Офтальмохирургическая рефракционная твердотельная лазерная система Российский патент 2021 года по МПК A61F9/08 

Изобретение относится к медицинской лазерной технике и может быть использовано в офтальмологии для проведения операций по изменению кривизны наружной поверхности роговицы с целью устранения аномалий рефракции при миопии, гиперметропии, астигматизме.

Из предшествующего уровня техники известна установка для лазерной коррекции роговицы глаза (см патент РФ №2230538, кл. A61F 9/008, 2004 г.), содержащая импульсно периодический эксимерный лазер, с блоком питания и системой охлаждения, модуль доставки излучения, содержащий диафрагму, двухкоординатный гальваносканер, проекционную линзу, формирующую на поверхности глаза пациента аблирующее пятно излучения хирургического лазера, поворотное дихроичное зеркало, микроскоп, центрирующий лазер видимого диапазона, компьютерную систему управления.

Недостатком известной установки является использование в качестве источника рабочего ультрафиолетового (УФ) излучения аргон-фторного (ArF) эксимерного лазера с длиной волны 193 нм. Эксплуатация названной эксимерной лазерной системы сопряжена с опасностями: наличием токсичного фтора, повышенным давлением в рабочей камере и баллонах, проблемами, связанными с транспортировкой и хранением токсичного газа. Известны особенности конструкции газового эксимерного лазера, которые обуславливают сложность эксплуатации лазерной рефракционной хирургической установки. К таковым относятся: необходимость постоянного контроля за герметичностью газовых магистралей, необходимость регулярного технического обслуживания, направленного на замену рабочей газовой смеси, постоянную калибровку энергии, юстировку и чистку зеркал резонатора, расположенных внутри газовой камеры с агрессивной средой.

Излучение с длиной волны 193 нм активно поглощается парами воды, содержащейся в воздухе операционной, а так же молекулярным кислородом воздуха с образованием озона, который также поглощает УФ излучение. Рабочая смесь эксимерного лазера постоянно деградирует как активно (в ходе генерации излучения) так и пассивно (при хранении), приводя к снижению мощности УФ излучения и необходимости постоянной калибровки энергии, в зависимости от степени износа газовой смеси, температуры внутри газовой камеры в течение рабочего дня, а так же в зависимости от влажности воздуха и содержания в нем озона, что удлиняет время подготовки к операции и снижает общую производительность операционной бригады. Для того чтобы снизить потери УФ энергии за счет поглощения кислородом и парами воды и повысить качество аблирующего пятна с целью получения стабильного клинического результата, установка должна содержать сложные устройства модификации профиля луча, гомогенизирующие распределение плотности энергии в пятне луча, а так же устройства для продувки оптического тракта осушенным газообразным азотом, который затем поступает в воздух операционной, нарушая его естественный состав. При выполнении рефракционных операций с применением эксимерной лазерной системы с длиной волны 193 нм хирург вынужден постоянно следить за гидратацией роговицы, не допуская подсушивания деэпителизированной стромы, либо напротив, удалять излишки слезы и рабочих растворов из конъюнктивальной полости, предотвращая избыточную гидратацию. Наличие вышеперечисленных факторов может приводить к нестабильным клиническим результатам, обусловленным избыточной или недостаточной абляцией ткани роговицы.

Наиболее близким техническим решением к заявленному в изобретении является выбранная в качестве прототипа известная офтальмохирургическая рефракционная лазерная система (см. патент РФ №106837, кл, A61F9/008, 2009 г.), содержащая импульсный лазер, соединенный с блоком питания и системой охлаждения, компьютерную систему управления, осветительную систему, систему аспирации, бинокулярный микроскоп, видеокамеру системы активного слежения, пилотный лазер видимого диапазона, диафрагму, а также модуль доставки излучения, содержащий двухкоординатный гальваносканер, проекционный объектив, поворотные зеркала, в которой в качестве импульсного лазера применен твердотельный импульсный наносекундный лазер с активными элементами на основе кристаллов Nd:YAG (алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом) с длиной волны излучения 1064 нм или Nd:YLF (двойной литий-иттриевый фторид, легированный неодимом) с длиной волны излучения 1047 или 1053 нм, с оптической накачкой импульсной ксеноновой лампой с частотой генерации импульсов 50-100 Гц или блоком светодиодов с частотой повторения импульсов 100-500 Гц, модуляцией добротности резонатора электрооптическим затвором и системой нелинейного преобразования основной длины волны излучения, содержащей нелинейные кристаллы модификации длины волны второй, третьей, четвертой и пятой гармоник, с получением длины волны пятой гармоники смешением длины волны второй и третьей гармоник или смешением длины волны основной и четвертой гармоник, модулем доставки излучения, снабженным блоком регулирования энергии, содержащим фазовую полуволновую пластину (λ/2) и поляризатор в виде стопы пластин из кварцевого стекла, расположенных под углом Брюстера, с частотой генерации импульсов 50-500 Гц, длительностью импульса 5-15 нс, мощностью импульса в пятой гармонике 1-5 мДж, длиной волны в пятой гармонике 209, 211, 213 нм.

