпителиопатии, кератиты) воздействуют ИК излучением (МАКДЭЛ-00.00.02.2) через рассеивающую оптическую насадку непосредственно на роговицу через веки. Больным с дисфункцией слезной железы (сухой кератоконъюнктивит, дистрофия роговицы, эпителиопатия после аденовирусного конъюнктивита) проводят лечение ИК лазером через фокусирующую насадку.

Дополнительно ИК излучением воздействуют на биологически активные точки, влияющие на нормализацию обменных процессов в области глаз, стимуляцию репаративных процессов в роговице, купирующих воспалительные процессы, снижающих сенсибилизацию организма.

ИК лазерное воздействие на роговицу может сочетаться с лекарственной терапией. Препарат вводят в виде парабульбарных инъекций перед процедурой, инстилляций, аппликаций мази за нижнее веко, глазных лекарственных пленок.

В отделе вирусных и аллергических заболеваний глаз было проведено лечение ИК лазерным излучением (аппарат МАКДЭЛ-00.00.02.2) больных со следующими диагнозами:

Дистрофия роговицы (лазерное излучение на область роговицы в сочетании с тауфоном, ГЛП эмоксипином, этаденом, ГЛП прополисом);

Трофический кератит, сухой кератоконъюнктивит, рецидивирующие эрозии роговицы (лазерное излучение в сочетании с витодралом, дакрилюксом, лубрифильмом, лакрисином);

Аллергический эпителиальный кератоконъюнктивит (лазерное излучение в сочетании с инстилляцией дексаметазона, диабенила).

Во всех случаях получен достаточно хороший терапевтический эффект: наблюдалось выздоровление или значительное улучшение, при этом отмечались эпителизация дефектов роговицы, уменьшение или полное исчезновение эпителиальных кист, нормализовалась слезопродукция, повысилась острота зрения.

Заключение

Результаты проведенных исследований показывают, что применение новых лазерных медицинских технологий выводит на новый, более эффективный уровень лечение и профилактику таких глазных заболеваний, как прогрессирующая близорукость, нистагм, амблиопия, астенопия и различные патологии сетчатки.

Применяемые дозы лазерного излучения на несколько порядков ниже предельно допустимых, поэтому рассмотренные лазерные методы могут быть использованы для лечения детей раннего возраста и больных с повышенной чувствительностью к световому воздействию. Лечение хорошо переносится больными, простое в исполнении, применимо в амбулаторных условиях и с успехом может использоваться в центрах реабилитации, кабинетах охраны зрения детей, школах и специализированных детских садах для слабовидящих.

Хорошо сочетаясь с традиционными методами лечения и повышая их эффективность, новые лазерные медицинские технологии начинают занимать все более прочные позиции в программах лечения многих социально значимых глазных заболеваний.

Литература

1. Аникина Е.Б., Васильев М.Г., Орбачевский Л.С. Устройство для лазерной терапии в офтальмологии. Патент РФ на изобретение с приоритетом от 14.10.92.

2. Аникина Е.Б., Шапиро Е.И., Губкина Г.Л. Применение низкоэнергетического лазерного излучения у пациентов с прогрессирующей близорукостью //Вестн. офтальмол. - 1994. - №3.-С.17-18.

3. Аникина Е.Б., Шапиро Е.И., Барышников Н.В. и др. Лазерный инфракрасный терапевтический прибор для лечения нарушений аккомодационной способности глаз/ Конф. "Оптика лазеров", 8-я; Междунар. конф. по когерентной и нелинейной оптике, 15-я: Тез. докл. - СПб, 1995.

4. Аникина Е.Б., Корнюшина Т.А., Шапиро Е.И. и др. Реабилитация пациентов с нарушением зрительной работоспособности/ Науч.технич. конф. "Прикладные проблемы лазерной медицины": Материалы. - М., 1993. - С.169-170.

5. Аникина Е.Б., Шапиро Е.И., Симонова М.В., Бубнова Л.А. Комбинированная лазерная терапия амблиопии и косоглазия/ Конференция "Актуальные вопросы детской офтальмологии": Тез. докл. - М., 1997.

6. Аветисов Э.С. Содружественное косоглазие. - М.:Медицина, 1977. - 312 с.

7. Аветисов В.Э., Аникина Е.Б. Оценка плеоптических возможностей ретинометра и лазерного анализатора рефракции //Вестн. офтальмол. - 1984. - №3.

8. Аветисов В.Э., Аникина Е.Б., Ахмеджанова Е.В. Использование гелий-неонового лазера в функциональном исследовании глаза и в плеоптическом лечении амблиопии и нистагма: Метод. рекомендации МЗ РСФСР, МНИИГБ им. Гельмгольца. - М., 1990. - 14 с.

9. Аветисов Э.С., Аникина Е.Б., Шапиро Е.И. Способ лечения нарушений аккомодационной способности глаза. Патент РФ №2051710 от 10.01.96, БИ № 1.

10. Аветисов Э.С., Аникина Е.Б.. Шапиро Е.И., Шаповалов С.Л. Способ лечения амблиопии: А. с. №931185, 1982 г., БИ № 20, 1982 г.

11. Прибор для исследования ретинальной остроты зрения //Вестн. офтальмол. - 1975. - № 2.

12. Аветисов Э.С., Урмахер Л.С., Шапиро Е.И., Аникина Е.Б. Исследование ретинальной остроты зрения при заболеваниях глаз //Вестн. офтальмол. - 1977. - №1. - С.51-54.

13. Аветисов Э.С., Шапиро Е.И., Бегишвили Д.Г. и др. Ретинальная острота зрения нормальных глаз //Офтальмол. журн. - 1982. - № 1. - С.32-36.

14. Кацнельсон Л.А., Аникина Е.Б., Шапиро Е.И. Применение лазерного излучения низкой энергии с длиной волны 780 нм при инволюционной центральной хориоретинальной дистрофии сетчатки/ Патология сетчатки. - М., 1990.

15. Кащенко Т.П., Смольянинова И.Л., Аникина Е.Б. и др. Методика применения лазерстимуляции цилиарной зоны в лечении больных оптическим нистагмом: Метод. рекомендации №95/173. - М., 1996. - 7с.

16. Круглова Т.Б., Аникина Е.Б., Хватова А.В., Фильчикова Л.И. Лечение обскурационной амблиопии у детей раннего возраста: Информ. письмо МНИИГБ им. Гельмгольца. - М., 1995. - 9с.

17. Применение низкоэнергетического лазерного излучения в лечении детей с врожденными катарактами/ Междунар. конф. "Новое в лазерной медицине и хирургии": Тез. докл. ч. 2. - М., 1990. С.190-191.

18. Хватова А.В., Аникина Е.Б., Круглова Т.Б., Шапиро Е.И. Устройство для лечения амблиопии: А. с. № 1827157 от 13.10.92.

19. Avetisov E.S., Khoroshilova-Maslova 1.P., Anikina Е . В . et al. Applying lasers to accommodation disorders //Laser Physics. - 1995. - Vol.5, №4. - P.917-921.

20. Bangerter A. Ergebnisse der Ambliopie Behandlung //kl. Mbl. Augenheil. - 1956. - Bd. 128, N 2. - S.182-186.

21. Cuppers С. Moderne Schillbehandlung //kl. Mbl. Augenheil. - 1956. - Bd. 129, №5. - S.579-560.

Low-level laser technologies in ophthalmology

Е . В . Anikina, L.S. Orbachevskiy, E.Sh. Shapiro

The research results show, that the use of laser therapeutical technologies makes the treatment and prevention of such ophthalmic diseases as progressive myopia, nystagmus, amblyopia, asthenopia and different pathologies of retina more effective.

The used doses of laser radiation are several orders of magnitude lower critical levels, therefore the described methods of lasertherapy can be used in the treatment of children of early age and patients with hyperesthesia to light action. The treatment is well reacted to by patients, is easy to carry out, can be applied to outpatients, and be used in rehabilitation centres, in consulting rooms for children vision proавtection, in schools and specialised kindergartens for children with asthenia.

Being well combined with traditional methods of treating ophthalmic diseases and increasing their effectiveness, new laser therapeutical technologies play more and more sound role in the programmes of treatment of many socially significant ophthalmic diseases.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

"Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины"

Физический факультет

Кафедра радиофизики и электроники

Курсовая работа

Применение лазеров в офтальмологии

Исполнитель:

студентка группы Ф-41

Третьяков Ю.В.

Ключевые слова: лазеры, лазерное излучение, лазеры в медицине, коррекция зрения.

Объект исследования: применение лазеров в офтальмологии.

