Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. История развитиялазерной хирургии катаракты 10
1.2. Современные исследования 16-
1.3. Российская разработка 19
ГЛАВА 2. Влияние лазерного излучения с x = 1,44мкм на структуры глазного яблока (экспериментальное исследование) 36
2.1. Материал и методы экспериментальных исследований 36
212. Техника операции 36
2.3. Гистологическая техника 38
2.4. Результаты экспериментальных исследований 38
ГЛАВА 3. Материалы и методы клинических исследований 51
3.1. Общая характеристика пациентов 51
3.2. Методы обследования общего состояния пациентов 52
3.3. Методы офтальмологического обследования; использованные в ходе клинической работы 53
3.4. Показания и противопоказания к лазерной экстракции катаракты... 55
3.5. Предоперационная-подготовка пациентов 55
3.6. Техника операции лазерной экстракции катаракты 57
3.7. Техникаоперации ультразвуковой факоэмульсификации 64
ГЛАВА 4. Клинико - функциональные исследования пациентов в отдаленном периоде 65
4.1. Характеристика пациентов, обследованных в отдаленном периоде . 65
4.2. Результаты исследования 68
ГЛАВА 5. Дистантные изменения в тканях глаза после ЛЭК 74
5.1. Характеристика пациентов, обследованных для оценки изменений в тканях глаза (стекловидном теле и сетчатке) в клинике 74
5.2. Результаты исследования 75
5.3. Характеристика пациентов с сопутствующей ЭЭД роговицы 80
5.4. Результаты исследования 82
Заключение 86
Выводы 90
Практические рекомендации 90
Литература 92
- История развитиялазерной хирургии катаракты
- Методы офтальмологического обследования; использованные в ходе клинической работы
- Характеристика пациентов, обследованных в отдаленном периоде
- Характеристика пациентов с сопутствующей ЭЭД роговицы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Катаракта является наиболее распространенным глазным заболеванием. В настоящее время хирургия катаракты выполняется с использованием механической, ультразвуковой или лазерной энергии.
В 1995 году в ГУ МНТК «Микрохирургия глаза» учеными -офтальмологами (Федоров С.Н., Копаева В.Г., Андреев Ю.В.) совместно с петербургскими инженерами-физиками (Беликов А.В., Ерофеев А.В.) бьша разработана технология экстракции катаракты, основанная на использовании твердотельного Nd:YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм [73,74]. Данная длина волны ранее в офтальмологии не использовалась.
Лазерная экстракция катаракты (ЛЭК) внедрена в клиническую практику в 1997 году и на сегодняшний день является распространенным методом в хирургии катаракты "малых разрезов" [71,75]. Особенность данного метода заключается в возможности эффективно разрушать за короткий промежуток времени очень твердые, бурые катаракты с IV-V степенью плотности [32, 34, 88, 121].
В Санкт-Петербургском филиале МНТК "Микрохирургия глаза" данная методика внедрена с сентября 1999 года [8, 9,18,19].
Так как технология ЛЭК и излучение с данной длиной- волны являются новыми в хирургии катаракты, было проведено много клинических исследований для определения степени безопасности данного вида излучения. Исследованы непосредственные и отдаленные функциональные результаты 1000 операций ЛЭК, которые показали, что отсутствуют серьезные операционные и послеоперационные осложнения, достигается быстрая реабилитация пациентов и стойкий клинический результат. Опубликованы данные о влиянии лазерного излучения на изменение внутриглазного давления в послеоперационном периоде, на состояние
заднего эпителия роговицы, состояние макулярной области сетчатки и стекловидного тела [1, 3, 4, 22, 54,78].
Однако в литературе нет данных о морфологических изменениях в тканях глаза при воздействии излучения NdrYAG лазера с длиной волны 1,44. мкм, нет также достоверной информации о состоянии заднего эпителия роговицы и возможности проведения лазерной экстракции, у пациентов с возрастным изменением плотности*эндотелиальных клеток^и при дистрофии роговицы. Это и определило цель данной работы.
Цель исследования
С помощью экспериментальных и клинических исследований оценить безопасность и эффективность экстракции катаракты с применением лазерного излучения с Х= 1,44. мкм.
Задачи исследования:
В эксперименте на животных изучить дистантные морфологические изменения в тканях глазного яблока при воздействии на хрусталик лазерного излучения разных энергетических параметров.
Изучить состояние стекловидного тела* и сетчатки после лазерной экстракции катаракты.
Изучить отдаленные результаты лазерной экстракции катаракты у пациентов по сравнению с ультразвуковой факоэмульсификацией.
Оценить возможность проведения лазерной экстракции катаракты у пациентов с эпителиально-эндотелиальной дистрофией (ЭЭД) роговицы:
На основании полученных данных оценить степень безопасности метода лазерной экстракции катаракты.
Научная новизна
Новизна данного исследования заключается в том, что:
впервые показано в эксперименте на основании морфологического исследования, что излучение Nd: YAG с длиной волны 1,44 мкм при мощностях, используемых для разрушения хрусталика, безопасно для окружающих тканей;
впервые показано, что лазерная экстракция катаракты может быть успешно применена при наличии у пациентов эпителиально-эндотелиальной дистрофии роговицы;
установлено на большом клиническом материале, что ЛЭК обеспечивает высокие функциональные результаты и отсутствие осложнений на протяжении не менее 4-х лет после операции.
Практическая значимость исследования
В ходе настоящего исследования доказана безопасность российской технологии ЛЭК с использованием излучения Nd:YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм. Это дает основание для широкого внедрения технологии ЛЭК в клиническую практику катарактальных хирургов.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
В эксперименте показано, что даже при мощностях излучения Nd: YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм, превышающих используемые для разрушения ядра хрусталика у людей, в сетчатке, сосудистой оболочке животных (кроликов) не выявляются какие-либо морфологические изменения.
Клиническими методами исследования и с помощью УЗ-эхобиометрии не было выявлено изменений в стекловидном теле у пациентов, перенесших ЛЭК.
ЛЭК не вызывает отека сетчатки в макулярной зоне после операции.
ЛЭК обеспечивает высокие функциональные результаты при отсутствии клинически видимых повреждений1 тканей переднего «отдела в течение* длительных сроков наблюдения.
Потеря клеток заднего эпителия роговицы незначительна и статистически меньше, чем при других методиках экстракции катаракты.
Установленная' в ходе исследования! безопасность ЛЭК позволяет использовать ее дляе удаления катаракты даже при эпителиально-эндотелиальнойгдистрофии роговицы.
Апробация работы*
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на I Конференции офтальмологові Русского Севера (Вологда 2004г); научно-практической, конференции» «Энергетические технологии в і офтальмологии» (Краснодар 2005 г.), VIII Съезде офтальмологов России (Москва2005г), ХХІП' Конгрессе Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов (Лиссабон 2005 г.), VII Съезд офтальмологов Республики Беларусь * (Минск 2007 г.), заседании кафедры офтальмологии с курсом* детской офтальмологии ГОУ ДПО СПб МАЛО Росздрава:
Публикации
По результатам» работы опубликовано 15 печатных работ, в* том-числе одна в журнале, входящем в перечень ВАК Минобразования РФ и за рубежом, одно учебное пособие.
Заключение этического комитета
По заключению этического комитета ГОУ ДПО СПбМАПО Росздрава диссертационное исследование соответствует международным этическим нормам, изложенным в Хельсинской декларации. Всемирной медицинской ассоциации «Рекомендации для врачей, занимающихся биомедицинскими
9 исследованиями с участием людей» и требованиями, изложенными в основных нормативных документах РФ по клиническим исследованиям (протокол № 5 от 6 мая 2009г).
Структура и объем работы
Диссертация изложена на 109 страницах машинописного текста, состоит из: введения, обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения и выводов. Список литературы содержит 153 источника, из них отечественных 85 и зарубежных 68.
Работа иллюстрирована 10 таблицами и 26 рисунками.
Диссертация выполнена в Санкт-Петербургском филиале ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» имени академика С.Н. Федорова Росмедтехнологий», являющейся учебной базой кафедры офтальмологии ГОУ ДПО СПб МАЛО Росздрава.
10 FJIABA 1. Б30РЛИТЕРАФУРІФ
Катаракта является* одним из; наиболее распространенных глазных заболеваний; Она составляет 70% от всей глазнош патологии; ведущей к слабовидению или слепоте [55].
Ежегодно в клиниках мира проводятся около 10 млн. операций* nos поводу катаракты [67].
Лечение катаракты возможное только хирургическим? путем; В! настоящее время в хирургии* катаракты предпочтение отдается операциями с так называемым «малым разрезом», которые выполняются» с помощью» лазерной, ультразвуковой; механической энергии. Традиционные операции* с большими разрезами имеют такие недостатки, как высокиш послеоперационный, астигматизм; длительное время реабилитации пациентов ^ и необходимость.снятияшвовчерез 2 - 4 месяца после операции[67, 70] і...
Достоинствами* операций с «малым» разрезом» являются отсутствие
швов,, отсутствие разгерметизации; глаза во время* операции: и связанных с
этим геморрагических осложнений;, возможность быстрой реабилитации! вг
послеоперационном периоде, уменьшение или отсутствие
послеоперационного' астигматизма, операционных т послеоперационных осложнений; нетребуетсяснятия*швов[67].