В известной офтальмохирургической системе имеется недостаточное обеспечение запаса по уровню выходной энергии пятой гармоники, снижение стабильности энергии пятой гармоники, ухудшение распределения энергии в пятне луча при высокой частоте генерации импульсов (свыше 100 Гц) за счет термооптических искажений в активном элементе и кристалле пятой гармоники. Наличие регулятора уровня энергии, установленного в УФ сегменте тракта излучателя, приводит к снижению точности его работы за счет деградации материала оптических элементов при воздействии УФ излучения. Отсутствие оптического ослабителя-регулятора в ИК сегменте тракта излучателя, приводит к необходимости изменения уровня энергии оптической накачки активного элемента, что приводит к изменению распределения энергии в пятне луча, что в свою очередь приводит к снижению стабильности процесса абляции. Оптическая накачка активного элемента с помощью ксеноновой лампы имеет очень низкий КПД (около 1%) и приводит к дополнительному снижению стабильности за счет постоянной неизбежной деградации лампы накачки. Использование в качестве оптической накачки блока светодиодов, излучающих в видимом спектре, не позволяет получить необходимый уровень накачки при высокой частоте генерации (свыше 100 Гц) за счет перегрева светодиодов и низкого КПД при поглощении видимого спектра излучения активным элементом.

Кроме того, характерная высокая чувствительность твердотельного лазерного излучателя к перепадам температуры воздуха в помещении также приводит к снижению стабильности выходной энергии.

Имеющаяся в прототипе схема расположения двояковыпуклой линзы в формирующей системе установки (между гальваносканером и поворотным зеркалом) технически позволяет получить только короткофокусный объектив, слабой стороной которого является небольшая глубина резкости, что может приводить к существенному изменению плотности энергии в пятне луча при погрешностях позиционирования глаза пациента по вертикали. Вторым отрицательным моментом рассматриваемой схемы являются неизбежные оптические аберрации при сканировании лучом по поверхности линзы.

Еще одним слабым местом оптической схемы прототипа является высокая плотность энергии на зеркалах гальваносканера и поворотных зеркалах, что приводит к их повышенному износу. Это обусловлено отсутствием в представленной схеме оптических элементов, расширяющих диаметр луча и снижающих плотность энергии, расположенных в УФ сегменте оптического тракта установки (между кристаллом 5 гармоники и гальваносканером). Повышенный износ зеркал приводит к повышению стоимости обслуживания установки и снижению стабильности энергии.

Высокие требования к качеству современных рефракционных лазерных систем выражаются в необходимости обеспечения высокой стабильности параметров энергии УФ излучения - уровня энергии и качества распределения энергии в пятне луча. Другим важным показателем качества для современных установок является высокая частота генерации импульсов (300-1000 Гц), которая позволяет ускорить процесс абляции и сократить время проведения операции, что положительно для пациента, а также позволяет уменьшить размер пятна луча на роговице, что улучшает точность воздействия и разрешающую способность формирующей системы лазерной установки.

Задачей заявляемого изобретения является создание офтальмологической хирургической лазерной системы для рефракционных операций с повышенной устойчивостью характеристик энергии излучения при высокой частоте генерации импульсов, высокой разрешающей способностью формирующей системы, что приводит к более предсказуемым и стабильным клиническим результатам.