Введение

1. Принцип действия лазеров

2. Основные свойства лазерного луча

3. Характеристики некоторых типов лазеров

4. 5. Лазер в офтальмологии

Заключение

Список литературы

Введение

Изобретение лазеров стоит в одном ряду с наиболее выдающимися достижениями науки и техники XX века. Первый лазер появился в 1960 году, и с тех пор происходит бурное развитие лазерной техники.

В короткое время были созданы разнообразные типы лазеров и лазерных устройств, предназначенных для решения конкретных научных и технических задач.

Лазерной технике всего 30 с небольшим лет, однако лазеры уже успели завоевать прочные позиции во многих отраслях народного хозяйства, непрерывно расширяется область использования лазеров в научных исследованиях - физических, химических, биологических. Лазерный луч становится надежным помощником строителей, картографов, археологов, криминалистов.

1. Принцип действия лазеров

Лазерное излучение - есть свечение объектов при нормальных температурах. Но обычных условиях большинство атомов находятся в низшем энергетическом состоянии. Поэтому при низких температурах вещества не светятся.

При прохождении электромагнитной волны сквозь вещество её энергия поглощается. За счёт поглощенной энергии волны часть атомов возбуждается, то есть переходит в высшее энергетическое состояние. При этом от светового пучка отнимается некоторая энергия:

где hv - величина, соответствующая количеству потраченной энергии,

E2 - энергия высшего энергетического уровня,

E1 - энергия низшего энергетического уровня.

На рисунке 1(а) представлены невозбужденный атом и электромагнитная волна в виде красной стрелки. Атом находится в нижнем энергетическом состоянии. На рисунке 1(б) изображён возбужденный атом, поглотивший энергию. Возбужденный атом может отдать свою энергию.

Рис. 1. Принцип действия лазеров

а - поглощение энергии и возбуждение атома; б - атом поглотивший энергию; в - испускание атомом фотона

Теперь представим, что каким-либо способом мы возбудили большую часть атомов среды. Тогда при прохождении через вещество электромагнитной волны с частотой

где v - частота волны,

Е2 - Е1 - разница энергий высшего и низшего уровней,

h - длина волны.

эта волна будет не ослабляться, а напротив, усиливаться за счёт индуцированного излучения. Под её воздействием атомы согласованно переходят в низшие энергетические состояния, излучая волны, совпадающие по частоте и фазе с падающей волной. Это показано на рисунке 2(в).

2 . Основные свойства лазерного луча

Лазеры являются уникальными источниками света. Их уникальность определяют свойства, которыми не обладают обычные источники света. В противоположность, например, обычной электрической лампочке, электромагнитные волны, зарождающиеся в различных частях оптического квантового генератора, удаленных друг от друга на макроскопические расстояния, оказываются когерентны между собой. Это значит, что все колебания в различных частях лазера происходят согласованно.

Чтобы разобрать понятие когерентности в деталях, нужно вспомнить понятие интерференции. Интерференция - это взаимодействие волн, при котором происходит сложение амплитуд этих волн. Если удается запечатлеть процесс этого взаимодействия, то можно увидеть так называемую интерференционную картину (она выглядит как чередование темных и светлых участков).

Интерференционную картину осуществить довольно трудно, так как обычно источники исследуемых волн порождают волны несогласованно, и сами волны при этом будут гасить друг друга. В этом случае интерференционная картина будет чрезвычайно размыта или же не будет видна вовсе. Процесс взаимного гашения схематично представлен на рис. 2(а) Следовательно, решение проблемы получения интерференционной картины лежит в использовании двух зависимых и согласованных источников волн. Волны от согласованных источников излучают таким образом, что разность хода волн будет равна целому числу длин волн. Если это условие выполняется, то амплитуды волн накладываются друг на друга и происходит интерференция волн (рис. 2(б)). Тогда источники волн можно назвать когерентными.

Рис. 2. Взаимодействие волн

а - некогерентные волны (взаимное гашение); б - когерентные волны (сложение амплитуд волн).

Когерентность волн, и источников этих волн можно определить математически. Пусть Е1 - напряженность электрического поля, создаваемая первым пучком света, Е2 - вторым. Допустим, что пучки пересекаются в некоторой точке пространства А. Тогда согласно принципу суперпозиции напряженность поля в точке А равна

Е = Е1 + Е2

Так как в явлениях интерференции и дифракции оперируют относительными значениям величин, то дальнейшие операции будем производить с величиной - интенсивность света, которая обозначена за I и равна

I = E2.

Меняя величину I на определенную ранее величину Е, получаем

I = I1 + I2 + I12,

где I1 - интенсивность света первого пучка,

I2 - интенсивность света второго пучка.

Последнее слагаемое I12 учитывает взаимодействие пучков света и называется интерференционным членом.

Это слагаемое равно

I12 = 2 (E1 * E2).

Если взять независимые источники света, например, две электрические лампочки, то повседневный опыт показывает, что I = I1 + I2, то есть результирующая интенсивность равна сумме интенсивностей налагающихся пучков, а потому интерференционный член обращается в ноль. Тогда говорят, что пучки некогерентны между собой, следовательно некогерентны и источники света. Однако, если накладывающиеся пучки зависимы, то интерференционный член не обращается в ноль, а потому I I1 + I2. В этом случае в одних точках пространства результирующая интенсивность I больше, в других - меньше интенсивностей I1 и I2. Тогда и происходит интерференция волн, а значит, источники света оказываются когерентными между собой.

С понятием когерентности также связано понятие пространственной когерентности. Два источника электромагнитных волн, размеры и взаимное расположение которых позволяет получить интерференционную картину, называются пространственно когерентным

Другой замечательной чертой лазеров, тесно связанной с когерентностью их излучения, является способность к концентрации энергии - концентрации во времени, в спектре, в пространстве, по направлению распространения. Первое означает то, что излучение оптического генератора может длиться всего около сотни микросекунд. Концентрация в спектре предполагает, что ширина спектральной линии лазера очень узка. Это монохроматичность.

Лазеры также способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения. Как правило, это значение достигает 10-5 рад. Это значит, что на Луне такой пучок, посланный с Земли, даст пятно диаметром около 3 км. Это является проявлением концентрации энергии лазерного луча в пространстве и по направлению распространения.

Мощность лазера. Лазеры являются самыми мощными источниками светового излучения. В узком интервале спектра кратковременно (в течение промежутка времени, продолжительностью порядка 10-13 с.) у некоторых типов лазеров достигается мощность излучения порядка 1017 Вт/см 2 , в то время как мощность излучения Солнца равна только 7*103 Вт/см 2 , причём суммарно по всему спектру. На узкий же интервал =10-6 см (это ширина спектральной линии лазера) приходится у Солнца всего лишь 0,2 Вт/см 2 . Если задача заключается в преодолении порога в 1017 Вт/см 2 , то прибегают к различным методам повышения мощности.

Повышение мощности излучения. Для повышения мощности излучения необходимо увеличить число атомов, участвующих в усилении светового потока за счет индуцированного излучения, и уменьшить длительность импульса.

Метод модулированной добротности. Чтобы увеличить число атомов, участвующих почти одновременно в усилении светового потока, необходимо задержать начало генерации (собственно излучения), чтобы накопить как можно больше возбужденных атомов, создающих инверсную заселенность, для чего надо поднять порог генерации лазера и уменьшить добротность. Порогом генерации называют предельное число атомов, способных находиться в возбужденном состоянии. Это можно сделать посредством увеличения потерь светового потока. Например, можно нарушить параллельность зеркал, что резко уменьшит добротность системы. Если при такой ситуации начать накачку, то даже при значительной инверсии заселенности уровней генерация не начинается, поскольку порог генерации высок. Поворот зеркала до параллельного другому зеркалу положения повышает добротность системы и тем самым понижает порог генерации. Когда добротность системы обеспечит начало генерации, инверсная заселенность уровней будет весьма значительной. Поэтому мощность излучения лазера сильно увеличивается. Такой способ управления генерацией лазера называется методом модулированной добротности.

Продолжительность импульса излучения зависит от того, в течение какого времени вследствие излучения инверсная заселенность изменится настолько, что система выйдет из условия генерации. Продолжительность зависит от многих факторов, но обычно составляет 10-7-10-8 с. Очень распространено модулирование добротности с помощью вращающейся призмы. При определенном положении она обеспечивает полное отражение падающего вдоль оси резонатора луча в обратном направлении. Частота вращения призмы составляет десятки или сотни герц. Импульсы лазерного излучения имеют такую же частоту.

