Введение к работе
Актуальность проблемы. Заболенания наружных отделов органа зре-ия - глазного яблока и вспомогательных органов глаза, характеризуют-я многообразием форм и видов, различием этиологии и патогенеза, и ключают инфекционное воспаление, дегенерацию, дистрофию, добро-ачественные и злокачественные новообразования. Суммарно они со-гавляют значительный удельный вес в структуре глазных заболеваний, риводя к высокой нетрудоспособности и, часто, обуславливают ухудше-ие или потерю зрения, а в ряде случаев представляют реальную угрозу шзни больного (Ерошевский Т.И., 1983; Шульшша Н.Б. с соавт., 1985; ІайчукЮ.Ф., 1990; Каспаров А.А., 1994; Harris D.J., 1988; CarmichaelT.R., 990).
Особую актуальность представляет лечение новообразований наруж-ых отделов органа зрения. Например, базалиомы составляют 60-80% zex опухолей век (Зиангирова Г.Г., Бровкина А.Ф., 1974; Волков В.В., 991; Каспаров А.А. с соавт., 1993; Fitzpatrick P. et al., 1972 и др.). Злока-ественные опухоли эпибульбарной локализации, поражающие несколь-о анатомических структур глазного яблока, составляют до 10% опухо-ей органа зрения (Каспаров А.А. с соавт., 1993). Прогноз их часто небла-эприятен не только в отношении зрения, но и жизни больного вследст-ие их близости к глазному яблоку, мозгу, параназалышм синусам (По-уэктов Ю.А. с соавт., 1988; Uffer S., 1990 и др.).
Среди заболеваний роговицы только герпетические кератиты состав-яютот 20 до 50% (Кацнельсои А.Б., 1969: Каспаров А.А., 1989; Майчук Э.Ф., 1981; 1990) и занимают первое место среди других видов инвалиди-ирующей патологии роговицы.
Современные методы лечения инфекционных и дистрофических завоеваний роговицы, доброкачественных и злокачественных новообразо-іний наружных отделов глазного яблока и вспомогательных органов \аза (консервативное, хирургическое, комбинированное), в том числе с спользованием различных физических факторов, далеко не всегда обес-ечивают желаемый лечебный эффект, сопровождаются рецидивами и сложнениями заболевания, формированием значительных функцио-альных и косметических дефектов (Пачес А.И. с соавт., 1980; Войно-Ясе-ецкий В.В., Терентьева Л.С., 1981; Wojno Т.Н., 1989; Vander Kam V.M., chauer В.М., 1990, и др.).
В последние годы значительно расширились показания к применению эзеров в клинической офтальмологии, разработан ряд лазерных хирур-іческих вмешательств при патологии наружных отделов органа зрения їерезин Ю.Д., 1980; Акопян B.C., 1983; Болынунов А.В. с соавт., 1985; олковВ.В. с соавт., 1993; Семенов А.Д., 1994; Geggel H.S., 1990; Thomann . et al., 1995, и др.). Однако при лечебном использовании лазерных из-ученин недостаточно учитываются особенности их поглощения в био-санях, степень безопасности для внутриглазных структур, характери-гики облучаемого патологического очага и др.
По данным ряда авторов (Березин Ю.Д., 1980-1995; Ткачук A.M. с со-
авт., 1993; Антипенко Б.М. ссоавт., 1993) ИК лазерные излучения 1-3 мкм являются перспективными для клинического применения и, предположительно, могут исключить многие отрицательные эффекты лазерного воздействия и расширить возможности лазерной хирургии при патологии наружных отделов глаза и аметропии, однако эти возможности и в клинике, и в эксперименте изучены крайне недостаточно.
Врожденная и приобретенная слабость рефракции (сферическая ги-перметропия, афакия, гиперметропический - простой, сложный и смешанный астигматизм) с давних времен привлекает внимание офтальмологов. Многообразие возможностей ее коррекции (очковая, контактная, хирургическая) рождает многочисленные подходы к исправлению этого распространенного дефекта зрения. Однако каждому методу коррекции характерны и определенные недостатки (Федоров С.Н. с соавт., 19В9; Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., 1993). Особый интерес к данной проблеме вызван, в частности, возможностью изменения оптических характеристик глаза воздействием излучениями лазеров на роговицу (Федоров С.Н. с соавт., 1993; Харизов А.А. с соавт., 1993; Семенов А.Д., 1994; Buratto L. etal., 1992; Ozler S.A. et al., 1992, и др.).
Таким образом, наличие разнообразных патологических состояний наружных отделов глаза, включая аметропию (слабую рефракцию глаза), с одной стороны, и появление в последние годы ряда новых перспективных лазерных излучений ИК спектрального диапазона, обладающих весьма отличающимися особенностями поглощения в биотканях, с другой стороны, открывает новые возможности в разработке принципиально новых подходов и технологий лазерного лечения заболеваний наружных отделов органа зрения и его вспомогательных органов, и придает целесообразность исследованиям в этом направлении.