Поставленная задача решается тем, что в офтальмохирургической лазерной рефракционной системе, содержащей импульсный лазер, модуль доставки излучения, двухкоординатный гальваносканер, поворотные зеркала, бинокулярный микроскоп, пилотный лазер видимого диапазона, видеокамеру системы активного слежения, осветительную систему, систему аспирации, компьютерную систему управления, по-новому реализовано техническое решение получения рабочего ультрафиолетового (УФ) излучения. В качестве источника УФ излучения, применен твердотельный импульсный наносекундный лазер с активными элементами на основе кристаллов Nd:YAG (алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом) или YLF (двойной литий-иттриевый фторид легированный неодимом) с оптической накачкой лазерными инфракрасными диодами, модуляцией добротности резонатора и системой каскадного нелинейного преобразования основной длины волны излучения в излучение второй, третьей (или четвертой) и пятой гармоник, с частотой повторения импульсов 300-1000 Гц, длительностью импульса 5-15 нс, энергией импульса пятой гармоники 1-5 мДж. Применение в качестве активного элемента кристаллов Nd:YAG или YLF, создающих линии излучения: 1064 нм, 1047 нм или 1053 нм, соответственно позволяет получить в пятой гармонике длину волны УФ излучения соответственно 213 нм, 209 нм или 211 нм. Получение рабочей длины волны пятой гармоники может быть достигнуто путем смешения второй и третьей гармоники, либо основной длины волны генерируемого излучения и четвертой гармоники. В предложенной офтальмохирургической рефракционной твердотельной лазерной системе для увеличения энергии УФ излучения и повышения его стабильности лазер выполнен по схеме одномодовый задающий генератор (М²≤1,5) с компенсацией термоискажений - мощный двухпроходовый усилитель (МОРА). Для поддержания стабильной работы системы все нелинейные кристаллы установлены в термостаты, а преобразователь энергии пятой гармоники имеет систему автоматического поддержания энергии (автотрекер). Дополнительно корпус установки снабжен системой термостабилизации. Регулировка уровня выходной энергии достигается встроенным в лазер поляризационным ослабителем основной частоты, расположенным в ИК сегменте излучателя. Формирование размеров пятна лазерного излучения в рабочей зоне обеспечивается панкратическим устройством, расположенным в УФ сегменте излучателя перед гальваносканером.

Сущность заявленного технического решения офтальмохирургической рефракционной твердотельной лазерной системы поясняется оптической схемой блока излучателя (фиг. 1) и обобщенной структурной схемой офтальмохирургической рефракционной лазерной системы (фиг. 2). На поясняющих чертежах принята сквозная нумерация блоков.

Обратимся к оптической схеме блока лазерного излучателя (фиг. 1). Работа лазера основана на получении стимулированного излучения в активном элементе (АЭ) при накачке излучением импульсных лазерных диодов (λ~808 nm). Поглощенное в АЭ (6) излучение переводит ионы Nd3+ в возбужденное метастабильное состояние с длительностью жизни ~ 250 мкс. По достижении пороговой инверсии лазер генерирует импульс когерентного излучения. Лазер состоит из одномодового задающего генератора (осциллятора) и двухпроходного усилителя (МОРА - master oscillator - power amplifier). Резонатор осциллятора - образован двумя "глухими" зеркалами (1) и выходным зеркалом (4). Модуляция добротности лазера производится электрооптическим затвором (ЭОЗ), состоящим из электрооптического (ЭО) кристалла ВВО (2) и двух тонкопленочных поляризаторов (3). Поляризаторы устанавливаются так, что угол падения генерируемого излучения составляет ~54-58°, при этом поляризатор пропускает только "Р" поляризацию излучения. ЭО кристалл располагается так, что бы его оптическая ось совпадала с осью резонатора, а кристаллографические оси X и Z были направлены по направлениям "Р" и "S" поляризаций, определяемым поляризатором. При приложении к ЭО кристаллу ВВО постоянного напряжения (U_λ/4), за счет ЭО эффекта в кристалле происходит превращение линейно-поляризованного излучения, падающего на затвор, в циркулярно поляризованное после прохождения кристалла. Отразившись от зеркала (1) и вторично пройдя через ВВО, излучение становится линейно-поляризованным с "S" поляризацией, отражается от поляризатора и не возвращается в резонатор. Таким образом, потери в резонаторе велики и генерация отсутствует. В момент достижения в активной элементе АЭ (6) наибольшей инверсии на затвор подается импульсное напряжение равное по величине, но противоположное по полярности постоянному U_λ/4. При этом изменения поляризации излучения при прохождении через электрооптический затвор (ЭОЗ) не происходит; добротность резонатора резко возрастает, и лазер генерирует "гигантский" импульс.