Более частое повторение импульсов может быть достигнуто модуляцией добротности с помощью ячейки Керра (быстродействующий модулятор света). Ячейку Керра и поляризатор помещают в резонатор. Поляризатор обеспечивает генерацию лишь излучения определенной поляризации, а ячейка Керра ориентирована так, чтобы при наложении на нее напряжения не проходил свет с этой поляризацией. При накачке лазера напряжение с ячейки Керра снимается в такой момент времени, чтобы начавшаяся при этом генерация была наиболее сильной. Для лучшего понимания этого метода можно провести аналогию с известным из школьного курса физики опытом с турмалином.

Имеются также и другие способы введения потерь, приводящие к соответствующим методам модуляции добротности.

3. Характеристики некоторых типов лазеров

Разнообразие лазеров. В настоящее время имеется громадное разнообразие лазеров, отличающихся между собой активными средами, мощностями, режимами работы и другими характеристиками. Нет необходимости все их описывать. Поэтому здесь даётся краткое описание лазеров, которые достаточно полно представляют характеристики основных типов лазеров (режим работы, способы накачки и т.д.)

Рубиновый лазер. Первым квантовым генератором света был рубиновый лазер, созданный в 1960 году.

Рабочим веществом является рубин, представляющий собой кристалл оксида алюминия Аl2O3 (корунд), в который при выращивании введен в виде примеси оксид хрома Сr2Оз. Красный цвет рубина обусловлен положительным ионом Сr+3. В решетке кристалла А2О3 ион Сг+3 замещает ион Аl+3. Вследствие этого в кристалле возникают две полосы поглощения: одна - в зеленой, другая - в голубой части спектра. Густота красного цвета рубина зависит от концентрации ионов Сг+3: чем больше концентрация, тем гуще красный цвет. В темно-красном рубине концентрация ионов Сг+3 достигает 1%.

Наряду с голубой и зеленой полосами поглощения имеется два узких энергетических уровня Е1 и Е1", при переходе с которых на основной уровень излучается свет с длинами волн 694,3 и 692,8 нм. Ширина линий составляет при комнатных температурах примерно 0,4 нм. Вероятность вынужденных переходов для линии 694,3 нм больше, чем для 692,8 нм. Поэтому проще работать с линией 694,3 нм. Однако можно осуществить генерацию и линии 692,8 нм, если использовать специальные зеркала, имеющие большой коэффициент отражения для излучения l = 692,8 нм и малый - для l?= 694,3 нм.

При облучении рубина белым светом голубая и зеленая части спектра поглощаются, а красная отражается. В рубиновом лазере используется оптическая накачка ксеноновой лампой, которая дает вспышки света большой интенсивности при прохождении через нее импульса тока, нагревающего газ до нескольких тысяч кельвин. Непрерывная накачка невозможна, потому что лампа при столь высокой температуре не выдерживает непрерывного режима работы. Возникающее излучение близко по своим характеристикам к излучению абсолютно черного тела. Излучение поглощается ионами Cr+, переходящими в результате этого на энергетические уровни в области полос поглощения. Однако с этих уровней ионы Сr+3 очень быстро в результате безызлучательного перехода переходят на уровни Е1, Е1". При этом излишек энергии передается решетке, т.е. превращается в энергию колебаний решетки или, другими словами, в энергию фотонов. Уровни Е1, Е1" метастабильны. Время жизни на уровне Е1 равно 4,3 мс. В процессе импульса накачки на уровнях Е1, Е1" накапливаются возбужденные атомы, создающие значительную инверсную заселенность относительно уровня Е0 (это уровень невозбужденных атомов).

Кристалл рубина выращивается в виде круглого цилиндра. Для лазера обычно используют кристаллы размером: длина L = 5 см, диаметр d = 1 см. Ксеноновая лампа и кристалл рубина помещаются в эллиптическую полость с хорошо отражающей внутренней поверхностью (рис. 4). Чтобы обеспечить попадание на рубин всего излучения ксеноновой лампы, кристалл рубина и лампа, имеющая также форму круглого цилиндра, помещаются в фокусы эллиптического сечения полости параллельно ее образующим. Благодаря этому на рубин направляется излучение с плотностью, практически равной плотности излучения на источнике накачки.

Один из концов рубинового кристалла срезан так, что от граней среза обеспечивается полное отражение и возвращение луча обратно. Такой срез заменяет одно из зеркал лазера. Второй конец рубинового кристалла срезан под углом Брюстера. Он обеспечивает выход из кристалла рубина без отражения луча с соответствующей линейной поляризацией. Второе зеркало резонатора ставится на пути этого луча. Таким образом, излучение рубинового лазера линейно поляризовано.

Рис 3. Рубиновый лазер (в плоскости сечения)

Ксеноновая лампа (белый круг) и кристалл рубина (красный круг) находятся внутри зеркала-отражателя

Гелий-неоновый лазер. Активной средой является газообразная смесь гелия и неона. Генерация осуществляется за счет переходов между энергетическими уровнями неона, а гелий играет роль посредника, через который энергия передается атомам неона для создания инверсной заселенности.

Неон, в принципе, может генерировать лазерное изучение в результате более 130 различных переходов. Однако наиболее интенсивными являются линии с длиной волны 632,8 нм, 1,15 и 3,39 мкм. Волна 632,8 нм находится в видимой части спектра, а волны 1,15 и 3,39 мкм - в инфракрасной.

При пропускании тока через гелий-неоновую смесь газов электронным ударом атомы гелия возбуждаются до состояний 23S и 22S, которые являются метастабильными, поскольку переход в основное состояние из них запрещен квантово-механическими правилами отбора. При прохождении тока атомы накапливаются на этих уровнях. Когда возбужденный атом гелия сталкивается с невозбужденным атомом неона, энергия возбуждения переходит к последнему. Этот переход осуществляется очень эффективно вследствие хорошего совпадения энергии соответствующих уровней. Вследствие этого на уровнях 3S и 2S неона образуется инверсная заселенность относительно уровней 2P и 3P, приводящая к возможности генерации лазерного излучения. Лазер может оперировать в непрерывном режиме. Излучение гелий-неонового лазера линейно поляризовано. Обычно давление гелия в камере составляет 332 Па, а неона - 66 Па. Постоянное напряжение на трубке около 4 кВ. Одно из зеркал имеет коэффициент отражения порядка 0,999, а второе, через которое выходит лазерное излучение, - около 0,990. В качестве зеркал используют многослойные диэлектрики, поскольку более низкие коэффициенты отражения не обеспечивают достижения порога генерации.

С02-лазер с замкнутым объемом. Молекулы углекислого газа, как и другие молекулы, имеют полосатый спектр, обусловленный наличием колебательных и вращательных уровней энергии. Используемый в CO2 - лазере переход дает излучение с длиной волны 10,6 мкм, т.е. лежит в инфракрасной области спектра. Пользуясь колебательными уровнями, можно несколько варьировать частоту излучения в пределах примерно от 9,2 до 10,8 мкм. Энергия молекулам CO2 передается от молекул азота N2, которые сами возбуждаются электронным ударом при прохождении тока через смесь.

Возбужденное состояние молекулы азота N2 является метастабильным и отстоит от основного уровня на расстоянии 2318 см -1, что весьма близко к энергетическому уровню (001) молекулы CO2 (рис. 4). Ввиду метастабильности возбужденного состояния N2 при прохождении тока число возбужденных атомов накапливается. При столкновении N2 с CO2 происходит резонансная передача энергии возбуждения от N2 к CO2. Вследствие этого возникает инверсия заселенностей между уровнями (001), (100), (020) молекул CO2. Обычно для уменьшения заселенности уровня (100), который имеет большое время жизни, что ухудшает генерацию при переходе на этот уровень, добавляют гелий. В типичных условиях смесь газов в лазере состоит из гелия (1330 Па), азота (133 Па) и углекислого газа (133 Па).

Рис. 4. Схема энергетических уровней в CO2-лазере

При работе CO2 - лазера происходит распад молекул CO2 на СО и О, благодаря чему активная среда ослабляется. Далее СО распадается на С и О, а углерод осаждается на электродах и стенках трубки. Всё это ухудшает работу СO2-лазера. Чтобы преодолеть вредное действие этих факторов в закрытую систему добавляют пары воды, которые стимулируют реакцию

СО + О--® CO2.

Используются платиновые электроды, материал которых является катализатором для этой реакции. Для увеличения запаса активной среды резонатор соединяется с дополнительными емкостями, содержащими CO2, N2, Не, которые в необходимом количестве добавляются в объём резонатора для поддержания оптимальных условий работы лазера. Такой закрытый CO2-лазер, в состоянии работать в течение многих тысяч часов.