Г. Г. История .развития! лазерной хирургииїкатарактьі
Развитие технологии^ малых разрезов в хирургии катаракты» началось с предложения? G. D. Kelman в 1967 году удалять помутневший хрусталик с помощью! энергии низкочастотного ультразвука [119]: В дальнейшем методика ультразвуковой^ факоэмульсификации была; многократно модернизирована [104, 111, 120; 43]. Наряду с положительными результатами факоэмульсификации; офтальмохирурги столкнулись с некоторыми осложнениями операционного и послеоперационного периода [110, 44, 57]. Ультразвуковая факоэмульсификация далеко не всегда может в полной мере
гарантировать безопасное проведение операции, так как, по мнению большинства исследователей, экспозиция ультразвука более 3,5-5 минут в ходе операции ведет к повреждению заднего эпителия роговицы, что может привести к длительным отекам роговицы и эпителиально-эндотелиальнои дистрофии роговицы в послеоперационном периоде [115, 11, 43, 57].
Эти изменения чаще встречаются при бурой катаракте и катаракте с плотным ядром, при которых время ультразвукового дробления хрусталика довольно продолжительно [100, 45, 56]. Также от длительности экспозиции ультразвука зависит состояние пигментного эпителия, наружных слоев сетчатки и стекловидного тела [24]. Экспериментально и клинически отдельными авторами отмечены факты витреальной деструкции, изменения микроциркуляции и морфологической структуры радужки, цилиарного тела, которые нарастают с увеличением мощности и длительности ультразвукового воздействия. Возможность неблагоприятного влияния ультразвуковой энергии важно учитывать при удалении осложненных катаракт в условиях значительных изменений популяции эндотелия роговицы, исходного нарушения гидро- и гемодинамики глаза, изменений сетчатки и зрительного нерва, выраженной деструкции стекловидного тела [25,58,81]. В последнее время модернизация ультразвуковой факоэмульсификации направлена в основном на предварительную механическую факосекцию в ходе операции с целью уменыпениявремени воздействия ультразвука [109,104, 111].
Интраоперационные осложнения могут возникать в связи с необходимостью механического нажима на ядро хрусталика ультразвуковым наконечником, инструментами во время разлома ядра и большим объемом механических манипуляций в передней камере [104,111].
Вследствие этих факторов показания к ультразвуковой факоэмульсификации имеют некоторые ограничения. Стоит отметить, что в ходе операции происходит нагревание наконечника, и это может стать причиной ожоговой травмы окружающих тканей и повреждения эндотелия
12 роговицы [119, 11]. Для охлаждения ультразвукового наконечника необходим определенный объем ирригационной жидкости, а соответственно, увеличение длины разреза до 3,2 - 3,5 мм.
В связи с указанными недостатками постоянно происходит поиск альтернативных источников энергии для разрушения ядра хрусталика.
В. качестве одной из таких альтернатив.рассматривается использование лазерной энергии в хирургии катаракты.
Лазер — это мощный- источник световой энергии, который стал использоваться в офтальмологии с 60-х годов XX века [93]. Лазерный луч обладает уникальными свойствами — когерентностью и монохроматичностью. Внутренне упорядоченный, согласованный по фазе и амплитуде колебаний (когерентный) лазерный луч обладает минимальной степенью рассеивания! Это позволяет создавать высокую напряженность электромагнитного поля, в пространстве, вызывая локальное испарение — абляцию, кавитацию и фотомеханическое колебание тканей. Монохромотичность> — это строго определенная!длина волны излучения, что позволяет точно локализовать зону описываемых эффектов- из-за отсутствия^ хроматических аббераций [6]. В' хирургии катаракты лазерную энергию стали использовать относительно недавно, около 20 лет тому назад [89,90,117,118,124,146,136,153]. В литературе наиболее часто встречаются сообщения об использовании^ ультрафиолетовых и инфракрасных лазеров для разрушения- катаракт. К ультрафиолетовым лазерам относятся эксимерные лазеры различной длины, волны, а к инфракрасным — неодимовые YAG-лазерыс длиной волны 1,06 и 1,44 мкм и эрбиевый YAG- лазер с длиной волны 2,94 мкм [113,114,141, 142!, 150].
В отечественной литературе первое описание применения лазерной энергии для капсулофакопунктуры у детей датируется 1976 годом [46,84]. М.М. Краснов и B.C. Акопян использовали для этой цели отечественную моноимпульсную лазерную установку «Ятаган» на рубине. Параметры,
13 излучения: энергия в импульсе 0,25 Дж, длительность импульса 20 не. На фоне стойкого мидриаза луч лазера фокусировали на передней капсуле хрусталика и наносили от 1 до 3 воздействий. После нанесения лазерного импульса на переднюю капсулу хрусталика в ней возникал разрыв округлой формы, сквозь который в переднюю камеру проминировали хрусталиковые массы. В связи с поглощением лазерного излучения и его рассеивания мутным содержимым хрусталика, плотность излучения позади хрусталика падала настолько, что не представляла опасности для сетчатки. Набухание хрусталикового вещества и его рассасывание варьировали по длительности от 2-3 мес. до 1 - 1,5 лет. Данный метод использовался при так называемых «мягких» катарактах у детей. Однако он не был внедрен в широкую клиническую-практику в связи с риском развития вялотекущего увеита и длительностью рассасывания хрусталикового вещества [46, 82]
Позднее с той * же целью использовали Nd: YAG лазер с длиной волны 1,064 мкм [63, 98, 106, 143]. Излучение доставлялось к хрусталику неконтактным способом1 через роговицу, так как оно крайне слабо поглощается роговицей ввиду низкого коэффициента абсорбции водой. Лазерное излучение фокусировалось.на хрусталик через роговицу с помощью дополнительного оптического устройства [92,94,132].
D.S. Aron-Rosa и С. A. Puliafito обосновали возможность транскорнеальной факофрагментации данным видом излучения передних слоев хрусталика. Они использовали сверхкороткие (нано - и пикосекундные) лазерные импульсы, генерирующие плазму в зоне приложения энергии [105,134,135,136]. При расширении плазмы формировался фронт акустического давления, разрушающий вещество .хрусталика. Набухшие фрагменты удалялись из полости глазного яблока в период от нескольких часов до 2-Зх суток после лазерной фрагментации с использованием традиционной техники хирургии малых разрезов. При этом значительно
14 сокращалось время ультразвукового воздействия на хрусталик в. ходе операции [89, 90].
Аналогичную технику использовал J. Zelman (1987г.) и Петрова О.А.( 1988г.). Однако было отмечено, что термическое воздействие на ткани глаза вследствие генерации плазмы и диффузии тепловой энергии являлось, пусковым механизмом для повышения внутриглазного давления [64].
Причинами повышения офтальмотонуса были: нарушения гематоофтальмического барьера, выброс белка, и биологически активных веществ во влагу передней камеры, отек дренажной зоны, отек сосудистой оболочки, обратный ток камерной влаги из* склеральных коллекторов; факогенный увеит и гипертензия. Степень повышения! внутриглазного давления была пропорциональна величине используемой^ лазерной- энергии: Стабилизация офтальмотонуса наступала через-1-2 суток после лазерного вмешательства [137,64]. Данный подход не получил широкого распространения, но тем не менее используется*в-некоторых клиниках. Так,.с 1989 года (Терещенко- A. Bi) техника транскорнеального воздействиям на> хрусталик внедрена в практику работы Калужского- филиала ФРУ МНТК «Микрохирургия» глаза» им.акад. G.H. Федорова. [68]. Методика заключается в следующем: ЗаЛ~3*ч до экстракции катаракты,,выполняют транскорнеальное эндокапсулярное воздействие NchYAG-лазером на. ядро- катарактального хрусталика, которое приводит к, его частичной деструкции и к снижению' твердости ядра хрусталика на, 20-25%. Последующая! ультразвуковая^ или лазерная фрагментация, выполняется в типичном варианте, но требует значительно меньших (на 26-43%)- затрат ультразвуковой или лазерной * энергии для* окончательного разрушения ядра различной степени плотности. Однако существенным недостатком данного метода является двухэтапность хирургического вмешательства, увеличение материальных затрат и психологический дискомфорт пациентов [69].
В середине 80-х годов были попытки разработать технологию эксимерлазерной экстракции катаракты. С. A. Puliafito (1985) и Т. М. Nanevicz (1986), показали, что излучение ультрафиолетовых эксимерных лазеров вызывает разрыв межмолекулярных связей в белковых молекулах и их разрушение [131, 136]. Продукты распада выбрасываются из зоны лазерного воздействия^ со сверхзвуковой скоростью (эффект фотоабляции). При воздействии эксимерных лазеров с длинами волн 193, 248 и 308 нм не происходит коагуляции вещества хрусталика, вследствие чего можно вызвать его полное испарение с одновременным отведением газообразных продуктов, распада по аспирационному каналу [142]. При длине волны излучения 193 нм хрусталик можно испарить полностью за 8 - 10 минут, при X = 248нм — за,6-7мин [134, 136].