Целью настоящего исследования явилось экспериментально-клиническое обоснование и создание на основе разработки комплекса эффективных лазерных лечебных хирургических вмешательств медико-технологической системы инфракрасной (1-3 мкм) лазерной микрохирургии при патологии наружных отделов глаза и аномалии рефракции.
В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:
-
Изучить и сопоставить особенности распределения энергии инфракрасных лазерных излучений 1-3 мкм на разработанных экспериментальных моделях in vitro и in vivo в зависимости от параметров облучения и определить их роль в формировании в тканях контролируемой по объему коагуляции.
-
Изучить в эксперименте морфогенез заживления роговицы кролика после воздействия лазерными излучениями ИК спектрального диапазона (\=1,32; 1,54; 1,96; 2,09; 2,64 мкм).
-
Исследовать биохимические сдвиги в роговице и влаге передней камеры после воздействия инфракрасным лазерным излучением.
-
Оценить динамические изменения прочностных свойств роговицы после лазерных хирургических вмешательств.
-
Оценить вопросы лазерном безопасности медицинского персонала в плане получения исходных данных для организации мероприятий по защите органа зрения.
-
Определить в клинических условиях показания и противопоказания к проведению ИК (1-3 мкм) лазерной хирургии при патологии наружных отделов и вспомогательных органов глаза, аномалии рефракции, с учетом глубины залегания патологического очага, анатомо-функциональных и оптических характеристик облучаемых тканей.
-
Разработать методики эффективного лечения инфекционных кератитов на основе использования инфракрасных лазерных излучений с длинами волн 1,54; 2,09 и 2,84 мкм.
-
Разработать методики эффективного лечения дистрофических заболеваний наружных отделов глаза с использованием инфракрасных лазерных излучений (1,54 и 2,09 мкм).
-
Разработать органосохраипые методы лечения ИК (1-3 мкм) лазерными излучениями опухолей различного генеза наружных отделов глаза и оценить их противоопухолевую эффективность.
-
Оценить возможность использования инфракрасных лазерных излучений (1,54 и 2,09 мкм) для коррекции оптических характеристик глаза методом рефракционной лазерной кератопластики при слабой рефракции.
-
Разработать алгоритмы подхода при выборе лазерного излучения ИК (1-3 мкм) спектрального диапазона при лечении различных форм заболеваний наружных отделов глаза.
-
Разработать медико-технические требования (МТТ) на комплекс лазерных офтальмокоагулягороп для инфракрасной (1-2 мкм) лазерной лечебной и рефракционной микрохирургии при патологии наружных отделов глаза и аномалии рефракции.
Научная новизна. На основе клинико-экспериментального исследования впервые предложена и научно обоснована медико-технологическая система лазерных методов лечения на основе дифференцированного использования инфракрасных лазерных излучений ближнего и среднего спектральных диапазонов для хирургических вмешательств при патологии наружных отделов глаза и аномалии рефракции:
моделированием поглощения ИК (1-3 мкм) лазерных излучений в роговице кроликов и нативном альбумине доказана определяющая роль длины волны излучения и спектральных характеристик облучаемых объектов в формировании прогнозируемой по объему коагуляции. Показано, что данный принцип должен стать определяющим для дифференцированного использования излучений ИК лазеров в клинической офтальмологии, в частности, для лечения заболеваний наружных отделов глаза и коррекции аметропии;
впервые в динамике с помощью светооптических, гистохимических,
биохимических и электронно-микроскопических методов исследования подробно изучено биологическое действие на роговицу, морфогенез и биохимические сдвиги, происходящие в ней под действием инфракрасных (1-3 мкм) лазерных излучений. Установлено, что в участке облучения наблюдается инактивация ферментов, уплотнение собственного вещества и (при лазеркоагуляции на всю толщу роговицы) формируется де-сцеметоподобная мембрана. Указанные изменения не выходят за пределы объема вызванной коагуляции. Эффект уплотнения собственного вещества роговицы может служить обоснованием метода патогенетической терапии при дистрофических заболеваниях наружных отделов глаза;
впервые определены предельно допустимые уровни энергетической экспозиции лазерных излучений 1,32; 1,54; 1,96; 2,09 и 2,84 мкм для глаза человека. Установлено, что наиболее опасным является излучение 2,84 мкм, а полярным по действию - излучение 1,32 мкм;
всесторонне оценены количественные изменения прочностных свойств роговицы после лазерного облучения и показано возможное их снижение при значительных объемах лазерного воздействия;
в экспериментах на модели глубокого бактериального кератита выявлена выраженная антиинфекционная эффективность лазерных излучений 1,54 и 2,09 мкм, что позволило разработать новые эффективные технологии лазерного лечения всех форм инфекционных кератитов и ке-ратомикозов; их применение в клинических наблюдениях позволило у 89,3% больных получить полный лечебный эффект и уменьшить количество тяжелых осложнений;
впервые разработаны новые эффективные технологии лазерных хирургических вмешательств при доброкачественных и злокачественных новообразованиях, основанные на противоопухолевом эффекте коагуля-ционного (контролируемого по глубине) действия излучений ИК. (1-3 мкм) лазеров, реализуемого дифференцированным выбором параметров лазерного излучения в зависимости от размеров и локализации опухоли, что обеспечивает щадящий (органосохранный) принцип лечения; их применение в 96,6% клинических наблюдений с доброкачественными и в 81,4% со злокачественными новообразованиями позволяет достичь полного лечебного эффекта;
впервые разработаны новые методы лазерной рефракционной хирургии - рефракционной лазеркератопластики, расширяющие возможности коррекции гиперметропии, афакии, гиперметропического (простого, сложного) и смешанного астигматизма, особенно, при невозможности их коррекции традиционными методами.
