Το ArF excimer laser

Σκοπός της εργασίας ήταν η εξέλιξη των συστηµάτων excimer laser που χρησιµοποιούνται στη φωτοδιαθλαστική χειρουργική από το 1983 µέχρι σήµερα. Οι τύποι των laser ποικίλουν ανάλογα µε το µήκος κύµατος και τις εφαρµογές αυτών. Έτσι, υπάρχουν laser των οποίων το µήκος κύµατος εκτείνεται από τις ακτίνες Χ, έως το µακρινό υπέρυθρο. Τα κυριότερα laser που χρησιµοποιούνται στην οφθαλµολογία είναι: 1: laser Ar και Kr για φωτοπηξία (αποκόλληση αµφιβληστροειδή) 2: YAG laser: δηµιουργία µικροσκοπικής σφαίρας πλάσµατος στο στόχο => δηµιουργία ωστικών κυµάτων που τρυπούν το στόχο (ινώδη στοιχεία του υαλοειδούς ή ένα θολωµένο περιφάκιο) 3: excimer laser: φωτοδιαθλαστική χειρουργική Το ArF excimer laser Η εκκένωση θα πρέπει να είναι οµογενής σε όλο το µήκος του χώρου που περιέχει το ενεργό υλικό, πράγµα το οποίο πραγµατοποιείται µε ταυτόχρονη εκκένωση µεγάλης συστοιχίας πυκνωτών κάθετα στο ν οπτικ ό άξονα του laser (εικόνα 1). Επίσης, στη διατήρηση της οµογενούς εκκένωσης βοηθά και ο προϊονισµός του αερίου (κάποια µορφή ιονισµού Εικόνα 1 που προηγείται του παλµού τάσης ο οποίος παράγει τη διέγερση του αερίου. Εικόνα 2 πυκνωτών να γίνε ται πολύ γρήγορα. Η άντληση του ArF excimer laser θα πρέπει να είναι αρκετά γρήγορη ~ 2-4 ns από τη στιγµή που κλείνει το κύκλωµα. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη χρήση λυχνίας Thyratron αντί κάποιου µ ηχανικού διακόπτη, ούτως ώστε η εκφόρτιση των

Το ενεργό υλικό του ArF excimer laser αποτελείται από ένα αδρανές αέριο (He) και µίγµα αερίων Ar-F (σε µικρές συγκεντρώσεις) τα οποία είναι διεγερµένα σε υψηλότερη ενεργειακή στάθµη µε τη βοήθεια ηλεκτρισµού (χιλιάδων Volt). Η διαδικασία που πραγµατοποιείται είναι η εξής: τα διεγερµένα µέσω της ηλεκτρικής εκκένωσης ηλεκτρόνια, έχουν µεγάλες κινητικές ενέργειες, που τις µεταφέρουν µέσω κρούσεων στα µόρια του φθορίου (τα οποία διασπώνται) και στα µόρια του αργού (τα οποία διεγείρονται σε στάθµη µε µεγαλύτερη ενέργεια). Το διεγερµένο αργό συµπεριφέρεται σαν αλκάλιο και ενώνεται εύκολα µε το αλογόνο (F) (το διεγερµένο e µεταφέρεται από το Ar* στο F => ιοντικός δεσµός µεταξύ Ar F). Έτσι δηµιουργούνται τα αποκαλούµενα διεγερµένα διµερή τα οποία έχουν χρόνο ζωής ίσο µε το χρόνο παραµονής τους στη διεγερµένη κατάσταση - µερικά ns. ράση laser παράγεται κατά τη µετάπτωση από την υψηλότερη στη χαµηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Όταν το µόριο, αφού έχει ήδη υποστεί τη µετάπτωση laser, φθάσει στη βασική κατάσταση, διασπάται αµέσως σύµφωνα µε την αντίδραση: Ar*F => Ar + F + γ (6,4 ev) Από τη στιγµή της αποδιέγερσης µέχρι να σπάσει ο χηµικός δεσµός µεσολαβεί χρόνος ~ 1ps. Μετά από ένα αριθµό παλµών, το αέριο φθείρεται και πρέπει να αντικατασταθεί (συνήθως όταν η τάση µέσα στην οπτική κοιλότητα φτάσει στη µέγιστη τιµή της) Εκτός από το ArF excimer laser, του οποίου το µήκος εκποµπής είναι τα 193 nm (και η απόδοσή του είναι ~ 2%), ανάλογα µε το ενεργό υλικό της κοιλότητας, έχουµε διάφορους τύπους excimer laser: ArF (193 nm) KrF (248 nm) XeF (351 nm) KrCl (222 nm) XeCl (308 nm) τα οποία όµως,δίνουν υπεριώδη ακτινοβολία µε παρόµοιες ιδιότητες: Χαµηλή συµφωνία, µονοχρωµατικότητα και κατευθυντικότητα Υψηλή ενίσχυση

