3.8. Требования к алгоритму сканирования при выполнении реза

    Алгоритм сканирования установки для формирования клапана во многом определяет ее возможности. Необходимо исключить повторное попадание импульса в одну и ту же точку и обеспечить определенный порядок следования импульсов. Если задать раскручивание сканирования по спирали, то при таком круговом движении при приближении к центру роговицы возникает особая точка, когда расстояние между аппликациями уменьшается. Для того, чтобы сохранить постоянное расстояние между пятнами, необходимо сканировать с постоянной линейной скоростью, при этом в центре роговицы угловая скорость сканирования стремится к бесконечности. Для решения этой проблемы нужно уменьшать частоту импульсов лазера и, соответственно, линейную скорость сканирования в пределах зоны порядка 1 мм. Такое усложнение алгоритма сканирования представляет собой сложную техническую задачу. Поэтому растровое сканирование предпочтительнее кругового.

    В случае растрового сканирования в центре роговицы автоматически получается постоянная линейная скорость сканирования, а проблемы сближения точек аппликации (развороты направления сканирования) переносятся на периферию, где можно при приближении к краю клапана, или при обратном движении от края, пропускать несколько очередных импульсов, тем самым избегая сближения точек воздействия.

    Для практически плотной упаковки фемтолазерными воздействиями всей плоскости реза необходимо подобрать соотношение скоростей основного растрового сканирования и сканирования по ширине полосы растра. Как показывает математическое моделирование, таких сочетаний скоростей сканирования и ширины полосы может быть много, и конкретная техническая реализация может зависеть еще от возможностей технической выполнимости.

    В частности, при диаметре пятна 1-3 мкм требование, чтобы расстояние между соседними фемтолазерными воздействиями составляло 2-3 мкм, обеспечивается при скорости растрового сканирования 100 мм/сек и сканирование по ширине полосы 200 мкм со скоростью 4 - 5 м/сек.

    Как и в лучших зарубежных фемтолазерных установках, для формирования угла вреза края клапана целесообразным представляется сканирование лазера по спирали вдоль всего диаметра клапана, начиная от заданной глубины клапана по направлению к передней поверхности роговицы. Сканирование с передней поверхности роговицы вглубь невозможно из-за образования кавитационных пузырьков, которые будут препятствовать прохождению лазера в глубжележащие слои роговицы.

    Следовательно, все сканирование лазерного луча идет сначала для формирования горизонтально реза клапана, после чего идет сканирование для формирования угла вреза.

    Таким образом, для эффективного формирования роговичного клапана конструкционные параметры современной фемтолазерной установки должны соответствовать следующим требованиям:

    1. Длина волны фемтолазерного излучения в диапазоне 1020-1060 нм;

    2. Энергия одиночного фемтолазерного импульса от 0,3 до 0,9 мкДж;

    3. Диаметр фемтолазерного пятна в фокусе в диапазоне 1-3 мкм;

    4. Расстояние между соседними фемтолазерными воздействиями 2-3 мкм;

    5. Глубина реза от 1 до 3 мкм;

    6. Частота генерации фемтолазерных импульсов 1 МГц;

    7. Растровый алгоритм сканирования при скорости 100 мм/сек и сканирование по ширине полосы 200 мкм со скоростью 4 - 5 м/сек, со спиральным алгоритмом сканирования для формирования угла вреза края клапана.