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ベラルーシ共和国教育省

教育機関

「ホメリ州立大学」

フランシスク・スカリナにちなんで名付けられた」

物理学部

放射線物理電子工学科

コースワーク

眼科におけるレーザーの応用

執行者:

グループF-41の学生

トレチャコフ Yu.V.

キーワード: レーザー、レーザー放射、医療におけるレーザー、視力矯正。

研究対象: 眼科におけるレーザーの使用。

導入

1. レーザーの動作原理

2. レーザー光の基本特性

3. いくつかの種類のレーザーの特徴

4.

5. 眼科におけるレーザー

結論

参考文献

導入

レーザーの発明は、20 世紀の科学技術の最も優れた成果の 1 つです。 最初のレーザーは 1960 年に登場し、それ以来レーザー技術は急速に発展してきました。

短期間のうちに、特定の科学的および技術的問題を解決するために設計された、さまざまな種類のレーザーおよびレーザー装置が作成されました。

レーザー技術は誕生してまだ 30 年ちょっとしか経っていませんが、レーザーはすでに国家経済の多くの分野で確固たる地位を築いており、物理、化学、生物学などの科学研究でレーザーを使用する分野は常に拡大しています。 レーザー ビームは、建設業者、地図製作者、考古学者、犯罪学者にとって信頼できるアシスタントとなります。

1. レーザーの動作原理

レーザー放射は物体の輝きです。 常温。 しかし、通常の状態では、ほとんどの原子はエネルギーが最も低い状態にあります。 したがって、いつ 低温物質は光りません。

電磁波が物質を通過すると、そのエネルギーが吸収されます。 波の吸収エネルギーにより、原子の一部が励起され、より高いエネルギー状態に移動します。 この場合、光ビームからエネルギーの一部が奪われます。

ここで、hv は消費されたエネルギー量に対応する値です。

E2 - 最高のエネルギーレベルのエネルギー、

E1 は最も低いエネルギー準位のエネルギーです。

図1(a)は、励起されていない原子と電磁波を赤い矢印で示しています。 原子はより低いエネルギー状態にあります。 図 1(b) は、エネルギーを吸収した励起原子を示しています。 励起された原子はそのエネルギーを放棄することができます。

米。 1. レーザーの動作原理

a - 原子のエネルギー吸収と励起。 b - エネルギーを吸収した原子。 c - 原子による光子の放出

ここで、何らかの方法で媒体のほとんどの原子を励起したと想像してみましょう。 そして、ある周波数の電磁波が物質を通過すると、

ここで、v は波の周波数、

E2 - E1 - より高いレベルとより低いレベルのエネルギーの差、

h は波長です。

この波は弱まることはありませんが、逆に誘導放射線によって増幅されます。 その影響下で、原子は一貫してより低いエネルギー状態に変化し、入射波と周波数と位相が一致する波を放射します。 これを図 2(c) に示します。

2 . レーザー光の基本特性

レーザーは独特の光源です。 それらの独自性は、通常の光源が持たない特性によって決まります。 対照的に、例えば通常の電球では、巨視的な距離で互いに離れた光量子発生器の異なる部分で発生する電磁波は、互いにコヒーレントであることがわかります。 これは、レーザーのさまざまな部分のすべての振動が同時に発生することを意味します。

コヒーレンスの概念を詳しく理解するには、干渉の概念を思い出す必要があります。 干渉とは、波の振幅が加算された波の相互作用です。 この相互作用のプロセスをうまく捉えることができれば、いわゆる干渉パターン (暗い部分と明るい部分が交互に現れるように見えます) を見ることができます。

通常、調査対象の波の発生源は一貫性のない波を生成し、波自体が互いに打ち消し合うため、干渉パターンを作成することは非常に困難です。 この場合、干渉パターンは非常にぼやけるか、まったく見えなくなります。 相互キャンセルのプロセスを図に示します。 したがって、干渉パターンを取得する問題の解決策は、2 つの依存し、整合した波源を使用することにあります。 整合したソースからの波は、波の経路の差が波長の整数倍に等しくなるように放射されます。 この条件が満たされると、波の振幅が重なり合い、波の干渉が発生します（図2(b)）。 このとき、波源はコヒーレントであると言えます。

米。 2. 波の相互作用

a - インコヒーレントな波（相互キャンセル）。 b - コヒーレント波（波の振幅の加算）。

波のコヒーレンスとこれらの波の発生源は数学的に決定できます。 最初の光線によって生成される電界強度を E1、2 番目の光線によって生成される電界強度を E2 とします。 ビームが空間 A 内のある点で交差すると仮定します。すると、重ね合わせの原理に従って、点 A での場の強度は次のようになります。

E = E1 + E2

干渉と回折の現象では、それらは量の相対値で動作するため、Iで示され、次と等しい光強度の量でさらに操作を実行します。

I = E2。

I の値を以前に決定された E の値に変更すると、次のようになります。

I = I1 + I2 + I12、

ここで、I1 は最初のビームの光強度、

I2 は 2 番目のビームの光の強度です。

最後の項 I12 は光線の相互作用を考慮しており、干渉項と呼ばれます。

この項は次と等しい

I12 = 2 (E1 * E2)。

たとえば 2 つの電球など、独立した光源を使用する場合、日常の経験から、I = I1 + I2、つまり、結果として得られる強度は重ね合わされたビームの強度の合計に等しいことがわかります。したがって、干渉項は次のようになります。ゼロ。 そして、ビームは互いにインコヒーレントであるため、光源もインコヒーレントであると彼らは言います。 ただし、重ね合わせたビームが依存している場合、干渉項は消滅しないため、I I1 + I2 となります。 この場合、空間内のいくつかの点では、結果の強度 I は強度 I1 および I2 よりも大きくなりますが、他の点では強度 I1 および I2 よりも小さくなります。 次に、波の干渉が発生します。これは、光源が互いにコヒーレントであることが判明することを意味します。

空間的コヒーレンスの概念は、コヒーレンスの概念にも関連しています。 2 つの電磁波源 (そのサイズと相対位置により干渉パターンを取得できる) は、空間的にコヒーレントと呼ばれます。

レーザーのもう 1 つの注目すべき特徴は、放射のコヒーレンスと密接に関係しており、エネルギーを集中させる能力、つまり時間、スペクトル、空間、伝播方向の集中です。 1 つ目は、光発生器からの放射が約 100 マイクロ秒しか持続できないことを意味します。 スペクトル内の濃度は、レーザーのスペクトル線幅が非常に狭いことを示唆しています。 こちらはモノクロです。

レーザーは、発散角が非常に小さい光線を生成することもできます。 原則として、この値は 10-5 rad に達します。 これは、地球から送信されたそのようなビームが月上に直径約3 kmのスポットを生成することを意味します。 これは、空間内および伝播方向におけるレーザー光のエネルギーの集中の現れです。

レーザー出力。 レーザーは最も強力な光放射源です。 スペクトルの狭い範囲では、短時間 (約 10 ～ 13 秒続く期間) で、一部の種類のレーザーは 1017 W/cm 2 程度の放射パワーを達成しますが、その放射パワーは 1017 W/cm 2 程度です。太陽は、スペクトル全体の合計でわずか 7*103 W/cm 2 です。 狭い間隔 = 10-6 cm (これはレーザーのスペクトル線の幅) では、太陽はわずか 0.2 W/cm 2 を占めます。 課題が 1017 W/cm 2 のしきい値を克服することである場合、彼らは次の手段に頼ります。 さまざまな方法力を増していく。

