飛秒激光及其手術應用課件

LDV飛秒激光什么是飛秒簡介幾個相關的時間計量單位(以秒為參照點)時=3600秒分=60秒秒毫秒=0.001秒微秒=0.000001秒納秒=0.000000001秒皮秒=0.000000000001秒飛秒=0.000000000000001秒1飛秒是什么概念,能發(fā)生什么事,以光傳輸為例:在1飛秒內,光只能傳輸----0.0003毫米(真空中)飛秒激光在LASIK手術中的應用基本作用原理：光致分解作用－光致化學損傷時，角膜組織迅速電離，形成等離子區(qū)。其內部電子吸收激光脈沖的大部分能量，將其自身加熱，導致相互作用區(qū)域內的物質被氣化，形成切削。飛秒相對于納秒和皮秒級的激光更適合角膜屈光手術Cornealrefractivesurgerywithfemtosecondlasers

Juhasz,T.

Loesel,F.H.

Kurtz,R.M.

Horvath,C.

Bille,J.F.

Mourou,G.

CenterforUltrafstOpt.Sci.,MichiganUniv.,AnnArbor,MI;Thispaperappearsin:SelectedTopicsinQuantumElectronics,IEEEJournalof

PublicationDate:Jul/Aug1999作者認為,飛秒激光器相對于納秒級和皮秒級的激光器而言,能夠減少角膜切削中產(chǎn)生的沖擊波,同時生成更小的氣泡腔室,在動物眼睛上面實現(xiàn)了精確的切削,結論認為,飛秒激光比較機械式和其它相對脈寬較大的激光而言都更加適用于高精度的多樣化的角膜屈光手術.用二次諧波成像技術研究經(jīng)飛秒激光切削后角膜變化王艷艷[1]韓蒙[2]孫輝[2]JOSEFBille[2]任秋實[1][1]上海交通大學激光與光子生物醫(yī)學研究所,中國上?！都す馍飳W報》2005年第14卷第5期SecondHarmonicGenerationSHG成像技術能在不破壞角膜的情況下獲得高對比度的角膜層析圖像,分辨率為500nm.實驗中采用豬眼,半導體激光泵浦的鎖模釹玻璃飛秒激光,波長1.06μm,脈寬800fs,頻率1000Hz,單脈沖能量5μJ,聚焦后的光斑直徑5μm.激光手術中,紅外飛秒激光聚焦到待切削角膜的一定深度后,焦點處高的能量密度會引起分子的多光子吸收,產(chǎn)生一系列自由載流子,之后引發(fā)的雪崩效應更使載流子急劇增加,導致了光致破裂LIOB和等離子體現(xiàn)象的出現(xiàn),快速向外擴張的等離子體和沖擊波在有效地離解了角膜組織后,產(chǎn)生了一系列小氣泡,氣泡中的氣體很快就會通過擴散和細胞的新陳代謝作用而排出,塌陷后的氣泡就是激光切削的最終效果.由于出現(xiàn)LIOB的閾值的平方與激光的脈沖寬度成正比,所以聚焦飛秒激光用很低的能量就可切削角膜,大大減少了角膜的熱損傷,減少術后并發(fā)癥的發(fā)生機率.從紅外飛秒激光與角膜相互作用原理可以看出,最終影響角膜切削效果的是由等離子擴散和沖擊波導致的氣泡的大小,以及周圍膠原纖維受影響而變形的程度,同時氣化組織的多少和形狀也會影響最后角膜的曲率,飛秒激光的精確切削和手術的效果也就完全依賴于是否可以有效地控制這些作用過程.左圖為單個脈沖形成的空腔,右圖為脈沖累積效應-條狀切削線,在臨床上,角膜瓣也就是由一系列的切削線組成,圖中切削線兩邊的邊界非常清晰,周圍的膠原纖維沒有受激光切削的影響,這樣的切削效果對病人的術后恢復和術后效果穩(wěn)定都是非常有好處的.補充說明飛秒級激光脈沖在切削角膜過程中,伴隨著沖擊波、空穴和氣泡的形成。由于飛秒激光脈沖達到光致分解效應所要求的功率密度所需激光能量很?。?lt;1μJ）,隨著脈沖持續(xù)時間的減少,損傷的流量(能量/面積)閾值也隨之減小,因此所產(chǎn)生的沖擊波和空穴效應等副作用都很小。超短脈沖激光應用于角膜組織的研究已經(jīng)表明最優(yōu)脈沖持續(xù)時間在幾百個飛秒內,因為對于較短的脈沖,光學損傷閾值也相應較小——SugarA,Ultrafast(femtosecond)la