Внутрирезонаторный телескоп (10) обеспечивает компенсацию тепловой линзы АЭ и уменьшает тем самым расходимость выходного излучения. Четвертьволновая пластинка (11) служит для снижения (компенсации) термоиндуцированного двулучепреломления в АЭ и оптимизации обратной связи в резонаторе. Использование внутрирезонаторного телескопа и диафрагмы (20) обеспечивает получение одномодового (ТЕМ₀₀) излучения с Гауссовым распределением энергии в пятне генерации. Отводящая пластинка (7) направляет около 1% выходной энергии осциллятора на фотоприемник (23), который осуществляет мониторинг выходного излучения основной частоты осциллятора. Для увеличения энергии генерации излучение осциллятора поворотным зеркалом (9) и поляризатором (3) вводится в АЭ (12) двухпроходового усилителя. Линза (8) обеспечивает эффективное заполнение АЭ усилителя и компенсацию его тепловой линзы. Поляризация излучения после двукратного прохождения четвертьволновой пластинки (11) меняет свою поляризацию с вертикальной (S по отношению к поляризатору (3) на горизонтальную и (Р по отношению к поляризатору) и направляется в поляризационный ослабитель (аттенюатор), образованный полуволновой пластинкой (13) и поляризатором (3). Разворот пластинки (13) вокруг ее оси производит плавное ослабление излучения основной частоты без изменения пространственных и временных параметров генерации. Телескоп (14) снижает лучевую нагрузку на нелинейные кристаллы.

Преобразование излучения основной частоты (ОЧ) в излучение второй гармоники (ВГ) осуществляется в кристалле КТР (16), вырезанном для преобразования по II типу скалярного 90° синхронизма (оее) или кристалле LBO, вырезанном для преобразования по I типу скалярного синхронизма. Угол между плоскостями поляризации излучения ВГ и ОЧ (на входе в КТР) составляет 45°. Вращатель из оптически активного кварца (15) поворачивает вертикальную плоскость поляризации ОЧ на 45°, обеспечивая поляризацию излучения ВГ в горизонтальной плоскости. Фотоприемник (23) позволяет контролировать энергию ОЧ. Внутрирезонаторная шторка (5) служит для прерывания генерации без остановки работы накачки - лазерных диодов (ЛД).

Преобразование излучения ОЧ и ВГ в излучение третьей гармоники (ТГ) производится в кристалле LBO (17), вырезанном для преобразования по I (первому) типу скалярного синхронизма. Для повышения стабильности выходной энергии и предохранения от влажности кристалл ТГ (17), а также кристаллы второй и пятой гармоники помещены в термостаты, обеспечивающие поддержание температуры кристалла с точностью не хуже ±0.5°С. Излучение ТГ возникает в результате суммирования в кристалле LBO ОЧ с горизонтальной (о) и ВГ с горизонтальной (о) поляризациями и имеет вертикальную (е) поляризацию.

Излучение ТГ и ВГ используются для дальнейшего преобразования в излучение пятой гармоники. Призма АР-90° (18) направляет излучение ВГ и ТГ в кристалл пятой гармоники (21).

Излучение пятой гармоники (ПГ) возникает в результате нелинейного преобразования излучения ВГ и ТГ в кристалле ВВО, который вырезан для преобразования по I типу скалярного синхронизма (оое). Для обеспечения необходимой вертикальной плоскости поляризации излучения (о) ВГ и ТГ (излучение гармоник должно быть поляризовано в плоскости перпендикулярной главной плоскости кристалла (о) установлен вращатель из оптически активного кварца (19), который поворачивает горизонтальную плоскость поляризации излучения ВГ лазера накачки на ~90°, оставляя плоскость поляризации ТГ вертикальной. Излучение ПГ отделяется от излучения ВГ, ТГ и остаточного излучения ОЧ призменным блоком (22) из кристаллов CaF₂. УФ излучение ПГ выводится вверх из излучателя поворотным зеркалом (28), которое пропускает красное излучение (650 нм) прицельного (пилота) лазера (27) и отражает только УФ излучение ПГ.

Непреобразованное излучение ОЧ, ВГ и ТГ поглощается ловушкой (26), вынесенной за защитный кожух излучателя.

Прицельный (пилот) красный лазер (27), (650-670 нм) служит для «провешивания» и контроля невидимого УФ излучения ПГ вне блока излучателя.