放射力の増加。 放射パワーを高めるには、誘導放射による光束の増強に関与する原子の数を増やし、パルス幅を短くする必要があります。

Qスイッチ方式。 光束の増強にほぼ同時に関与する原子の数を増やすには、生成 (放射線自体) の開始を遅らせて、できるだけ多くの励起原子を蓄積し、逆分布を作成する必要があります。レーザー生成のしきい値を上げ、品質係数を下げます。 生成閾値は、励起状態になり得る原子の制限数です。 これは、光束の損失を増やすことで実現できます。 たとえば、ミラーの平行度が崩れると、システムの品質係数が大幅に低下します。 このような状況でポンピングが開始されると、レベル分布が大幅に逆転しても、生成しきい値が高いため、生成は開始されません。 ミラーを別のミラーと平行な位置に回転させると、システムの品質係数が向上し、それによってレーザー発振閾値が下がります。 システムの品質係数によって生成の開始が保証される場合、レベルの逆母集団は非常に重要になります。 したがって、レーザー放射パワーは大幅に増加します。 レーザー生成を制御するこの方法は、Q スイッチ法と呼ばれます。

放射パルスの持続時間は、放射の結果として逆分布が大きく変化し、システムがレーザー発振状態を離れるまでの時間によって決まります。 この期間は多くの要因によって異なりますが、通常は 10-7-10-8 秒です。 回転プリズムを使用する Q スイッチは非常に一般的です。 特定の位置では、共振器の軸に沿って入射するビームが完全に反射されます。 逆方向。 プリズムの回転周波数は数十～数百ヘルツです。 レーザーパルスは同じ周波数を持っています。

より頻繁なパルス繰り返しは、カー セル (高速光変調器) を使用した Q スイッチングによって実現できます。 カーセルと偏光子は共振器内に配置されます。 偏光子は、特定の偏光の放射のみを確実に生成するようにし、カー セルは、電圧が印加されたときにこの偏光の光が通過しないように方向付けられています。 レーザーを励起するとき、開始される生成が最も強くなる瞬間に、カーセルからの電圧が除去されます。 この方法をよりよく理解するには、学校の物理コースで行われるトルマリンを使ったよく知られた実験から類推することができます。

損失を導入する他の方法もあり、対応する Q スイッチング方法につながります。

3. いくつかの種類のレーザーの特徴

レーザーの種類も豊富。 現在、活性媒体、出力、動作モード、その他の特性が異なる多種多様なレーザーが存在します。 それらすべてを説明する必要はありません。 したがって、ここでは、主要なタイプのレーザーの特性 (動作モード、励起方法など) をほぼ完全に表すレーザーの簡単な説明を示します。

ルビーレーザー。 最初の量子光発生器は、1960 年に作成されたルビー レーザーでした。

作動物質は酸化アルミニウムAl2O3（コランダム）の結晶であり、成長時に不純物として酸化クロムCr2O3が混入したルビーです。 ルビーの赤い色は、プラスイオンCr+3によるものです。 A2O3 結晶の格子内では、Cr+3 イオンが Al+3 イオンと置き換わります。 その結果、結晶内に 2 つの吸収バンドが現れます。1 つはスペクトルの緑色の部分、もう 1 つはスペクトルの青色の部分です。 ルビーの赤色の濃​​度はCr+3イオンの濃度に依存し、濃度が高くなるほど赤色が濃くなります。 濃い赤色のルビーでは、Cr+3 イオンの濃度は 1% に達します。

青と緑の吸収バンドに加えて、2 つの狭いエネルギー レベル E1 と E1" があり、そこからメイン レベルに遷移すると、694.3 および 692.8 nm の波長の光が放射されます。室温での線の幅は約 0.4 nm. 694.3 nm ラインの強制遷移の確率は 692.8 nm よりも大きいため、694.3 nm ラインでの作業が容易ですが、特別なミラーを使用すれば 692.8 nm ラインでレーザー発振を生成することも可能ですこれらは、放射l = 692.8 nmに対して高い反射率を有し、l = 694.3 nmに対して小さい反射率を有する。

ルビーに白色光を照射すると、スペクトルの青と緑の部分が吸収され、赤の部分が反射されます。 ルビーレーザーはキセノンランプによる光ポンピングを使用しており、電流パルスが通過すると高強度のフラッシュを生成し、ガスを数千ケルビンまで加熱します。 ランプはそのような高温での連続動作に耐えられないため、連続ポンピングは不可能です。 結果として得られる放射線は、完全な黒体の放射線にその特性が似ています。 放射線は Cr+ イオンによって吸収され、その結果、吸収バンドの領域のエネルギー レベルに移動します。 しかし、これらの準位から、非放射遷移の結果として、Cr+3 イオンは非常に急速に E1、E1 準位に移動します。」 この場合、過剰なエネルギーが格子に移動します。格子振動のエネルギー、言い換えれば光子のエネルギーに変換されます。レベル E1、E1" は準安定です。 レベル E1 での寿命は 4.3 ミリ秒です。 ポンプパルス中、励起された原子は E1、E1" レベルに蓄積し、E0 レベル (これは非励起原子のレベル) と比較して有意な逆分布を生成します。

ルビーの結晶は丸い円柱状に成長します。 レーザーの場合、通常、次のサイズの結晶が使用されます:長さ L = 5 cm、直径 d = 1 cm キセノンランプとルビー結晶が、高反射内面を持つ楕円形のキャビティ内に配置されます (図 4) 。 すべての放射線がルビーに確実に届くようにするため キセノンランプ、ルビーの結晶と、これも丸い円柱の形をしたランプが、その母線に平行なキャビティの楕円形断面の焦点に配置されます。 このおかげで、ポンプ源の放射線密度とほぼ同じ密度の放射線がルビーに向けられます。

ルビー結晶の一方の端はカットされており、カットの端からの光の完全な反射と戻りが確保されています。 このカットは、レーザー ミラーの 1 つを置き換えます。 ルビー結晶の第 2 端はブリュースター角でカットされています。 これにより、ビームが適切な直線偏光で反射せずにルビー結晶から出射されることが保証されます。 2 番目の共振器ミラーは、このビームの経路に配置されます。 したがって、ルビーレーザーからの放射は直線偏光になります。

図3. ルビーレーザー（断面図）

反射鏡の中にキセノンランプ（白丸）とルビー結晶（赤丸）が入っています

ヘリウムネオンレーザー。 活性媒体はヘリウムとネオンの混合ガスです。 生成はネオンのエネルギー準位間の遷移によって起こり、ヘリウムはエネルギーがネオン原子に伝達されて反転分布を引き起こす仲介役の役割を果たします。

ネオンは原理的に、130 以上の異なる遷移の結果としてレーザー スタディを生成できます。 ただし、最も強い線は 632.8 nm、1.15、および 3.39 μm の波長にあります。 632.8 nm の波はスペクトルの可視部分にあり、1.15 ミクロンと 3.39 ミクロンの波は赤外線にあります。

