лазерная апертура что это
Апертура (оптика)
Входная апертура — характеристика способности оптической системы собирать свет от объекта наблюдения. Если объект удалённый (как у телескопа или обычного фотообъектива) то апертуру измеряют в линейном виде — это просто диаметр светового пучка на входе в оптическую систему, который ограничивается апертурной диафрагмой и достигает изображения. В телескопах этот диаметр обычно равен диаметру первого по ходу света оптического элемента (линзы или зеркала). В фотообъективах (особенно широкоугольных) размер первой линзы, как правило, много больше входной апертуры и её размер уже следует рассчитывать. Входная апертура объектива равна произведению его фокусного расстояния f’ на относительное отверстие или частному от фокусного расстояния на диафрагменное число. Если объект наблюдения близкий (как у лупы, объектива микроскопа или проектора), то апертуру измеряют в угловом виде — это угол светового пучка, исходящего из точек предмета наблюдения и попадающего в оптическую систему.
Апертурный угол — угол между крайним лучом конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы и её оптической осью.
Угловая апертура — угол между крайними лучами конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы.
* в волоконных оптических системах — синус максимального угла между осью и лучом, для которого выполняются условия полного внутреннего отражения при распространении оптического излучения по волокну. Она характеризует эффективность ввода световых лучей в оптическое волокно и зависит от конструкции волокна.
в световой микроскопии равна произведению показателя преломления среды между предметом и объективом на синус апертурного угла. Именно эта величина наиболее полно определяет одновременно светосилу, разрешающую способность объектива микроскопа. Для увеличения числовой апертуры объективов в микроскопии пространство между объективом и покровным стеклом заполняют иммерсионной жидкостью.Апертура объектива — диаметр D светового пучка на входе в объектив и целиком проходящего через его апертурную диафрагму. Эта величина также определяет дифракционный предел разрешения объектива. Для оценки разрешающей способности в угловых секундах используется формула 140/D, где D — апертура объектива в миллиметрах.
Лазерная иридэктомия
Лазерная иридэктомия – это микрохирургическая операция, основная цель которой заключается в создании сквозного отверстия в радужной оболочке, то есть, направленная на восстановление естественной циркуляции жидкости в глазу, за счет формирования дополнительного пути тока внутриглазной жидкости из задней камеры в переднюю.
Основным показанием к проведению лазерной иридэктомии является узкоугольная или закрытоугольная глаукома со зрачковым блоком.
Лазерная иридэктомия при глаукоме
Глаукома – это заболевание, для которого характерно постоянное или периодическое повышение внутриглазного давления, вызванное нарушением оттока водянистой влаги из глаза, что в свою очередь приводит к характерному нарушению зрительных функций и постепенной глаукомной атрофии зрительного нерва.
Иридэктомия может применяться как способ комплексного лечения закрытоугольной глаукомы – это один из вариантов течения глаукомы, при котором происходит закрытие угла передней камеры глаза корнем радужной оболочки (в том числе за счет анатомических особенностей, а также за счет предшествующего зрачкового блока). В итоге – резкий подъем внутриглазного давления и развитие острого приступа глаукомы.
Острый приступ глаукомы является очень серьезным, опасным состоянием, которое угрожает полной потерей зрения в короткие сроки. Пациент предъявляет жалобы на выраженную боль в области глаза, которая может распространяться на область виска, надбровные дуги, лоб и даже заднюю часть головы. Другие характерные симптомы: покраснение глаза, отсутствие реакции со стороны расширенного зрачка, а внутриглазное давление резко повышается вплоть до 70-100 мм рт ст.
В такой ситуации незамедлительное проведение лазерной иридэктомии позволяет сформировать сквозное отверстие для нормализации тока внутриглазной жидкости, при этом радужка отходит назад, увеличивая глубину передней камеры и открывая угол. Также иридэктомия может применяться как способ лечения при других патологических состояниях зрительной системы.
Противопоказания к проведению операции
Противопоказаниями к проведению лазерной иридэктомии являются:
Как проводится операция
Лазерная иридэктомия проводится с помощью современных неодимовых YAG-лазеров, которые работают в ближнем инфракрасном спектре излучения с длинной волны 1064 нм. Процедура проводится в амбулаторных условиях, не требует госпитализации в стационарное отделение. В ходе вмешательства лазерным лучом выполняется сквозное отверстие в радужной оболочке глаза. Для создания корректных условий и для точной фокусировки луча на нужном участке радужной оболочки после применения местной капельной анестезии на глаз пациента устанавливается специальный прибор-линза. Длительность данной манипуляции составляет всего несколько минут.
Результатом корректно проведенной лазерной иридэктомии является снижение внутриглазного давления и соответственно приостановление прогрессирования патологических изменений зрительной системы на фоне глаукомного процесса.
