Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Эпидемиология и современные аспекты этиологии язвенных поражений роговицы 11
1.2. Современная фармакотерапия язв роговицы 13
1.3. Хирургическое лечение язвенных кератитов 21
1.4. Методы локального воздействия 26
1.5. Лазерное лечение 28
1.6. Заключение 38
Глава 2. Материалы и методы исследования 40
2.1. Характеристика лазерной установки 40
2.2. Обоснование применения длины волны лазерного излучения 1,44 мкм 41
2.3. Экспериментальные исследования 43
2.3.1. Характеристика экспериментальных животных, методы обследовании 46
2.3.2. Метод создания экспериментальной модели язвы роговицы 47
2.3.3. Гистологические исследования 48
2.3.4. Бактериологическое исследование 48
2.4. Клинические исследования 49
2.4.1. Общая характеристика клинических групп больных 49
2.4.2. Методы обследования больных 50
2.5. Методы статистической обработки 51
Глава 3. Результаты собственных экспериментальных исследований 54
3.1. Морфологические особенности воздействия лазерного изучения с длиной волны 1,44 мкм на роговицу in vitro 54
3.2. Воздействие лазерного излучения на длине волны 1,44 мкм на роговицу в эксперименте 59
3.3 Применение лазерного излучения длиной волны 1,44 мкм для лечения язвы роговицы в эксперименте 66
3.3.1. Результаты бактериологического исследования 71
3.3.2. Результаты гистологического исследования 73
Глава 4. Результаты клинических исследований 83
4.1. Безопасность лазерного излучения на длине волны 1,44 мкм 83
4.2. Результаты применения лазерного излучения длиной волны 1,44 мкм в клинике для лечения язвы роговицы 85
Выводы 97
Практические рекомендации 99
Список использованной литературы
- Хирургическое лечение язвенных кератитов
- Лазерное лечение
- Гистологические исследования
- Применение лазерного излучения длиной волны 1,44 мкм для лечения язвы роговицы в эксперименте
Хирургическое лечение язвенных кератитов
Среди воспалительных заболеваний переднего отрезка глаза особого внимания заслуживает язва роговицы, которая, несмотря на успехи современной офтальмологии, трудно поддается лечению и почти всегда приводит к значительному снижению остроты зрения. Распространенность гнойной язвы роговицы составляет 27,6% как первичная инфекция и 30,2% как вторичная [107].
Гнойная язва роговицы по своим последствиям является вторым инвалидизирующим заболеванием роговицы после герпетического кератита, отличающимся клинической тяжестью, скоротечностью и часто приводящим к гибели глаза вследствие развития эндофтальмита [58].
Лечение гнойных язв роговицы остается одной из актуальных проблем современной офтальмологии, что объясняется сохранением высокой частоты данной патологии и особой тяжестью течения заболевания, приводящего к значительному снижению зрения, а нередко и к гибели глаза. [8, 50, 103, 126].
На современном этапе особенностью язвы роговицы стал большой полиморфизм этиологических факторов и клинического течения, что затрудняет своевременную диагностику и препятствует проведению эффективных лечебных мероприятий, направленных на купирование воспалительного процесса, сохранение глаза и его зрительных функций.
О.Н. Елегечева (2009), суммируя литературные данные, приводит следующие экзогенные факторы риска язвы роговицы [45]: - нарушение режима ношения контактных линз является доказанным провоцирующим фактором в развитии 27-42% всех бактериальных кератитов и 85-86% акантамебных кератитов [41, 98, 99, 196, 197, 198, 226, 232, 235]. Сюда же можно отнести и осложнения ортокератологии и ношения ночных ортокератологических линз [193]. - травма роговицы приводит к развитию бактериальных кератитов в 23,7%, кератомикозов — в 17,5%, герпетических кератитов - в 10,5% [21, 38, 41,89]. - при «синдроме сухого глаза» изъязвление роговицы может наблюдаться в 9% случаев, рецидивирующие эрозии - в 36,4% [21, 22, 84, 129, 131]. - хирургические вмешательства на роговице - в том числе кераторефракционные и реконструктивные операции [126, 145, 188, 195, 200, 210, 226, 229, 236]. - необоснованно длительная местная терапия кортикостероидами, антибиотиками, анестетиками и даже нестероидными противовоспалительными препаратами [91, 179, 209, 225].
Неправильное использование специфической антибактериальной и противовирусной терапии приводит к тяжелым последствиям для организма пациента: развитию дисбактериозов, аллергических реакций [95], хронизации патологического процесса.
К эндогенным факторам риска тяжелого течения воспалительного процесса любой локализации, в том числе язвы роговицы, можно отнести любые хронические очаги инфекции в организме, наличие специфических инфекций, таких как туберкулез, сифилис, герпес и пр., а также авитаминозы, первичные и вторичные иммунодефицитные состояния, различные системные заболевания [42].