電子衝撃によってヘリウムとネオンの混合ガスに電流が流れると、ヘリウム原子は準安定状態である 23S 状態と 22S 状態に励起されます。これは、それらから基底状態への遷移が量子力学的選択規則によって禁止されているためです。 電流が流れると、原子がこれらのレベルに蓄積します。 励起されたヘリウム原子が励起されていないネオン原子と衝突すると、励起エネルギーは後者に移ります。 この遷移は、対応するレベルのエネルギーがよく一致しているため、非常に効率的に発生します。 その結果、ネオンの2Pおよび3P準位に対して3Sおよび2S準位に逆分布が形成され、レーザー放射が発生する可能性が生じます。 レーザーは連続モードで動作できます。 ヘリウムネオンレーザーの放射は直線偏光です。 通常、チャンバー内のヘリウムの圧力は 332 Pa、ネオンの圧力は 66 Pa です。 真空管の定電圧は約 4 kV です。 ミラーの 1 つは 0.999 程度の反射係数を持ち、レーザー光が出射するもう 1 つのミラーは約 0.990 です。 反射係数が低いと発振閾値に確実に達しないため、多層誘電体がミラーとして使用されます。

密閉ボリュームの CO2 レーザー。 二酸化炭素分子は、他の分子と同様、振動エネルギー準位と回転エネルギー準位が存在するため、縞模様のスペクトルを持っています。 CO2 レーザーで使用される遷移は、10.6 ミクロンの波長の放射線を生成します。 スペクトルの赤外領域にあります。 振動レベルを使用すると、放射周波数を約 9.2 ～ 10.8 μm の範囲でわずかに変化させることができます。 エネルギーは窒素分子 N2 から CO2 分子に伝達され、電流が混合物を通過するときの電子衝撃によって窒素分子自体が励起されます。

窒素分子 N2 の励起状態は準安定で、地表から 2318 cm -1 の距離にあり、CO2 分子のエネルギー準位 (001) に非常に近いです (図 4)。 N2 の励起状態の準安定性により、電流の通過中に励起原子の数が蓄積します。 N2 が CO2 と衝突すると、N2 から CO2 への励起エネルギーの共鳴移動が発生します。 その結果、CO2 分子の (001)、(100)、および (020) レベルの間で反転分布が発生します。 通常、寿命が長く、このレベルに移行すると生成が損なわれるレベル（100）の個体数を減らすために、ヘリウムが添加されます。 一般的な条件下では、レーザー内の混合ガスはヘリウム (1330 Pa)、窒素 (133 Pa)、二酸化炭素 (133 Pa) で構成されます。

米。 4. CO2 レーザーのエネルギー準位の図

CO2 レーザーが作動すると、CO2 分子は CO と O に分解され、これにより活性媒体が弱められます。 次に、CO は C と O に分解され、電極やチューブの壁に炭素が堆積します。 これらすべてが CO2 レーザーの性能を低下させます。 これらの要因の有害な影響を克服するために、閉鎖系に水蒸気が加えられ、反応が促進されます。

CO + O--® CO2。

この反応の触媒となる白金電極が使用されています。 活性媒体の供給を増やすために、共振器は CO2、N2、He を含む追加のコンテナに接続されます。 必要な数量最適なレーザー動作条件を維持するために、キャビティ容積に追加されます。 このような密閉型 CO2 レーザーは、何千時間も動作することができます。

フローCO2レーザー。 重要な改良点は、フロースルー CO2 レーザーです。このレーザーでは、CO2、N2、および He ガスの混合物が共振器を通して連続的にポンピングされます。 このようなレーザーは、活性媒体の長さ 1 メートルあたり 50 W を超える出力で連続的なコヒーレント放射を生成できます。

ネオジウムレーザー。 図では、 図 5 は、いわゆるネオジム レーザーの図を示しています。 名前は誤解を招く可能性があります。 レーザー本体はネオジム金属ではなく、ネオジムを添加した通常のガラスです。 ネオジム原子のイオンはシリコン原子と酸素原子の間にランダムに分布しています。 ポンプは稲妻ランプで行われます。 ランプは、0.5 ～ 0.9 ミクロンの波長範囲内の放射線を生成します。 広い帯域の励起状態が現れます。 非常に慣習的に、それは 5 つの線で表されます。 原子は上部レーザー準位へ非放射遷移を行います。 各遷移は異なるエネルギーを生成し、それが原子の「格子」全体の振動エネルギーに変換されます。

米。 5. ネオジムレーザー

レーザー放射、つまり 1 とラベル付けされた空の下位レベルへの遷移の波長は 1.06 μm です。

点線で示されているレベル 1 からメイン レベルへの移行は「機能しません」。 エネルギーはインコヒーレント放射線の形で放出されます。

Tレーザー。 多くの実際の用途で 重要な役割 CO2 レーザーを再生します。このレーザーでは、作動混合物が大気圧下にあり、横電場 (T レーザー) によって励起されます。 電極は共振器の軸と平行に配置されているため、共振器内で大きな電界強度値を得るには、電極間の比較的小さな電位差が必要であり、これにより、パルスモードでの動作が可能になります。 大気圧、共振器内の CO2 濃度が高い場合。 その結果、持続時間 1 μs 未満の 1 つの放射パルスで通常 10 MW 以上に達する高出力を得ることが可能になります。 このようなレーザーのパルス繰り返し率は通常、1 分あたり数パルスです。

ガスダイナミックレーザー。 まで加熱 高温（1000 ～ 2000 K）、CO2 と N2 の混合物は、膨張ノズルを高速で流れると大幅に冷却されます。 上部と下部のエネルギー準位は異なる割合で断熱され、その結果、逆分布が形成されます。 したがって、ノズルの出口に光共振器を形成することにより、この逆分布によりレーザー光を発生させることができる。 この原理で動作するレーザーはガスダイナミックと呼ばれます。 これらにより、連続モードで非常に高い放射パワーを得ることが可能になります。

染料レーザー。 染料は非常に複雑な分子であり、高い振動エネルギーレベルを持っています。 スペクトル帯域内のエネルギーレベルはほぼ連続的に位置します。 分子内相互作用により、分子は非常に速く (10-11-10-12 秒程度の時間で) 非放射的に各バンドのより低いエネルギーレベルに移動します。 したがって、分子が励起された後、非常に短い時間が経過すると、励起されたすべての分子が E1 バンドの下位レベルに集中します。 その後、それらは、より低いバンドのエネルギーレベルのいずれかに放射遷移する能力を持ちます。 したがって、ゼロバンドの幅に相当する区間では、ほぼすべての周波数の放射が可能です。 これは、染料分子を次のように解釈すると、 活性物質レーザー放射を生成すると、共振器の設定に応じて、生成されたレーザー放射の周波数をほぼ連続的に調整することが可能になります。 したがって、生成周波数を調整できる色素レーザーが作成されています。 色素レーザーは、ガス放電ランプまたは他のレーザーからの放射によって励起されます。

生成周波数の選択は、狭い周波数範囲に対してのみ生成しきい値を作成することによって実現されます。 たとえば、プリズムとミラーの位置は、分散と異なる屈折角によりミラーからの反射後に特定の波長の光線のみが媒体に戻るように選択されます。

