Диссертация (1097617), страница 31
Текст из файла (страница 31)
6.7) показывают наличие точечных, сквозных микроперфорацийсоответствующих сильному возрастанию давления, и уменьшению плотности образца вдольоси воздействия, что приводит к разрыву ткани и подтверждается численными расчетами(Риc. 6.12). Вокруг зоны абляции видна кольцеобразная зона модифицированной ткани:несквозное разрежение ткани капсулы достигающее 100-200 микрон от краямикроперфорации, что также подтверждается численным моделированием. Диаметр такихмикроперфораций составляет 50 ± 20 микрон.Образцы капсулы хрусталика с помутнениями («мягкая» форма) после лазерноговоздействия (Рис. 6.8) демонстрируют сквозные микроперфорации неправильной формы внесколько раз большего размера, характерного для тонкой плотной пленки.
За счет своегопористого строения и более сильного уменьшения плотности при большем давлении, ихпротяженность составляет 160 ± 40 микрон. Неправильная форма дефектов говорит онеравномерном распределении термомеханических свойств ткани, обладающей пористойструктурой.По данным, приведенным на Рис. 6.12 и Рис. 6.13 можно проследить, что давление наоси пучка достигает 35 бар для тонкой плотной пленки (случай А) и 45 бар для толстойпористой пленки (случай Б). Волна распространяется быстрее для случая Б, но при этомбыстрее уменьшается ее интенсивность: так волна давления с амплитудой 10 бар уходит всторону на 60 мкм для случая А, в то время, как для случая Б волна с амплитудой 5 баруходит на 75 мкм. Такие же закономерности демонстрируют графики скорости внаправлениях x и y в различные моменты для двух рассматриваемых случаев. Измененияплотности при этом сильнее для случая А, по сравнению со случаем Б.Данное поведение подтверждается экспериментальными данными, которыепоказывают, что вокруг сквозного отверстия в пленке на расстоянии 50-100 мкм от его краяимеются несквозные («рванные») повреждения.Рост рассеяния света ведет к уменьшению давления, но качественно картина неменяется.Рис.
6.12 (А): давление падает до 10 бар за время 48 нс; расстояние распространенияволны давления, за эти времена составляет 60 мкм.Рис. 6.13 (Б): давление падает до 10 бар за время 16 нс; расстояние распространенияволны давления, за эти времена составляет всего 20 мкм.174Из результатов численного моделирования (Рис. 6.12 и Рис. 6.13) следует, что уровнизначений давления в отрицательной фазе распространяются на достаточно большиерасстояния с достаточно слабым затуханием. Существующее «отрицательное давление»может приводить к существенным повреждениям на расстоянии несколько миллиметров открая лазерного пятна. Особенно это выражено для тонкой плотной пенки. Этим жерезультатам соответствуют и экспериментальные результаты по лазерной деструкциитвердых образцов капсулы аутопсийных глаз человека (случай А), указывающие на наличиеточечных, сквозных микроперфораций с радиальными лучами по краю дефектов на фонетемной зоны несквозного разрежения задней капсулы (Рис.
6.7). Для картины лазерныхразрушений в мягких образцах капсулы (случай Б) характерным является наличие крупныхдефектов неправильной формы и присутствие пузырей воздуха в зоне воздействия (Рис. 6.8).Исследование толстой пористой пленки (случая Б - «мягкой формы» катарактальнойпленки) [Гамидов и др., 2015] показало наличие большого числа исходных дефектовструктуры, так что значение эффективного коэффициента рассеяния для численногомоделирования было положено в 5 раз больше чем для тонкой плотной пленки (случая А «твердой формы» вторичной катаракты).Для «твердой» пленки эффективный коэффициент рассеяния изначально меньше, но сростом числа импульсов он линейно увеличивается и достигает уровня, характерного длямягких пленок из-за возникновения дополнительных рассеивающих центров. Этоподтверждается и тем, что общая пороговая энергия разрушения (энергия импульсаумноженная на число импульсов) для «твердой пленки» в несколько раз больше чем длямягкой пленки.Приведенные в данном параграфе теоретические модели и экспериментальныеданные позволяют оптимизировать технологию лазерного лечения вторичных катаракт,меняя параметры облучения (плотность мощности) в процессе воздействия.
Показано, что сцелью увеличения безопасности лазерной процедуры целесообразно при воздействии на«мягкую» форму вторичной катаракты уменьшать энергию лазерных импульсов и ихколичество по сравнению с режимом, применяемым для воздействия на «твердую» формувторичной катаракты.1756.2. Механизм изменения формы роговицы глаза с сохранением ее микроструктурыи оптических свойств с помощью термомеханического лазерного воздействияВ данном разделе рассмотрен принципиально новый подход к коррекции рефракции,механизм которого основан на модификации структуры и поля механических напряженийроговицы глаза при неабляционном лазерном воздействии [Соболь и др., 2002; Большунов идр., 2002; Большунов и др., 2003; Sobol’ et al., 2006; Соболь, 2009; Большунов, 2012].Лазерно-индуцированная релаксация напряжений в роговице глаза позволяетцеленаправленно менять ее форму, что является основой новой технологии коррекциимиопии, гиперметропии и астигматизма глаза [Sobol et al., 2013; Большунов и др., 2003;Sobol et al., 2006; Соболь, 2009].6.2.1.