Строение и функционирование глаза человека
Глаза являются парным органом, правильная работа которого обеспечивает 90 % информации об окружающем мире. Этот анализатор обладает достаточно сложной анатомией. Его важная особенность – бинокулярное зрение, позволяющее воспринимать окружающий мир обоими глазами. Зрительный аппарат отличается высокой чувствительностью к различным вредным факторам и нуждается в особо бережном уходе.
Органы зрения имеют форму шара, поэтому их называют «глазными яблоками». Они расположены в углублениях черепной коробки (глазницах). Передняя поверхность каждого глаза защищена верхними и нижними веками.
Основные элементы глазного яблока:
Движение глаз обеспечивается 6 мышцами (4 прямыми и 2 косыми). Передачу оптических импульсов в головной мозг осуществляет зрительный нерв, представляющий собой сплетение тончайших волокон.
Строение и функционирование роговицы
Эта эластичная оболочка похожа по форме на выпукло-вогнутую линзу. Роговица защищает переднюю часть глаза. Она не содержит в себе кровеносных сосудов и состоит из 5 слоев.
В нормальном состоянии роговица глаза прозрачная, блестящая и гладкая, имеет высокую степень чувствительности. Диаметр роговой оболочки:
Средняя толщина центральной части – 500 микрон, периферийной – до 1 мм.
Роговица пропускает сквозь себя световые лучи, благодаря чему воспринимается трехмерное изображение. Она является главной преломляющей средой органа зрения.
Строение и функционирование радужки
Радужка, или радужная оболочка, располагается за передней камерой глаза. Она состоит из двух групп мышц.
Радужка выполняет следующие функции:
Степень пигментации радужки определяет цвет глаз, который бывает самым разнообразным. Иногда пигментные клетки распределяются в ней неравномерно, приводя к развитию гетерохромии.
Функционирование и строение зрачка
Зрачок находится в центре радужной оболочки. Он выглядит как круглое черное отверстие, способное менять свой диаметр (сужаться и расширяться). Такая функция обеспечивается двумя мышцами – сфинктером и дилататором.
Механизм работы зрачка имеет много общего с диафрагмой фотоаппарата:
Зрачок регулирует степень проникновения световых лучей внутрь глаза. Сужаясь, он минимизирует попадание света, защищает внутренние структуры от ожогов. Также зрачок способствует устранению свечения вокруг рассматриваемых объектов.
Строение и функционирование хрусталика
Хрусталик занимает заднюю глазную камеру. По форме он напоминает двояковыпуклую линзу. Его передняя поверхность более плоская, чем задняя. Толщина хрусталика составляет 4-5 мм, высота – около 9 мм.
В норме этот элемент глаза прозрачный, поскольку содержит в себе особый белок кристаллин. В органе зрения он удерживается специальными связками, которые помогают ему менять кривизну.
Хрусталик преломляет свет и направляет его в нужные области глаза. Преломляющая способность природной линзы составляет 20-22 D. Благодаря изменению ее формы человек может различать ближние и дальние объекты.
Строение и функционирование сетчатки
Сетчатка, или ретина, представляет собой высокочувствительную ткань, состоящую из нескольких слоев. Это внутренняя оболочка глаза, которая образована нейронами и кровеносными сосудами.
Сетчатка содержит в себе рецепторы двух типов – палочки и колбочки, названные так из-за своей формы. Именно они позволяют глазу различать свет.
Ретина играет важнейшую роль в обеспечении визуального восприятия. Она отвечает за центральное и периферическое зрение, способность видеть цвета и оттенки.
Стекловидное тело
Стекловидное тело выглядит как прозрачное бесцветное вещество, напоминающее гель. Данная структура имеет шарообразную форму и занимает до 2/3 глазного яблока.
Почти 99% стекловидного тела – это вода. Остаток представлен коллагеном, аминокислотами, муцином, мочевиной, калием, магнием и другими соединениями.
Стекловидное тело обеспечивает полноценное питание сетчатки и оптимальное положение хрусталика, поддерживает нормальное внутриглазное давление (ВГД). Также этот элемент защищает зрительный орган от негативного воздействия, ослабляет последствия травм.
Что такое склера и зачем она нужна
Склера является плотной непрозрачной частью наружной оболочки глаза. Она сформирована коллагеновыми волокнами, придающими ей плотность.
Склера занимает большую часть фиброзной оболочки глазного яблока. В разных участках ее толщина составляет от 0,3 мм до 1 мм.
Основные функции склеры – опора для внутренних и внешних структур зрительного органа, защита от неблагоприятных факторов, предохранение сетчатки от избыточного попадания света. Также она обеспечивает отток водянистой влаги, регулирует показатели внутриглазного давления.
Как меняется строение глаз при нарушениях зрения
Многие патологии приводят к изменениям в строении зрительного органа, обнаружить которые может опытный врач-офтальмолог:
Нарушения в структуре ретины также провоцируются общими заболеваниями – артериальной гипертензией, патологиями почек. На сетчатку негативно воздействует токсикоз, возникающий у некоторых женщин в период вынашивания ребенка.