レーザー生成は、そのような波長に対してのみ提供されます。 プリズムを回転させることにより、色素レーザー放射の周波数を連続的に調整することができます。

レーザー照射は多くの色素を使用して実行されるため、光学範囲全体だけでなく、スペクトルの赤外および紫外領域の重要な部分でもレーザー放射を得ることが可能になりました。

4. 医療におけるレーザーの応用

医療では、レーザー システムはレーザーメスの形で応用されています。 外科手術への使用は、次の特性によって決まります。

組織の切開と同時に創傷の端を凝固させ、あまり大きくない「溶着」を行うため、比較的無血の切開が可能です。 血管;

レーザーメスは、その一定の切断特性によって区別されます。 硬い物体 (骨など) と接触してもメスは無効になりません。 機械メスにとって、このような状況は致命的です。

レーザー光線は透明であるため、外科医は手術領域を確認できます。 通常のメスの刃は、電気メスの刃と同様に、外科医の作業領域を常にある程度遮断します。

レーザービームは、組織に機械的な影響を与えることなく、離れた場所から組織を切断します。

レーザーメスは放射線のみが組織と相互作用するため、絶対的な無菌性を保証します。

レーザービームは厳密に局所的に作用し、組織の蒸発は焦点でのみ発生します。 組織の隣接領域の損傷は、機械メスを使用する場合よりも大幅に少なくなります。

臨床現場では、レーザーメスによって生じた傷はほとんど痛みを感じず、治りも早いことがわかっています。

外科手術におけるレーザーの実用化は、1966 年にソ連の A.V. にちなんで名付けられた研究所で始まりました。 ヴィシネフスキー。

レーザーメスは手術に使用されています 内臓胸腔と腹腔。

現在、レーザー光線は、皮膚の形成手術、食道、胃、腸、腎臓、肝臓、脾臓、その他の臓器の手術に使用されています。

レーザーを使用して臓器に手術を行うことは非常に魅力的です。 たくさんの心臓や肝臓などの血管。

5. 眼科におけるレーザー

レーザー光線眼科視覚

レーザーは視力を維持、改善、矯正するために使用されます。 レーザーによって生成されたビームは網膜によって吸収されます。 傷跡が残り、傷跡が形成された場所では目には何も見えないという事実にもかかわらず、傷跡は目の組織によって非常に色素沈着しており、熱に変換され、この熱が眼球を焼き尽くすか焼灼します。剥離した小さな部分を再接着するためによく使用される組織で、視力には影響しません。

ケースにもレーザーが使用されています 糖尿病性網膜症（網膜炎）血管を焼き尽くし、黄斑変性の影響を軽減します。 これらは鎌状赤血球網膜症や緑内障の場合にも使用され、ドレナージを増加させ、眼内の液体の蓄積によって引き起こされるかすみ目を除去し、まぶた自体を損傷することなくまぶたの腫瘍を除去し、傷跡をほとんど残さないようにします。網膜剥離の原因となる虹彩の癒着や硝子体癒着の破壊を切断します。 レーザーは、白内障の手術後、膜が曇って視力が低下する場合にも使用されます。

レーザーを使用して、曇った膜に穴を開けます。 レーザーはこれらすべてを行うことができ、そのおかげでメス、糸、その他のツールは必要ありません。 これは感染の問題がなくなることを意味します。 レーザーは、損傷や痛みを引き起こすことなく、目の透明な部分を貫通することもできます。 手術は病院ではなく自宅で行うことができます。 外来患者様。 おかげで 複雑なシステム顕微鏡とレーザー光線照射システム（その多くはコンピューター化されています）の誘導により、眼外科医は従来のメスでは不可能だった最高の精度で手術を行うことができます。 目の手術におけるレーザーの使用リストは非常に長いですが、増え続けています。 強膜の小さな穴から患者の目に直接挿入できるレーザープローブが開発されています。 このようなレーザーを使用すると、外科医はより高い精度で手術を行うことができます。 レーザーは網膜疾患の治療に広く使用されるようになり、将来的には間違いなくさらに一般的な方法となるでしょう。

レーザー光線のターゲットはより正確になり、隣接する健康な組織を損傷することなく異常な血管を除去します。 黄斑変性症や糖尿病性網膜症の治療も進歩しています。

現在、医療の新しい方向性であるレーザー眼底顕微手術が集中的に開発されています。 この分野の研究は、フィラトフ副大統領にちなんで名付けられたオデッサ眼科研究所、モスクワ眼科顕微鏡研究所、その他連邦諸国の多くの「眼科センター」で行われている。

眼科におけるレーザーの最初の使用は、網膜剥離の治療でした。 ルビーレーザーからの光パルスは瞳孔を通って目に送られます（パルスエネルギー0.01〜0.1J、持続時間約0.1秒）。それらは透明な硝子体を自由に透過し、網膜に吸収されます。 剥離した領域に放射線を集中させることにより、剥離した領域は凝固により眼底に「溶接」されます。 手術は迅速で全く痛みがありません。

一般に、失明につながる最も深刻な眼疾患は 5 つあります。 緑内障、白内障、網膜剥離、糖尿病網膜症、悪性腫瘍などです。

現在、これらの病気はすべてレーザーで治療することに成功しており、次の 3 つの方法が開発され、腫瘍の治療のみに使用されています。

- レーザー照射 - 焦点を外したレーザー光線を腫瘍に照射し、がん細胞を死滅させ、その複製能力を喪失させます。

- レーザー凝固 - 中程度に集束した放射線による腫瘍の破壊。

レーザー手術は最も根治的な方法です。 これは、集束放射線を使用して腫瘍を隣接組織とともに切除することから構成されます。 ほとんどの病気は常に新しい治療法を必要とします。 しかし、レーザー治療はそれ自体が病気を治すために病気を探す方法です。

レーザーは 1960 年代に目の手術に初めて使用され、それ以来、世界中の何十万人もの男性、女性、子供の視力を維持、改善し、場合によっては矯正するために使用されてきました。

レーザーという言葉は頭字語です。 これは、放射線の誘導放出による光の増幅という 5 つの英語の単語の頭文字から作成されました。

レーザービームを生成するには、特殊なガスがチューブ内に注入され、強い力がチューブ内を通過します。 電荷。 眼科用レーザーは通常、1 つまたは 3 つの異なるガスを使用します。アルゴンは緑色または緑がかった青色の光を生成します。 クリプトンは赤または黄色の光を生成します。 ネオジム イットリウム アルミニウム ガーネット (Nd-YAG)、赤外線ビームを生成します。

アルゴンレーザーとクリプトンレーザーは光凝固装置と呼ばれます。 それらが生成するビームは目の色素組織に吸収され、熱に変換されます。 この熱により組織が燃焼または焼灼され、瘢痕が残ります。 このタイプのレーザーは、剥離した網膜を再接着するためによく使用されます。 傷跡が形成された場所では目には何も見えませんが、傷跡は非常に小さいため、視力には影響しません。

これらのレーザーは、血管を焼き尽くし、黄斑変性の影響を軽減するために、糖尿病性網膜症（網膜炎）の場合にも使用されます。 これらは、黒人患者の間で最も一般的な病気である鎌状赤血球網膜症の場合にも使用されます。

