Введение к работе
По данным ВОЗ, около 314 миллионов человек в мире имеют нарушения зрения, причём до 25% всей глазной патологии приходится на заболевания роговицы. Кератоконус является одной из самых распространённых причин слабовидения и составляет 0,6-0,9% (Каспаров А.А., 1988; Севостьянов Е.Н., 2006; Coperman P.W., 1965; Owens H., 2003).
Кератоконус – это генетически детерминированное дистрофическое заболевание роговицы, характеризующееся нарушением биомеханической стабильности за счет структурной дезорганизации коллагеновых волокон, которое приводит к оптической неоднородности ткани роговицы с последующим истончением, конусовидным выпячиванием и нарушением прозрачности (Пучковская Н.А., Титаренко З.Д., 1990).
Представляя собой наиболее часто встречаемую форму дистрофии роговицы с распространённостью в популяции 0,033% - 0,054% (Либман Е.С., Шахова Е.В. с соавт., 2005 г; Кеnnedy R., 1986; Rabinowitz, Y. S., 1998;), кератоконус является одним из типичных показаний к проведению сквозной кератопластики (СКП) (Дронов М.М. 1997; Мороз З.И. с соавт., 1997; Boxer Wachler B.S., 2007). Последняя, хотя и широко применяется при различных дистрофиях и помутнениях роговицы, имеет ряд известных недостатков, таких как высокий риск операционных и послеоперационных осложнений, длительная зрительная реабилитация, послеоперационный астигматизм высокой степени, отторжение и ограниченный срок жизни трансплантата, нарушение архитектоники переднего отрезка глаза, низкая прочность послеоперационного рубца (Tuft S. J. et al., 1992; Koralewska-Makar A. et al., 1996, Melles G.R., 1999; Borderie, V. M. et al., 2011). Все выше сказанное обуславливает поиск путей по усовершенствованию методов кератопластики.
Послойная пересадка роговицы в этом отношении является перспективной, обладая целым рядом преимуществ. К ним относят: отсутствие риска эндотелиального отторжения, сохранную структуру переднего сегмента глаза, и как следствие - ускоренную зрительную реабилитацию, больший срок жизни трансплантата, снижение требований к отбору донорского материала, в частности к плотности эндотелиальных клеток (ПЭК) (Малюгин Б.Э. с соавт., 2010; Javadi, M. A. et al., 2010; Borderie, V. M. et al., 2011). Ее выполняют при дистрофиях и помутнениях роговицы, не затрагивающих всю ее толщу, при условии наличия нормальной ПЭК и отсутствии дефектов Десцеметовой мембраны (ДМ). Как правило это больные с кератоконусом III-IV стадий, помутнениями после инфекционных кератитов, травм и фоторефракционных вмешательств на роговице.
Тем не менее, послойная кератопластика имеет ряд недостатков – техника операции сложнее, она более продолжительна по времени, имеется риск перфорации задних слоев роговицы и возможность помутнения интерфейса донор-реципиент.
Последний нивелируется, если производится полная замена стромы роговицы вплоть до ДМ, т.е. операция проводится по методике глубокой передней послойной кератопластики (ГППК). Однако, ДМ весьма деликатна и легко травмируется в ходе оперативного вмешательства. Именно поэтому существенным стало предложение Anwar и Teichmann (2002) формировать так называемый «большой пузырь» из воздуха, отделяющий заднюю строму роговицы от ДМ, что упростило ГППК, сделало её более прогнозируемой и способствовало популяризации.
Тем не менее, распространение ГППК не стало повсеместным, поскольку нерешенным является ряд ключевых вопросов, связанных с безопасностью и повторяемостью данной методики. Даже самые опытные хирурги не могут полностью исключить разрыв ДМ, поэтому вплоть до 23% операций ГППК завершается как СКП (Janji V. et al., 2010).