Проточный СО2-лазер. Важной модификацией является проточный СО2-лазер, в котором смесь газов CO2, N2, Не непрерывно прокачивается через резонатор. Такой лазер может генерировать непрерывное когерентное излучение мощностью свыше 50 Вт на метр длины своей активной среды.

Неодимовый лазер. На рис. 5 показана схема так называемого неодимового лазера. Название может ввести в заблуждение. Телом лазера является не металл неодим, а обычное стекло с примесью неодима. Ионы атомов неодима беспорядочно распределены среди атомов кремния и кислорода. Накачка производятся лампами-молниями. Лампы дают излучение в пределах длин волн от 0,5 до 0,9 мкм. Возникает широкая полоса возбужденных состояний. Совершенно условно она изображена пятью черточками. Атомы совершают безызлучательные переходы на верхний лазерный уровень. Каждый переход дает разную энергию, которая превращается в колебательную энергию всей "решетки" атомов.

Рис. 5. Неодимовый лазер

Лазерное излучение, т.е. переход на пустой нижний уровень, помеченный цифрой 1, имеет длину волны 1,06 мкм.

Показанный пунктиром переход с уровня 1 на основной уровень "не работает". Энергия выделяется в виде некогерентного излучения.

Т-лазер. Во многих практических приложениях важную роль играет СO2-лазер, в котором рабочая смесь находится под атмосферным давлением и возбуждается поперечным электрическим полем (Т-лазер). Поскольку электроды расположены параллельно оси резонатора, для получения больших значений напряженности электрического поля в резонаторе требуются сравнительно небольшие разности потенциалов между электродами, что дает возможность работать в импульсном режиме при атмосферном давлении, когда концентрация CO2 в резонаторе велика. Следовательно, удается получить большую мощность, достигающую обычно 10 МВт и больше в одном импульсе излучения продолжительностью менее 1 мкс. Частота повторения импульсов в таких лазерах составляет обычно несколько импульсов в минуту.

Газодинамические лазеры. Нагретая до высокой температуры (1000-2000 К) смесь CO2 и N2 при истечении с большой скоростью через расширяющееся сопло сильно охлаждается. Верхний и нижний энергетический уровни при этом термоизолируются с различной скоростью, в результате чего образуется инверсная заселенность. Следовательно, образовав на выходе из сопла оптический резонатор, можно за счет этой инверсной заселенности генерировать лазерное излучение. Действующие на этом принципе лазеры называются газодинамическими. Они позволяют получать очень большие мощности излучения в непрерывном режиме.

Лазеры на красителях. Красители являются очень сложными молекулами, у которых сильно выражены колебательные уровни энергии. Энергетические уровни в полосе спектра располагаются почти непрерывно. Вследствие внутримолекулярного взаимодействия молекула очень быстро (за времена порядка 10-11-10-12 с) переходит безызлучательно на нижний энергетический уровень каждой полосы. Поэтому после возбуждения молекул через очень короткий промежуток времени на нижнем уровне полосы Е1 сосредоточатся все возбужденные молекулы. Они далее имеют возможность совершить излучательный переход на любой из энергетических уровней нижней полосы. Таким образом, возможно излучение практически любой частоты в интервале, соответствующем ширине нулевой полосы. А это означает, что если молекулы красителя взять в качестве активного вещества для генерации лазерного излучения, то в зависимости от настройки резонатора можно получить практически непрерывную перестройку частоты генерируемого лазерного излучения. Поэтому на красителях создаются лазеры с перестраиваемой частотой генерации. Накачка лазеров на красителях производится газоразрядными лампами или излучением других лазеров,

Выделение частот генерации достигается тем, что порог генерации создается только для узкой области частот. Например, положения призмы и зеркала подбираются так, что в среду после отражения от зеркала благодаря дисперсии и разным углам преломления возвращаются лишь лучи с определенной длиной волны.

Только для таких длин волн обеспечивается лазерная генерация. Вращая призму, можно обеспечить непрерывную перестройку частоты излучения лазера на красителях.

Генерация осуществлена со многими красителями, что позволило получить лазерное излучение не только во всем оптическом диапазоне, но и на значительной части инфракрасной и ультрафиолетовой областей спектра.

4. Применение лазеров в медицине

В медицине лазерные установки нашли свое применение в виде лазерного скальпеля. Его использование для проведения хирургических операций определяют следующие свойства:

Он производит относительно бескровный разрез, так как одновременно с рассечением тканей он коагулирует края раны "заваривая" не слишком крупные кровеносные сосуды;

Лазерный скальпель отличается постоянством режущих свойств. Попадание на твердый предмет (например, кость) не выводит скальпель из строя. Для механического скальпеля такая ситуация стала бы фатальной;

Лазерный луч в силу своей прозрачности позволяет хирургу видеть оперируемый участок. Лезвие же обычного скальпеля, равно как и лезвие электроножа, всегда в какой-то степени загораживает от хирурга рабочее поле;

Лазерный луч рассекает ткань на расстоянии, не оказывая никакого механического воздействия на ткань;

Лазерный скальпель обеспечивает абсолютную стерильность, ведь с тканью взаимодействует только излучение;

Луч лазера действует строго локально, испарение ткани происходит только в точке фокуса. Прилегающие участки ткани повреждаются значительно меньше, чем при использовании механического скальпеля;

Как показала клиническая практика, рана от лазерного скальпеля почти не болит и быстрее заживляется.

Практическое применение лазеров в хирургии началось в СССР в 1966 году в институте имени А.В. Вишневского.

Лазерный скальпель был применен в операциях на внутренних органах грудной и брюшной полостей.

В настоящее время лазерным лучом делают кожно-пластические операции, операции пищевода, желудка, кишечника, почек, печени, селезенки и других органов.

Очень заманчиво проведение операций с использованием лазера на органах, содержащих большое количество кровеносных сосудов, например, на сердце, печени.

5. Лазер в офтальмологии

лазер луч офтальмология зрение

Лазер используется для сохранения, улучшения и коррекции зрения. Производимый лазером луч поглощается сетчатки. Несмотря на то что остается шрам, а в местах образования шрамов глаз ничего не видит, шрамы настолько пигментными тканями глаза и преобразуется в тепло, это тепло выжигает, или каутеризует, ткань, что часто используется для присоединения отслоившейся малы, что не влияют на остроту зрения.

Лазеры также используются в случаях диабетической ретинопатии (ретинита) для выжигания кровеносных сосудов и снижения последствий дегенерации желтого пятна. Их применяют в случаях серповидно-клеточной ретинопатии, также при глаукоме, увеличивая дренаж, позволяя снять замутненность зрения, вызванную скоплением жидкости внутри глаза, для удаления опухолей на веках, при этом не повреждая само веко и почти не оставляя шрама, для рассекания спаек радужки или разрушения спаек стекловидного тела, которые могут вызвать отслоение сетчатки. Лазеры также используется после некоторых операций по поводу катаракты, когда мембрана мутнеет и снижается зрение.

С помощью лазера в помутневшей мембране делается отверстие. Все это под силу лазеру, и благодаря ему не нужны скальпель, нитки и прочие инструменты. Это означает, что исчезает проблема инфекции. Лазер также может проникать сквозь прозрачную часть глаза, не травмируя его и не причиняя никакой боли. Операцию можно проводить не в стационаре, а в амбулаторных условиях. Благодаря сложной системе наведения под микроскопом и системе подачи лазерного луча, многие из которых компьютеризированы, глазной хирург способен проводить операцию с самой высокой точностью, которая невозможна при использовании традиционного скальпеля. Хотя список применения лазера в хирургии глаза очень длинный, он продолжает увеличиваться. Разрабатывается лазерный зонд, который можно будет ввести непосредственно в глаз больного через крошечное отверстие в склере. Такой лазер позволит хирургу проводить операцию с гораздо большей точностью. Лазер стал широко применяться в лечении заболеваний сетчатки, и, несомненно, он станет еще более распространенным методом в будущем.

Точнее становится наведение лазерного луча, который удаляет аномальные кровеносные сосуды, не травмируя прилежащие здоровые ткани. Методы лечения дегенерации желтого пятна и диабетической ретинопатии также совершенствуются.

В настоящее время интенсивно развивается новое направление в медицине - лазерная микрохирургия глаза. Исследования в этой области ведутся в Одесском Институте глазных болезней имени В. П. Филатова, в Московском НИИ микрохирургии глаза и во многих других "глазных центрах" стран содружества

Первое применение лазеров в офтальмологии было связано с лечением отслоения сетчатки. Внутрь глаза через зрачок посылаются световые импульсы от рубинового лазера (энергия импульса 0,01-0,1 Дж, длительность порядка - 0,1 с.) Они свободно проникают сквозь прозрачное стекловидное тело и поглощаются сетчаткой. Фокусируя излучение на отслоившемся участке, последнюю "приваривают" к глазному дну за счет коагуляции. Операция проходит быстро и совершенно безболезненно.