Основываясь на этих данных, P. Е. Bath (1987) апробировала методику эксимерной хирургии в эксперименте на изолированных катарактально измененных хрусталиках человека. При этом был специально сконструирован, аспирационно-ирригационныш наконечник, в котором^ лазерное волокно^ располагалось в. канале для ирригации. Канал аспирации располагался изолированно, имел диаметр 0,2 мм. Общий диаметр наконечника составлял 1,0мм. Автор сообщает обэффективности данной технологии для разрушения' хрусталиков в эксперименте. Однако данные о клиническом применении^ этого метода опубликованы не были [91, 97].
Дальнейшие исследования показали, что эксимерлазерное излучение может вызывать изменения в молекулах ДНК и создавать угрозу появления мутаций в клетках и тканях, то есть обладает канцерогенным эффектом. Не удалось также создать световоды для* доставки эксимерлазерного излучения; внутрь глаза. Кроме того, эксимерные лазеры являются дорогостоящими и сложными в эксплуатации. По этим причинам метод испарения хрусталика УФ-излучением не был внедрен в клиническую практику [131,134, 144].
1.2. Современные исследования
Переходным этапом в развитии лазерной хирургии катаракты можно считать лазерный факолизис, предложенный J. М. Dodick в 1991 году [101] (рисунок 1).
Рис. 1. Внешний вид факолазера Dodick
Метод основан на использовании излучения импульсного Nd: YAG лазера с длиной волны 1,064 мкм [102,103]. Оптическое волокно расположено в специальном наконечнике, на дистальном конце которого находится титановая пластинка. При генерации лазерных импульсов излучение попадает на поверхность пластинки, вызывает ее колебания и появление акустической волны, разрушающей вещество хрусталика. В данном случае лазерное излучение по сути дела преобразуется в механическую энергию, которая и разрушает хрусталик. Разрушенный хрусталиковый материал удаляется по узкому кольцевидному аспирационному каналу вокруг лазерного световода.
17 При данной технологии амплитуда колебаний титановой пластинки невелика, что существенно удлиняет время операции [97]. Повышение же энергии лазерного излучения ведет к разрушению световода и повреждению титановой пластинки. Для разрушения катаракты средней плотности по методу J. М. Dodick требуется в 3 раза больше времени, чем для ультразвуковой факоэмульсификации при такой же плотности ядра хрусталика. Существенным недостатком лазерного излучения с X = 1,064 мкм является его способность глубоко проникать в ткани глаза, что создает потенциальную опасность повреждения сетчатки и сосудистой оболочки. Поэтому хотя в настоящее время производится система «Photon», дополнительно оснащенная ультразвуковым источником энергии, но она не получила широкого признания хирургов [106, 130,132,138].
Рис. 2. Внешний вид «Phacoiase» фирмы «Aesculap - Meditec»
Очередным интересным этапом в развития техники лазерной хирургии катаракты была разработка EnYAG лазера с длиной волны 2,94 мкм [145, 149,152] (рисунок 2).
18 Лазер имел волоконную систему доставки излучения (циркониевые и сапфировые волокна), которая позволяла подводить в зону операции излучение с энергией, требуемой для разрушения ядра [149]. Механизм разрушения хрусталика связан с высоким коэффициентом поглощения излучения водой, что позволяет создать высокую плотность энергии в объеме 2-3 мкм3, вызывая взрывное испарение воды и «вынос» материала с поверхности хрусталика [133,146,147,148]. Термическая абляция позволяет удалить 30-60 мкм хрусталиковой ткани за один импульс [139]. При такой скорости разрушения хрусталика можно полностью испарить его на воздухе в чашке Петри за 5-8 мин. В 1987 году фирмой «Aesculap - Meditec» (Германия) начат выпуск системы «Phacolase», использующей этот лазер [107, 108]. Полученные клинические данные свидетельствуют, что механизм разрушения ядра очень напоминает уже хорошо отработанную технику факоэмульсификации катаракты [140]. Достоинством технологии является отсутствие нагрева наконечника в момент генерации лазерных импульсов, поэтому не требуется его дополнительная термоизоляция. Диаметр наконечника за счет этого составляет всего 1,1-1,6мм, что позволяет проводить операцию через минимальный разрез диаметром 1,4мм. Ввиду отсутствия избыточного тока ирригационной жидкости из полости глаза передняя камера остается стабильной в ходе операции, менее вероятно появление осложнений, связанных с коллапсом передней камеры. Однако эффективность дробления ядра в полости глаза оказалась ниже, чем дробление хрусталика на воздухе в чашке Петри, и ниже, чем при ультразвуковой технологии. Операция разрушения ядра в клинике длится до 18 минут [140]. Особенно сильно различия в скорости операции проявляются по мере увеличения плотности ядра. Проблемы эффективности разрушения хрусталика объясняются тем, что в водной среде излучение эрбиевого лазера частично гасится вследствие высокого поглощения излучения водой перед хрусталиком [95]. Начинают преобладать механизмы разрушения ядра,
19 вызванные генерацией вторичных фотомеханических эффектов (кавитации). В связи с этим данный лазер мог быть использован только при незрелых, мягких катарактах. Эффективность воздействия может быть повышена за счет повышения энергии лазерных импульсов, но это усложняет конструкцию лазера, делает его еще более дорогостоящим. Дополнительной проблемой оказалась ломкость, токсичность и высокая цена сапфировых световодов. Соединение в одной рукоятке и лазерного световода, и аспирационного устройства затрудняет продвижение хрусталиковых масс. При увеличении энергии лазерных импульсов до 300 - 500 мДж возникали дополнительные проблемы с аспирацией ядра, так как полуразрушенные фрагменты отбрасывались акустической волной от лазерного наконечника [116]. В связи с наличием всех этих недостатков, данная методика операции требует дальнейшего усовершенствования.
Таким образом, все вышеперечисленные установки обладали недостаточной способностью разрушать ядра плотных катаракт, что заставило конструкторов комбинировать их с ультразвуковыми факоэмульсификаторами, что приводило к значительному удорожанию приборов [102, 103]. Кроме того, офтальмохирургам было непонятно, зачем нужен лазерный аппарат, если в большинстве случаев операцию приходилось заканчивать при помощи ультразвуковой приставки. В силу этих причин лазеры вышеперечисленных типов постепенно вышли из употребления [129, 136, 137].
1.3. Российская разработка
Впервые в мировой практике в ГУ МНТК «Микрохирургия глаза», группой ученых — офтальмологов (Федоров С.Н., Копаева В.Г., Андреев Ю.В.) совместно с петербургскими инженерами — физиками (Беликов А.В., Ерофеев А.В.) в 1995 году была разработана эффективная технология экстракции катаракты, основанная на использовании излучения твердотельного NdrYAG лазера с длиной волны 1,44 мкм, ранее не
20 использовавшейся в офтальмологии [32,72,73]. Этот лазер генерирует излучение в импульсно — периодическом режиме с длительностью импульса 250 микросекунд и энергией в импульсе до 400 мДж. Частота следования импульсов 10-35 Гц, мощность излучения от 1 до 4 Вт [75,79]. Для проведения хирургических операций был разработан комплекс «РАКОТ», который состоит из лазерной установки и аспирационно — ирригационной системы «Скат», снабженной ножной педалью и пультом дистанционного управления. В ходе разработки технологии авторы пришли к выводу о целесообразности использования^ бимануальной техники операции; основанной на раздельном использовании лазерного и аспирационно-ирригационного наконечника [74, 77]. Это позволило создать широкий канал для аспирации, исключив тем самым возможность обтурации аспирационного наконечника. Подача излучения* в полость глаза осуществляется по кварцевому оптическому волокну диаметром 450 мкм: Для работы в полости глаза используется специальный наконечник, в который вводится^ лазерное волокно. Рабочая' часть наконечника имеет диаметр 0,7 мм. Для наводки рабочего излучения используется работающий в видимом режиме частот низкоэнергетический гелий-неоновый лазер, излучение которого подводится к облучаемому объекту по тому же световоду, что и основное излучение. С лазерным модулем наконечник соединен посредством тонкого и прочного оптического кабеля.длиной 6 метров (длина оптического волокна может быть, изменена исходя из условий операционной' и требований эргономики) [74, 80]. Лазерная-система имеет блок аспирации оригинальной конструкции для удаления разрушенного хрусталикового вещества из полости глаза. Системы аспирации обеспечивают высокую скорость набора и сброса вакуума в линейном режиме за 1-2 секунды. Уровень создаваемого вакуума — от 0 до 500 мм.рт.ст. Непосредственная работа в полости глаза осуществляется при помощи специального аспирационно-ирригационного наконечника, соединяющегося с аспирационной помпой посредством силиконовых трубок
21 [75]. Особого внимания заслуживает аспирационно-ирригационный наконечник. Он состоит из основной рукоятки длиной 25 см, в которую введен аспирационный канал с наружным диаметром 5мм. Наружная стенка канала, и внутренняя стенка основной рукоятки образуют ирригационный канал наконечника, по которому осуществляется подача ирригационной' жидкости в полость глаза. Дисталъный конец наконечника имеет специальные выходы с переходниками, позволяющими соединить наконечник с трубками для аспирации и ирригации. Проксимальная, часть наконечника составляет его рабочую часть, вводимую в полость глаза. Она включает в себя стеклянную трубочку для аспирации специальной конструкции, которая ввинчивается в основной аспирационный канал наконечника, и металлический, силиконовый или тефлоновый колпачок для защиты стеклянной трубочки. Через пространство между колпачком и трубочкой осуществляется подача ирригационной жидкости. Общий диаметр рабочей части наконечника не превышает 1,8 мм. Аспирационный канал заканчивается кварцевой трубочкой, которая пропускает лазерное излучение и позволяет измельчать фрагменты ядра хрусталика внутри нее, что дает возможность избежать ее окклюзии [71, 79; 80].