Настройка кристалла ВВО пятой гармоники на синхронизм (максимум энергии пятой гармоники) и его поддержание производится автоматически из программы управления лазера по сигналу встроенного фотоприемника (29). Внешний расширяющий телескоп (24), путем плавной регулировки межлинзового расстояния выполняет роль длиннофокусного панкратического объектива (объектива с регулируемым фокусным расстоянием), обеспечивая лучевую разгрузку поворотных зеркал модуля доставки излучения (46), включая зеркала гальваносканера, и выбор оптимального размера пятна излучения пятой гармоники в рабочей зоне. Дополнительная шторка (25) предназначена для прерывания излучения ПГ без выключения лазера, что обеспечивает стабильность выходных параметров гармоники

Для описания работы обратимся к фиг. 2, на которой представлена обобщенная структурная схема офтальмохирургической рефракционной лазерной системы. На схеме обозначены: блок лазерного излучателя (30) (подробная оптическая схема которого приведена на фиг. 1), соединенный с блоком питания лазера (31) и компьютерной системой управления (32), системой охлаждения лазера (33), системой аспирации (34), системой термостабилизации корпуса (35) и блоком питания осветительной системы (36). Блок питания лазера и система охлаждения обеспечивают питание лазерных диодов, управление параметрами генерации лазера и поддержание оптимального теплового режима лазерных диодов накачки и активных элементов лазера. Система термостабилизации корпуса минимизирует тепловые деформации механооптических элементов, повышая стабильность энергетических параметров.

Модуль доставки излучения (46) содержит двухкоординатный гальваносканер (37), представляющий собой два перпендикулярно расположенных зеркала (38), смонтированные на осях высокоточных гальваномоторов, управляемых общей компьютерной программой системы управления (32) через интерфейсную плату, два поворотных, перпендикулярно расположенных зеркала (39), обеспечивающие попадание рабочего излучения с длиной волны 209 нм, 211 нм или 213 нм и излучения пилотного лазера (27), обозначенного на фиг. 1, с длиной волны 650-670 нм на поверхность роговицы пациента. Автономный блок питания осветительной системы (36) питает электроэнергией кольцевой светодиодный осветитель (41), имеющий регулятор интенсивности света.

Видеокамера (45), снабженная объективом (44), совмещенная с бинокулярным микроскопом (43), позволяет отслеживать движения глаза и транслирует изображение операционного поля на экран компьютерного монитора. Модуль доставки излучения (46) содержит два дополнительных прицельных лазера видимого диапазона (40), расположенных под углом 45 градусов к оси луча пилотного лазера (27, фиг. 1).

Офтальмохирургическая твердотельная рефракционная лазерная система работает следующим образом. Перед началом операции в компьютерную систему (32) управления установкой вводятся индивидуальные показатели субъективной рефракции пациента: величина сферической рефракции, величина цилиндрической рефракции, величина оси астигматизма, величина исходной кривизны роговицы, а также величины оптической и переходной зон. Программа управления системой содержит алгоритм, рассчитывающий последовательность координат для перемещения аблирующего пятна на поверхности роговицы глаза в зависимости от введенных индивидуальных параметров, размера и профиля лазерного луча, а также величины энергии в импульсе. Алгоритм расчета координат устроен таким образом, чтобы результирующая кривизна поверхности роговицы обеспечивала оптической системе глаза эмметропическую рефракцию.