アルゴン レーザーとクリプトン レーザーは緑内障にも使用され、排出を促進し、眼内の液体の蓄積によって引き起こされるかすみ目を軽減します。 アルゴンレーザーは、まぶた自体を損傷することなく、傷跡をほとんどまたはまったく残さずに、まぶたの腫瘍を除去するために使用することもできます。

Nd-YAG レーザーは光破壊剤です。 ティッシュを燃やす代わりに、彼はそれを爆発させます。 虹彩の癒着を切断したり、網膜剥離の原因となる硝子体癒着を破壊したりするなど、さまざまな方法で使用できます。

このタイプのレーザーは、膜が曇って視力が低下する白内障手術後にも使用されます。 レーザーを使用して、曇った膜に穴を開けます。

レーザーはこれらすべてを行うことができ、そのおかげでメス、糸、その他のツールは必要ありません。 これは感染の問題がなくなることを意味します。 レーザーは、損傷や痛みを引き起こすことなく、目の透明な部分を貫通することもできます。 手術は病院ではなく、外来で行うことも可能です。

高度な顕微鏡誘導システムとレーザー光線照射システム（その多くはコンピューター化されています）のおかげで、眼外科医は従来のメスでは不可能だった最高の精度で手術を行うことができます。

目の手術におけるレーザーの使用リストは非常に長いですが、増え続けています。 強膜の小さな穴から患者の目に直接挿入できるレーザープローブが開発されています。 このようなレーザーを使用すると、外科医はより高い精度で手術を行うことができます。

レーザーは網膜疾患の治療に広く使用されるようになり、将来的には間違いなくさらに一般的な方法となるでしょう。 レーザー光線のターゲットはより正確になり、隣接する健康な組織を損傷することなく異常な血管を除去します。 黄斑変性症や糖尿病性網膜症の治療も進歩しています。

結論

レーザーは決定的に、そしてさらに広範囲にわたって私たちの現実に侵入しています。 彼らは、金属加工、医療、測定、制御、物理、化学、およびさまざまな分野で当社の能力を大幅に拡大しました。 生物学的研究。 すでに今日、レーザービームは多くの有用で興味深い職業を習得しています。 多くの場合、レーザー ビームを使用すると、独自の結果を得ることができます。 将来的には、レーザー光線が今では素晴らしいと思われる新たな機会を私たちに与えてくれるのは間違いありません。

私たちはすでに「レーザーは何でもできる」という事実に慣れ始めています。 これにより冷静に評価することが難しくなる場合があります 本当のチャンスレーザー技術の開発の現段階。 レーザーの機能に対する過剰な熱意が、時にはそれに対する冷却に取って代わられることは驚くべきことではありません。 しかし、これらすべてが基本的な事実を隠すことはできません。レーザーの発明により、人類は日常、産業、科学活動に質的に新しく、汎用性が高く、非常に効果的なツールを自由に使えるようになりました。 長年にわたって、このツールはますます改良され、同時にレーザーの範囲は継続的に拡大します。

参考文献

1. ランズベルグ G.S. 小学校の教科書物理。 - M.: ナウカ、1986 年。

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組織凝固を可能にするレーザーの中で、70 年代初頭に米国で最初に開発されたアルゴン眼科用凝固装置 (X = 488 および 514 nm) は、現在でも最も人気があり、頻繁に使用されています。

私たちの国では、最初のそのようなレーザーは1982年に特許を取得して作成され、「Liman-2」という名前で最近までザゴルスク光学機械工場で生産されていました。 このレーザー (図 144) が再生されました 大きな役割ロシアではレーザー治療法の普及に大きく貢献しており、道徳的には時代遅れではありますが、依然として多くの医療機関で使用されています。 海外では、これらのレーザーは多くの企業によって製造されていますが、ロシアで最も有名なのは、モデル「Visulas Argon」を備えたカール・ツァイス（ドイツ）と、スーツケース「ウルティマ」の形でユニバーサル・モバイル・インスタレーションを作成したコヒレント（米国）です。 2000 SE アルゴン レーザー システム」は、手術ユニット内で経瞳孔と硝子体内の両方で使用できます。 で 最近日本企業はロシア市場に積極的に参入しており、例えばニデック社はアルゴンレーザーのモデルを開発している。 最近、周波数を倍増した Nd^AG レーザーがアルゴン レーザーの強力な競合相手となり、青色成分 (X = 532 nm) のない純粋な緑色の放射を得ることが可能となり、黄斑部での使用の可能性が大幅に広がりました。ゾーン。 その中で最も有名なのはオフタルス 532 モデルです。

米。 144. 最初の国産アルゴンレーザーは、リマン 2 レーザー複合施設のガスセクションです。

アルコン社（米国）。 このレーザーはソリッドステートであるため、持ち運びが容易で、ガス レーザーのいくつかの欠点がありません。出力は同じ (3 W) で、エンドレーザー モードで使用でき、また、波長は1.06ミクロン。 このようなレーザーの使用で私たちが蓄積した経験は、その疑いのない利点を示しています。

「緑色」レーザーはカール・ツァイス・メディテック社が製造し、ロシアではアルコム・メディカ社（サンクトペテルブルク）が製造している。

80年代後半から。 ダイオード (半導体) 眼科用凝固装置 (X = 0.81 µm) は、眼科分野でますます確固たる地位を築いています。 ロシア初のダイオードコアギュレーターは 1989 年に当社によって作成され、現在はアルコムメディカによってサンクトペテルブルクで製造されています。 この装置はコンパクトかつ軽量（4 kg）であり、これにより眼球凝固装置のレイアウトの概念を完全に変えることができました。 その中で、レーザーに追加されるのは眼科用デバイス、この場合は細隙灯ではなく、逆に、レーザーは寸法を増加させることなく眼科用デバイスに有機的に統合されています（図145）。 。 レーザーには内部凝固用のブロックもあります。 特に最新のレーザー モデルの出力 (4 W) がアルゴンを上回っていることを考慮すると、装置の携帯性と軽量さは軍事分野の眼科にとって重要です。 このデバイスの利点は、静かな動作、ガス管やポンプランプがないことによる高い信頼性、半導体結晶の耐久性、ガスレーザーと比較して効率が桁違いに高いことです。 レーザーの臨床使用の経験から、放射線による凝固は患者には見えないため、患者にとってより容易に耐えられることがわかっています。

米。 145. ミロン社の国産初のダイオードレーザーML-200。

人間の目が最も敏感なスペクトルの緑色部分に特有の盲目効果があります。 ダイオードレーザーを使用すると、その放射線は青緑色よりも血中のヘモグロビンに吸収されにくいため、血管の直接凝固を除いて、アルゴンレーザーを使用する場合とほぼ同じ問題を解決できます。 同時に治療には欠かせないものです さまざまな種類リポフスチンは放射線を吸収しないため、網膜の黄斑領域の病理を観察します。 サンクトペテルブルクの AL-6000 ブランドの、網膜および毛様体の経強膜光凝固および光内光凝固のための光ファイバー器具のセットを備えたダイオード眼内レーザー (図 146) は、Medlaz と Alcom-Medica によって共同生産されています。 ダイオードレーザーは、「Iris」（米国）、「Carl Zeiss」（ドイツ）、「Nidek」（日本）という外国企業によっても生産されていますが、これらのデバイスのコストは5〜7倍高くなります。