Механизм разрушения хрусталикового вещества основан на эффектах фотомеханической деструкции и состоит в поглощении излучения молекулами воды перед хрусталиком, резком расширении воды и образовании локальной акустической волны, деформирующей хрусталиковые фибриллы. Такой механизм позволяет разрушать хрусталик в бесконтактном режиме. Данный эффект может проявляться и при поглощении излучения молекулами воды в самом хрусталике, следствием чего является диссоциация хрусталикового вещества на фрагменты. В основу разработанного метода лазерной экстракции катаракты положено одновременное воздействие на хрусталик глаза лазерного излучения и сконцентрированной лазер —
22 индуцированной акустической волны для дополнительного разрушения хрусталика на фрагменты [20, 76].
Лазерная экстракция катаракты с физической точки зрения включает два основных этапа. Первый этап заключается во фрагментации (разрушении) хрусталика лазерным излучением. Второй этап включает как аспирацию полученных на первом этапе фрагментов, так и одновременное их разрушение внутри аспирационного канала тем же лазерным излучением. На каждом из этих этапов необходима ирригация, которая поддерживает необходимое давление в передней камере глаза [20, 74]. Лазерная экстракция катаракты (ЛЭК) стала возможной благодаря реализации уникального механизма разрушения хрусталика мощными лазерными импульсами. В основе любого механизма разрушения лежит избирательное поглощение света материалом или веществом. Поэтому в большинстве случаев задача разработчиков состоит в создании условий, позволяющих оптимально преобразовать энергию лазерного излучения в другие виды энергии, необходимые для эффективного разрушения.
При экстракции катаракты базовым и обязательным условием является* фактор безопасности. Поэтому аккумуляция лазерной энергии должна быть максимальной в хрусталике и минимальной в окружающих хрусталик структурах глаза. Это условие может быть реализовано при оптимальном соотношении двух физических эффектов: поглощения и рассеяния световой энергии [20, 77]. При использовании лазера, излучение которого отмечается высоким коэффициентом поглощения, оно будет активно аккумулироваться в достаточно тонком поверхностном слое, который будет испаряться. Таким образом, для разрушения хрусталика потребуется полностью его испарить, что требует значительных затрат энергии. Удалить продукты испарения хрусталика можно через достаточно малые отверстия. Однако процесс испарения происходит так быстро, что существующие системы аспирации не справляются со скоростью возрастающего давления в передней камере. При
23 приемлемых скоростях разрушения давление в глазу очень быстро достигает опасного для тканей глазного яблока уровня. Следовательно, приходится уменьшить энергию, но тогда ее не хватит для удаления твердых катаракт [107, 70, 75]. При превалировании эффекта рассеяния излучения во всем объеме ткани с последующим его поглощением энергия излучения аккумулируется не на поверхности, а во всем объеме хрусталика. При этом поглощение рассеянного в толще хрусталика излучения является неравномерным из-за неоднородностей структуры хрусталика [20,35]. За счет этого в нем возникают локальные напряжения, которые при определенной величине поглощения вызывают разлом вещества хрусталика. В'результате он раскалывается на отдельные фрагменты. Объем неоднородностей внутри хрусталика существенно меньше объема всего хрусталика. Для испарения неоднородности требуется энергии меньше, чем для испарения всего хрусталика. Следовательно, для дефрагментации хрусталика требуется энергии существенно меньше, чем для его испарения. Кроме того, энергия, выделяемая при испарении неоднородности, «канализируется в энергию трещины», которая и разделяет хрусталик на фрагменты. В силу последнего обстоятельства давление в передней камере практически не изменяется. Можно, таким образом использовать высокие энергии излучения, обеспечивающие удаление катаракты любой плотности. Эффект рассеяния с последующим поглощением и был положен в основу технологии данного варианта лазерной экстракции катаракты [77,79].
В ходе экспериментов было показано, что в зоне контакта лазерного излучения с поверхностью хрусталика формируется локальный дефект ткани в виде кратера, окруженный зоной коагуляции хрусталикового вещества. Размеры зоны повреждения хрусталика определялись энергией излучения. Увеличение энергии на 50 мДж приводило к увеличению глубины кратера на 30-50 мкм и расширению зоны коагуляции на 10-20 мкм. Перемещая световод над хрусталиком в линейном направлении, удавалось расколоть ядро на две
24 половины и, продолжая облучение, дополнительно фрагментировать хрусталик на мелкие фрагменты. В среднем скорость удаления хрусталика составляла 30 - 60 секунд [20, 72, 73].
Экспериментальные исследования, проведенные на изолированных хрусталиках, глазах животных и трупных глазах человека, дали возможность определить параметры эффективного и безопасного для окружающих тканей глаза лазерного излучения [72, 73].
В клиническую практику данный метод лазерной экстракции катаракты был внедрен в 1997 году [2,8,9^72, 73, 75,87,112].
Использование лазерного излучения с длиной волны 1,44мкм позволило отказаться от некоторых технологических приемов, которые заложены в основу ультразвуковой факоэмульсификации катаракты [66, 74, 81]. В первую' очередь, отпала необходимость в механическом контакте наконечника с ядром при разрушении наиболее плотных центральных отделов хрусталика, так как лазерное излучение действует бесконтактно. Свет преодолевает слой воды перед ядром, генерирует кавитацию в ядре и вызывает разрыв^ хрусталиковых волокон. В этом его существенное преимущество перед ультразвуком, при использовании которого хирург вынужден надавливать на хрусталик ультразвуковым наконечником, осуществлять механическое выстругивание, увеличивая нагрузку на цинновы связки и капсульный мешок [76, 78]. Механическое давление опасно при работе с бурыми и перезрелыми-катарактами, имеющими слабую капсулу и цинновы связки [127, 37, 48]. Разработанная отечественными учеными технология лазерной экстракции катаракты оказалось единственной в мире, которая позволяет разрушить ядра хрусталика любой степени твердости с использованием только лазерной энергии [79]. Описанные выше зарубежные приборы предназначены только для разрушения мягких и средней плотности катаракт [102, 107]. Технология ЛЭК на аппарате «РАКОТ» - это единственная в мире энергетическая технология экстракции катаракты, при которой происходит раскалывание
25 ядра хрусталика без мануального фрагментирования [80]. Физические особенности взаимодействия с водой лазерного излучения с длиной волны 1,44 мкм (поглощается тонким слоем жидкости ~ 1-1,5 мкм) делает технологию экстракции катаракты, безопасной для стекловидного тела и сетчатки [4,5,125]. Опуская некоторые чисто клинические преимущества метода, лазерной экстракции катаракты с. помощью комплекса «РАКОТ», следует отметить еще один очень важный фактор. В' сравнении с наконечниками ультразвуковых факоэмульсификаторов лазерный наконечник не нагревается^ что не создает опасности ожога окружающих его тканей.и отпадает необходимость избыточного прокачивания жидкости через глаз для< охлаждения; наконечника [7, 29, 20]. Быстрота разрушения катаракты - еще одно достоинство установки «РАКОТ». В* зависимости от плотности катаракты время разрушения» мутного хрусталика колеблется от нескольких секунд до 4 - 6 минут [27, 37, 75]. Немаловажным достоинством.этой системы является ее невысокая стоимость. Отечественный прибор стоит в три раза, дешевле зарубежных аналогов, к тому же не обладающими такими широкими, возможностями.
В ходе выполнения клинических испытаний авторами прибора разработаны различные варианты техники разрушения1 ядра хрусталика и определены наиболее оптимальные параметры лазерного излучения^ в зависимости от его плотности [71].
В типичном варианте лазерная экстракция катаракты, выполняется под местной анестезией, осуществляемой путем 3 - 4 — кратных инсталляций 1% р-ра маркаина в течение часа перед операцией, и введением 1% р-ра лидокаина в переднюю камеру на начальном этапе операции. Формируется клапанный разрез роговицы длиной 1,9мм в меридиане 1-12 часов и парацентез 0,8мм на 10 часах. Капсул орексис, гидродиссекция и гидроделинеация ядра хрусталика производятся так же, как при ультразвуковой факоэмульсификации катаракты [74].