Вне момента операционного вмешательства лазерное излучение не попадает в модуль доставки излучения (46), а с помощью электромеханической шторки (25, фиг. 1) отсекается от последнего. При выходе рабочего луча из корпуса лазера с ним соосно совмещается излучение пилотного лазера (27, фиг. 1). Далее соосные лучи попадают в двухкоординатный гальваносканер (37), который позиционирует зеркала (38) в соответствии с заранее рассчитанными координатами для выполнения процедуры абляции на роговице конкретного пациента с учетом поправок, выдаваемых системой активного слежения за глазом в режиме реального времени. Пилотный и рабочий лучи попадают на поворотные зеркала (40), которые направляют лучи на поверхность роговицы пациента, расположенной под срезом оптического тракта лазерной рефракционной установки. Наведение и центровка рабочего луча производится путем совмещения оси луча пилотного лазера (27, фиг. 1) и лучей нацеливающих лазеров (40) с оптической прицельной сеткой операционного микроскопа (43). Видеокамера (45) с объективом (44), закрепленная на микроскопе (43), направлена на операционное поле. Видеокамера (45) производит фиксацию положения глаза пациента с частотой съемки до 1000 Гц. Видеоряд передается в общую программу управления и обрабатывается по специальному алгоритму с вычислением абсолютных координат положения оптического центра роговицы пациента. Перед началом операции пациент должен установить и зафиксировать взгляд на сигнальный светодиод, расположенный в блоке микроскопа (43) соосно с лучом пилотного лазера (27, фиг. 1). Хирург, манипулируя джойстиком операционного стола и клавишами управления установкой, совмещает оптический центр роговицы, определяемый по отражению луча пилотного лазера (27, фиг. 1) от макулы сетчатки глаза с центром виртуальной разметки системы активного слежения, отображаемым на компьютерном мониторе, транслирующем видеоизображение операционного поля с учетом угла "гамма", индивидуального для каждого пациента. Далее система активного слежения будет проводить мониторинг положения глаза, и выдавать координаты смещения глаза в реальном режиме времени в общую программу управления. Хирург включает систему аспирации и подтверждает начало операции нажатием ножной педали включения генерации. Перед проведением генерации очередного импульса лазерного излучения в заранее рассчитанную координату вводится поправка в соответствии с реальным положением глаза. Результирующая координата подается на блок управления зеркалами гальваносканера (37), которые устанавливаются в нужную позицию. После получения сигнала синхроимпульса, подтверждающего готовность зеркал (38) гальваносканера (37), подается напряжение на электрооптический затвор (2, фиг. 1), который обеспечивает генерацию рабочего импульса наносекундной длительности. Основное излучение лазера преобразуется в ультрафиолетовое излучение пятой гармоники, которое проходит через элементы оптического тракта и попадает на поверхность роговицы в заданную точку. Продукты абляции ткани роговицы удаляются системой аспирации (34) через патрубок (42). После этого рабочий цикл повторяется. При отклонении глаза из границ операционного поля на величину, более заданной, система управления (32) блокирует прохождение лазерного луча в оптическом тракте. Система управления (32) устанавливает зеркала (38) гальваносканера (37) в нерабочее положение, обеспечивающее отклонение оси рабочего луча в специальную оптическую ловушку и перекрывает траекторию луча дополнительной шторкой (25, фиг. 1). После корректировки положения глаза пациента хирург подтверждает продолжение операции нажатием ножной педали. Система управления (32) открывает заслонку (25, фиг. 1) и возвращает зеркала (38) гальваносканера (37) в рабочее положение.

После окончания абляции поверхность роговицы имеет оптически правильную поверхность, новая кривизна которой в сочетании с другими оптическими элементами глаза (стекловидное тело, хрусталик) обеспечивают эмметропическую рефракцию.

Положительными конструктивными свойствами твердотельной лазерной рефракционной системы являются: отсутствие расходных газовых смесей, отсутствие токсичного элемента (фтора) в установке, отсутствие газонаполненной камеры, газовых баллонов, герметичных газовых соединений, клапанов, сменных фильтров, а также малый вес системы. Высокая стабильность энергетических показателей в течение всего срока службы установки, нахождение зеркал резонатора, активных элементов, источника оптической накачки и других оптических элементов в неагрессивной нетоксичной среде, высокая автономность и быстрый выход на рабочий режим при включении установки, обеспечивают высокие эргономические показатели и удобство обслуживания.

Лазер, выполненный по схеме МОРА с одномодовым осциллятором, обеспечивает компенсацию термооптических искажений и двулучепреломления при высокой частоте генерации, позволяя получить правильную круглую форму профиля луча и равномерное Гауссово распределение энергии в пятне луча, уменьшить диаметр пятна, что повышает разрешающую способность формирующей системы установки, позволяет улучшить качественные показатели абляции и повысить гладкость оптической зоны оперируемой поверхности роговицы.

Мощный двухпроходовый усилитель позволяет получить двухкратный запас мощности, повышая ресурс установки и стабильность энергии. Наличие автотрекера кристалла пятой гармоники обеспечивает высокие показатели стабильности энергетических параметров от импульса к импульсу, обеспечивая точность заданного объема абляции ткани роговицы и запланированную рефракцию.