ロシアの中遠IR-BおよびIR-C範囲では、陸軍医学アカデミー眼科および国立光学研究所の職員の努力により、レーザー「ラドガ・ネオジム」(X = 1.06/1.32 ミクロン）、「ラドガ・エルビウム」（X = 1.54 μm）（図 147）およびホルミウム レーザー（X = 2.09 μm）の結果 臨床試験 A.の作品にまとめられています。

F.ガツら、E.V.ボイコら。 。 米国では、Sunrise Technologies 社が、最大 300 mJ のパルスエネルギーを備えた熱角膜形成術および強膜瘻術「角膜整形システム」用の Ho^AG レーザー (X = 2.1 μm) を開発しましたが、このデバイスは研究目的でのみ承認されています。 ドイツ語に

米。 146. Medlaz - Alcom-Medica の眼内レーザーおよび経強膜レーザー プローブ。

米。 147.イッテルビウム-エルビウム角膜強膜凝固剤。

Aesculap - Meditec Gmbh は、EnYAG レーザー VCL-29 をベースとした 2 つのユニットを発売しました。1 つは強膜瘻術、嚢切開術、水晶体破砕術用で、もう 1 つは皮膚組織の光アブレーション用です。 これらのデバイスは広く受け入れられておらず、ほとんどが製造中止されています。

MEPが開発し、ウリヤノフスク電気管工場で生産された初の国産モノパルスルビーレーザー光破壊装置「Yatagan」は、現在、NdAAGレーザーをベースに作られた改良版「Yatagan-4」として生産されている。 Sergiev Posad Optical-Mechanical Plant は、KBTM と GOI が開発した Nd:YAG レーザー光破壊装置「Capsule」を生産しています。 多くの企業 先進国オファー 大きな選択最新の Nd^AG レーザーは、主に嚢切開術と虹彩切開術に使用されます。 これらは、Carl Zeiss の Visuhs-YAG (図 148) の 3 つの改良版、ドイツの Aesculap の MQL-12、フランスの Biophysical Medical の Nanolas-15、Alcon の YAG-3000LE、米国の Coherent の 7970 Nd: YAG Laser です。 、スロバキアのIscra-Laserなど。 それらはすべて、1.06ミクロンの放射波長、約3〜5nsのパルス持続時間、および約10mJのパルスエネルギーを有する。

角膜切除術用の紫外線（エキシマ）フッ化アルゴン（ArF）レーザーは、複雑でかさばり、高価（25万ドル以上かかる）で、パルスエネルギー約200mJ、繰り返しパルス250パルスで波長0.193μmの放射線を生成するコンピュータ化された装置です。ヘルツ。 ロシアでは、ドイツの Lambda-Physik 社の EVG-201 レーザーに基づいて、1988 年に Eye Microsurgery MNTK で最初の屈折エキシマ レーザー設備が作成されました。 吸収型ガスセルによる国内独自のシェーピングシステムを搭載しており、角膜のどの位置でもスムーズな屈折変化を実現します。 現在、国産エキシマレーザー「マイクロスキャン」はフライングスポット型成形装置で生産されています。 米国では、1996 年になって初めて、FDA (食品医薬品局 - 州のライセンス当局) から正式な許可を得ました。 臨床応用これらのレーザーは現在、多くの企業によって製造されています。 ヨーロッパの消費者にとって、Carl Zeiss Meditec (ドイツ) の MEL-80 システムは最も使いやすいものです。 日本のニデック社は、自社のレーザー技術をロシア市場に積極的に導入しており、同社の EC-5000 タイプのレーザーは、モスクワ、サンクトペテルブルク、チェリャビンスク、その他の都市の商用レーザーセンターで稼働しています (図 149)。

国立光学研究所、労働衛生・職業病研究所、軍事医学アカデミーが開発した眼球レーザー刺激装置「モノクル」は現在、リヴィウ・ポーラロン工場で量産されている。 このデバイスは双眼鏡の形で作られており、携帯用電子ユニットにある He-Ne レーザーからの刺激用赤色放射がファイバーライトガイドを介して送信されます (図 145 を参照)。 モノクルで使用されている光技術技術により、医師の選択に応じて、全体から直径 4 mm の照明スポットまで、各目の網膜を照射するためのさまざまな条件を作成することができます。 各目の網膜上の照射スポットにおける放射線のエネルギーパラメータの個人差に備えて準備が行われています。

低エネルギーレーザー刺激装置はサンクトペテルブルクで製造および販売されています。 特に、Alkom-Medica 社はインセンティブを生み出します。

米。 148. Visulas-YAG - カールツァイスのモノパルスレーザー。

レーザーシステムの発見は即座にあらゆる分野の注目を集めました。 人間の活動。 これらは科学や技術の多くの分野で応用されています。 医学においては、目の治療が先駆者となりました。

レーザーが診断と矯正に初めて使用されたのは眼科でした。 時間の経過と両方の分野 (レーザー物理学と医学) の発展により、高い成果が達成され、今日では医師にとって重要なツールとなっています。 しかし、医療におけるレーザーとは何でしょうか?

一般に、レーザーは特定の光源です。 集中力や集中力など、他の情報源とは多くの違いがあります。 ユーザーは、必要な点に光線を向けると同時に、貴重な特性の散乱や損失を回避することができます。

ビーム内では原子や分子に誘導が発生し、必要に応じて正確に調整できます。 レーザー システムの設計と操作の技術はシンプルで、次の 4 つの主要な要素が含まれています。

1. 電圧源 (ポンプ)。 つまり、仕事のためのエネルギーです。
2. 活性媒体が入っている容器の後壁として機能する不透明な鏡。
3. 生成されたビームが光の中に放出される半透明のミラー。
4. 直接アクティブな環境。 生成物質とも呼ばれます。 これは、その分子が特定の特性を持つレーザー光線を形成する物質です。

眼科用レーザーの種類への分類は、最後の基準に従って正確に行われます。

現在、目の治療には次の種類のレーザーが実際に使用されています。

• エキシマー。 このタイプのシステムは、スペクトルの紫外線範囲 (193 ～ 351 ナノメートル) の作業放射線を生成します。 損傷した組織の局所的な領域を扱うために使用されます。 精度が高いです。 緑内障および角膜の負の変化の治療に必須 眼球。 効果後の回復期間は大幅に短縮されます。
• アルゴンタイプ。 アルゴンガスが活性媒体として使用されます。 ビームは、スペクトルの青と緑の部分に対応する 488 ～ 514 ナノメートルの波長範囲で形成されます。 応用の主な方向は、血管内の病状の除去です。
• クリプトンの外観。 黄色と赤色のスペクトル範囲 (568 ～ 647 nm) で動作します。 これは、網膜の中心葉の凝固に取り組むときに特に役立ちます。
• ダイオード。 波スペクトルの赤外線部分 (810 nm)。 血管膜への深く浸透するのが特徴で、網膜の黄斑領域の治療に役立ちます。
• フェムト秒。 赤外線範囲で動作するレーザー。 エキシマと併用されることが多い 統一システム。 超えて違う 高速、これにより角膜が薄い患者にも使用できます。 作業精度が高いため、確立されたパラメータで特定の位置に角膜フラップを作成できます。
• ヘリウムネオン。 動作波長630nm。 眼科医が手にする重要なツール。 組織に対して強力な刺激効果があり、炎症を和らげ、組織の再生を促進するためです。
• デカ炭酸。 赤外線範囲 (10.6 ミクロン)。 組織を蒸発させ、悪性腫瘍を除去するために使用されます。

このグラデーションに加えて、次のようなものがあります。

• 強力で、表面に大きな影響を与えます。
• 弱く、その影響はほとんど感知されません。

電力はシステムに使用される物質によっても決まります。

レーザーを発明したのは誰ですか?それが目の手術に初めて使用されたのはいつですか?