В полость глаза вводится аспирационно-ирригационный наконечник через клапанный разрез на 1-2 часах и лазерный наконечник через парацентез на 10 часах. Как правило, наконечник для ирригации-аспирации удерживается той рукой, которая менее активна в функциональном отношении, так как им выполняется наименьший объем манипуляций в передней камере. Лазерный наконечник, являясь основным «рабочим» инструментом, располагается в наиболее функционально активной руке [75, 78]. Помимо своей основной функции он может быть использован для коагуляции поверхностных эписклеральных сосудов и как шпатель в ходе операции.
При зрелых катарактах и наличии даже самых плотных бурых и «коричневых» ядер используется техника рассечения ядра на фрагменты [63, 74]. Ее суть состоит в том, что излучением лазера формируются два глубоких линейных дефекта в ядре хрусталика, расположенные под углом 90 друг к другу. В результате этого ядро фрагментируется на 4 изолированных сегмента. Так как наиболее удобным является меридиан 5-11 часов, то первый линейный дефект формируют в вышеуказанном меридиане. Затем ядро хрусталика ротируют на 90 и формируют второй линейный дефект, разделяющий каждую из половин ядра еще на два фрагмента. Далее проводят лазерное дробление и аспирацию образованных фрагментов [74].
Рассечение ядра требует использования наиболее высоких значений энергии в 250 мДж при частоте импульсов 25 Гц. В момент раскола ядра лазерный наконечник должен слегка касаться поверхности хрусталика. Это позволяет избежать сквозной перфорации ядра, особенно в тот момент, когда глубина линейного дефекта составляет более половины толщины хрусталика. Деструкция хрусталиковых фибрилл в данном случае происходит вследствие генерации акустической волны над хрусталиком за счет «активации воды» [76, 77]. Если скорость формирования дефекта недостаточна, целесообразно повышать энергию излучения, усилив тем самым мощность акустической
27 волны. В момент формирования линейного дефекта следует перемещать конец световода над поверхностью ядра, не доходя 2-2,5мм до экватора хрусталика. Раскол ядра происходит самопроизвольно, без дополнительных механических усилий. Это исключает механические тракции цинновых связок [27,28].
Приступая к удалению фрагментов ядра, энергию излучения необходимо снижать вдвое. Это позволяет избежать превышения скорости деструкции хрусталикового вещества над скоростью аспирации хрусталиковых масс и возникающего при этом диффузного рассеивания хрусталикового детрита в передней камере. Целесообразно также повысить частоту генерации лазерных импульсов до 25 Гц, так как это позволяет добиваться большего измельчения хрусталиковых масс, что в свою очередь способствует более качественной и равномерной аспирации [74].
Удобнее всего аспирировать хрусталиковые фрагменты от клиновидной части, слегка приподнимая ее над задней капсулой кончиком световода и подводя под дно фрагмента аспирационное отверстие. Это позволяет избежать перекручивания фрагментов вокруг своей оси и выпадение их в переднюю камеру. Лазерный луч необходимо направлять в область аспирационного отверстия, осуществляя плавные перемещения наконечника световода от хрусталиковых масс на край аспирационной трубки и назад. При такой методике создаются благоприятные условия для реализации акустических свойств аспирационной системы наконечника, что позволяет разрушать части хрусталика как перед аспирационным каналом, так и внутри него, обеспечивая плавную аспирацию [71].
Зона вмешательства на данном этапе должна находиться в центре операционного поля. Принципиальным условием операции является работа в задней камере. В этом случае лазерное разрушение ядра происходит в пределах капсульного мешка, максимально далеко от задней поверхности роговой оболочки, корня радужки и цилиарного тела, что в свою очередь
28 исключает воздействие факторов, разрушающих хрусталик, на окружающие его ткани [26;36]. Для сохранения целостности задней капсулы, использовалась специальная силиконовая насадка в виде лопатки, одеваемая на конец аспирационного канала, которая является своеобразным механическим барьером, предотвращающим присасывание задней капсулы к аспирационному отверстию [2,78,80]. Описанная техника операции позволяет удалять наиболее плотные типы катаракт за сравнительно короткое время (4 -6 минут), придлительности работы лазера 2-4 мин [37, 74].
Техника операции, основанная на отделении плотной части ядра от эпинуклеуса применяется, при незрелых катарактах. Степень плотности ядра здесь может варьировать от незначительной до очень высокой [27, 74]. Действия хирурга в данном случае направлены на то, чтобы расколов плотные центральные отделы ядра на несколько изолированных сегментов, вычленить их из эпинуклеуса. Это дает возможность в дальнейшем, работать лазерным излучением как бы в глубине хрусталиковой чаши, стенками которой является эпинуклеус. Лазерное разрушение плотных фрагментов при этом станет практически безопасным, так как работа проводится, исключительно в задней камере, максимально далеко от эндотелия роговицы. Эпинуклеус при этом удерживает капсульный мешок в растянутом состоянии, что исключает присасывание капсулы к аспирационному отверстию.
Способ разрушения-центральной части ядра, как правило, варьирует ъ» зависимости от его плотности. Мягкое ядро раскалывается на 2 фрагмента, при более плотных катарактах — на 4 [75].
Удаление центральных плотных отделов необходимо проводить в центре операционного поля. Наиболее доступны фрагменты, лежащие в меридиане 6 часов. Поэтому техника удаления плотной части ядра состоит в последовательном отделении эпинуклеуса от фрагментов лежащих в меридиане 6-7 часов, их лазерного дробления, аспирации, и аккуратной
29 ротации ядра на 40- 45, позволяющей вывести в зону работы аспирационного наконечника новые фрагменты ядра. Легче всего выполнять выделение фрагментов из эпинуклеуса при помощи лазерного наконечника, манипулируя им как шпателем и подводя край световода под клиновидную часть фрагмента. Однако связи с эпинуклеусом окончательно рвутся только* после присасывания клиновидной части фрагмента к аспирационному отверстию. Поэтому генерацию лазерных импульсов целесообразно включать после того, как хрусталиковый фрагмент плотно фиксирован к аспирационному отверстию [74].
Параметры лазерного излучения те же, что и при первом типе операции — 250 мДж с частотой 15 - 20 Гц на этапе фрагментации плотной части ядра и 120 - 150 мДж при частоте 25 Гц при аспирации хрусталиковых фрагментові Заключительный этап операции состоит в аспирации эпинуклеуса уже без использования лазерной энергии [71,27].
При мягких катарактах целесообразно формировать небольшой по диаметру кратер'(5-6мм), а затем аспирировать стенки кратера, присасываясь аспирационным отверстием к хрусталиковому веществу на 6 часах, выводя его в центр операционного поля и включая- в этот момент генерацию лазерных импульсов. Такой подход не только эффективен, но и безопасен, так как позволяет работать все время в центре операционного поля, максимально удаляя лазерный луч от задней капсулы [71]. В связи с низкой резистентностью ядра к лазерному излучению целесообразно использовать минимальное значение энергии излучения — 100 - 150 мДж, повысив частоту до 25 Гц. В ходе удаления стенок хрусталиковой чаши ядро плавно ротируется. Эпинуклеус можно удалить на одной аспирации, без лазерного излучения за 4 - 5 секунд [74].
Дцра бурых катаракт более резистентны к лазерному воздействию, в связи с чем стенку кратера трудно вывести в центр операционного поля. Даже если это и удается сделать, то зона лазерного разрушения смещается к
роговице. Поэтому в данном случае наиболее целесообразен другой подход, основанный на двухэтапном формировании широкого кратера, стенку которого составляет только один эпинуклеус, который-, можно удалить на аспирации, без лазерной энергии. На первом этапе используются максимальные значения энергии с тем, чтобы быстро* сформировать кратер:. Лазерный наконечник при этом плавно перемещается в?меридиане 5-11 часов. По< мере необходимости в* зону лазерного излучения^ выводится новый фрагмент хрусталика путем ротации ядра [27, 88].
Целью второго этапа- является уже расширение сформированного s кратера посредством окончательной деструкции* стенкиї «хрусталиковой чаши» до эпинуклеуса. В» связи с тем,, что вещество хрусталика к этому моменту уже истончено; энергию^ излучения снижают до 150 мДж. Дефицит разрушающей силы» компенсируется увеличением частоты* генерации! импульсов до 25 Ец. Лазерное излучение направляют на стенку уже сформированного кратера;располагаясветовод на 10 - 11 часах, что приводит к отделению остатков плотных,отделов ядра от эпинуклеуса после 4-5 секунд генерации- лазерных импульсов. Онш присасываются? к аспирационному отверстию, и, разрушаясь1 у края аспирационного канала,, удаляются. Для расширения границ кратера по всей окружности ядро аккуратно ротируют. Эпинуклеус удаляется, на одной* аспирации,- без дополнительного1 подключения.; лазерной .энергии* [74].
Следует указать, что описываемая техника требует несколько большего времени по сравнению с методиками; основанными на расколе хрусталика. Однако они не уступают им в безопасности с одной стороны,, а с другой — позволяет удалить* самые плотные типы, катаракт. Использование такойг техники позволяет существенно расширить показания к хирургии малых разрезов. [29].
По мере накопления опыта лазерной экстракции катаракты были предложены ряд новых технических приемов, делающих ее более безопасной и позволяющих расширить показания к ее применению [61,62,65,83Д23].