Ряд исследований показал, что при помощи фемтосекундных лазеров (ФСЛ) можно частично стандартизировать процедуру послойной кератопластики, повышая её безопасность и предсказуемость (Farid M., Steynert R. F., 2009; Buzzonetti, L. et al., 2010, 2011; Chamberlian W. D. et al., 2011). Анализ зарубежной и отечественной литературы выявил упоминания о возможности проведения передней послойной кератопластики (ППК) исключительно при помощи ФСЛ не прибегая к процедурам мануальной или пневматической очистки ДМ (Hoffart, L. et al., 2007; Soong H. K. et al., 2008). При этом, однако, не имеется ни полноценного описания данного метода, ни оценки его результативности.
Цель исследования: повысить эффективность лечения кератоконуса III-IV степени путём использования технологии глубокой передней послойной фемто-кератопластики.
Задачи:
1. Обосновать в эксперименте применение методики передней послойной фемто-кератопластики и определить оптимальные параметры воздействия лазера Intralase FS 60 kHz для выкраивания трансплантата.
2. Разработать и апробировать в клинике метод передней послойной фемто-кератопластики.
3. Разработать технологию глубокой передней послойной фемто-кератопластики.
4. Оценить клинико-функциональные исходы разработанных методик передней и глубокой передней послойной фемто-кератопластики в сравнительном аспекте с результатами глубокой передней послойной кератопластики, выполненной по мануальной технологии.
Научная новизна
1. Впервые методом атомно-силовой микроскопии была проведена оценка степени иррегулярности поверхности горизонтального среза, выполненного с помощью ФСЛ в глубоких слоях донорской роговицы при использовании различных настроек, и определены следующие параметры лазерного воздействия, позволяющие получить наиболее ровную поверхность, среднеквадратичная шероховатость которой не превышает 112±17 нм: энергия 1 мкДж, расстояние между импульсами/рядами 4 мкм (pm-u=0,01).
2. Впервые показано, что проведение фемтолазерной послойной кератопластики пациентам с кератоконусом улучшает биомеханические свойства роговицы, что проявляется в достоверном повышении корнеального гистерезиса и фактора резистентности роговицы, по сравнению с дооперационными данными, в случае передней послойной фемто-кератопластики в 1,6 и 2 раза (pw<0,001), а в случае глубокой передней послойной фемто-кератопластики в 1,5 и 1,9 раза (pn<0,001), соответственно.
3. Впервые проведён сравнительный анализ клинико-функциональных результатов глубокой передней послойной фемто-кератопластики и глубокой передней послойной кератопластики, выполненной по мануальной технологии, который выявил, что на сроке наблюдения 1 год методики имеют сопоставимые результаты по остроте зрения и потере эндотелиальных клеток (p>0,05), при этом применение фемтосекундного лазера позволяет получить достоверно меньшие значения послеоперационного астигматизма (3,7±1,4 против 4,8±1,9 дптр, p=0,04), а также повысить долю качественного результата лечения (КОЗ 0,5 и выше) с 71,4% до 97,1% (pf =0,013).
Практическая значимость
1. Разработан и апробирован в клинической практике способ хирургического лечения кератоконуса методом глубокой передней послойной фемто-кератопластики который, благодаря особому алгоритму нанесения разрезов, включающему формирование несквозного заднего разреза в роговице реципиента ниже плоскости ламеллярного, позволил отказаться от использования острых колюще-режущих инструментов для введения воздуха в заднюю строму и исключить связанные с этим риски, а также увеличить частоту успешного формирования «большого пузыря» на 11,3% за счёт уменьшения выхода воздуха на периферию роговицы, и, тем самым, снизить количество перфораций ДМ на 11,4% и количество операций, конвертированных в СКП, в 3,3 раза.
2. Разработан и впервые апробирован в клинической практике способ хирургического лечения кератоконуса методом глубокой передней послойной фемто-кератопластики, позволяющий всего за 2 запуска лазера получить сложный профиль разреза по типу «шляпки гриба» в роговице донора и реципиента, что снизило расходы на проведение данной операции и повысило её экономическую доступность.