Практическая ценность работы. В результате комплексной экспери- ментальной оценки инфракрасных лазерных излучений ближнего и среднего спектральных диапазонов (1-3 мкм) определена перспективность их применения в клинической офтальмологии. Созданы идеология лазерных офтальмологических установок и медико-технические требования к ним, что позволило разработать ряд промышленных образцов но-
вых офтальмологических лазерных установок инфракрасного диапазона (1,06/1,32; 1.54; 2,09 мкм).
В результате проведенных экспериментально-клинических исследований разработаны лазерные офтальмологические установки: "Ладога-Неодим" - на основе алюмо-иттриевого граната с неодимом (1,06/1,32 мкм) и "Ладога-Эрбий" - на основе твердотельного Glass-Yb:Er лазера (1,54 мкм), доведенных до выпуска опытных промышленных образцов для оф-тальмоонкологии, пластической и рефракционной офтальмохирургии, лечения инфекционных и дистрофических заболеваний наружных отделов глаза.
Результаты клинико-экспериментальной оценки макетного образца гольмиевого лазера (2,09 мкм) использованы для разработки медико-технических требований к созданию офтальмологической лазерной установки "Ладога-Гольмий", предназначенной для лазерных операций на тканевых структурах наружных отделов глаза и эндовитреальной хирургии.
Впервые разработаны новые технологии лазерной рефракционной хирургии роговицы с использованием излучения Glass-YbrEr - лазера (1,54 мкм), в значительной мере дополнивших арсенал методов коррекции оптических характеристик глаза при сферической гиперметропии, афакии, гиперметропическом (простом, сложном) и смешанном астигматизме, особенно, в случае невозможности использования традиционных средств и способов коррекции зрения.
Разработан комплекс лазерных хирургических вмешательств при опухолевых заболеваниях наружных отделов глаза и его вспомогательных органов. Дифференцированное использование лазерных излучений ближнего и среднего спектральных диапазонов, в зависимости от размеров и локализации опухоли, в сочетании со специальными приемами (усиление гидратации тканей или предотвращение ее за счет проводниковой или общей анестезии), позволяет осуществлять щадящую и прогнозируемую по объему лазерную коагуляцию патологически измененных тканей без повреждения функционально важных структур глаза (оптической зоны роговицы, угла передней камеры, хрусталика и др.).
Рекомендованная предварительная протекция слезных точек и канальцев силиконовой нитью предотвращает возможное их сужение (эараще-ние) при лазерном лечении новообразований, располагающихся в области слезоотводящих путей.
При лазерном лечении конъюнктивы глазного яблока, век и сводов, пораженной опухолевым процессом, предложен и разработан 2-этапный метод лазеркоагуляции пораженных участков коныонктивы для профилактики формирования симблефарона или анкнлоблефарона.
Предложенные технологии лазерных операций при злокачественных новообразованиях наружных отделов глаза являются методом выбора при планировании органосохранного лечения и являются предпочтительными в сравнении со всеми имеющимися методами лечения.
Разработанный комплекс лазерных методов лечения инфекционных и дистрофических заболеваний наружных отделов глаза с использованием адекватных задаче лечения инфракрасных лазерных излучений (1,54; 2,09; 2,84 мкм) позволяет составить индивидуальный план лазерного лечения конкретного больного, учитывающего многообразие особенностей клинического течения заболевания, что существенно повышает эффективность лечения, уменьшает сроки лечения и количество осложнений.
Реализация результатов исследования. Основные положения работы внедрены з педагогический и научно-исследовательский процесс кафедры офтальмологии Военно-медицинской академии, а разработанный комплекс лазерных лечебных и рефракционных технологий хирургических вмешательств на основе использования ИК лазерных излучений при патологии наружных отделов глаза и его вспомогательных органов применяется в лечебной практике клиники глазных болезней академии, а также при лечении больных, направляемых в клинику другими лечебными учреждениями г.Санкт-Петербурга, других регионов России и государств СНГ.