Так В.Г.Копаева и Ю.В.Андреев для снижения нагрузки на капсулярный мешок и цинновы связки предложили технику супракапсулярного разрушения ядра хрусталика. В этом случае после выполнения капсулорексиса и гидродиссекции ядро выводится из капсульного мешка, размещается на передней капсуле хрусталика, разрушается по методике формирования чаши с последующим рассечением хрусталика на фрагменты. Передняя капсула в ходе операции таким образом, находится вне зоны работы лазерного наконечника. Это позволяет эффективно раскалывать, хрусталик на фрагменты, исключая необходимость, ротации ядра [30,86].
В Тамбовском филиале ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» разработана техника «креста» с последующим формированием «кратера» [Мачехин В. А., Кузьмин С. И. 2003г.]. После формирования креста ядро разламывают чоппером на 4 фрагмента и формируют широкий кратер на их стыке. Объем фрагментов уменьшается, что позволяет сократить время дальнейшего воздействия лазерной энергии [50, 59;60].
В Краснодарском филиале ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» разработана методика лазерной экстракции* перезрелой катаракты-[Лексуткина Е. В. 2006г.].
Так как в этом случае капсула хрусталика истончена и напряжена, при выполнении капсулорексиса существует угроза ее разрыва. В связи с этим предложено заполнить переднюю камеру вискоэластиком до легкой гипертензии, пунктировать переднюю капсулу и через пункционное отверстие аспирировать жидкое содержимое капсульного мешка. Далее капсульный мешок заполняется вискоэластиком, делается капсулорексис, аспирационным наконечником подтягивается кверху ядро и лазером
32 откалывают периферические его фрагменты до полной аспирации [48,49;51,126;128].
По мере совершенствования техники ЛЭК расширялись показания* для ее применения [10,12,13,52, 127,151].
В настоящее время ЛЭК используется' и при осложненных катарактах.. У пациентов с сахарным диабетом, миопией высокой степени; абиотрофией сетчатки, глаукомой, при синдроме Фукса, при подвывихе хрусталика І-П степени [21, 38, 39, 41, 42, 47, 85]. У пациентов'с узким, ригидным зрачком операция выполняется, после предварительного его расширения ирисретракторами [21, 31,85].
Так как при- лазерной* экстракции* катаракты используется Nd:YAG лазер с новой для офтальмологии длиной волны. 1,44-мкм^ были проведены исследование по выявлению влияния прежде всего на эндотелий (задний* эпителий)'роговицы [1,17, 23, 26]. Состояние заднего эпителия роговицьг является' важным показателем безопасности любого метода экстракции катаракты. Было выявлено; что снижение плотности' эндотелиальных клеток после ЛЭК не превышало» 2-6%, что свидетельствовало- о низкой травматичности операции. Это, вероятно обусловливается, рядом факторов, в частности, в отличие от ультразвукового лазерный наконечник не нагревается во время» операции, вследствие чего отсутствует угроза ожога роговицы в области разреза [1,31,40].
Кроме того, использование силиконового- лепестка, защищающего заднюю капсулу хрусталика, позволяет разрушать и аспирировать хрусталиковое вещество на максимальном- расстоянии от заднего эпителия роговицы [27,37,121].
Видимо, существуют пороговые уровни- энергетической экспозиции, при превышении которых клетки теряют устойчивость к воздействию акустической волны. Невысокий процент потери клеток заднего эпителия роговицы при ЛЭК свидетельствует о том, что суммарная- затраченная
33 энергия лазерного излучения существенно ниже этого опасного уровня [1, 17].
Анализ результатов операций, выполненных с одинаковой суммарной энергетической экспозицией лазерного излучения, позволяет сделать вывод, что можно с одинаковой степенью безопасности работать при низкой энергии в импульсе, но более длительно, или с высокой энергией, но разрушать ядро в течение более короткого промежутка времени. Если выбранный первоначально уровень энергии излучения в импульсе не обеспечивает нужной эффективности разрушения ядра, то целесообразно повышать энергию импульсов в той мере, в какой это необходимо для получения нужного эффекта. При этом риск потери клеток не увеличивается [1, 26].
Известные трудности при энергетической хирургии катаракты состоят в том, что не всегда удается предотвратить смещение мелких фрагментов ядра в переднюю камеру глаза в тот момент, когда в задней камере глаза работает лазерный наконечник. Эти фрагменты могут травмировать задний эпителий роговицы [34,26]. Поэтому в случае непредвиденного смещения, хрусталикового материала в переднюю камеру глаза следует прервать генерацию лазерных импульсов, вернуть выпавшие фрагменты хрусталика в заднюю камеру и только затем продолжить операцию [1, 26].
Одним из возможных осложнений ультразвуковой-
факоэмульсификации катаракты является повышение внутриглазного' давления в послеоперационном периоде. При использовании энергии для разрушения хрусталика это может быть следствием действия акустической волны, формирующейся в зоне операции, на такие структуры глаза, как корень радужки, трабекула и цилиарное тело [3,77]. В нескольких работах было показано, что ЛЭК не вызывает существенных изменений величины истинного ВГД и коэффициента легкости оттока в послеоперационном периоде. Характер возникающих изменений, а также время восстановления показателей ВГД и коэффициента легкости оттока зависят от хирургической
34 техники лазерного разрушения ядра [3,74]. При использовании отработанного варианта хирургической техники отсутствует тенденция к повышению средних значений ВГД по сравнению с предоперационным уровнем, коэффициент легкости оттока восстанавливается в течение 1 недели после операции. Использование оптимальной техники операции позволяет свести к минимуму угрозу послеоперационной гипертензии даже в особо трудных для хирургии малых разрезов случаях - при наличии исходно низкого коэффициента легкости оттока.
С помощью флюоресцентной иридоангиографии проводились исследования микроциркуляции радужки после ЛЭК. Авторы показали, что даже при наличии до операции выраженных изменений, в микроциркуляторном русле радужки после операции не отмечалась декомпенсация [36]. В известной мере это объясняется тем, что при ЛЭК даже при сбое в работе аспирационно-ирригационной системы не происходит нагрева внутриглазной жидкости до опасного предела [33, 35].
О влиянии лазерного излучения (А,=1,44 мкм) на стекловидное тело и сетчатку есть только единичные работы. В частности в опыте in vitro с использованием вязкой среды имитирующей стекловидное тело, было показано, что излучение этой длины волны действует более локально по сравнению с ультразвуковой энергией [53]. Состояние сетчатки после ЛЭК оценивалось на небольшом клиническом материале только с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ). Авторы этих работ не выявили признаков повреждения ее центрального отдела [96, 99, 122, 4, 5].
Таким образом, анализ литературы свидетельствует о том, что ЛЭК с использованием излучения Nd: YAG лазера с длиной волны А,=1,44 мкм -хорошо отработанная технология операции, которая применяется при катаракте с любой степенью плотности ядра и даже с бурым ядром и IV-V степени плотности. В послеоперационном периоде эта методика дает высокие
35 клинико-функциональные результаты, и может конкурировать с ультразвуковой факоэмульсификацией.
Но пока опубликовано мало работ по оценке безопасности лазерного излучения с длиной волны 1,44мкм для тканей глазного яблока, и данный вопрос все еще остается актуальным и до конца нерешенным.
В связи с этим и возникла необходимость в проведении данной работы [14,15,16].
История развитиялазерной хирургии катаракты
Развитие технологии малых разрезов в хирургии катаракты» началось с предложения? G. D. Kelman в 1967 году удалять помутневший хрусталик с помощью! энергии низкочастотного ультразвука [119]: В дальнейшем методика ультразвуковой факоэмульсификации была; многократно модернизирована [104, 111, 120; 43]. Наряду с положительными результатами факоэмульсификации; офтальмохирурги столкнулись с некоторыми осложнениями операционного и послеоперационного периода [110, 44, 57]. Ультразвуковая факоэмульсификация далеко не всегда может в полной мере гарантировать безопасное проведение операции, так как, по мнению большинства исследователей, экспозиция ультразвука более 3,5-5 минут в ходе операции ведет к повреждению заднего эпителия роговицы, что может привести к длительным отекам роговицы и эпителиально-эндотелиальнои дистрофии роговицы в послеоперационном периоде [115, 11, 43, 57].
Эти изменения чаще встречаются при бурой катаракте и катаракте с плотным ядром, при которых время ультразвукового дробления хрусталика довольно продолжительно [100, 45, 56]. Также от длительности экспозиции ультразвука зависит состояние пигментного эпителия, наружных слоев сетчатки и стекловидного тела [24]. Экспериментально и клинически отдельными авторами отмечены факты витреальной деструкции, изменения микроциркуляции и морфологической структуры радужки, цилиарного тела, которые нарастают с увеличением мощности и длительности ультразвукового воздействия. Возможность неблагоприятного влияния ультразвуковой энергии важно учитывать при удалении осложненных катаракт в условиях значительных изменений популяции эндотелия роговицы, исходного нарушения гидро- и гемодинамики глаза, изменений сетчатки и зрительного нерва, выраженной деструкции стекловидного тела [25,58,81]. В последнее время модернизация ультразвуковой факоэмульсификации направлена в основном на предварительную механическую факосекцию в ходе операции с целью уменыпениявремени воздействия ультразвука [109,104, 111].
