Parlem avui sobre què és un làser de femtosegon. Quins són els principis principals del seu treball i com ajuda a corregir la visió?
Teoria de Bohr
Quan a principis del segle XIX la ciència va arribar a tal nivell que va ser capaç d'estudiar l'estructura de l'àtom, va sorgir una nova direcció: la física quàntica. La primera tasca va ser determinar com i per què els electrons petits no cauen sobre el nucli pesat d'un àtom. Una teoria anterior basada en les equacions de Maxwell afirmava que qualsevol càrrega en moviment emet un camp, per tant, perdent impuls. Així, un electró que orbita al voltant del nucli ha d'irradiar contínuament i, finalment, caure sobre el nucli. Bohr va expressar la idea que els electrons d'un àtom només poden estar a determinades distàncies del centre, i la transició d'un nivell a un altre va acompanyada de l'emissió o l'absorció d'energia. Aquesta teoria es va explicar posteriorment en el marc de la física quàntica. La presència de nivells electrònics estacionaris va obrir el camí per a una invenció com el làser (inclòs un femtosegon).
Fonaments teòrics del làser
Un cop els científics es van adonarestructura de l'àtom, volien aprendre a controlar l'estat de l'electró. En condicions normals, un electró, que per alguna raó es troba a un nivell alt d'un àtom, tendeix a omplir els nivells inferiors, si estan lliures. Durant la transició, l'energia s'emet en forma de quàntica de llum o de fotó. Però la transició entre dos nivells qualsevol genera quants de llum diferents. Però si molts electrons passen simultàniament d'un nivell superior a un nivell inferior, apareixerà un corrent de molts fotons idèntics. Les aplicacions d'aquest fil són infinites. Per exemple, un làser de femtosegon elimina les cataractes. En un robí dopat amb itri, es va trobar un nivell amb l'anomenada població inversa: quan els electrons s'apleguen més fàcilment a un nivell alt, i després tots junts es mouen a un nivell inferior. Els components principals del làser són els següents:
- cos de treball (substància en què hi ha un nivell amb població inversa);
- bomba (una font que "indueix" que els electrons s'acumulin a nivell invers);
- ressonador en forma de dos miralls paral·lels (concentren només aquells fotons que es generen en una direcció, i la resta es dispersen).
El pols de sortida pot ser continu o discret. El làser femtosegon, per exemple, pertany al segon tipus.
Micro, nano, femto
Tots aquests prefixos denoten part d'un tot. Un mil·límetre és una mil·lèsima part d'alguna cosa, com ara un metre. És a dir, un mil·límetre és 10-3 metres. El prefix femto- significa que quelcom pesa oestira 10-15 vegades menys que una unitat determinada. En conseqüència, el làser de femtosegon té un pols molt curt. I cada segon s'adapta a 1015 polsos. Per què necessitem un valor tan inimaginablement petit? El fet és que la potència del làser depèn de quant de temps s'acumulen els electrons a nivell invers. Amb la generació contínua, la potència dels làsers no pot ser alta. Però com més curt sigui cada pols, més gran serà la sortida. Molts processos triguen molt més, i un impuls tan curt no es nota per a l'objectiu final. El sistema receptor sembla ser un làser continu. Al mateix temps, la coherència i la potència del feix de sortida són molt més grans.
Cataracta
La cataracta és un ennuvolat de la lent. Una persona que desenvolupa aquest defecte visual pot no ser conscient d'això: amb el desenvolupament d'una cataracta a la vora de la pupil·la, la visió no es veu afectada. Però si es produeix un ennuvolat al centre de la lent, és impossible no notar el debilitament de la visió. Hi ha quatre raons principals per a aquest canvi en l'ull:
- radiació nociva en dosis altes;
- trauma al cap o directament a l'ull;
- diabetis mellitus;
- estrès fort.
Només hi ha una raó física: la proteïna continguda a la lent de l'ull comença a degradar-se, a descompondre's. Aquest procés s'anomena desnaturalització de proteïnes. En el cas de la lent, la destrucció és irreversible. Anteriorment, les persones grans amb els ulls blancs depenen completament dels seus familiars, ja que en realitat eren cecs. Tanmateix, aquesta mal altia ara té èxitsent tractat.
Tractament de cataractes amb cirurgia
Tradicionalment, el tractament significa una intervenció en el cos humà que no vulnera la seva integritat: un mal de coll es tracta amb pastilles i te calent, un dit tallat amb ungüents i un embenat.
Però en aquest cas, el tractament és radical: la cirurgia. Normalment, aquesta paraula significa ferides, punts de sutura que es curen durant molt de temps, dolor i pèrdua d'un estil de vida normal. En el cas d'una cataracta, no cal tenir por de l'operació, perquè la incisió sol ser molt petita, de 2-3 mm, no es tallen vasos sanguinis, l'anestèsia és local.
Pasos de l'operació:
- El globus ocular s'anestesia amb gotes especials.
- L'iris de l'ull està incisat (el tall no fa més de 3 mm de llarg).
- S'ha inserit un dispositiu especial a la lent.
- El dispositiu converteix la lent antiga en una emulsió.
- L'emulsió s'aspira.
- Presentem una nova lent artificial suau.
- El dispositiu s'elimina de l'ull.
El procediment no dura més de 15 minuts, després dels quals la persona ja pot tornar a casa.
És en l'etapa de transformació de la lent antiga en una emulsió que s'utilitza un làser de femtosegon. L'oftalmologia també coneix un altre exemple de l'ús del làser: la correcció de la miopia i l'astigmatisme. Però aquesta és una història diferent.
Avantatges del làser en el tractament de cataractes
De seguida, anomenarem un inconvenient important: aquest mètode és bastant car. Tanmateix, en tots els altres aspectes és millor que abans.mètodes. Segons les revisions, el teixit que envolta la lent està menys danyat, la transformació en una emulsió té lloc més ràpid, la mida de les partícules resultants és més petita si s'utilitza un làser de femtosegon en l'operació. Els comentaris sobre aquesta operació són extremadament positius tant per part dels pacients com dels metges.
Ja hem comentat que amb l'ajuda del làser també es corregeix la miopia. Tanmateix, fins fa poc s'utilitzaven diferents equips per a aquesta operació i tractament de cataractes. El més important per al pacient és la qualitat de l'operació, però la clínica que ofereix aquests serveis voldria gastar no tants diners en dispositius. En aquest cas, el làser de femtosegon Victus ajudarà: es pot utilitzar per realitzar tres operacions diferents. En aquest cas, només cal que canvieu la configuració.