Τυπική διάρκεια παλµού 10-20 ns FWHM Συνολική ενέργεια της τάξης των δεκάδων ή εκατοντάδων mj Αλληλεπίδραση laser-ιστού. Γιατί το ArF excimer laser (193 nm) είναι το καταλληλότερο για τη διαθλαστική χειρουργική; Εικόνα 3 YAG lasers: τα αποτελέσµατα της φωτοδιάσπασης εξαρτώνται από τα shockwaves και το σπάσιµο των δεσµών 248 nm: απαιτεί µεγάλη πυκνότητα ενέργειας για τα ίδια αποτελέσµατα ablation, προκαλεί αλλοιώσεις στα κύτταρα 308 nm: παρουσιάζει κίνδυνο εµφάνισης καταρράκτη 193 nm: το καταλληλότερο για την εκτοµή επιφανειακών στιβάδων του κερατοειδή γιατί: εν προκαλεί επικίνδυνες βλάβες στο DNA των κερατοκυττάρων, γιατί το βάθος διείσδυσης της ακτινοβολίας είναι µικρότερο από τις διαστάσεις ενός κυττάρου Απόσπαση ιστού µε ακρίβεια µm Χρησιµοποιεί µικρότερη πυκνότητα ενέργειας εν προκαλεί καταρρακτογένεση Αφήνει πιο λεία επιφάνεια µετά τη φωτοαποδόµηση (δεν επηρεάζει τα γειτονικά κύτταρα) (εικόνα 4) Εικόνα 4

Τα πρώτα πειράµατα φωτο-εκτοµών στον κερατοειδή µε excimer laser, πραγµατοποιήθηκαν το 1983 από τον Trokel. Εκρηκτική φωτοαποδόµηση (ablative photodecomposition) στον κερατοειδή Εικόνα 5 Ο παλµός του excimer laser κατευθυνόµενος προς τον κερατοειδή απορροφάται από ένα επιφανειακό στρώµα του (Εικόνα 5). Το βάθος διείσδυσης, εκτιµάται σε µερικά µm. Κατά την απορρόφηση πραγµατοποιούνται διασπάσεις των µοριακών δεσµών των δοµικών στοιχείων του κερατοειδή (Εικόνα 6). Η διάσπαση θεωρείται κατά βάση φωτοχηµική. Η απορρόφηση της ακτινοβολίας πραγµατοποιείται κυρίως στο πλέγµα των ινών κολλαγόνου, ενώ το ενδιάµεσο νερό απορροφά µικρό σχετικά ποσοστό της ακτινοβολίας. Ταυτόχρονα µε τη φωτοδιάσπαση, αναπτύσσεται µια βαθµίδα πίεσ ης η οποία τείνει να αποκολλήσει τα θραύ σµατα, από την επιφάνεια. Για συνήθεις πυκνότητες ενέργειας η πίεση Εικόνα 6

