Hablemos hoy sobre qué es un láser de femtosegundo. ¿Cuáles son los principios fundamentales de su trabajo y cómo ayuda a corregir la visión?
Teoría de Bohr
Cuando a principios del siglo XIX la ciencia alcanzó un nivel tal que pudo observar la estructura del átomo, surgió una nueva dirección: la física cuántica. La primera tarea fue determinar cómo y por qué los electrones pequeños no caen sobre el núcleo pesado de un átomo. Una teoría anterior basada en las ecuaciones de Maxwell establecía que cualquier carga en movimiento emite un campo, por lo que pierde impulso. Por lo tanto, un electrón que orbita alrededor del núcleo debe irradiar continuamente y eventualmente caer sobre el núcleo. Bohr expresó la idea de que los electrones en un átomo solo pueden estar a ciertas distancias del centro, y la transición de un nivel a otro está acompañada por la emisión o absorción de energía. Esta teoría fue posteriormente explicada en el marco de la física cuántica. La presencia de niveles electrónicos estacionarios abrió el camino para un invento como el láser (incluyendo uno de femtosegundo).
Fundamentos teóricos del láser
Una vez que los científicos se dieron cuentaestructura del átomo, querían aprender a controlar el estado del electrón. En condiciones normales, un electrón, que por alguna razón se encuentra en un nivel alto de un átomo, tiende a ocupar los niveles inferiores, si éstos están libres. Durante la transición, la energía se emite en forma de un cuanto de luz o un fotón. Pero la transición entre dos niveles genera diferentes cuantos de luz. Pero si muchos electrones pasan simultáneamente de un nivel superior a un nivel inferior, aparecerá una corriente de muchos fotones idénticos. Las aplicaciones de este hilo son infinitas. Por ejemplo, un láser de femtosegundo elimina las cataratas. En un rubí dopado con itrio, se encontró un nivel con la llamada población inversa: cuando los electrones se reúnen más fácilmente en un nivel alto y luego todos juntos se mueven a un nivel más bajo. Los componentes principales del láser son los siguientes:
- cuerpo de trabajo (sustancia en la que hay un nivel con población inversa);
- bomba (una fuente que "induce" a los electrones a acumularse en el nivel inverso);
- resonador en forma de dos espejos paralelos (concentran solo aquellos fotones que se generan en una dirección, y todos los demás se dispersan).
El pulso de salida puede ser continuo o discreto. El láser de femtosegundo, por ejemplo, pertenece al segundo tipo.
Micro, nano, femto
Todos estos prefijos denotan parte de un todo. Un mili es una milésima parte de algo, como un metro. Es decir, un milímetro es 10-3 metros. El prefijo femto- significa que algo pesa ose extiende 10-15 veces menos que cierta unidad. En consecuencia, el láser de femtosegundo tiene un pulso muy corto. Y cada segundo se ajusta a 1015 pulsos. ¿Por qué necesitamos un valor tan inimaginablemente pequeño? El hecho es que la potencia del láser depende de cuánto tiempo se acumulan los electrones en el nivel inverso. Con la generación continua, la potencia de los láseres no puede ser alta. Pero cuanto más corto sea cada pulso, mayor será la salida. Muchos procesos toman mucho más tiempo, y un impulso tan corto no se nota para el objetivo final. El sistema receptor parece ser un láser continuo. Al mismo tiempo, la coherencia y la potencia del haz de salida son mucho mayores.
Cataratas
La catarata es una opacidad del cristalino. Una persona que desarrolla tal defecto visual puede no ser consciente de ello: con el desarrollo de una catarata en el borde de la pupila, la visión no se ve afectada. Pero si se produce una nubosidad en el centro de la lente, es imposible no notar el debilitamiento de la visión. Hay cuatro razones principales para este cambio en el ojo:
- radiación nociva en dosis altas;
- trauma en la cabeza o directamente en el ojo;
- diabetes mellitus;
- fuerte estrés.
Solo hay una razón física: la proteína contenida en el cristalino del ojo comienza a degradarse, a descomponerse. Este proceso se llama desnaturalización de proteínas. En el caso del cristalino, la destrucción es irreversible. Anteriormente, los ancianos con ojos blancos dependían completamente de sus familiares, ya que en realidad eran ciegos. Sin embargo, esta enfermedad ahora es exitosamentesiendo tratado.
Tratamiento de cataratas con cirugía
Tradicionalmente, el tratamiento significa tal intervención en el cuerpo humano que no viola su integridad: un dolor de garganta se trata con pastillas y té caliente, un dedo cortado con ungüentos y un vendaje.
Pero en este caso, el tratamiento es radical: cirugía. Por lo general, esta palabra significa heridas, puntos que sanan durante mucho tiempo, dolor y la pérdida de un estilo de vida normal. En el caso de una catarata, no hay que tener miedo a la operación, porque la incisión suele ser muy pequeña, de 2-3 mm, no se cortan vasos sanguíneos, la anestesia es local.
Pasos de la operación:
- El globo ocular se anestesia con gotas especiales.
- Se hace una incisión en el iris del ojo (el corte no mide más de 3 mm de largo).
- Se inserta un dispositivo especial en la lente.
- El dispositivo convierte la lente vieja en una emulsión.
- Se aspira la emulsión.
- Presentamos una nueva lente blanda artificial.
- Se retira el dispositivo del ojo.
El procedimiento no dura más de 15 minutos, después de lo cual la persona ya puede irse a casa.
Es en la etapa de transformación de la lente vieja en una emulsión que se utiliza un láser de femtosegundo. La oftalmología también conoce otro ejemplo del uso de láseres: la corrección de la miopía y el astigmatismo. Pero esa es otra historia.
Ventajas del láser en el tratamiento de cataratas
Inmediatamente, mencionaremos un inconveniente importante: este método es bastante costoso. Sin embargo, en todos los demás aspectos es mejor que antes.métodos. Según las revisiones, el tejido que rodea la lente está menos dañado, la transformación en una emulsión se lleva a cabo más rápido, el tamaño de las partículas resultantes es más pequeño si se usa un láser de femtosegundo en la operación. Los comentarios sobre una operación de este tipo son extremadamente positivos tanto por parte de los pacientes como de los médicos.
Ya hemos mencionado que con la ayuda de los láseres también se corrige la miopía. Sin embargo, hasta hace poco tiempo se utilizaban diferentes equipos para esta operación y tratamiento de cataratas. Lo principal para el paciente es la calidad de la operación, pero a la clínica que brinda dichos servicios no le gustaría gastar tanto dinero en dispositivos. En este caso, el láser de femtosegundo Victus ayudará: se puede utilizar para realizar tres operaciones diferentes. En este caso, solo necesita cambiar la configuración.
