Expanding of Excimer Laser Photoablation’s Functionality in Ophthalmology

Expanding of Excimer Laser Photoablation’s Functionality in Ophthalmology = Расширение функциональных возможностей фотоабляции эксимерным лазером в офтальмологии / V. A. Alekseev [et al.] // Приборы и методы измерений. – 2021. – Т. 12, № 3. – С. 175-182.

Abstract

One of the significant weaknesses of excimer laser-based vision correction devices is the difficulty of achieving a required change in the refractive properties of the cornea to sharply focus the image on the retina with distance from the working area (ablation zone) center to the periphery due to a change in the laser beam incidence angle. The study is aimed at improving the quality of laser action on the eye cornea by introducing an optical corrective system into the existing excimer laser vision correction equipment, ensuring the coincidence of the direction of the laser beam incidence on the corneal surface with the normal. It has been shown that the greater the reflection coefficient, the lower the absorbed energy, and the shallower the laser radiation penetration and ablation depths, which reduces the laser action opportunities and quality. When using excimer laser vision correction devices, it has been proposed to change the angle of the laser beam incidence on the cornea with a distance from the working area (ablation zone) center to the periphery during the surgery by introducing an optical corrective system based on a lightweight controllable and movable mirror, which allows achieving the coincidence of the direction of the laser beam incidence on the corneal surface with the normal. The studies have shown that the coincidence of the laser beam incidence on the corneal surface at any point with the normal when using a priori data on the specifics of the patient's eye allows expanding the functional opportunities of excimer laser photoablation, i. e., expand the ablation zone by 30 % and eliminate the possibility of errors caused by the human factor. The technique proposed can be used for excimer laser vision correction according to PRK, LASIK, Femto-LASIK, and other methods. To implement this approach, a patented excimer laser vision correction unit has been proposed with a PCcontrolled optical shaping system comprising galvo motor platforms and galvo mirrors installed on them.

Abstract in another language

Одним из существенных недостатков устройств для коррекции зрения на основе эксимерных лазеров является трудность достижения заданного изменения преломляющих свойств роговицы для чёткой фокусировки изображения на сетчатке с удалением от центра рабочей зоны (зоны абляции) к периферии в связи с изменением угла падения лазерного луча. Целью исследования являлось повышение качества лазерного воздействия на роговицу глаза за счёт введения в существующую аппаратуру для эксимер-лазерной коррекции зрения оптической корректирующей системы, обеспечивающей совпадение направления лазерного луча, падающего на поверхность роговицы, с нормалью. Показано, что чем больше коэффициент отражения, тем меньше поглощённая энергия, тем меньше глубина проникновения лазерного излучения и меньше глубина абляции, что снижает возможности и качество лазерного воздействия. Предложено при использовании устройств для эксимер-лазерной коррекции зрения изменять в процессе операции угол падения лазерного луча на роговицу с удалением от центра рабочей зоны (зоны абляции) к периферии за счёт введения оптической корректирующей системы на основе управляемого, лёгкого подвижного зеркала, что позволяет добиться совпадения направления лазерного луча, падающего на поверхность роговицы, с нормалью. Проведённые исследования показали, что совпадение лазерного луча, падающего на поверхность роговицы в любой точке с нормалью, при использовании априорной информации об индивидуальных особенностях глаза пациента, позволяет расширить функциональные возможности фотоабляции эксимерным лазером, а именно, увеличить зону абляции на 30 % и исключить вероятности ошибок из-за человеческого фактора. Предложенная методика может быть использована для эксимер-лазерной коррекции зрения по методикам PRK, LASIK, Femto-LASIK и др. Для реализации данного подхода предложена защищённая патентом установка для эксимер-лазерной коррекции зрения с управляемой от компьютера оптической формирующей системы, включающей платформы с гальвоприводом и установленными на них гальвозеркалами.