強制光増幅技術は、第一次世界大戦中にアインシュタインによって予測されました。 彼は著書の中で、レーザーの物理的基礎について説明しました。 その後、ほぼ 50 年間、多くの科学者がレーザー理論の構成要素に取り組み、この分野の知識の発展のための強力な基盤を築きました。

1960 年、トーマス メイマンはレーザーの最初の実用的なプロトタイプをデモンストレーションしました。 その年の5月16日はレーザーシステムの誕生日とみなされます - 新時代人類の発展において。

この装置の出現はその研究を刺激した 実用化、特に医学において。 すでに 1963 年に、Campbell と Zweng によって行われたレーザー凝固に関する研究結果が初めて発表されました。 すぐにクラスノフは、白内障の治療にフォトブレイク効果を使用できる可能性を実証しました。 70年代後半のアメリカの診療所では、失血を減らし、高いカット精度を確保するメスの代替品として積極的に使用されました。

現在、レーザーは現代の眼科の基礎となっています。

動作原理とビーム特性

デバイス、アクティブな生成媒体、およびシステム設定に応じて、これらのデバイスは異なるジョブを実行できます。 ビームの原理により医師はプログラムを作成できる 最適な治療。 現代の眼科では、組織に対するレーザー作用の次の原理が区別されます。

レーザー凝固。 熱の影響下で、生地の剥離した部分が溶着され、組織構造が復元されます。

光破壊。 レーザーは最大出力まで加熱され、その後の修復のために組織を切断します。

光蒸発。 特別に調整されたレーザーで領域を長時間治療すると、組織が蒸発します。

フォトアブレーション。 損傷した組織を非常に慎重に除去できる一般的な手術です。

レーザー刺激。 この方法の基礎となる動作原理により、眼組織に刺激と回復効果をもたらす光化学プロセスが確実に発生します。

眼科用レーザー装置

レーザー動作の決定要素は活性媒体です。 作業に使用される物質によって、エネルギー源の使用が決まります。 各ガスには特別なエネルギーキャリアとエネルギー供給方法が必要です。

構造の構成要素については上述した通りである。 眼科用レーザー機器では、システムの動作制御に特別な注意が払われます。 医師はレーザーを高精度に調整する機会を得ます。 センサーと制御レバーのシステムにより、 広い範囲オペレーション。

レーザーの安全性: 眼科医が知っておくべきこと

各デバイスには、機器パラメータの詳細を記載したテクニカルパスポートがあります。 これらの特性により、デバイスの有害性と必要な安全対策が決まります。 眼科医は、レーザーを長時間扱う場合、怪我を防ぐために規定の行動基準を厳密に遵守する必要があります。

• 機器を扱うときは、特定の種類の放射線から保護するように設計された確立された特性を持つ安全メガネを使用する必要があります。
• 勤務スケジュールを厳守し、勤務中に必ず休憩をとりましょう。
• 禁忌がある場合（ 悪性腫瘍、個別の適応症、妊娠）レーザーを使用した作業は禁止されています。

眼科におけるレーザー技術の使用により、高品質の診断が保証され、適切な決定が迅速に採用され、いかなる複雑な手術でも優れた結果が達成されます。

既存のレーザー システムは 2 つのグループに分類できます。

• - ネオジム、ルビー、二酸化炭素、一酸化炭素、アルゴン、金属蒸気などを使用した高出力レーザー。
• -組織に顕著な熱影響を及ぼさない低エネルギー放射線（ヘリウム-ネオン、ヘリウム-カドミウム、窒素、色素など）を生成するレーザー。

現在、スペクトルの紫外、可視、赤外領域で放射するレーザーが作成されています。

レーザーの生物学的効果は、光放射の波長と線量によって決まります。

散乱組織内の吸収率はレーザー光線の波長、より正確にはレーザー光線の吸収の程度に依存します。 放射線の場合 高度なたとえば、エキシマ、エルビウム、二酸化炭素レーザーによって発生する吸収 (K = 100 ～ 1000 cm -1) は、散乱によって副次的な役割を果たします。 近赤外線の場合、中程度の色素組織を 2 ～ 8 mm 透過しますが、散乱が支配的になります。 他の波長の光 (主に可視範囲) では、吸収と散乱の両方が重要な役割を果たします。

従来、目の構造は光学的特性に応じて 3 つのグループに分類できます。

• - 眼底、毛様体、虹彩の色素沈着したメラニンを含む組織。
• -不透明のため 可視光メラニンをまったくまたはほとんど含まない強膜、筋肉の組織。
• -光学式 環境、最大99%が水で構成されています。

光スペクトル全体にわたるこれら 3 つのグループの吸収と透過率の値を図 6 に示します。

図 6 - グルコース、水、メラニンの吸収スペクトル。

眼疾患の治療には以下が一般的に使用されます。 エキシマ レーザ(波長193nm); アルゴン(488 nm および 514 nm); クリプトン(568 nm および 647 nm); ダイオード(810nm); ND:YAGレーザー と 倍増 周波数(532 nm)、および 1.06 μm の波長で発振します。 ヘリウムネオン レーザ(630nm); 10- 二酸化炭素 レーザ(10.6μm)。 レーザー放射の波長によって、眼科におけるレーザーの適用範囲が決まります。 たとえば、アルゴン レーザーは、ヘモグロビンの吸収スペクトルと一致する青と緑の範囲の光を放射します。 これにより、糖尿病性網膜症、網膜静脈血栓症、ヒッペル・リンダウ血管腫症、コーツ病などの血管病変の治療にアルゴンレーザーを効果的に使用することが可能になります。 青緑色放射線の 70% はメラニンに吸収され、主に色素形成に影響を与えるために使用されます。 クリプトンレーザーは黄色と赤色の範囲の光を放射し、凝固の際に特に重要な網膜の神経層に損傷を与えることなく、色素上皮と脈絡膜に最大限に吸収されます。 中央部門網膜。

リポフスチンはその放射線を吸収しないため、ダイオードレーザーは網膜黄斑領域のさまざまなタイプの病状の治療に不可欠です。 ダイオードレーザー放射 (810 nm) が浸透します。 脈絡膜アルゴンレーザーやクリプトンレーザーの照射よりも深い深さまで目を照射できます。 その放射は赤外線範囲で発生するため、患者は凝固中に盲目効果を感じません。 半導体ダイオード レーザーは、不活性ガスを使用したレーザーよりもコンパクトで、バッテリーで駆動でき、水冷を必要としません。 レーザー放射は、光ファイバーを使用して検眼鏡や細隙灯に届けることができるため、外来患者や病院のベッドでダイオード レーザーを使用することが可能になります。