κοντά στην επιφάνεια µπορεί να φτάσει τα 100 bar. Αυτή η βαθµίδα πίεσης, δίνει στα προϊόντα της φωτοχηµικής διάσπασης τη δυνατότητα απόκτησης υπερηχητικών ταχυτήτων κινούµενα περίπου κάθετα στην επιφάνεια Η διαδικασία της αποµάκρυνσης ολοκληρώνεται σ ε χρόνους της τάξης των µs ( Εικόνα 6). Όσο βαθύτερα βρίσκεται η ίνα κολλαγόνου τόσο µειώνεται η ενέργεια η οποία έχει εναποτεθεί σε αυτήν, ενώ αντίθετα οι επιφανειακές διασπώνται σε µικρότερα τµήµατα τα οποία είναι ευκολότερο να αποµακρυνθούν από την επιφάνεια Υπάρχει ένα κρίσιµο βάθος (το οποίο εξαρτάται από την ένταση της ακτινοβολίας) πάνω από το οποίο, το ακτινοβολούµενο υλικό αποµακρύνεται από το υπόστρωµα. Σε περίπτωση που η πυκνότητα ενέργειας είναι χαµηλότερη από ένα συγκεκριµένο κατώφλι (ablation threshold), η διαδικασία φωτοεκτοµής δεν πραγµατοποιείται Το κατώφλι φωτοεκτοµής για τον ανθρώπινο κερατοειδή είναι ~ 40 mj/cm 2. Ρυθµός φωτοαποδόµησης Ο ρυθµός φωτοαποδόµησης (ablation rate) ισούται µε το πάχος του ιστού που εκτέµνεται από έναν παλµό. Το βάθος του κρατήρα που µένει στο σηµείο της ακτινοβόλησης εξαρτάται από την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, τον αριθµό των παλµών καθώς και τη χρονική διάρκεια αυτών και τη συχνότητα ακτινοβόλησης (repetition rate). Η σχέση που συνδέει το ρυθµό φωτοαποδόµησης µε την επιφανειακή πυκνότητα ενέργειας είναι: A = 0.3 ln F F thr όπου Α είναι ο ρυθµός φωτοαποδόµ ησης (µm/π αλµό), F είναι η πυκνότητα ενέργειας και Fthr το κατώφλι φωτοεκτοµής (50 mj/ cm 2 ). Για F< F thr έχουµε αφαίρεση απειροελάχιστου υλικού < 0.05 µm/παλµό Το βάθος αφαίρεσης d ανά παλµό αυξάνεται έντονα µε την ένταση του laser (βλ. γραφική παράσταση)