Что касается этиологии, то широкое и бесконтрольное применение антибактериальных препаратов обусловило изменение к настоящему времени этиологической структуры гнойных поражений роговицы с возрастанием удельного веса условно-патогенной микрофлоры [114, 115, 212, 215]. Разработка и внедрение множества новых фармакологических препаратов нередко не дает положительного эффекта даже при проведении интенсивной комплексной терапии.
Соотношение грамположительных и грамотрицательных возбудителей за последние 5 лет изменилось с 81,1%/18,1% до 51,4%/48,6% [206]. Согласно данным разных авторов, частыми возбудителями бактериальных язв роговицы (более 80% всех случаев) в последнее время являются: Staph. Aureus [236], Staph, epidermidis, Pseud, aeruginosa. Наиболее агрессивный возбудитель - синегнойная палочка, вызывающая бурное течение язвы с последующей перфорацией роговицы и развитием эндофтальмита [70, 136, 145, 182, 188].
Особо тяжелое течение кератитов с формированием язвы роговицы тяжелого течения наблюдается при сочетании акантамебного поражения с грибковой флорой [205].
В 30 - 44,8% случаев язвы роговицы не удается выделить возбудителя заболевания, и лечение проводится эмпирически, с учетом клинической картины [49].
Таким образом, течение гнойных кератитов и язвы роговицы на современном этапе приобретает более тяжелый, длительный характер и представляет большие трудности для эффективного лечения. Несмотря на то, что в настоящее время имеется большой выбор лекарственных средств и методов консервативного лечения, развитие резистентности микроорганизмов к используемым препаратам и высокая частота развития осложнений обусловливают поиск и разработку новых методов лечения язв роговицы.
Лазерное лечение
Эффективность и безопасность лазерного лечения определяется оптимальным соотношением между длиной волны, энергией воздействия лазера и точкой приложения конкретного лазерного излучения (объект воздействия). При воздействии на воспалительный очаг роговицы необходимо создать на определенную глубину зону с повышенной температурой, зависящей от желаемого эффекта лазерного излучения, и добиться неизменной или малоизмененной температуры вне границы этой зоны. Естественно, что особое внимание уделяется возможному повреждающему воздействию на эндотелий роговицы.
В МНТК «Микрохирургия глаза» им. С.Н. Федорова И.А. Мушковой с совместно с МГТУ им. Н.Э. Баумана в рамках работы по применению лазерной кератокоагуляции с рефракционной целью проводились спектроскопические, термодинамические, калориметрические исследования, а также анализ применения параллельного и сфокусированного лазерного излучения в диапазоне 1.0-2.5 мкм [ПО]. Известно, что около 80% состава роговицы составляет вода. По данным И.А.Мушковой, при исследовании спектра пропускания воды и роговицы человека было выявлено, что по чередованию и выраженности локальных минимумов и максимумов поглощения эти спектры идентичны и что в спектральной области более 1,3 мкм есть два интенсивных максимума поглощения -1,45 и 2,0 мкм (рис 1).
В офтальмологии есть ряд лазерных установок, используемых, в том числе для коагуляции роговицы, с длинами волн 1,32 и 1,54 мкм.
При длине волны 1,32 мкм пропускание излучения составляет 89% (960 мкм"1), только 11% поглощается роговицей - такая длина лазерного излучения небезопасна из-за повреждающего действия на роговицу и радужку. При длине волны 1,54 мкм пропускание лазерного излучения также еще достаточно велико и составляет 68% (0,9 мм"1), поэтому данная длина волны также может обладать повреждающим действием на внутренние структуры глаза. Излучение с длинами волн 1,44 и 2,21 мкм соответствует 51 и 50% пропускания (0,84 и 0,83 мм"1), что дает возможность провести достаточно глубокую коагуляцию с относительной безопасностью для глубжележащих тканей [110].
При анализе параллельного и сфокусированного лазерного излучения также было выявлено, что наиболее предпочтительными для воздействия на роговицу являются лазерные излучения с длинами волн 1,44 и 2,12 мкм - они позволяют получить эффективную глубокую коагуляцию с минимальным поглощением в задних слоях роговицы [110].
Эти выводы соответствуют и другим литературным данным, согласно которым, инфракрасное излучение в области 1,44 - 1,56 мкм поглощается водой в слое от 0,3 до 0,7 мм и не повреждает более глубокие слои [154]. Именно поэтому лазерное излучение с длиной волны 1,44 мкм может быть наиболее эффективно для лечения заболеваний роговицы.
