Фемтосекундные лазеры - это лазеры, испускающие импульсы продолжительностью от нескольких фемтосекунд (1 фемтосекунда = 10-15 секунды) до сотен фемтосекунд. Они относятся к категории ультрабыстрых лазеров. Сочетание сверхкороткого времени воздействия и малого диаметра фокусировки позволяет использовать ФС-лазер в качестве хирургического скальпеля для высокоточного разрезания тканей глаза на микроскопическом уровне.
Ультракороткие импульсы ФСЛ позволяют создавать в фокусе оптической системы очень высокую плотность мощности, порядка 1010 Вт/см2 и выше, поэтому они способны проводить высокоточное рассечение биоткани без ее коллатерального повреждения.
Фоторазрушение происходит путем лазерного оптического пробоя (Laser indused optical breakdown), который представляет собой действие сфокусированной энергии в пространстве и во времени. В результате его воздействия на ткань создаётся высокоинтенсивное электрическое поле, которое приводит к образованию газообразной плазмы свободных электронов и ионов. Плазма расширяется, вытесняет и испаряет окружающую ткань, в результате чего образуется кавитационная полость. Кавитационный пузырёк легко растворяется, так как состоит из диоксида углерода, азота и воды. Фоторазрушение происходит за счёт механического разрыва ткани, не вызывая при этом термического воздействия.
Инфракрасное излучение ФСЛ не задерживается оптически прозрачными средами, поэтому оно может быть сфокусировано в любой точке как на поверхности, так и внутри ткани. Экспериментальные и клинические исследования последнего десятилетия убедительно показали, что с помощью ультракоротких фс-импульсов возможно выполнение разрезов роговицы любой геометрии.
В 1994 г. впервые описано применение фемтосекундного лазера (ФС-лазера) in vitro на ткани роговицы человека. Целевая ткань для ФС-лазера - роговица и хрусталик, так как разрезание возможно только на прозрачных тканях. Девять лет спустя, в 2003 г., в мире появился первый коммерческий ФС-лазер, который открыл новую главу в хирургии роговицы и катаракты. Первоначально ФС-лазер применяли в рефракционной хирургии и хирургии роговицы, что значительно улучшило хирургическую точность и безопасность по сравнению с микрокератомом. В 2008 г. его применение было расширено, чтобы охватить хирургию катаракты.
В настоящее время в офтальмологии существует четыре вида фемтосекундных лазерных систем:
- IntraLase (IntraLase Corp., США), Это первая ФС-лазерная установка, предназначенная для рефракционной хирургии, появилась в 2001 г. С этого времени ФC-лазеры стали использовать для формирования роговичного лоскута (laser in situ keratomileusis — LASIK) с целью отказа от механического кератома.
- Femto LDV (Ziemer, Швейцария),
- Femtec (20/10 Perfect Vision, Германия)
- VisuMax (Carl Zeiss, Германия).
Лазеры IntraLase и Femtec используют высокую энергию в импульсе и относительно небольшую частоту сигнала импульсов. В то время как Femto LDV и VisuMax напротив, имеют низкую энергию импульса при высокой тактовой частоте.
ФСЛ - системы последнего поколения сделали рефракционную хирургию роговицы еще более прецизионной и безопасной.
Фемтосекундный лазер активно используют в хирургии кератоконуса на этапе формирования интрастромальных роговичных тоннелей, полностью автоматизируя его. По данным литературы клинические результаты (показатели НКОЗ, КОЗ, кератометрии и сферического эквивалента рефракции) имплантации интрастромальных сегментов с помощью фемтосекундного лазера статистически не отличаются от мануальной методики.
Совершенно иная область применения фемтосекундного лазера – процедура FLEx (femtosecond lenticule extraction, фемтосекундная экстракция линзы). Коррекция рефракции в этом случае достигается инстрастромальным "вырезанием" ткани в форме линзы нужной оптической силы с её последующим мануальным удалением. Процедура FLEx требует высокоточного формирования трехмерного разреза в соответствии с расчётом и строго фиксированного положения лазера по отношению к глазу.
Присасывающее воздействие фемтосекундного лазера на глаз является достаточно щадящим – исследователями не было зарегистрировано случаев существенного повышения внутриглазного давления или временного снижения зрения. Формирование роговичного клапана с помощью фемтосекудного лазера – прецизионная процедура, все параметры точно соответствуют заданным значениям.
