piera - Dipartimento di Fisica
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Utilizzo del laser ad eccimeri in chirurgia refrattiva Piera Masia Seminario conclusivo per il corso di Ottica Quantistica Prof. Danilo Giulietti 24 Giugno 2002 Schema del seminario •Introduzione •L’occhio •I difetti visivi •Interazione Laser-Tessuto •Il Laser ad eccimeri •L’intervento chirurgico •Conclusioni Schema dell’occhio umano Spessore cornea circa 1 mm nc=1.376 Lunghezza totale dell’occhio circa 25mm Difetti visivi L’occhio miope, il fuoco cade davanti alla retina. L’occhio ipermetrope, il fuoco cade dietro la retina. L’occhio astigmatico, i fuochi orizzontali e verticali non coincidono Sistemi correttivi Soluzioni provvisorie •Occhiali con lenti convergenti, divergenti o cilindriche. •Lenti a contatto. Soluzioni definitive •Intervento chirurgico per rimodellare la curvatura della cornea.PRK e LASIK) Si esegue con un laser ad eccimeri. •Intervento chirurgico non con laser ad eccimeri( RK) Richieste La radiazione laser deve: •Provocare l’immediata fotoablazione delle cellule del tessuto colpito •Penetrare il meno possibile dentro il tessuto •Non danneggiare la cellule adiacenti alla zona trattata Interazione Laser-Tessuto I(z)=I0exp(-az) a: coefficiente di attenuazione Più è alto a prima l’onda si attenua,cioé è più elevato l’assorbimento dell’onda all’interno del mezzo Sia L=1/a I(L)=I0/e e =2.71828 Coefficiente di attenuazione Fotodissociazione e fotoablazione l=193 nm hn=6.4eV n=1.55*10-15eV El~3,5eV hn Curva di rate Tre stati •Al di sotto del valore di soglia Eth si ha una ablazione di una parziale parte di tessuto. • Nella zona lineare si ha una vaporizzazione veloce del tessuto con scarsi effetti fototermici. • Al di sopra del valore di saturazione si ha una fotodistruzione del tessuto irradiato. Diagramma Laser ad eccimeri Eccimero: dimero eccitato Gli eccimeri esistono solo in uno stato eccitato Stati energetici di un laser ad eccimeri Alogenuri di gas rari Gas rari (Ar, Xe,Kr) Stato fondamentale ns2,np6 Stato eccitato np5,(n+1)s1 Lo stato eccitato di un gas raro assomiglia molto allo stato fondamentale dell’alcalino che lo segue nella tavola periodica. Un alcalino si lega molto bene con un alogeno (F, Cl, Br) Stati energetici del KrF Cinetica chimica e-+ Kr e-+Kr* Kr*+F2 (KrF)*+F. Le reazioni dello ione di Kr possono essere descritte: e- + Kr 2e- +Kr+ e-+F2 Fˉ+F Fˉ+Kr++M (KrF)* + M M serve per la conservazione dell’impulso Laser utilizzato •Laser ad eccimeri a ArF •Lunghezza d’onda 193nm •Energia di un fotone 6.4eV •Intensità ~108W/cm2 •Durata dell’impulso ~10ns •Frequenza ~ 100 Hz •Coefficiente di assorbimento ( nelle specie biologiche) ~104-105 cm-1 •Lo spot del laser ha un diametro di 2 mm Vaporizzazione della cornea L’operazione Rimodellamento della curvatura della cornea tramite il laser ad eccimeri Difetto visivo stabile Visita preliminare Due tecniche maggiormente utilizzate •PRK •Lasik PRK Fotoablazione corneale di superficie •Anestesia topica (colliri anestetici) •Rimozione dell’epitelio •Laser •Lente terapeutica LASIK •Anestesia topica •Taglio lamellare •Il laser incide nel tessuto interno alla cornea Esempio •Occhio miope con grado di miopia pari a 2.75 diottrie. •Per ogni diottria si deve appiattire di 15 mm (zona ottica) •In tot 41.25 mm. •Ogni impulso asporta 0.25 mm di spessore. •Servono 165 impulsi Osservazioni •Stesso laser in entrambi gli interventi •Meccanismo di inseguimento “eyetracker” •Tecnica “Flying spot” Conclusioni •Quest’intervento è particolarmente recente, si applica da circa una decina d’anni. •E’ in continuo sviluppo. •E’ molto preciso. •Si avvale di sviluppi tecnologici.
