3.4. Требования к диаметру фемтолазерного пятна в фокусе

     Применение отечественной фемтолазерной установки для создания роговичного клапана обеспечивает избирательное воздействие излучения, минимизируя повреждение прилегающих к срезу зон и делая воздействие при выполнении среза наиболее безопасным, что определяется, в частности, диаметром пятна в фокусе. Требования к основным параметрам отечественной фемтолазерной установки, применяемой для создания роговичного клапана, определяются также качеством его внутренней поверхности и поверхности стромального ложа. Качество поверхности можно представить в виде двух составляющих: главной составляющей, описываемой (или измеряемой) конечным рядом полиномов Цернике и второй составляющей, не представимой конечным рядом полиномов Цернике вследствие малости значений протяженности иррегулярностей, но достаточной глубины, значительно превосходящей длину волны, чтобы создавать существенное рассеяние светового потока на этих поверхностях.

    Регулярную составляющую качества поверхности, описываемую конечным рядом Цернике, примем порядка 8. Такой порядок выбран из следующих соображений. В работе [79] установлено, что на узком зрачке коррекция аберраций до 4-го порядка по Цернике является достаточной для достижения дифракционного предела разрешения с числом Штреля 0,8 и устранение аберраций более высокого порядка на узком зрачке к улучшению рефракционного результата операции не приведет. На широком зрачке значение числа Штреля 0,8 достигается при устранении аберраций 8-го порядка по Цернике и устранение аберраций более высокого порядка не приведет к улучшению результата.

    Поэтому качество поверхности клапана и ложа более высокое, чем вышеуказанное, не имеет смысла для достижения необходимого рефракционного результата.

    В работе [36] рассмотрено рассеяние света при прохождении через границы клапана с мелкими иррегулярностями и исследовано уменьшение качества ретинального изображения вследствие диффузного рассеяния. Заметное (20-процентное) размытие границ ретинального изображения вследствие диффузного рассеяния имеет место при глубине иррегулярностей 6 мкм и корреляции вдоль поверхности 12 мкм, представляющее собой характерный размер иррегулярности вдоль поверхности. Такие иррегулярности могут быть тканевыми «мостиками», имеющими диаметр 12 мкм и высоту 6 мкм.

    В математической модели задали максимально плотное расположение импульсов диаметра d на максимально большой площади среза диаметра 10,0 мм.

     Максимально плотное расположение импульсов диаметра d реализуется при плотном покрытии круга диаметра 10 мм правильными шестиугольниками со стороной, равной:

    При этом не принимали во внимание физический процесс возникновения и развития плазмы при фоторазрушении, а добивались максимально плотного расположения (без перекрытия) фемтолазерных импульсов для оценки диапазона допустимых значений диаметра пятна d.

    Также учитывали, что лазерные импульсы имеют круглую форму и даже при плотном их расположении, формирование фемтосекундного среза невозможно без тканевых «мостиков», зоны которых приводят к потере качества поверхности (Рисунок 13). Чем больше диаметр импульса, тем больше зона тканевых мостиков (без учета увеличения в размерах кавитационных пузырьков).

    На рисунке 14 представлена зависимость потери качества двух поверхностей – внутренней поверхности клапана и поверхности стромального ложа из-за суммарного рассеяния света на микроиррегулярностях.

    На основании анализа зависимости потери качества поверхностей клапана и ложа (%) от диаметра пятна в фокусе d (мкм) представляется целесообразным сделать заключение, что диаметр пятна должен находится в диапазоне 1-3 мкм, чтобы максимальные потери качества поверхностей из-за дискретного реза не превосходили 5% и, в то же время, пренебречь потерями 0,8% и тем самым не допустить большого числа импульсов (более 10 млн) на обеспечение реза максимально большого клапана диаметром 10,0 мм.