Για F F thr το βάθος αφαίρεσης ανά παλµό µεταβάλλεται λογαριθµικά F d ~ ln Fthr Για F>>F thr η σχέση γίνεται σχεδόν γραµµική d~f-f 0 F 0 η πυκνότητα ενέργειας λίγο πάνω από το κατώφλι Οι πυκνότητες ενέργειας που χρησιµοποιούνται στον κερατοειδή κυµαίνονται από 120-225 mj/ cm 2 και ο ρυθµός φωτοεκτοµής, είναι 0.25 µm/παλµό. Ablation: «υσάρεστες» επιπτώσεις 1. Θερµική δράση: Μεγάλο ποσοστό της ενέργειας του κάθε παλµού του laser χρησιµοποιείται, για τη φωτοχηµική διάσπαση των ινών του κολλαγόνου. Η περίσσεια της ενέργειας µετατρέπεται σε κινητική ενέργεια των θραυσµάτων και σε θερµότητα. Επίσης µέρος της ενέργειας του παλµού απορροφάται από στοιβάδες παρακείµενες σε αυτές που εκτέµνονται, για τις οποίες η πυκνότητα ενέργειας είναι χαµηλότερη από το κατώφλι φωτοεκτοµής. Έτσι, αυτές οι περιοχές, θερµαίνονται άµεσα. Σαν αποτέλεσµα. η θερµοκρασία της ελεύθερης επιφάνειας του ακτινοβολούµενου κερατοειδή κατά τη διάρκεια φωτοεκτοµής µε επαναλαµβανόµενους παλµούς έχει αυξάνεται κατά ~8 C (εξαρτάται από το repetition rate και την πυκνότητα ενέργειας του laser) 2. ευτερογενής ακτινοβολία: Η ακτινοβολία του ArF excimer laser δεν προκαλεί επικίνδυνες βλάβες στο DNA των κερατοκυττάρων που βρίσκονται διάσπαρτα στο στρώµα του κερατoειδή. Υπάρχουν όµως κίνδυνοι από τη δευτερογενή ακτινοβολία φθορισµού του ιστού. Η δευτερογενής ακτινοβολία εκπέµπεται κυρίως στην περιοχή µεταξύ 260 και 290 nm. Σε καλλιέργειες ζυµοµυκήτων οι οποίες ακτινοβολήθηκαν µε Excimer laser µε δόσεις αντίστοιχες µε αυτές που χρησιµοποιούνται σε µία τυπική επέµβαση διόρθωσης µυωπίας παρατηρήθηκε ενζυµατική δραστηριότητα επιδιόρθωσης του DNA σε αποστάσεις ακόµ η και 2cm από το σηµείο ακτινοβόλησης. Με βάση αυτήν την παρατήρηση, το σκληροκερατοειδικό όριο στο οποίο πραγµατοποιείται ο πολλαπλασιασµός των επιθηλιακών κυττάρων και είναι πιθανό σηµείο εµφάνισης επιθηλιακής νεοπλασίας, βρίσκεται εντός της ζώνης επίδρασης του κάθε παλµού του laser που χρησιµοποιείται για την ακτινοβόληση του κερατοειδή.

3. Παράλληλα, δευτερογενής ακτινοβολία στην περιοχή µεταξύ 295 και 320nm η οποία έχει συνδεθεί µε καταρρακτογένεση διαδίδεται µέσω του κερατοειδή και του υδατοειδούς υγρού µέχρι τον κρυσταλλοειδή φακό. Ο ρόλος της δευτερoγενoύς ακτινοβολίας στη διαδικασία επούλωσης και οι πιθανοί κίνδυνοι από αυτήν δεν έχουν µέχρι σήµερα καθοριστεί επακριβώς. Ακουστικά κύµατα: Την εκρηκτική φωτοαποδόµηση συνοδεύουν ακουστικά κύµατα που διαδίδονται µε ταχύτητα 1630m/sec στο στρώµα του κερατοειδή. Το πλάτος των ακουστικών κυµάτων µετρήθηκε ~ 80-150 bar όταν η επιφανειακή πυκνότητα ενέργειας µεταβλήθηκε από 200 έως 500 mj/cm 2 Για µικρές διαστάσεις κηλίδας του laser (100µm) το πλάτος του κύµατος είναι αντιστρόφως ανάλογο µε την απόσταση από το σηµείο της ακτινοβόλησης. Για κηλίδες διαµέτρου 4mm το πλάτος του ακουστικού κύµατος δεν παρουσιάζει µείωση ακόµη και σε απόσταση 3mm από το σηµείο της ακτινοβόλησης. Το ακουστικό κύµα παράγεται µε µία καθυστέρηση της τάξης των 10nsec από την έναρξη της εναπόθεσης της ενέργειας του παλµού του laser στην επιφάνεια του κερατοειδή. Η µηχανική καταπόνηση του κερατοειδή από τα ακουστικά κύµατα µπορεί να οδηγήσει σε κυτταρικές αλλοιώσεις και σε δοµικές βλάβες του κολλαγόνου µε αποτέλεσµα το σχηµατισµό ουλώδους ιστού και απώλεια της διαύγειας του κερατοειδή. Οπτική ζώνη Η αλλαγή της καµπυλότητας πραγµατοποιείται σε µία ζώνη είναι κατά το δυνατόν µέγ ιστη προκειµένου να είναι µεγαλύτερη από τη διάµετρο της κόρης σε όλες τις συνθήκες φωτισµού. Για την περίπτωση της διόρθωσης µυωπίας το κεντρικό βάθος της εκτοµής, είναι: Φ 3 2 KB = δ ( εξ. Munnerlyn ) όπου ΚΒ το κεντρικό βάθος σε µm, Φ η επιθυµητή αλλαγή της διαθλαστικής ισχύος του κερατοειδή σε διοπτρίες και δ η διάµετρος της ζώνης φωτοεκτοµής σε mm. Για την επιλογή της διαµέτρου της ζώνης