3. В ходе разработки глубокой передней послойной фемто-кератопластики подобраны оптимальные по уровню энергетического воздействия, скорости формирования срезов и их качеству параметры лазера для роговицы реципиента: несквозной задний разрез - расстояние между точками/рядами - 2 мкм, энергия - 1,5 мкДж; ламеллярный разрез - расстояние между точками/рядами - 8 мкм, энергия - 2,0 мкДж, растровый паттерн; передний разрез - расстояние между точками/рядами - 2 мкм, энергия - 1,5 мкДж.
4. Показано, что применение метода глубокой передней послойной фето-кертаопластики для лечения пациентов с кератоконусом, по сравнению с мануальной технологией, позволяет ускорить зрительную реабилитацию пациентов и получить достоверно более высокое значения как корригированной (0,54±0,15 против 0,42±0,14, p=0,023), так и некорригированной (0,21±0,17 против 0,12±0,13, p=0,031) остроты зрения на сроке 6 месяцев после операции.
Основные положения, выносимые на защиту
Применение разработанного метода глубокой передней послойной фемто-кератопластики, включающего новый алгоритм нанесения разрезов, в котором несквозной задний разрез в роговице реципиента формируют ниже плоскости ламеллярного, по сравнению с глубокой передней послойной кератопластикой, выполненной по мануальной технологии, позволяет:
- ускорить зрительную реабилитацию пациентов, что проявляется в повышении корригированной (0,54±0,15 против 0,42±0,14, p=0,023) и некорригированной (0,21±0,17 против 0,12±0,13, p=0,031) остроты зрения на сроке наблюдения 6 месяцев;
- уменьшить значения послеоперационного астигматизма на сроке наблюдения 1 год с 4,8±1,9 до 3,7±1,4 дптр (p=0,04);
- повысить долю качественного результата лечения (КОЗ 0,5 и выше на сроке наблюдения 1 год) с 71,4% до 97,1% (pf =0,013);
- улучшает биомеханические свойства роговицы, что проявляется в повышении корнеального гистерезиса в 1,5 и фактора резистентности роговицы в 1,9 раза (pn<0,001), по сравнению с дооперационными данными.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях с международным участием «Актуальные проблемы офтальмологии» в рамках IX съезда офтальмологов России (Москва, 2010), «Фёдоровские чтения» (Москва, 2011), «Патология роговицы» (Москва, 2012), на международном симпозиуме «Фемто-форум 2012» (Барселона, 2012), на научно-практической конференции «RSCRS-2013» (Санкт-Петербург, 2013), на клинических конференциях ФБГУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова (Москва, 2012, 2013).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них – 4 в научных журналах, рецензируемых ВАК РФ. Получено 2 патента РФ на изобретения.
Реализация результатов работы
Результаты исследования внедрены в научно-клиническую и практическую деятельность отдела трансплантационной и оптико-реконструктивной хирургии головной организации ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (Москва) и Чебоксарского филиала ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, а также включены в курс цикла по кератопластике Научно-педагогического центра головной организации ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (Москва).
Структура и объём работы
Диссертация изложена на 148 листах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций, библиографического указателя. Работа иллюстрирована 79 рисунками и 15 таблицами. Библиографический указатель содержит 174 источника, из них 46 источников на русском языке и 128 на иностранных языках.
Материал и методы
Клиническая часть работы проведена на базе Чебоксарского филиала ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России и головной организации (Москва) ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Фёдорова» Минздрава России. Она основана на анализе результатов обследования и хирургического лечения 80 глаз 77 пациентов, которым была проведена передняя послойная кератопластика по поводу кератоконуса III-IV степени, согласно классификации M. Amsler (1951 год).
Пациенты были разделены на 3 группы, исходя из вида проведенного хирургического лечения. Методом фемтолазерной передней послойной кератопластики (Ф-ППК) было прооперировано 11 глаз. Фемтолазерная глубокая передняя послойная кератопластика (Ф-ГППК) была выполнена на 34 глазах, которые были включены в основную группу. В контрольную группу вошло 35 глаз, прооперированных по методике мануальной глубокой передней послойной кератопластики (ГППК).