Интраоперационные осложнения могут возникать в связи с необходимостью механического нажима на ядро хрусталика ультразвуковым наконечником, инструментами во время разлома ядра и большим объемом механических манипуляций в передней камере [104,111].
Вследствие этих факторов показания к ультразвуковой факоэмульсификации имеют некоторые ограничения. Стоит отметить, что в ходе операции происходит нагревание наконечника, и это может стать причиной ожоговой травмы окружающих тканей и повреждения эндотелия роговицы [119, 11]. Для охлаждения ультразвукового наконечника необходим определенный объем ирригационной жидкости, а соответственно, увеличение длины разреза до 3,2 - 3,5 мм.
В связи с указанными недостатками постоянно происходит поиск альтернативных источников энергии для разрушения ядра хрусталика.
В. качестве одной из таких альтернатив.рассматривается использование лазерной энергии в хирургии катаракты.
Лазер — это мощный- источник световой энергии, который стал использоваться в офтальмологии с 60-х годов XX века [93]. Лазерный луч обладает уникальными свойствами — когерентностью и монохроматичностью. Внутренне упорядоченный, согласованный по фазе и амплитуде колебаний (когерентный) лазерный луч обладает минимальной степенью рассеивания! Это позволяет создавать высокую напряженность электромагнитного поля, в пространстве, вызывая локальное испарение — абляцию, кавитацию и фотомеханическое колебание тканей. Монохромотичность — это строго определенная!длина волны излучения, что позволяет точно локализовать зону описываемых эффектов- из-за отсутствия хроматических аббераций [6]. В хирургии катаракты лазерную энергию стали использовать относительно недавно, около 20 лет тому назад [89,90,117,118,124,146,136,153]. В литературе наиболее часто встречаются сообщения об использовании ультрафиолетовых и инфракрасных лазеров для разрушения- катаракт. К ультрафиолетовым лазерам относятся эксимерные лазеры различной длины, волны, а к инфракрасным — неодимовые YAG-лазерыс длиной волны 1,06 и 1,44 мкм и эрбиевый YAG- лазер с длиной волны 2,94 мкм [113,114,141, 142!, 150].
В отечественной литературе первое описание применения лазерной энергии для капсулофакопунктуры у детей датируется 1976 годом [46,84]. М.М. Краснов и B.C. Акопян использовали для этой цели отечественную моноимпульсную лазерную установку «Ятаган» на рубине. Параметры, излучения: энергия в импульсе 0,25 Дж, длительность импульса 20 не. На фоне стойкого мидриаза луч лазера фокусировали на передней капсуле хрусталика и наносили от 1 до 3 воздействий. После нанесения лазерного импульса на переднюю капсулу хрусталика в ней возникал разрыв округлой формы, сквозь который в переднюю камеру проминировали хрусталиковые массы. В связи с поглощением лазерного излучения и его рассеивания мутным содержимым хрусталика, плотность излучения позади хрусталика падала настолько, что не представляла опасности для сетчатки. Набухание хрусталикового вещества и его рассасывание варьировали по длительности от 2-3 мес. до 1 - 1,5 лет. Данный метод использовался при так называемых «мягких» катарактах у детей. Однако он не был внедрен в широкую клиническую-практику в связи с риском развития вялотекущего увеита и длительностью рассасывания хрусталикового вещества [46, 82]
Методы офтальмологического обследования; использованные в ходе клинической работы
По мере накопления опыта лазерной экстракции катаракты были предложены ряд новых технических приемов, делающих ее более безопасной и позволяющих расширить показания к ее применению [61,62,65,83Д23].
Так В.Г.Копаева и Ю.В.Андреев для снижения нагрузки на капсулярный мешок и цинновы связки предложили технику супракапсулярного разрушения ядра хрусталика. В этом случае после выполнения капсулорексиса и гидродиссекции ядро выводится из капсульного мешка, размещается на передней капсуле хрусталика, разрушается по методике формирования чаши с последующим рассечением хрусталика на фрагменты. Передняя капсула в ходе операции таким образом, находится вне зоны работы лазерного наконечника. Это позволяет эффективно раскалывать, хрусталик на фрагменты, исключая необходимость, ротации ядра [30,86].
В Тамбовском филиале ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» разработана техника «креста» с последующим формированием «кратера» [Мачехин В. А., Кузьмин С. И. 2003г.]. После формирования креста ядро разламывают чоппером на 4 фрагмента и формируют широкий кратер на их стыке. Объем фрагментов уменьшается, что позволяет сократить время дальнейшего воздействия лазерной энергии [50, 59;60].
В Краснодарском филиале ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» разработана методика лазерной экстракции перезрелой катаракты-[Лексуткина Е. В. 2006г.].
Так как в этом случае капсула хрусталика истончена и напряжена, при выполнении капсулорексиса существует угроза ее разрыва. В связи с этим предложено заполнить переднюю камеру вискоэластиком до легкой гипертензии, пунктировать переднюю капсулу и через пункционное отверстие аспирировать жидкое содержимое капсульного мешка. Далее капсульный мешок заполняется вискоэластиком, делается капсулорексис, аспирационным наконечником подтягивается кверху ядро и лазером откалывают периферические его фрагменты до полной аспирации [48,49;51,126;128].
По мере совершенствования техники ЛЭК расширялись показания для ее применения [10,12,13,52, 127,151].
В настоящее время ЛЭК используется и при осложненных катарактах.. У пациентов с сахарным диабетом, миопией высокой степени; абиотрофией сетчатки, глаукомой, при синдроме Фукса, при подвывихе хрусталика І-П степени [21, 38, 39, 41, 42, 47, 85]. У пациентов с узким, ригидным зрачком операция выполняется, после предварительного его расширения ирисретракторами [21, 31,85].
Так как при- лазерной экстракции катаракты используется Nd:YAG лазер с новой для офтальмологии длиной волны. 1,44-мкм были проведены исследование по выявлению влияния прежде всего на эндотелий (задний эпителий) роговицы [1,17, 23, 26]. Состояние заднего эпителия роговицьг является важным показателем безопасности любого метода экстракции катаракты. Было выявлено; что снижение плотности эндотелиальных клеток после ЛЭК не превышало» 2-6%, что свидетельствовало- о низкой травматичности операции. Это, вероятно обусловливается, рядом факторов, в частности, в отличие от ультразвукового лазерный наконечник не нагревается во время» операции, вследствие чего отсутствует угроза ожога роговицы в области разреза [1,31,40].
Кроме того, использование силиконового- лепестка, защищающего заднюю капсулу хрусталика, позволяет разрушать и аспирировать хрусталиковое вещество на максимальном- расстоянии от заднего эпителия роговицы [27,37,121].
Видимо, существуют пороговые уровни- энергетической экспозиции, при превышении которых клетки теряют устойчивость к воздействию акустической волны. Невысокий процент потери клеток заднего эпителия роговицы при ЛЭК свидетельствует о том, что суммарная- затраченная энергия лазерного излучения существенно ниже этого опасного уровня [1, 17].
Анализ результатов операций, выполненных с одинаковой суммарной энергетической экспозицией лазерного излучения, позволяет сделать вывод, что можно с одинаковой степенью безопасности работать при низкой энергии в импульсе, но более длительно, или с высокой энергией, но разрушать ядро в течение более короткого промежутка времени. Если выбранный первоначально уровень энергии излучения в импульсе не обеспечивает нужной эффективности разрушения ядра, то целесообразно повышать энергию импульсов в той мере, в какой это необходимо для получения нужного эффекта. При этом риск потери клеток не увеличивается [1, 26].
Известные трудности при энергетической хирургии катаракты состоят в том, что не всегда удается предотвратить смещение мелких фрагментов ядра в переднюю камеру глаза в тот момент, когда в задней камере глаза работает лазерный наконечник. Эти фрагменты могут травмировать задний эпителий роговицы [34,26]. Поэтому в случае непредвиденного смещения, хрусталикового материала в переднюю камеру глаза следует прервать генерацию лазерных импульсов, вернуть выпавшие фрагменты хрусталика в заднюю камеру и только затем продолжить операцию [1, 26].
Характеристика пациентов, обследованных в отдаленном периоде
В первую группу включены данные пациентов, обследованных в отдаленном периоде после ЛЭК (200 человек 219 глаз), которые составили основную группу. Для сравнениямы также обследовали 57 человек (65 глаз) прооперированных методом ФЭК. Эти пациенты составили контрольную группу. Сроки обследования в отдаленном периоде у пациентов прооперированных методом ЛЭК и» ФЭК, одинаковы - от 6 месяцев до 4х лет после операции.
Для оценки возможного- воздействшь излучения NchYAG лазера с длиной волны 1,44 мкм на стекловидное телош сетчатку, мы дополнительно обследовали 20 человек (20"глаз) в период с декабря 2004 года по май-2005 года)і— эти пациенты составили вторую группу.
В отдельную группу (третью) нами выделены, пациенты, прооперированные методом ЛЭК, с сопутствующей патологией роговицы. Обследовано 36 человека (45 глаз). Сроки наблюдения от 1 месяца до 5 лет. Пациентыпрооперированы с 2003" по 2005год.