Вообще, из наиболее серьезных заболеваний глаза, приводящих к слепоте, выделяют пять. Это глаукома, катаракта, отслоение сетчатки, диабетическая ретинопатия и злокачественная опухоль.

Сегодня все эти заболевания успешно лечатся при помощи лазеров, причем только для лечения опухолей разработано и используется три метода:

- Лазерное облучение - облучение опухоли расфокусированным лазерным лучом, приводящее к гибели раковых клеток, потери ими способности к размножению

- Лазерная коагуляция - разрушение опухоли умеренно сфокусированным излучением.

Лазерная хирургия - наиболее радикальный метод. Заключается в иссечении опухоли вместе с прилегающими тканями сфокусированным излучением. Для большинства заболеваний постоянно требуются все новые методы лечения. Но лазерное лечение является таким методом, который сам ищет болезни, чтобы их вылечить.

Впервые для хирургического лечения глаз лазер был применен в 60-х годах XX века и с тех пор используется для сохранения, улучшения и в некоторых случаях коррекции зрения у сотен тысяч мужчин, женщин и детей во всем мире.

Слово лазер является акронимом. Оно было создано из первых букв пяти английских слов - light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света путем стимулированной эмиссии радиации).

Для создания лазерного луча в трубку нагнетаются специальные газы, а затем через нее пропускается сильный электрический заряд. Офтальмологические лазеры обычно используют один или три различных газа: аргон, который дает зеленый или зеленовато-голубой свет; криптон, который дает красный или желтый свет; neodymium-yttrium-alluminum-garnet (Nd-YAG), который дает инфракрасный луч.

Аргоновый и криптоновый лазеры называются фотокоагуляторами. Производимый ими луч поглощается пигментными тканями глаза и преобразуется в тепло. Это тепло выжигает, или каутеризует, ткань, оставляя на ней шрам. Этот вид лазера часто используется для присоединения отслоившейся сетчатки. Несмотря на то, что в местах образования шрамов глаз ничего не видит, шрамы настолько малы, что не влияют на остроту зрения.

Эти лазеры также используются в случаях диабетической ретинопатии (ретинита) для выжигания кровеносных сосудов и снижения последствий дегенерации желтого пятна. Их также применяют в случаях серповидно-клеточной ретинопатии, заболевании, наиболее распространенном среди чернокожих пациентов.

Аргоновый и криптоновый лазеры применяются также при глаукоме, увеличивая дренаж, позволяя снять замутненность зрения, вызванную скоплением жидкости внутри глаза. Аргоновый лазер также можно применять для удаления опухолей на веках, при этом не повреждая само веко и почти не оставляя шрама.

Лазер Nd-YAG является фоторазрушителем. Вместо того чтобы выжигать ткань, он ее взрывает. Его можно использовать несколькими способами, например для рассекания спаек радужки или разрушения спаек стекловидного тела, которые могут вызвать отслоение сетчатки.

Этот вид лазера также используется после некоторых операций по поводу катаракты, когда мембрана мутнеет и снижается зрение. С помощью лазера в помутневшей мембране делается отверстие.

Все это под силу лазеру, и благодаря ему не нужны скальпель, нитки и прочие инструменты. Это означает, что исчезает проблема инфекции. Лазер также может проникать сквозь прозрачную часть глаза, не травмируя его и не причиняя никакой боли. Операцию можно проводить не в стационаре, а в амбулаторных условиях.

Благодаря сложной системе наведения под микроскопом и системе подачи лазерного луча, многие из которых компьютеризированы, глазной хирург способен проводить операцию с самой высокой точностью, которая невозможна при использовании традиционного скальпеля.

Хотя список применения лазера в хирургии глаза очень длинный, он продолжает увеличиваться. Разрабатывается лазерный зонд, который можно будет ввести непосредственно в глаз больного через крошечное отверстие в склере. Такой лазер позволит хирургу проводить операцию с гораздо большей точностью.

Лазер стал широко применяться в лечении заболеваний сетчатки, и, несомненно, он станет еще более распространенным методом в будущем. Точнее становится наведение лазерного луча, который удаляет аномальные кровеносные сосуды, не травмируя прилежащие здоровые ткани. Методы лечения дегенерации желтого пятна и диабетической ретинопатии также совершенствуются.

Заключение

Лазеры решительно и притом широким фронтом вторгаются в нашу действительность. Они необычайно расширили наши возможности в самых различных областях - обработке металлов, медицине, измерении, контроле, физических, химических и биологических исследованиях. Уже сегодня лазерный луч овладел множеством полезных и интересных профессий. Во многих случаях использование лазерного луча позволяет получить уникальные результаты. Можно не сомневаться, что в будущем луч лазера подарит нам новые возможности, представляющиеся сегодня фантастическими.

Мы уже начали привыкать, что "лазер все может". Подчас это мешает трезво оценить реальные возможности лазерной техники на современном этапе ее развития. Неудивительно, что чрезмерные восторги по поводу возможностей лазера иногда сменяются некоторым охлаждением к нему. Все это, однако, не может замаскировать основной факт - с изобретением лазера человечество получило в свое распоряжение качественно новый, в высокой степени универсальный, очень эффективный инструмент для повседневной, производственной и научной деятельности. С годами этот инструмент будет все более совершенствоваться, а вместе с этим будет непрерывно расширяться и область применения лазеров.

Список литературы

1. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. - М.: Наука, 1986.

2. Тарасов Л.В. Лазеры. Действительность и надежды. - М. Наука, 1995.

3. Сивухин В.А. Общий курс физики. Оптика. - М.: Наука, 1980.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Ознакомление с историей открытия и свойствами лазеров; примеры использования в медицине. Рассмотрение строения глаза и его функций. Заболевания органов зрения и методы их диагностики. Изучение современных методов коррекции зрения с помощью лазеров.

курсовая работа , добавлен 18.07.2014

Процесс лазерного излучения. Исследования в области лазеров в диапазоне рентгеновских волн. Медицинское применение CO2–лазеров и лазеров на ионах аргона и криптона. Генерация лазерного излучения. Коэффициент полезного действия лазеров различных типов.

реферат , добавлен 17.01.2009

Лазерные методы диагностики. Оптические квантовые генераторы. Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Ангиография. Диагностические возможности голографии. Термография. Лазерная медицинская установка длялучевой терапии.

реферат , добавлен 12.02.2005

Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Меры защиты от лазерного излучения. Проникновение лазерного излучения в биологические ткани, их патогенетические механизмы взаимодействия. Механизм лазерной биостимуляции.

реферат , добавлен 24.01.2011

Физические основы применения лазерной техники в медицине. Типы лазеров, принципы действия. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биотканями. Перспективные лазерные методы в медицине и биологии. Серийно выпускаемая медицинская лазерная аппаратура.

реферат , добавлен 30.08.2009

Причины близорукости - дефекта зрения, при котором изображение падает перед сетчатой глаза. Способы коррекции миопии - очки, контактные линзы и лазерная коррекция. Описание технологии фоторефракционной кератоэктомии с использованием эксимерных лазеров.

презентация , добавлен 20.09.2011

Лечение продуктами пчеловодства. Противовоспалительное, антиоксидантное, регенераторное, рассасывающее действие продуктов пчеловодства. Применение мёда, прополиса, маточного молочка, пчелиного яда в офтальмологии, спектр их биологических эффектов.

презентация , добавлен 06.12.2016

Краткие сведения о заболеваниях глаз, их общая характеристика и степень распространенности на современном этапе. Факторы риска развития, этиология и патогенез глаукомы, кератита и конъюнктивита. Растения, используемые в офтальмологии, их эффективность.

контрольная работа , добавлен 02.05.2016

Целебные свойства плодов черники, их применение для улучшения зрения. Черника в истории и культуре. Научная классификация черники. Места произрастания, ботаническое описание. Внешние признаки, сбор, сушка и хранение. Препараты на основе черники.

курсовая работа , добавлен 11.10.2013

Биологическая активность, природные источники и роль витаминов в обменных процессах, функциональном состоянии органа зрения. Проведение витаминотерапии в офтальмологии. Участие комплекса Черника Форте в синтезе зрительного пигмента сетчатки, фоторецепции.