Апертура (оптика)
Апертура (лат. apertura — отверстие) в оптике — характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения. В зависимости от типа оптической системы эта характеристика может быть линейным или угловым размером. Как правило, среди деталей оптического прибора специально выделяют так называемую апертурную диафрагму, которая сильнее всего ограничивает диаметры световых пучков, проходящих через оптический инструмент. Часто роль такой апертурной диафрагмы выполняет оправа или края одного из оптических элементов (линзы, зеркала, призмы).
Числовая апертура в волоконных оптических системах — максимальный угол между осью и лучом, для которого выполняются условия полного внутреннего отражения при распространении оптического излучения по волокну. Она характеризует эффективность ввода световых лучей в оптическое волокно и зависит от конструкции волокна.
Входная апертура — характеристика способности оптической системы собирать свет от объекта наблюдения. Если объект удаленный (как у телескопа или обычного фотообъектива) то апертуру измеряют в линейном виде — это просто диаметр светового пучка на входе в оптическую систему, который ограничивается апертурной диафрагмой и достигает изображения. В телескопах этот диаметр обычно равен диаметру первого по ходу света оптического элемента (линзы или зеркала). В фотообъективах (особенно широкоугольных) размер первой линзы, как правило, много больше входной апертуры и ее размер уже следует рассчитывать. Входная апертура объектива равна произведению его фокусного расстояния f’ на относительное отверстие или частному от фокусного расстояния на диафрагменное число. Если объект наблюдения близкий (как у лупы, объектива микроскопа или проектора), то апертуру измеряют в угловом виде — это угол светового пучка исходящего из точек предмета наблюдения и попадающего в оптическую систему.
Выходная апертура — характеристика способности оптической системы собирать свет на изображении. Если изображение удалённое (как у телескопа, лупы или проектора), то апертуру измеряют в линейном виде это диаметр светового пучка на выходе из оптической системы, в зоне так называемого выходного зрачка. У телескопа (бинокля, зрительной трубы) отношение входной и выходной апертур равно его кратности (увеличению). Если изображение близкое (как у фотообъектива), то апертура характеризуется углом сходимости световых пучков.
Апертурный угол — угол между крайним лучом конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы и ее оптической осью.
Угловая апертура — угол между крайними лучами конического светового пучка на входе (выходе из) оптической системы.
Числовая апертура — равна произведению показателя преломления среды между предметом и объективом на синус апертурного угла. Именно эта величина наиболее полно определяет одновременно светосилу, разрешающую способность объектива микроскопа. Для увеличения числовой апертуры объективов в микроскопии пространство между объективом и покровным стеклом заполняют иммерсионной жидкостью.
Применение лазерных систем в хирургии
Применяя лазерную установку, опытный хирург может провести требуемое оперативное вмешательство:
Из истории лазерных систем
Области применения лазерных установок
Лазерную медицину можно условно разделить на три основных раздела:
Лазер может быть применен для выполнения практически любой хирургической процедуры где нужно удалять, коагулировать, испарять ткань. Хирургические лазерные системы применяются в:
Как показывает практика, наиболее частое применение лазерные медицинские приборы находят в:
Противопоказания для применения лазеров
Некоторые хирургические операции с применением лазера противопоказаны беременным женщинам, людям с открытой формой туберкулеза, заболеваниями крови, патологии щитовидной железы.
Типы хирургических лазеров
Представителями первого типа являются углекислые лазеры немецкой фирмы КЛС Мартин групп МСО 25 plus и МСО 50 plus с длиной волны 10600 нанометров. В качестве активного вещества в них применяется смесь газов: СО-N2-He, генерирующая высокоэффективное излучение. Установки обладают многими преимуществами лазерных приборов для хирургии и имеют широкую область применения. Между собой отличаются только выходной мощностью (на ткани) 25 и 50 Вт. К привлекательным чертам приборов, безусловно, относятся:
Производителем твердотельного неодимового YAG лазера Мартин MY60 с длиной волны 1064 нм также является KLS Martin. Луч инфракрасного диапазона генерируется YAG-кристаллом (иттриево-алюминиевый гранат). Тонкое гибкое кварцевое волокно, через которое проходит излучение, обеспечивает передачу энергии без потерь. Это свойство используется при выполнении высокоточных операций на небольшом участке, позволяет заменять открытые операции эндоскопическими. Модель Мартин MY60 с выходной мощностью 60 Вт применяется в:
Кроме того, Мартин MY60 позволяет применять инновационные хирургические техники такие, как трансуретральные процедуры, без осложнений в виде кровотечения.
Неодимовый Nd YAG лазер Limax 120
Компания KLS Martin (Германия) выпустила новый хирургический неодимовый Nd YAG лазер Limax 120 с длиной волны 1318 нанометров, обладающий уникальными свойствами:
Дополнительно в корпус лазера интегрированы эвакуатор дыма и газовый блок.