近赤外範囲 (1.06 μm) の放射を備えたネオジム イットリウム アルミニウム ガーネット レーザー (Nd:YAG レーザー) は、パルス モードで動作し、正確な眼内切開、切開に使用されます。 後発白内障そして瞳孔形成。 これらのレーザーのレーザー放射源 (活性媒体) は、その構造にネオジム原子が含まれているイリジウム - アルミニウム ガーネット結晶です。 このレーザーは、発光する結晶の頭文字をとって「YAG」と名付けられました。 532 nm の波長で放射する周波数 2 倍の Nd:YAG レーザーは、黄斑領域の病理にも使用できるため、アルゴン レーザーの強力な競合相手です。

He-Ne レーザーは低エネルギーで、連続照射モードで動作し、生体刺激効果があります。

エキシマ レーザーは紫外線範囲 (波長 193 ～ 351 nm) で放射します。 これらのレーザーは、光アブレーション (蒸発) プロセスを使用して、組織の特定の表面領域を 500 nm の精度で除去できます。

視力矯正に使用される眼科用レーザーは、かつて眼病の治療における真の画期的な進歩となりました。 この矯正方法は、依然として現代の眼科の主要な方向性です。 この分野におけるますますの進歩の助けを借りて、医師は問題を簡単かつシンプルに解決し、何百万人もの視力を回復させています。 さまざまな形その違反。

これらのシステムの長所と短所は何ですか?

読みましょう！

視力矯正用エキシマ眼科用レーザー

このトピックについて検討し始める前に、いくつかの点を決めておく必要があります。

レーザー顕微手術の適応症は次のとおりです。

1. 緑内障白内障
2. 患者の年齢に起因する網膜の萎縮過程
3. 近視、遠視、乱視
4. 網膜剥離または網膜裂傷のリスク
5. 糖尿病などにおける網膜の二次的変化

最初の医療分野である眼科では、病気の治療にレーザー光線を使用し始めました。 — 手術目の光学装置の病状。

ビデオ: レーザー視力矯正

現在、眼科医はエキシマ（ダブル）など、さまざまなメーカーのさまざまなレーザーを使用しています。

• 国内。
• アメリカ人。
• ドイツ人。
• 日本語。

その種類や特徴、その他のポイントを見ていきましょう。

オペレーション

メガネからエキシマレーザーを使った手術を行う技術により、 コンタクトレンズ着用が禁忌とされている人（消防士、軍隊など）は取り除くことになります。

レーザー矯正の適応：

1. 近視。
2. 遠視。
3. および他の病状。

それでは、詳細です。

このタイプのレーザーは、ガスレーザーデバイスとして分類されます。

エキシマーとは何ですか？ 直訳すると励起二量体と訳される略語。

一般に、実際にはエキシマ レーザーが使用され、紫外スペクトルの光子を放出します。

• 高い効率と信頼性。
• 高速 - 操作には 20 ～ 15 分もかかりません。
• 痛みや合併症のリスクを最小限に抑えます。
• 時間の短縮 - 矯正は「1 日」モードで入院せずに行われます。
• どの年齢でも効果があります。
• 使用の安全性。
• 修正後の最小回復時間。

ところで: 場合によっては、温度を上昇させたり、深部組織を破壊する可能性のある熱細胞破壊を引き起こすことなく、高出力パルス光がメスの代わりになります。

現代で使われているすべての作品 臨床実践、エキシマレーザーは、同じ波長範囲のパルスモードで実行されます。 端末間の違いは、 レーザービームの形状（フライングスポット、スキャニングスリット）および不活性ガスの組成。

各パルスにより、厚さ 0.25 ミクロンの角膜層が確実に蒸発します。

この精度により、眼科医は トップスコアエキシマレーザーを使用する場合。

エキシマレーザーモデル:

1. VISX スター S4IR– 医療機器製造の世界的リーダーであるアボットの製品は、眼科外科医の能力を拡張します。
2. ツァイス MEL-80- 代表者の一人 最新世代、屈折矯正手術に使用されます。
   
3. テクノラス 217z100– ドイツの製品は、医師がさまざまな程度の近視、遠視、乱視と闘うのに役立ちます。
   
4. FS200 ウェーブライト- 非常に高速な最新世代のレーザー装置で、6秒で角膜フラップを形成できます。
   
5. – 屈折矯正眼科手術で広く使用されています。
   
6. イントラレース FS60— 高周波と短いパルス持続時間により、目の周囲の組織に熱や機械的影響を与えることなく、角膜の層を分離できます。
   VISX Star S4 IR および WaveScan 収差計と組み合わせることで、レーザー視力補正は患者の視覚系のわずかなニュアンスや特徴を考慮に入れます。

眼科におけるフェムト秒レーザー – 長所と短所、使用の適応

フェムト秒レーザーは、フェムト秒あたり 1 パルスの超短パルスです。 これにより、眼科医は血液を流すことなく、重大な損傷を与えることなく目の組織に侵入することができます。

このような機器を使用して実行される操作は最も安全です。 確かに、それらはやや時代遅れです。

フェムト秒レーザーは、角膜の病理学的領域を除去し、以下の新しい形状を形成するために使用されます。

• 近視乱視。
• 遠視性乱視。
• 円錐角膜に対する実質内リングの移植。
• 中程度から軽度の屈折異常を伴う乱視。
• 近視、遠視。
• 部分的な角膜形成術（たとえば）。
• 角膜の層ごとまたは端から端までの「移植」など。

実証済みの高精度かつ最大限の 安全な方法事実上禁忌のない視力矯正：

1. 迅速な対応（患者は手術後 1 時間で帰宅）と眼科用器具への直接接触がなくなりました。
2. 患者の不快感、外傷、 副次的合併症そして失敗した作戦。
3. 専門家が指定した深さまで正確に角膜組織に浸透することを保証します。
4. 分離された組織からさまざまな構成の角膜フラップを形成し、屈折異常を排除する機能を備えています。
5. 速やかな治癒と最小限のリハビリテーションなどの軽減を伴います。

この方法の欠点はそれほど多くありませんが、主な欠点は治療費が高いことと、術後に一時的な乱視が発生する可能性があることです。

覚えて: この治療法で生じるいわゆる「ドーム型カット」効果により、夜間や運転中の患者の視力が低下します。

眼科におけるレーザー眼科手術用のマイクロケラトーム

結果はどうなるでしょうか レーザー補正ビジョン？

ここでは、次のような多くの要因が影響します。

• これらの操作を実行する専門家の経験。
• 使用される治療技術。
• この処置中に使用されるレーザーなど。

しかし、マイクロケラトームという装置は、 レーザー手術私たちの目の前でも重要な位置を占めています。

このデバイスは、自律モード、つまり電気の関与なしで動作し、伝導中に（マイクロナイフの関与なしで）使用されます。

専門医の仕事は、デバイスを使用して角膜の上層を分離することです。 これにより、両眼を同時に手術することが可能となります。