φωτοεκτοµής στην οποία θα πραγµατοποιηθεί η διόρθωση πρέπει να συναξιολογηθούν η µέγιστη διάµετρος της κόρης του οφθαλµού που διορθώνεται, η επιδιωκόµενη διόρθωση και το διαθέσιµο πάχος του κερατοειδή. Το προφίλ της δέσµης Καθορίζει την κατανοµή της ενέργειας στην περιοχή που αποδοµείται: Το προφίλ της δέσµης µπορεί να είναι: Homogeneous ίσα ποσά ενέργειας και κεντρικά και περιφερειακ ά του παλµού (είναι δύσκολο να παραχθεί µεγάλου εύρους δέσµη οµογενής) Gaussian (µεγαλύτερη πυκνότητα ενέργειας στο κέντρο της δέσµης-αφαιρεί µεγαλύτερη ποσότητα στο κέντρο από ότι περιφερειακά της δέσµης σε κάθε παλµό) Inverse gaussian (αφαιρεί µικρότερη ποσότητα στο κέντρο από ότι περιφερειακά της δέσµης σε κάθε παλµό) Για να αποφύγουµε το θερµικό φαινόµενο χρησιµοποιώντας µία Gaussian δέσµη και ταυτόχρονα να διασφαλίσουµε το λείο αποτέλεσµα που αυτή αφήνει στη φωτοαποδοµ ο ύµενη επιφάνεια, χρησιµοποιούµ ε την υπέρθεση µιας Gaussian και µιας Flat-Homogeneous δέσµης.

Excimer laser και PRK-από παλιά µέχρι σήµερα Το 1949 ο Barraquer πρώτος παρουσίασε την ιδέα της διαθλαστικής κερατοπλαστικής. Μέχρι σήµερα, έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνικές για τη διόρθωση διαθλαστικών σφαλµάτων όπως κερατοφακία, ακτινοβολητική κερατεκτοµή, επικερατοφακία, κτλ. Πολλά ήταν τα προβλήµατα που αναφέρθηκαν (1990 Pallikaris et al) δέκα χρόνια µετά τις πρώτες επεµβάσεις, όπως η ανακρίβεια στην τοµή του κερατοειδή και η έλλειψη προβλεψιµότητας µετεγχειρητικά. Πολλές µελέτες καταλήγουν στο συµπέρασµα ότι το ArF excimer laser (193 nm) µπορεί να αποµακρύνει κερατοειδικό ιστό µε ακρίβεια µm, αφήνοντας λεία την υπόλοιπη επιφάνεια, µε µηδαµινή συνάµα ζηµιά στον παρακείµενο ιστό. Πολλοί ήταν εκείνοι που χρησιµοποίησαν τη φωτοδιαθλαστική κερατεκτοµή µε ArF excimer laser (λεγόµενη PRK - Photorefractive keratectomy). Ο Trokel (1983), περιέγραψε τις φωτοχηµικές διεργασίες που λαµβάνουν χώρα κατά την εναπόθεση ενέργειας UV στον ιστό του κερατοειδή Βασικά σηµεία: Χρήση µάσκας µπροστά στο laser για τον καθορισµό της έντασης του φωτός στην επιφάνεια του κερατοειδή (4 σχισµές πάχους 150-800 µm ή 7 οπές διαµέτρου 100-750 µm). Η εικόνα το υ κερατοειδή µετα την ακτινοβόληση ήταν η ακόλουθη:

Βρήκε πειραµατικά ότι ακτινοβολία µε πυκνότητα ενέργειας 1 J/cm 2 αποδοµεί ιστό βάθους 1µm Ο υπολογισµός του βάθους εκτοµής γινόταν πριν την επέµβαση Για κρατήρα βάθους 100µm: τα όρια, είναι παράλληλα κατά µήκος του κρατήρα Για κρατήρα βάθους 250µm: ο πυθµένας του κρατήρα είναι τετράγωνος εν καθόρισε τη διάµετρο και το ακριβές βάθος του κρατήρα του οποίου τα όρια, είναι παράλληλα Παράλληλα, υποστήριξε ότι: Πιθανόν να καταστρέφονται ενδοθηλιακά και να υπάρχουν περεταίρω µεταβολές στην πρόσθια επιφάνεια του κερατοειδή Πιθανόν να µπορούν να γίνουν εκτοµές υπό µορφή οµόκεντρων δακτυλίων ή µηνίσκων Μελέτη του 1985, αναφέρει 2 τύπους ablation: through-like και slit-like Χρήση µάσκας Cr µε σχισµές πλάτους 5, 10, 25, 50, 100, 200 µm και µήκους 6 mm Το µάτι τοποθετείται κοντά στη µάσκα, χωρίς επαφή Αντί µάσκα µπορεί να χρησιµοποιηθεί κυλινδρικός φακός quartz εστιακής απόστασης 11,5 cm Το µάτι τοποθετείται στο εστιακό επίπεδο του φακού

Στις εικόνες που ακολουθούν βλέπουµε τους 2 τύπους ablation: through-like slit-like slit-like: τα όρια κατά µήκος του κρατήρα είναι λεία through-like: τα όρια κατά µήκος του κρατήρα δεν είναι λεία ύο είναι τα πιθανά λάθη στην παραπάνω µέθοδο: Φθορισµός από τα οπτικά κατά τη διέλευση της ακτινοβολίας Σκέδαση του φωτός στον οφθαλµό Αργότερα, (αρχές δεκαετίας του 90) η ευθυγράµµιση του laser γινόταν µε µία slitlamp Χρήση κυλινδρικών φακών (f=72 cm) Χρήση χάλκινης µάσκας µε σχισµές µήκους 10mm και πλάτους 600, 300και150 µm Τα όρια των αποτυπωµάτων της σχισµής, λεία

Σαν συνδυασµό των πλεονεκτηµάτων του 193 nm ArF excimer laser και των ιδιοτήτων του στρώµατος του κερατοειδή, αναπτύχθηκε το 1990 (Pallikaris IG et al) η τεχνική LASIK (Laser In Situ Keratomileusis) κατά κύριο λόγο για την επούλωση του κερατοειδή κατά το δυνατό σε µικρότερο χρόνο, από ό,τι συνέβαινε µε τις προηγούµενες µεθόδους. Κατασκευάστηκε έτσι, ένας µικροκερατόµος (ο οποίος είχε προταθεί από τον Barraquer) και έκοβε ένα κυκλικό τµήµα του κερατοειδή (flap), πάχους 200µm. Χρησιµοποιώντας το ArF excimer laser, η φωτοαποδόµηση γινόταν κυκλικά στο στρώµα του κερατοειδή. Στη συνέχεια τοποθετούσαν το flap στην αρχική του θέση. Τα µάτια του ασθενή παρέµεναν κλειστά για 3 ηµέρες µετά την εγχείρηση. Σήµερα, η πλέον διαδεδοµένη τεχνική για τη διόρθωση των διαθλαστικών σφαλµάτων είναι η LASIK. Οι πιθανές επιπλοκές στην τεχνική LASIK προέρχονται κυρίως από δυσλειτουργίες του µικροκερατόµου µε επακόλουθες ανωµαλίες του κρηµνού και από την κερατεκτασία η οποία σχετίζεται µε τη διαταραχή της µηχανικής σταθερότητας του κερατοειδή λόγω αφενός της δηµιουργίας του κρηµνού και αφετέρου της φωτοεκτοµής σε περιπτώσεις διόρθωσης υψηλών διαθλαστικών σφαλµάτων. Προκειµένου να συνδυαστούν τα πλεονεκτήµατα των δύο τεχνικών (PRK και LASIK) που προαναφέρθηκαν, αναπτύσσεται στο Πανεπιστήµιο Κρήτης η τεχνική epi-lasik, στην οποία η φωτοεκτοµή πραγµατοποιείται κάτω από έναν επιθηλιακό κρηµνό ο οποίος έχει δηµιουργηθεί µε τη βοήθεια ειδικού εργαλείου το οποίο διαχωρίζει µηχανικά τη στιβάδα των επιθηλιακών κυττάρων διατηρώντας τη συνέχειά της. Με τη φωτοεκτοµή η επιφάνεια του κερατοειδή καλύπτεται από τα κύτταρα του επιθηλίου που αφαιρέθηκαν πριν την ακτινοβόληση. Εικάζεται ότι µε αυτόν τον τρόπο θα µένει σε χαµηλά επίπεδα η επουλωτική δραστηριότητα στον κερατοειδή, όπως συµβαίνει στην τεχνική LASIK και ταυτόχρονα ο κερατοειδής δε θα υπόκειται στον κίνδυνο των πιθανών επιπλοκών που σχετίζονται µε την τεχνική αυτή.