Возраст пациентов колебался от 16 до 60 лет. Средний возраст составил 30±8 лет. Полученное распределение свидетельствует о том, что исследуемая патология глаза поражает преимущественно наиболее работоспособную часть населения – людей в возрасте 20-49 лет (88%), и лишь 4 % пациентов приходится на лиц 50 лет и старше. Из 77 заболевших 50 (65%) были мужского пола, 27 (35%) – женского. Срок наблюдения составил от 1 до 2 лет.
Наряду с основным заболеванием была выявлена сопутствующая патология органа зрения: миопия средней и высокой степени 28 (35%) глаз, периферические дистрофии сетчатки 20 (25%) глаз, деструкция стекловидного тела 36 (45%) глаз.
Значение средней остроты зрения без коррекции до операции соответствовало 0,03±0,02, с максимальной коррекцией – 0,09±0,08.
Плотность эндотелиальных клеток (ПЭК) до операции составила 2758±326 клеток/мм. Выявляли характерные для кератоконуса изменения: полимегатизм (увеличение размера) составил 38,1±3,3% при норме до 30%; значение плеоморфизма (полиморфизма) было равно 45,8±8,5%, при норме 60% и более.
Толщина роговицы в центре соответствовала 384±30 мкм. Параметры, характеризующие биомеханические свойства роговицы - корнеальный гистерезис (CH) и фактор резистентности роговицы (CRF), были снижены и составляли 6,6±1 и 5±1,2 мм рт. ст., соответственно.
Всем пациентам до хирургического вмешательства и на сроках 1, 3, 6, 12 месяцев после проводили следующие исследования: стандартное офтальмологическое обследование (визометрия, авторефрактометрия, биомикроскопия, офтальмоскопия, тонометрия, ультразвуковая пахиметрия); исследование биомеханических свойств роговицы (ORA); оптическая когерентная томография переднего отрезка (Optovue); конфокальная сканирующая микроскопия, подсчёт ПЭК (Confoscan-4); построение пахиметричекой карты роговицы (Pentacam HR).
Статистический анализ выполнен с использованием программы Statistica 6.0 (продукт компании "StatSoft", США). При работе использованы рекомендации научного директора StatSoft Russia В.П. Боровикова.
Для характеристики центральной тенденции (наиболее типичных значений в выборке) использовали средние значения. Результаты статистики представлены в виде М±, где М – среднее значение; – стандартное отклонение.
Достоверность различий между независимыми данными оценивали с помощью t-критерия Стьюдента (p), а также по методу Манна-Уитни (pm-u) при количестве наблюдений в одной из групп менее 30. Оценку различий между зависимыми (динамическими) данными проводили по t-критерию Стьюдента для зависимых данных (pn) и по критерию Вилкоксона (pw) при количестве наблюдений менее 30. Для оценки различий между относительными величинами, близкими к 0 и 100: использовали точный метод Фишера (pf). Во всех случаях коэффициент достоверности р<0,05 считали статистически значимым.
В работе использовали ФСЛ IntraLase FS. Частота повторения импульсов – 60 кГц, длительность импульса – 600-800 фемтосекунд (1 фс = 10-15с), максимальная пиковая мощность импульса – 2,5 мкДж.
В экспериментальной части работы проводили исследование степени иррегулярности поверхности горизонтального среза, выполненного с помощью ФСЛ в глубоких слоях донорской роговицы при использовании различных настроек, с целью определения параметров лазерного воздействия, оптимальных для формирования наиболее ровной поверхности. Срезы выполняли на роговицах, законсервированных в среде «Борзенка-Мороз», на дистанции 600 мкм от передней поверхности. Контролем служили горизонтальные срезы, выполненные с помощью механического микрокератома Moria II на глубине 600-700 мкм. Полученные образцы исследовали на атомно-силовом микроскопе SMM-2000 в контактном режиме. В случае каждого из образцов анализировали не менее 10 изображений площадью 400 мкм 2 (2020 мкм).
С целью отработки методики и оценки состояния зоны интерфейса между трансплантатом и остаточной задней стромой реципиента было выполнено 8 экспериментальных операций Ф-ППК на 4-х кроликах породы «Шиншилла».