По материалам диссертации опубликована 41 печатная работа, внесено 20 рационализаторских предложений, ведется патентование 3 заявок на изобретение: 1. "Способ лечения микробных и вирусных язв роговой оболочки". Справка о приоритете N 95105466 от 19 апреля 1995 г.; 2. "Способ лечения десцеметоцеле". Справка о приоритете N 94038765 от 12 октября 1994 г.; 3. "Способ лечения кистообразных новообразований наружных отделов глазного яблока и его вспомогательных органов". Справка о приоритете N 94038108 от 10 октября 1994 г. Большинство публикаций имеет методический характер, обосновывает принципиально новые лазерные технологии предложенных и разработанных хирургических вмешательств при патологии наружных отделов органа зрения и слабой рефракции.
По результатам диссертационного исследования разработаны медико-технические требования на комплекс лазерных офтальмологических установок для инфракрасной (1-2 мкм) лазерной лечебной и рефракционной микрохирургии при патологии наружных отделов глаза и аномалии рефракции:
а) лазерный корнеосклеральный офтальмокоагулятор "Ладога-Эр
бий" (1,54 мкм) - для лазерной хирургии при инфекционных, грибковых,
дистрофических и опухолевых заболеваниях наружных отделов глаза и
в целях рефракционной лазерной кератопластики;
б) лазерный офтальмокоагулятор "Ладога-Неодим" (1,06/1,32 мкм)
для лазерной хирургии при онкологических и дистрофических заболева
ниях наружных отделов глаза;
в) лазерный офтальмокоагулятор "Ладога-Гольмий" (2,09 мкм) - длі
лазерной хирургии при инфекционных, грибковых, дистрофических У
опухолевых заболеваниях наружных отделов глаза и эндовитреально*
хирургии.
Лазерные офтальмологические установки "Ладога-Эрбий" и "Ладога-Неодим" доведены до выпуска опытных промышленных образцов.
Результаты диссертационного исследования использованы при подготовке Методических рекомендаций к использованию лазерного корне-осклерального офтальмокоагулятора "Ладога-Эрбий" - "Коагуляционная терапия заболеваний наружных отделов глаза с помощью иттербий-эр-биевого лазера (1,54 мкм)", 1992 г., а также включены в учебный процесс кафедры офтальмологии Воєнно-медицинской академии и изложены в лекции "Лазеры в офтальмологии", предназначенной для слушателей I, YI факультетов и курсантов факультетов подготовки врачей академии.
Апробация диссертации. Результаты работы получили отражение в научных статьях (опубликована 41 работа - статьи и тезисы докладов) и доложены на пленарных заседаниях Санкт-Петербургского научного медицинского общества офтальмологов (1980-1993) и Санкт-Петербургского научного общества анатомов, гистологов и эмбиологов (1985); на IY-й межобластной конференции офтальмологов Северо-Запада РСФСР (Псков, 1981); на заседании секции "Оптика в медицине" Ленинградского отделения Всесоюзного научного медико-технического общества (1981); на семинаре молодых ученых и специалистов "Применение лазерного излучения и магнитного поля в биологии и медицине" (Минск, 1982); на лекции во Всесоюзной школе "Лазерная техника и ее применение в медицине" (Москва, 1982); во Всесоюзной школе-семинаре ВДНХ СССР "Применение лазеров в медицине" (Москва, 1982); на Международном симпозиуме "Актуальные вопросы офтальмопатогистологии" (Москва, 1982); на YII съезде офтальмологов УССР (Одесса, 1984); на международном симпозиуме "Lasers and Electro-Optics-Cleo-88" (Anaheim, California USA, 1988); на Межведомственном координационном совете по квантовой электронике "Применение квантовых приборов в офтальмологии" (Загорск, 1989); на Республиканской школе-семинаре "Лазерная биология и медицина: практика" (Тарту - Пюхаярве, 1989, 1990); на международных конференциях "Новые достижения лазерной медицины" (Санкт-Петербург, 1993) и "Оптика лазеров" (Санкт-Петербург, 19S3,1995); на научной конференции "Боевые повреждения органа зрения" (Санкт-Петербург, 1993); на SPIE'S international symposium "OE-Lase'94" (Los Angeles, California USA, 1994); на European Biomedical Optics Week-BIOS Europe'95 (Barcelona, Spain, 1995).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 439 страницах (из них 297 страниц машинописного текста), иллюстрирована 49 рисунками и 48 таблицами. Список литературы включает 455 їаименова-ний, в том числе 207 зарубежных авторов. Работа состоит из шедения, 7 глав (с обзором литературы), заключения, выводов и практических рекомендаций.