Система имеет телескоп перед преобразователями ВГ, ТГ и ПГ, что позволяет оптимизировать лучевую нагрузку на нелинейные кристаллы и другие оптические элементы внешнего тракта, повысив их ресурс. Панкратический телескоп, расположенный перед гальваносканером, выполняющий роль длиннофокусного объектива, уменьшает лучевую нагрузку на зеркала сканера и поворотные зеркала, а также позволяет отказаться от дополнительного короткофокусного проекционного объектива перед поворотными зеркалами, и, соответственно, исключает аберрации связанные со сканированием луча по объективу и повышает глубину резкости формирующей системы установки, что повышает стабильность пространственных характеристик распределения энергии в пятне луча на поверхности роговицы даже при погрешностях вертикального позиционирования глаза пациента, что особенно важно при персонализированной абляции. Поляризационный ослабитель энергии основной частоты позволяет исключить необходимость изменения уровня оптической накачки активного элемента, что обеспечивает постоянные пространственные характеристики распределения энергии.

Наличие системы термостабилизации корпуса установки повышает стабильность ее работы, упрощает техническое обслуживание и повышает технический ресурс.

Названные преимущества предложенной системы позволяют получать более предсказуемые, точные и стабильные клинические результаты.

Опытный образец офтальмохирургической рефракционной твердотельной лазерной системы разработан и изготовлен в АО "Межрегиональная клиника", г. Ярославль.

Изобретение относится к медицинской лазерной технике и может быть использовано в офтальмологии для проведения операций по изменению кривизны наружной поверхности роговицы с целью устранения аномалий рефракции при миопии, гиперметропии, астигматизме. Офтальмохирургическая рефракционная твердотельная лазерная система содержит твердотельный импульсный наносекундный лазер с активными элементами на основе кристаллов Nd:YAG (алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом) с длиной волны излучения 1064 нм с модуляцией добротности резонатора электрооптическим затвором и каскадным нелинейным преобразованием основной длины волны излучения в излучение второй, третьей и пятой гармоник, с получением длины волны пятой гармоники смешением второй и третьей гармоник длиной волны в пятой гармонике 213 нм, длительностью импульса 10 нс, энергией импульса пятой гармоники 1 мДж, частотой повторения импульсов 300 Гц, твердотельный лазер соединен с блоком питания, системой аспирации, осветительной системой, снабженный пилотным лазером видимого диапазона, видеокамерой системы активного слежения, совмещенной с бинокулярным микроскопом, модулем доставки излучения, содержащим поворотные зеркала и двухкоординатный гальваносканер, имеющая общую компьютерную систему управления. Твердотельный лазер выполнен по схеме одномодовый задающий генератор с компенсацией термооптических искажений - мощный двухпроходовый усилитель, с накачкой лазерными диодами, с автотрекером пятой гармоники, панкратической системой, установленной перед гальваносканером, поляризационным ослабителем энергии основной частоты, содержащим фазовую полуволновую пластину (λ/2) и поляризатор. Корпус системы снабжен системой термостабилизации. Применение изобретения позволит получить повышенную устойчивость характеристик энергии излучения при высокой частоте генерации импульсов, высокую разрешающую способность формирующей системы. 2 ил.

Офтальмохирургическая рефракционная твердотельная лазерная система, содержащая твердотельный импульсный наносекундный лазер с активными элементами на основе кристаллов Nd:YAG (алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом) с длиной волны излучения 1064 нм с модуляцией добротности резонатора электрооптическим затвором и каскадным нелинейным преобразованием основной длины волны излучения в излучение второй, третьей и пятой гармоник, с получением длины волны пятой гармоники смешением второй и третьей гармоник длиной волны в пятой гармонике 213 нм, длительностью импульса 10 нс, энергией импульса пятой гармоники 1 мДж, частотой повторения импульсов 300 Гц, твердотельный лазер соединен с блоком питания, системой аспирации, осветительной системой, снабженный пилотным лазером видимого диапазона, видеокамерой системы активного слежения, совмещенной с бинокулярным микроскопом, модулем доставки излучения, содержащим поворотные зеркала и двухкоординатный гальваносканер, имеющая общую компьютерную систему управления,

отличающаяся тем, что твердотельный лазер выполнен по схеме одномодовый задающий генератор с компенсацией термооптических искажений - мощный двухпроходовый усилитель, с накачкой лазерными диодами, с автотрекером пятой гармоники, панкратической системой, установленной перед гальваносканером, поляризационным ослабителем энергии основной частоты, содержащим фазовую полуволновую пластину (λ/2) и поляризатор, корпус системы снабжен системой термостабилизации.