лазер луч офтальмология зрение

Точнее становится наведение лазерного луча, который удаляет аномальные кровеносные сосуды, не травмируя прилежащие здоровые ткани. Методы лечения дегенерации желтого пятна и диабетической ретинопатии также совершенствуются.

В настоящее время интенсивно развивается новое направление в медицине - лазерная микрохирургия глаза. Исследования в этой области ведутся в Одесском Институте глазных болезней имени В. П. Филатова, в Московском НИИ микрохирургии глаза и во многих других "глазных центрах" стран содружества

Вообще, из наиболее серьезных заболеваний глаза, приводящих к слепоте, выделяют пять. Это глаукома, катаракта, отслоение сетчатки, диабетическая ретинопатия и злокачественная опухоль.

Сегодня все эти заболевания успешно лечатся при помощи лазеров, причем только для лечения опухолей разработано и используется три метода:

- Лазерное облучение - облучение опухоли расфокусированным лазерным лучом, приводящее к гибели раковых клеток, потери ими способности к размножению
- Лазерная коагуляция - разрушение опухоли умеренно сфокусированным излучением.

Лазерная хирургия - наиболее радикальный метод. Заключается в иссечении опухоли вместе с прилегающими тканями сфокусированным излучением. Для большинства заболеваний постоянно требуются все новые методы лечения. Но лазерное лечение является таким методом, который сам ищет болезни, чтобы их вылечить.

Впервые для хирургического лечения глаз лазер был применен в 60-х годах XX века и с тех пор используется для сохранения, улучшения и в некоторых случаях коррекции зрения у сотен тысяч мужчин, женщин и детей во всем мире.

Слово лазер является акронимом. Оно было создано из первых букв пяти английских слов - light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света путем стимулированной эмиссии радиации).

Эти лазеры также используются в случаях диабетической ретинопатии (ретинита) для выжигания кровеносных сосудов и снижения последствий дегенерации желтого пятна. Их также применяют в случаях серповидно-клеточной ретинопатии, заболевании, наиболее распространенном среди чернокожих пациентов.

Аргоновый и криптоновый лазеры применяются также при глаукоме, увеличивая дренаж, позволяя снять замутненность зрения, вызванную скоплением жидкости внутри глаза. Аргоновый лазер также можно применять для удаления опухолей на веках, при этом не повреждая само веко и почти не оставляя шрама.

Лазер Nd-YAG является фоторазрушителем. Вместо того чтобы выжигать ткань, он ее взрывает. Его можно использовать несколькими способами, например для рассекания спаек радужки или разрушения спаек стекловидного тела, которые могут вызвать отслоение сетчатки.

Этот вид лазера также используется после некоторых операций по поводу катаракты, когда мембрана мутнеет и снижается зрение. С помощью лазера в помутневшей мембране делается отверстие.

Все это под силу лазеру, и благодаря ему не нужны скальпель, нитки и прочие инструменты. Это означает, что исчезает проблема инфекции. Лазер также может проникать сквозь прозрачную часть глаза, не травмируя его и не причиняя никакой боли. Операцию можно проводить не в стационаре, а в амбулаторных условиях.

Благодаря сложной системе наведения под микроскопом и системе подачи лазерного луча, многие из которых компьютеризированы, глазной хирург способен проводить операцию с самой высокой точностью, которая невозможна при использовании традиционного скальпеля.

Хотя список применения лазера в хирургии глаза очень длинный, он продолжает увеличиваться. Разрабатывается лазерный зонд, который можно будет ввести непосредственно в глаз больного через крошечное отверстие в склере. Такой лазер позволит хирургу проводить операцию с гораздо большей точностью.

§ "LASER - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation « (усиление света путем стимулированной эмиссии радиации). § Первой отраслью медицины, в которой нашли применение лазеры, была офтальмология. § Лазер (оптический квантовый генератор) - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

Свойства лазерного излучения: q. Когерентность q. Монохроматичность q. Большая мощность q. Малая расходимость. Это позволяет избирательно и локально воздействовать на различные биологические ткани.

Выделяют следующие основные механизмы воздействия лазерного излучения на ткани глаза: ü фотохимический, химических реакций; заключающийся в ускорении ü термический, обеспечивающий коагуляцию белков; ü фотомеханический, вызывающий эффект вскипания воды.

Устройство лазера § активная (рабочая) среда; § система накачки (источник энергии); § оптический резонатор (может отсутствовать, если лазер работает в режиме усилителя).

Параметры лазерного излучения 1. длина волны: УФ (эксимерный лазер) ИК (диодный, неодимовый, гольмиевый…) работающие в видимом диапазоне (аргоновый) 2. временной режим: импульсные (большинство твердотельных лазеров) – возможно регулировать только энергию в импульсе непрерывного излучения (аргоновый, криптоновый, гелий- неоновый) – изменение мощности и длительности воздействия 3. энергетические параметры мощность лазеров непрерывного излучения измеряется в ваттах, в офтальмологии исп. лазеры до 3 Вт энергетическая эффективность импульсного лазерного излучения измеряется в Дж, в офтальмологии 1 -8 м. Дж

Офтальмологические лазеры используют: § аргон, который дает зеленый или зеленовато-голубой свет (488 нм и 514 нм); § криптон, который дает красный или желтый свет (568 нм и 647 нм); § neodymium-yttrium-alluminum-garnet (Nd-YAG), неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате, дает инфракрасный луч (1, 06 мкм). § гелий-неоновый лазер (630 нм); § 10 -углекислотный лазер (10, 6 мкм); § эксимерный лазер (с длиной волны 193 нм); § диодный лазер (810 нм).

1. Лазеркоагуляция (аргоновый, криптоновый и полупроводниковый диодный лазер). Используют термическое воздействие лазерного излучения при сосудистой патологии глаза: лазеркоагуляция сосудов роговицы, радужки, сетчатки, трабекулопластика, а также воздействие на роговицу ИК-излучением (1, 54 -2, 9 мкм), которое поглощается стромой роговицы, с целью изменения рефракции.

Аргоновый лазер § Излучает свет в синем и зеленом диапазонах, совпадающий со спектром поглощения гемоглобина, что позволяет эффективно использовать его при лечении сосудистой патологии: диабетической ретинопатии, тромбозах вен сетчатки, ангиоматозе Гиппеля. Линдау, болезни Коатса и др. ; 70% сине-зеленого излучения поглощается меланином и преимущественно используется для воздействия на пигментированные образования.

Криптоновый лазер § Излучает свет в желтом и красном диапазонах, которые максимально поглощаются пигментным эпителием и сосудистой оболочкой, не вызывая повреждения нервного слоя сетчатки, что важно при коагуляции центральных отделов сетчатки.

Диодный лазер § Незаменим при лечении различных видов патологии макулярной области сетчатки, так как липофусцин не поглощает его излучение, которое проникает в сосудистую оболочку глаза на большую глубину, чем излучение аргонового и криптонового лазеров. Т. к. излучение происходит в ИКдиапазоне, пациенты не ощущают слепящего эффекта во время коагуляции. Портативный диодный лазер GYC-1000 Nidek

Видимые лазерные повреждения сетчатки: § Коагулят 1 степени: ватообразный § Коагулят 2 степени: белый, с более четкими границами, § Коагулят 3 степени: белый с резкими границами, § Коагулят 4 степени: ярко-белый, с легкой пигментацией по краю четких границ

§ 2. Фотодеструкция (фотодисцизия) - YAG-лазер. Благодаря высокой пиковой мощности под действием лазерного излучения происходит рассечение тканей. Вследствие высвобождения большого количества энергии в ограниченном объеме образуется плазма, которая приводит к созданию ударной волны и микроразрыву ткани.

Nd: YAG-лазер § Неодимовый лазер с излучением в ближнем ИК-диапазоне (1, 06 мкм), работающий в импульсном режиме, является фоторазрушителем, применяется для точных внутриглазных разрезов (рассекание спаек радужки или разрушения спаек стекловидного тела, капсулотомия хрусталика глаза по поводу вторичной катаракты или иридотомия. YC-1800 Nidek Ellex Ultra Q

§ 3. Фотоиспарение и фотоинцизия (СО 2 -лазер). Эффект заключается в длительном тепловом воздействии с испарением ткани. Используется для удаления поверхностных образований конъюнктивы и век.

4. Фотоабляция (Эксимерные лазеры). § Заключается в дозированном удалении биологических тканей. § Излучают в ультрафиолетовом диапазоне (длина волн - 193 -351 нм). § С помощью этих лазеров можно удалять определенные поверхностные участки ткани с точностью до 500 нм, используя процесс фотоабляции (испарения). § Область использования: рефракционная хирургия, лечение дистрофических изменении роговицы с помутнениями, воспалительные заболевания роговицы, оперативное лечение птеригиума и глаукомы.