Εξέλιξη συστηµάτων Excimer laser BEAM DELIVERY SYSTEM BROAD BEAM SCANNING BEAM SLIT SCANNING SPOT SCANNING ιαφορές broad beam, slit scan, flying spot laser systems: Broad beam laser systems: 1. Χρησιµοποιούν µεγάλες ενέργειες (πράγµα επικίνδυνο για τον κερατοειδή) 2. Χρησιµοποιούν πολύπλοκα οπτικά συστήµατα (γι αυτό το λόγο υπάρχουν απώλειες ενέργειας, καθώς επίσης είναι εύκολο να χαλάσει η ευθυγράµµιση) 3. Καλύπτουν οπτική ζώνη ~ 8 mm (χάνει σε ποιότητα η δέσµη. Χαλάει η οµοιογένειά της) 4. Έχουν αναφερθεί περιστατικά δηµιουργίας πτυχώσεων στον κερατοειδή

5. Προκαλούν µεγάλα ωστικά κύµατα τα οποία καταπονούν τον κερατοειδή και επηρεάζουν τις γειτονικές και βαθύτερες στιβάδες του φωτοαποδοµούµενου ιστού 6. Απαιτούν µεγάλη συντήρηση Slit scan laser systems: 1. Η δέσµη σαρώνει τον κερατοειδή διαµέσου σχισµής-µάσκας-η οποία ανάλογα µε το διαθλαστικό πρόβληµα κάθε ατόµου, αλλάζει. Έτσι αναφέρονται 3 ειδών µάσκες: Myopic mask Astigmatic mask Hyperopic mask 2. Η δέσµη έχει διάµετρο 1-2 mm, είναι πολύ πιο οµογενής από ότι στα broad beam συστήµατα και κατά συνέπεια αφήνει πιο λεία την επιφάνεια 3. Παρατηρήθηκε µείωση των ακουστικών κυµάτων σε σχέση µε τα broad beam συστήµατα 4. Χρησιµοποιούν συστήµατα eye tracking που καταγράφουν ηλεκτρονικά τα track images προσαρµόζοντας τα κάτοπτρα του laser, ώστε να «γνωρίζει» το σύστηµα ακριβώς σε ποιο σηµείο θα κατευθύνει το επόµενο παλµό 5. εν απαιτούνται καθορισµένα όρια οπτικής ζώνης