Перед операцией, вне зависимости, от ее вида, ультразвуковой или-лазерной экстракции, все пациенты проходили полное клиническое обследование у специалистов (терапевта, отоларинголога, стоматолога, при наличии сахарного диабета - эндокринолога и других в зависимости от сопутствующего заболевания), при необходимости проводили, рекомендованное ими лечение. За 10 дней до операции1 пациентам проводились клинико-лабораторные исследования (общий, анализ крови, общий анализ мочи,1 анализ крови на свертываемость, исследование глюкозы крови:, анализ, крови1 на реакцию Вассермана, на гепатит, электрокардиографическое и флюорографическое исследования). Изучали анамнестические сведения; Непосредственно перед операцией! все пациенты проходили осмотр анестезиолога для решения- вопроса об; адекватной анестезии: 3.3; Методы офтальмологического обследования, использованные в ходе клинической работы: 1. Визометрия по общепринятой методике на приборах фирмы " Shin Nippon СР-30" Япония. 2. Тонометрия по А.П. Маклакову грузиком весом 10 грамм, диаметр отпечатка» измерялся, линейкой» Б.Л. Поляка и пневмотонометром "Торсоп"— СТ 604 (использовано среднее из трех измерений с применением перерасчетных коэффициентов и таблиц). 3. Рефрактометрия проводилась на1 аппаратах "Tomey RC-4000" и "Nikon Speedy-Nl 4. Биомикроскопия на щелевой лампе " Carl Zeiss" (Германия); и "Takagi" (Япония). Оценивались, состояние роговицы, радужки, пигментной каймы, глубина передней камеры и угол передней камеры, степень помутнения, и плотность хрусталика, состояние стекловидного тела положение интраокулярной линзы в послеоперационном периоде. 5. С помощью обратной офтальмоскопии, биомикроофтальмоскопии асферическими линзами.60D и 78D оценивали состояние сетчатки; диска зрительного нерва, макулярную область, периферию и сосуды сетчатки. 6. Плотность клеток заднего эпителия роговицы определялась на приборе SP-1000 Торсоп (Япония). Для более точной оценки ПЭК мы выполняли исследование в 5 точках и брали средний показатель. 7. Ультразвуковая эхобиометрия выполнялась на А-В скан (Humphrey) (частота 10 МГц, мощность 89 Дцб). Измерялись: переднезадняя ось глаза, глубина передней камеры, толщина хрусталика, что позволяло выявить отношения основных анатомо-оптических структур глаза. Также данное исследование позволяло оценить степень деструкции в стекловидном теле, возможную патологию сетчатки. 8. Электро-физиологические исследования с помощью электродиагностического тестера «Neuropto» фирмы «Medelec» (Англия) в случаях, когда невозможно было биомикроскопически оценить состояние сетчатки и зрительного нерва. 9. Оптическая когерентная томография на устройстве Stratus OCT Model 3000 проводилась для оценки изменений в центральной области сетчатки. 10.Оптическая когерентная томография переднего отдела на аппарате «Vizant» (Carl Zeiss). При обработке данных использованы методы вариационной статистики с определением средней арифметической ошибки, средней квадратичности отклонения, средней ошибки разницы, критерии Стьюдента и уровня значимости Р. Расчеты производились на персональном компьютере в программе Excel. Обработка данных проведена на базе информационно-вычислительного центра Санкт-Петербургского филиала ФГУ «МНТК «МХГ» (заведующий отделом Фатов А.В.) Операции выполнены на базе СПб филиала ФГУ МНТК "Микрохирургия глаза" в период с 1999 года по 2007 год. Операции лазерной экстракции катаракты выполнены одним хирургом к.м.н. Загорулько A.M., операции ультразвуковой факоэмульсификации катаракты выполнены разнымиьхирургамщ которые являются заведующими хирургических бригад в филиале.
Характеристика пациентов с сопутствующей ЭЭД роговицы
С целью определения безопасности и эффективности экстракции катаракты с использованием лазерного излучения X — Г,44мкм проведены экспериментальные и клинические исследования;
По данным проведенной экспериментальной работы на глазах: кроликов, гистологические исследования, показали, что- роговица не утолщена, нарушений; в: передней и задней пограничных мембранах нет, отека: стромы не выявлено, клетки заднего эпителия:роговицы расположены в один слой; ход их не нарушен, форма не изменена, отслойка десцеметовой оболочки не зафиксирована ни на одном гистологическом препарате. В единичных случаях на 4 глазах (энуклеированных через 1 неделю после операции) в передней камере обнаружен белковый экссудат, что может быть следствием воспалкгельной реакции в послеоперационном периоде.
Пигментный эпителий: радужки не нарушен; ожоговых травм радужки не выявлено, отека, кровоизлияний нет. Стекловидное тело на всех препаратах прозрачное, геморрагии; и воспалительного экссудата нет. Отслойка сосудистой: оболочки: отсутствует, утолщения слоев не наблюдается. Выявлена выраженная пигментация хориодеи; что характерно; скорее всего для глаз кроликов, так как она наблюдается. на всех препаратах. На 23 препаратах слои сетчатки хорошо различимы, ход их не нарушен, клетки не изменены, так: же наблюдается выраженная пигментация. Лишь на одном препарате в центральных отделах выявлен отек и утолщение слоев (глаз энуклеирован через 1 месяц). В одном случае возможно вследствие тромбоза центральной вены сетчатки определяется: отек диска зрительного нерва, а на остальных глазах ДЗН не изменен.
Морфологические исследования гистологических препаратов тканей глаз кроликов после ЛЭК показали, что ни в одном случае изменения в тканях не являются характерными только для данной технологии операции; изменения отмечающиеся в ресничном теле, были обнаружены на всех препаратах и можно предположить, что они соответствуют травме во время энуклеации. Отек в макуле, как мы знаем, является осложнением развивающимся и после ультразвуковой? и после обычной экстракции катаракты.
По данным; полученным в; ходе экспериментальной! работы,, можно с уверенностью говорить, что лазерное излучение NdiYAG лазера с длиной . волны 1,44 мкм не распространяется- за пределы зоны воздействия, не вызывает изменений роговицы и ожоговой травмы радужки, не оказьгоает влияния на цилиарное тело, не обнаружено деструкции стекловидного тела и изменений слоях сетчатки.
В! отдаленном периоде обследовано 200 человек (219 глаз), прооперированных методом ЛЭК в течение 4- лет ш 57 человек. (65 глаз);, прооперированных методом ФЭК — контрольная группа. Наиболее частым операционным осложнением в обеих группах был разрыв задней капсулы, и отрыв цинновых связок. Операционные осложнения- в основной группе наблюдались, в 3;7% случаев; а ВЇ контрольной 5;2%. Осложнения? в послеоперационном периоде в основной группе составили 2,4%, а в контрольной — 15,4% (основное осложнение в данной группе это кератопатии 9;2%) статистически не является достоверным (р 0,05, коэффициент Єтьюдента). Острота зрения; 0,8 и выше с коррекцией у пациентов прооперированных методом ЛЭК составила 87,2%, а у пациентов прооперированных методом ФЭК — 82,4% статистически является достоверным (р 0,05,); Потеря плотности эндотелиальных клеток после операции в основною группе составила — 4%, а в контрольной — Щ4% статистически является достоверным (р 0,05). Внутриглазное давление у всех пациентов было в пределах нормы 21 мм.рт.ст. (±0,1) В-обеих группах пациенты были выписаны на 1 - 3 сутки после операции. Можно отметить, что в отдаленном периоде у пациентов из основной группы, очень высокий функциональный результат (острота зрения 0,8 и выше у 87,2% пациентов). В работе мы исследовали, возможны ли изменения в стекловидном теле и сетчатке после лазерной экстракции. Проанализированы данные 20 пациентов (20 глаз) прооперированных методом ЛЭК. Для оценки изменений использованы ультразвуковое исследование (В-скан) и оптическая когерентная1 томография сетчатки.
По результатам исследования операционных осложнений у этих пациентов» не было, острота зрения после операции 0,8 и выше с коррекцией отмечена у 19 пациентов из 20. Плотность эндотелиальных клеток по сравнению с исходной в послеоперационном периоде снизилась на 3,9%. Средняя энергия излучения 240 мДж, время экспозиции излучения от 141 с до 161 с.
В 2 случаях в послеоперационном периоде обнаружена отслойка задней гиалоидной. мембраны стекловидного тела. Небольшое прогрессирование деструкции так же отмечено в двух случаях, при длительности излучения 161с и 147с, и энергии, излучения 240 мДж.„ Однако мы не заметили, какой либо зависимости выявленных изменений от плотности хрусталика, времени воздействия лазерного излучения и мощности излучения.
Исследования на оптическом когерентном томографе выявили отек в макулярной области сетчатки в одном случае. После проведенной консервативной терапии при контрольном исследовании отек не обнаружен. Отек в макуле может возникать и при других технологиях экстракции катаракты, и мы не считаем в данном случае, это каким либо следствием воздействия лазерного излучения.