5. Лазерстимуляция (He-Ne-лазеры). § При взаимодействии низкоинтенсивного красного излучения с различными тканями в результате сложных фотохимических процессов проявляются противовоспалительный, десенсибилизирующий, рассасывающий эффекты, а также стимулирующее влияние на процессы репарации и трофики. § Применяется в комплексном лечении увеитов, склеритов, кератитов, экссудативных процессов в передней камере глаза, гемофтальмов, помутнений стекловидного тела, преретинальных кровоизлияний, амблиопий, после операционных вмешательств ожогов, эрозий роговицы, некоторых видах ретино- и макулопатии § Противопоказаниями являются увеиты туберкулезной этиологии, гипертоническая болезнь в стадии обострения, кровоизлияния сроком давности менее 6 дней.

Лазерное лечение глаукомы направлено на устранение блоков, препятствующих оттоку внутриглазной жидкости в глазу. В настоящее время с этой целью применяют лазеры-коагуляторы, действие которых основано на нанесении на зону трабекулы локального ожога с последующей атрофией и рубцеванием ее ткани (аргоновые лазеры, полупроводниковые (диодные) лазеры) или лазеры-деструкторы (неодимовые ИАГ-лазеры).

Консервативное лечение катаракты Применение средств консервативной терапии не ведет к рассасыванию уже имеющихся помутнений в хрусталике, а лишь замедляет их прогрессирование. Лечение начальных стадий возрастной катаракты основано на применении различных глазных капель: квинакс, офтанкатахром, сэнкаталин, витайодурол, витафакол, вицеин, тауфон, капли Смирнова и др. Препараты рекомендуются длительного применения (годами) при различной частоте закапывания (от 2 -3 до 4 -5 раз в течение дня).

Методы хирургического лечения § Интракапсулярная экстракция хрусталика – выполняется только при больших подвывихах хрусталика в сочетании с витрэктомией и шовной фиксацией ИОЛ. § Экстракапсулярная экстракция – дешевая устаревшая методика, базовая при проведении операции по системе ОМС. Требует наложения швов. Восстановление зрения происходит в течении нескольких месяцев после операции. Однако, в редких случаях выполняется по медицинским показаниям. § Факоэмульсификация катаракты – основной метод хирургического лечения катаракты.

Факоэмульсификация катаракты – наиболее безопасный и эффективный метод бесшовного хирургического лечения катаракты. Принципы: § Разрушение вещества хрусталика с помощью ультразвука. § Поддержание постоянного баланса ирригационного и аспирационного потоков жидкостей.

Преимущества факоэмульсификации § Малый самогерметизирующийся разрез, не требующий наложения швов – сейчас стандартным в хирургии катаракты считается разрез - 2 мм. § Сведение к минимуму индуцированного астигматизма. § Установка ИОЛ выполняется более быстро и безопасно. § Уменьшение вероятности возникновения геморрагических и воспалительных осложнений. § Достижение высокой остроты зрения в короткие сроки. § Быстрая реабилитация и отсутствие ограничения зрительных нагрузок.

Этапы факоэмульсификации § Тоннельный разрез роговицы – 2 мм § Капсулорексис § Гидродиссекция и гидроделинеация (ведение 0. 9 % физиологического раствора или BSS непосредственно под переднюю капсулу хрусталика с целью ее отделения, отделение ядра хрусталика от кортикального слоя). § Удаление ядра хрусталика (факоэмульсификация) § Аспирация остаточных хрусталиковых масс § Имплантация ИОЛ

Использование гибких ИОЛ и инжекторов для имплантации позволило уменьшить операционный разрез сначала до 4, 0 мм, а в настоящее время - до 2, 2 мм. § Применение красителей для передней капсулы хрусталика (0, 5% трепанового синего) сделало возможным выполнение факоэмульсификации при любой степени зрелости катаракты.

Классификация ИОЛ: по расположению § Заднекамерные Капсульные Для имплантации в цилиарную борозду Для подшивания в цилиарную борозду § Переднекамерные § ИОЛ зрачковой фиксации

Классификация ИОЛ: по материалу § Жесткие: - ПММА - кристаллические § Гибкие: - силиконовые - акриловые - коллагеновые - гидрогелевые

Сравнение качества зрения у пациентов после факоэмульсификации с разными типами ИОЛ Сферическая оптика Асферическая оптика

Уход за больными в послеоперационном периоде § После проведенной операции назначают: § дезинфицирующие капли («Витабакт» , «Фурациллин» и др.), § противовоспалительные капли («Наклоф» , «Диклоф» , «Индоколлир») § смешанные препараты (содержат антибиотик + дексаметазон, «Макситрол» , «Тобрадекс» и др.). § Капли назначают по убывающей схеме: первая неделя – 4 -х кратное закапывание, 2 -я неделя – 3 -х кратное закапывание, 3 -я неделя – 2 -х кратное закапывание, 4 -я неделя – однократное закапывание, затем – отмена капель.

Тенденции в развитии хирургии катаракты § Уменьшение разреза 3, 2 – 3, 0 – 2, 75 – 2, 2 – 1, 8 мм § Максимальная безопасность имплантации и биосовместимость материала ИОЛ § Улучшение качества зрения при максимальной ее остроте § Решение проблемы имеющейся аметропии и приобретенной пресбиопии за счет замены хрусталика, т. е. восстановление утраченной аккомодации.

Бимануальная факоэмульсификация § Разделение ирригационного и аспирационного потоков § 2 разреза по 1, 2 - 1, 4 мм § Практически нет ИОЛ, которые можно имплантировать через столь малый разрез

Показания к операции: § Недостаточная эффективность медикаментозного лечения о/у глаукомы (повышенное ВГД, прогрессирующее изменения зрительных функций и ДЗН); § З/у и смешанная глаукома (консервативное лечение имеет вспомогательное значение); § Пациент не может исполнять рекомендации врача по контролю ВГД и зрительных функций; § Не купировавшийся острый приступ глаукомы;

Основные направления оперативного вмешательства: § Операции, нормализирующие циркуляцию влаги внутри глаза; § Фистулизирующие операции; § Операции, уменьшающие скорость образования влаги; § Лазерные операции.

Операции, нормализующие циркуляцию влаги: В группу входят операции, устраняющие последствия зрачкового и хрусталикового блоков. § Иридэктомия; § Иридоциклоретракция; § Экстракция хрусталика

Операции, нормализующие циркуляцию влаги: Иридэктомия. Операция устраняет последствия зрачкового блока, создавая новый путь для движения жидкости из задней камеры в переднюю. В результате выравнивается давления в камерах глаза, исчезает бомбаж радужки и открывается угол передней камеры. Показания: зрачковый блок, з/у глаукома

Фистулизирующие операции: § Синустрабекулоэктомия; § Глубокая склерэктомия; § Непроникающая глубокая склерэктомия; § Двухкамерное дренирование После фистулизирующих операций формируется конъюнктивальная фильтрационная подушечка.

Типы фильтрационных подушечек: § Плоская – ВГД в норме или выше нормы, гипотонии обычно не бывает. Коэффициент легкости оттока может быть повышен. § Кистозная – ВГД в норме или нижняя граница нормы, часто бывает гипотония. Характер фильтрационных подушечек зависит от состава и количества внутриглазной жидкости, находящейся в с/конъюнктивальном пространстве, а также индивидуальные особенности соединительной ткани.

Синустрабекуэктомия: Показания: первичная глаукома, некоторые виды вторичной глаукомы. Принцип операции: субсклерально удаляют участок глубокой пластинки склеры с трабекулой и шлеммовым каналом. Дополнительно производят базальную иридэктомию. Эффективность впервые выполненной операции на ранее не оперированном глазу составляет до 85% в сроки до 2 -х лет. Схема операции трабекулэктомии. 1 -Склеральный лоскут, 2 -удаляемый участок трабекулы, 3 -базальная колобома радужки.

К отдаленным осложнениям трабекулэктомии относятся: 1. Кистозные изменения фильтрационной подушки; 2. Часто развивается помутнение хрусталика - катаракта.

Глубокая склерэктомия: Показания: первичная глаукома, некоторые виды вторичной глаукомы. Принцип операции: субсклерально удаляют участок глубокой пластинки склеры с трабекулой и шлеммовым каналом и участком склеры для обнажения части цилиарного тела. Дополнительно производят базальную иридэктомию. Отток влаги идет под конъюнктиву и в супрахориоидальное пространство.