6. Χρονοβόρα διαδικασία Flying spot laser systems: 1. ε µιλάµε πλέον για δέσµη, αλλά για spot διαµέτρου < 1 mm 2. Τα laser spots κατευθύνονται σε προκαθορισµένα από τον Η/Υ σηµεία 3. Ένα βασικό πλεονέκτηµα των συστηµάτων αυτών, είναι η ευελιξία στο προφίλ του ablation. Μπορεί να είναι είτε σφαιρικό, είτε ασφαιρικό. Σε πολύ ανώµαλο -ασφαιρικό- κερατοειδή (µε διαφορετικές ακτίνες καµπυλότητας σε διαφορετικά σηµεία του) µπορούµε να «ρίξουµε» διαφορετικό αριθµό παλµών σε κάθε σηµείο του και να πετύχουµε το αποτέλεσµα που θέλουµε 4. Χρησιµοποιούν εξελιγµένα συστήµατα eye tracking και µπορεί κάθε spot να προσαρµόζει τη θέση του, ανάλογα µε τις µικροκινήσεις του οφθαλµού σε χρόνους της τάξης των ms (active eye tracking) ή να «διακόπτει» τη συνέχεια των παλµών, αν «κρίνει» ότι οι µικροκινήσεις του οφθαλµού είναι πολύ γρήγορες για να προσαρµοστεί το σύστηµα (passive eye tracking) 5. Χρησιµοποιούν µικρές πυκνότητες ενέργειας σε σχέση µε τα προηγούµενα συστήµατα, γιατί είναι αρκετά µειωµένος ο αριθµός παλµών στο ίδιο σηµείο της επιφάνειας του κερατοειδή 6. εν απαιτείται ειδική διαδικασία οµογενοποίησης της δέσµης (λόγω των µικρών διαστάσεων αυτής, είναι αρκετά οµογενής). Η επιφάνεια του κερατοειδή

µετά τη φωτοαποδόµηση, είναι πολύ λεία 7. Παρατηρήθηκε µείωση των ακουστικών κυµάτων σε σχέση µε τα broad beam και τα slit scan συστήµατα 8. εν απαιτούνται καθορισµένα όρια οπτικής ζώνης 9. εν απαιτούν µεγάλη συντήρηση Παρόλα τα πλεονεκτήµατα των flying spot συστηµάτων, απαιτείται υψηλό repetition rate, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία πιο αργή σε σχέση µε τα slit scan συστήµατα. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Benjamin F. Boyd, Sunita Agarwal, Athiya Agarwal, Amar Agarwal, LASIK AND BEYOND LASIK, Wavefront Analysis and Customised Ablation 2. Louis E. Probst, LASIK Advances, Controversies and Custom 3. Ronald R. Krueger, Raymond A. Applegate, Scott M. MacRae, Wavefront Customised Visual Correction The Quest for Super Vision II 4. Trokel SL, Srinivasan R, Braren B.: Excimer Laser Surgery of the Cornea, Am J Opthalmol 96: 710-715, 1983 5. Daniele S. Aron-Rosa, Jean L. Boulnoy, Jacqueline Delacour, Michel Gross, Michael Lacour, Jean C. Olivo, Jean C. Timsit: Excimer laser surgery of the cornea: Qualitative and quantitative aspects of photoablation according to the energy density, J CATARACT REFRACT SURG 12: 27-33, 1986 6. Carmen A. Puliafito, Roger F. Steinert, Thomas F. Deutsch, Franz Hillenkamp, Ellen J. Dehm, Catherine M. Adler: Excimer laser ablation of the cornea and lens, Opthalmology 92: 741-748, 1985 7. Michael W. Berns, Lawrence Chao, Arthur W. Giebel, Lib-Huei-Liaw, Jeff Andrews, and Ben VerSteeg: Human Corneal Ablation Threshold Using the 193 nm ArF Excimer Laser, Investigative Opthalmology & Visual Science 40: 826-830, 1999 8. Ioannis G Pallikaris, Maria E. Papatzanaki, Evdoxia Z. Stathi, Oliver Frenshock, and Anthimos Georgiadis, Laser In Situ Keratomileusis, Lasers in Surgery and Medicine 10: 463-468, 1990