Изменение рефракции глаза при совместном воздействиинеабляционного лазерного излучения на роговицу и склеруВ 2001-2002 гг. было показано, что локальное воздействие на склеру с помощьюнепрерывного лазерного излучения с длиной волны λ = 1,56 мкм позволяет изменитьрефракцию глаза на несколько диоптрий [Welch, 1984; Большунов и др., 2002]. Дальнейшееисследование привело к выводу, что совместное воздействие на роговицу и склеру,заключающееся в последовательном лазерном облучении склеры и роговицы приводит кболее существенному изменению рефракции глаза [Sobol et al., 2013].Экспериментальная проверка выбранной методики последовательного лазерноговоздействия на склеру и роговицу привела к изменению рефракции, связанного суплощением роговицы (Рис.
6.16). Исследования ex vivo на глазах кроликов и поросятпоказали, что облучение склеры вызывает изменение рефракции примерно на 3 диоптрии, апоследующее облучение роговицы увеличивает рефракцию до 7 диоптрий [Sobol et al., 2013].176Рис. 6.16. Этапы метода лазерного воздействия на склеру [Баум и др., 2008b]. 1 воздействие на склеру, 2 - на роговицу; облучаемые области помечены зеленым цветом.Затем в экспериментах in vivo было показано [Sobol et al., 2006], что среднее значениеизменения рефракции ниже, чем в экспериментах in vitro, так на 10 сутки оно составляло2,5±0,5 диоптрий после лазерного воздействия отдельно на склеру. Во всех описанныхэкспериментах для облучения использовался эрбиевый волоконный лазер на длине волны1,56 мкм. Диаметр оптического волокна составлял 600 мкм.
Мощность излучения идлительность одиночных импульсов составляли 1,7 Вт, 200 мс, соответственно. Склераоблучалась поточечно, по кругу в два ряда на расстоянии 2 и 3 мм от лимба, контактно.Общее количество точек в одном ряду составляло 40±4 (Рис. 6.17).Рис. 6.17. Облучение in vivo глаза кролика проводили в 2 ряда на расстоянии 2мм от лимба.Количество точек облучения точек в одном ряду составляло 40±4.Конфокальную микроскопию переднего и заднего эпителия роговицы проводили спомощью конфокального микроскопа «Confoscan-4».
Через 24 часа после воздействия ИКлазерного излучения заметных изменений структуры ткани не выявлено (Рис. 6.18).177Рис. 6.18. Через 24 часа после эксперимента.Задний эпителий роговицы (а)контроль и (б)опыт.Конфокальные срезы средних слоев роговицы левого и правого глаз мало отличалисьдруг от друга, однако некоторая гиперрефлективность в опытных глазах сохранялась.Патологических изменений в структуре задних слоев стромы и заднего эпителия роговицыне обнаружено. К 8-му дню наблюдений, конфокальная картина роговицы опыта и контроляпрактически не отличалась друг от друга.Динамика рефракции глаз кролика [Соболь и др., 2013, Bolshunov et al., 2011] послелазерной коррекции (излучение с длиной волны излучения 1,56 мкм) представлена на Рис.6.19.Рис.
6.19. Динамика рефракционных изменений глаз кроликов после неразрушающеголазерного воздействия [Соболь и др., 2013].Результаты экспериментов in vivo и in vitro сравнивались в работах [Баум и др., 2008a;Баум и др., 2008b], было показано, что учет влияния внутриглазного давления, может178существенно повлиять на изменение формы роговицы глаза при лазерном облучении. Длясравнения проводили эксперименты in vitro на 4 выделенных глазах кроликов, при этомвнутриглазное давление поддерживалось на уровне 23,5 миллиметров ртутного столба спомощью колбы с физраствором, подвешенной на некоторой постоянной высотеотносительно глазного яблока, через капельницу. Облучение производилось на длине волны1,56 мкм. В процессе облучения исследуемый глаз фиксировался зрачком вверх и облучалсячерез уплощающее его стекло.В первой серии экспериментов с целью определения верхней границынеразрушающего лазерного воздействия варьировалась плотность мощности в диапазоне 4 8 Вт/см2 и время лазерного облучения: 5 - 12 сек.
Установлен порог денатурации роговицы:облучение при плотности мощности 7,1 Вт/см2 в течение 8,4 сек, а при плотности мощности6 - 7 Вт/см2 и времени облучения 5-6 секунд изменение формы роговицы не сопровождаетсяпроцессом денатурации, которая определялась с помощью оптического микроскопа.Во второй серии экспериментов облучаемое место роговицы освещалосьпараллельным пучком полупроводникового диодного лазера с длиной волны 0,78 мкм (№4,Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