Непроникающая ГСЭ: Показания: о/у глаукома с умеренно повышенным ВГД. Принцип операции: под поверхностным склеральным лоскутом иссекают глубокую пластинку склеры с наружной стенкой шлеммова канала и участком корнеосклеральной ткани кпереди от канала. При этом обнажаются вся корнеосклеральная трабекула и периферия десцеметовой оболочки. Преимущества: нет резкого перепада давления во время операции и, следовательно снижен риск осложнений. Фильтрация осуществляется сквозь поры оставшейся трабекулярной сети. После репозиции поверхностного лоскута под ним формируется «склеральное озеро» .

Операции, уменьшающие скорость образования влаги: Механизм действия – ожог или отморожение отдельных участков цилиарного тела, либо тромбоз и выключение питающих его сосудов. § Циклокриокоагуляция; § Циклодиатермия. Показания: некоторые виды вторичной глаукомы, терминальная глаукома.

Циклокриокоагуляция Это операция, направленная на снижение продукции водянистой влаги ресничным телом. Суть операции заключается в нанесении на поверхность склеры в области проекции цилиарного тела 6 -8 аппликаций специальным криозондом. Цилиарное тело под воздействием низких температур в местах нанесения криокоагулятов атрофируется и в целом начинает продуцировать меньшее количество водянистой влаги.

Лазерные операции: § Используют аргоновые и неодимовые лазеры; § Нет вскрытия фиброзной оболочки; § Нет необходимости в общей или проводниковой анестезии; § Восстановление оттока по естественным каналам; § Возможен реактивный синдром: повышение ВГД, увеит; § Часто необходимо дополнительное медикаментозное гипотензивное лечение; § При прогрессировании глаукомы выраженность лазерного воздествия уменьшается.

Методики лазерных операций в лечении глаукомы: § Лазерная иридэктомия § Лазерная трабекулопластика § Лазерная транссклеральная циклофотокоагуляция (контактная и бесконтактная) § Лазерная гониопластика § Лазерная десцеметогониопунктура

Преимущества: § Восстановление оттока внутриглазной жидкости по естественным путям; § Не требуется проведение общего обезболивания (достаточно закапывания местного анестетика); § Операция может быть проведена в амбулаторных условиях; § Минимальный период реабилитации; § Отсутствуют осложнения традиционной хирургии глаукомы; § Невысокая стоимость.

Недостатки: § Ограниченность эффекта операции, которая снижается по мере увеличения срока, прошедшего с постановки диагноза глаукома; § Возникновение реактивного синдрома, характеризующегося повышением внутриглазного давления в первые часы после лазерного вмешательства и развитием воспалительного процесса в дальнейшем; § Возможность повреждения клеток заднего эпителия роговицы, капсулы хрусталика и сосудов радужки; § Образование синехий в области воздействия (угол передней камеры, зона иридотомии).

Предоперационная подготовка больных перед лазерными операциями § 3 -х кратная инстилляция нестероидных противовоспалительных препаратов в течение часа до операции; § Инстилляция препаратов миотического действия за 30 минут до операции; § Инстилляции местных анестетиков перед операцией; § Ретробульбарная анестезия при выраженном болевом синдроме перед операцией.

Послеоперационная терапия § Инстилляция нестероидных противовоспалительных препаратов 3 - 4 раза в день в течении 5 -7 дней и/или пероральное их применение в течении 3 - 5 дней; § Ингибиторы карбоангидразы (в инстилляциях 7 -10 дней или перорально 3 дня с 3 -х дневным перерывом в течение 3 - 9 дней) ; § Гипотензивная терапия под контролем ВГД. Примечание: § При отсутствии компенсации глаукомного процесса на фоне лазерных вмешательств решается вопрос о хирургическом лечении.

Лазерная иридэктомия (иридотомия) - заключается в формировании небольшого отверстия в периферическом отделе радужки. Показания к проведению лазерной иридэктомии: - Профилактика острых приступов глаукомы на парном глазу при положительных нагрузочных пробах и пробе Форбса; - Узкоугольная и закрытоугольная глаукома со зрачковым блоком; - Плоская радужка; - Иридовитреальный блок; - Подвижность иридохрусталиковой диафрагмы при компрессии контактной линзой во время гониоскопии. Противопоказания к проведению лазерной иридэктомии: - Врождённые или приобретённые помутнения роговицы; - Выраженный отек роговицы; - Щелевидная передняя камера; - Паралитический мидриаз.

Лазерная иридэктомия (иридотомия) - заключается в формировании периферическом отделе радужки. небольшого отверстия в Техника проведения: - Операцию проводят под местной анестезией (закапывание раствора лидокаина, инокаина и др.). На глаз устанавливается специальная гониолинза, позволяющая сфокусировать лазерное излучение на выбранный участок радужки. Иридотомия проводится в зоне от 10 до 2 часов с целью избежания светорассеяния после операции. Следует выбирать максимально тонкий участок (крипты) радужки и избегать видимых сосудов. При перфорации радужки визуализируется ток жидкости с пигментом в передней камере. Оптимальный размер иридэктомии 200 -300 мкм. Используемые линзы: - линза Абрахама - линза Вайса

Лазерная трабекулопластика (ЛТП) § Операция заключается в нанесении серии ожогов на внутреннюю поверхность трабекулы. § Операция показана при первичной открытоугольной глаукоме, которая не поддается компенсации с помощью лекарственной терапии. § Это воздействие улучшает проницаемость трабекулярной диафрагмы для водянистой влаги, уменьшает опасность блокады Шлеммова канала. § Механизм действия операции заключается в натяжении и укорочении трабекулярной диафрагмы за счет сморщивания ткани в местах ожогов, а также в расширении трабекулярны

Лазерная трабекулопластика Техника проведения ЛТП: § Манипуляция выполняется под местной анестезией. На глаз устанавливается специальная гониолинза. Коагуляты наносятся равномерно в передней или средней трети трабекулы на протяжении 120 -180 -270 -300 градусов окружности трабекулы (исключая верхний сектор) за 1 -3 сеанса. При необходимости повторного вмешательства коагуляты наносятся в необработанной зоне. Линзы, используемые для проведения ЛТП: § 3 -х зеркальная линза Гольдмана; § Трабекулопластическая линза Рича; § Гониолинза для селективной ЛТП; § Гониолинза Магна.

Транссклеральная циклофотокоагуляция (ТЦФК) В результате коагуляции секретирующего ресничного эпителия, происходит уменьшение продукции водянистой влаги, что приводит к понижению внутриглазного давления. Показания: § Терминальная болящая первичная и вторичная глаукома с высоким ВГД; § Неподдающаяся традиционным способам лечения некомпенсированная первичная глаукома, преимущественно в далекозашедших стадиях; § Длительно существующий реактивный синдром после ранее перенесённых лазерных операций. Противопоказания: § Наличие у пациента хрусталика и хорошее зрение; § Выраженный увеит.

Транссклеральная циклофотокоагуляция (ТЦФК) В результате коагуляции секретирующего ресничного эпителия, происходит уменьшение продукции водянистой влаги, что приводит к понижению внутриглазного давления. Техника проведения ТЦФК: 20 -30 коагулятов наносятся на расстоянии 1, 5 - 3 мм от лимба в зоне проекции отростков цилиарного тела. Примечание: в случаях недостаточного снижения ВГД после ТЦФК возможно повторное ее проведение через 2 - 4 недели, а при «болящей» терминальной глаукоме - через 1 - 2 недели. Параметры лазерного воздействия: § Диодный лазер (810 нм), Nd: YAG-лазер (1064 нм); § Экспозиция = 1 - 5 сек; § Мощность = 0, 8 - 2, 0 Вт;

Осложнения ТЦФК: § Хроническая гипотония; § Болевой синдром; § Рубеоз радужки; § Застойная иньекция; § Кератопатия.

Лазерная иридопластика (гониопластика) В области корня радужки наносятся аргон-лазерные коагуляты (от 4 до 10 в каждом квадранте) с исходом в рубец, что приводит к сморщиванию и тракции радужной оболочки, освобождению трабекулярной зоны и расширению профиля угла передней камеры Показания: ЗУГ в случае, когда иридотомия невозможна или неэффективна ОУГ с узким углом как предварительный этап для последующей трабекулопластики Также этот метод используется для создания мидриаза при избыточном миозе (лазерный фотомидриаз). При этом коагуляты наносятся в зрачковой части радужки.

Осложнения лазерной гониопластики: § Ирит; § Повреждение эндотелия роговицы; § Повышение ВГД; § Стойкий мидриаз.