Конец волоконного вывода лазерного излучения располагался перпендикулярно к поверхности роговицы на расстоянии 1 мм. На конце волоконного наконечника использовали специальный силиконовый ограничитель, обеспечивавший во всех экспериментах одинаковое расстояние от конца волокна до поверхности роговицы. Облучение роговицы осуществляли импульсами при изменении значений мощности и длительности излучения - мощность лазерного излучения от 0,15 до 0,27 мВт с длительностью импульсов 0.37, 1.3, 2.9 сек. Соответственно, доза облучения в экспериментах варьировалась дискретно в пределах 56 мДж -780 мДж. Сразу после облучения вырезали кусочки роговицы в зоне лазерного воздействия размерами 0,5 х 0,5 см, обезвоживали в спиртах и заливали в смолу (эпон-аралдит).
На втором этапе определяли характер воздействия лазерного излучения длиной волны 1,44 мкм при различных энергетических параметрах на интактные роговицы лабораторных животных (кроликов).
Эксперимент проводили на 6 глазах половозрелых кроликов породы Schinschilla массой 1,5-2,0 кг. Кроликам под местной анестезией -инстилляция 0,4% раствора Инокаина - проводили однократное облучение центральной зоны роговицы в импульсном режиме с заданными значениями мощности и длительности излучения на расстоянии 1 мм от поверхности роговицы.
Гистологические исследования
В II опытной группе проводили лазерную коагуляцию язвенного дефекта роговицы с различными энергетическими параметрами, затем на 5-е сутки после инфицирования роговицы проводили низкодозированное лазерное облучение воспалительного очага с мощностью 150 мВт и длительностью импульса 0,11 сек ежедневно в течение 4 дней.
При коагуляции с мощностью 0,27 Вт и длительностью импульса 0,95 сек (энергия излучения 0,256 Дж) и последующим биостимулирующим низкоинтенсивным лазерным облучением на 14 сутки эксперимента наблюдали следующую морфологическую картину: эпителий в зоне воздействия расположен в 2-3 слоя, наблюдается гипертрофия базального слоя, направленная на восполнение сформировавшегося стромального дефекта. В центре очага рубцовая ткань, занимающая примерно Уг толщины стромы, контрактирует и сближает соседние неизмененные участки, придавая роговице конфигурацию в виде песочных часов. В очаге воздействия визуализируются фибробластноподобные веретенообразные клетки и воспалительные клетки в небольшом количестве. Новообразованные сосуды в строме отсутствуют. Отмечается отечность задних слоев стромы. Эндотелий десквамирован. Имеется нежная ретрокорнеальная мембрана, образованная рубцово-измененной новообразованной субэпителиальной тканью (рис. 21). Рис. 21. Эпителий расположен в 2-3 слоя, гипертрофия базального слоя. Рубцовая ткань контрастирует, сближая соседние неизмененные участки. Задние слои стромы отечны. Эндотелий десквамирован. Ув. 125.
При коагуляции с мощностью 0,25 Вт и длительностью импульса 0,95 сек и последующим низкодозированным лазерным облучением отмечали неравномерность эпителия, субэпителиально отмечается усиленная пролиферация фибробластных клеток с формированием новой нежной рыхлой соединительной ткани с правильным ходом волокон, с хорошим прогнозом на заживление и оптические свойства. В средних слоях стромы сохраняется воспалительный инфильтрат с примесью фибробластоподобных клеток, формирующих правильную стромальную ткань. В проекции очага отмечается отслойка десцемтовой мембраны, а также разрежение плотности эндотелиальных клеток (Рис. 22).
Рис. 22. Пролиферативная стадия воспаления - пролиферация фибробластных клеток с формированием новой соединительной ткани с хорошим прогнозом на заживление и оптические свойства. Ув. 600. Описанные морфологические изменения, с учетом гистологической картины в опытной группе I при аналогичных энергетических параметрах лазерного излучения, использованного для коагуляции язвы, подтверждают, что данные энергетические дозы обладают излишним повреждающим действием на роговицу: контракция стромы, отслойка десцеметовой мембраны, ретрокорнеальная мембрана, десквамация или отек эндотелия.
При мощности 0,27 Вт и длительности импульса 0,79 сек (энергия излучения 0,231 Дж) с последующим биостимулирующим низкодозированным лазерным облучением в строме отмечали гиперцеллюлярность поверхностных слоев за счет фибробластоподобных клеток. Фибробласты параллельны поверхности роговицы, что свидетельствует о хорошем прогнозе на заживление и восстановление оптических свойств. Встречаются отдельные воспалительные клетки (Рис. 23).
Гиперцеллюлярность поверхностных слоев стромы за счет фибробластоподобных клеток. Встречаются отдельные воспалительные клетки. Фибробласты параллельны поверхности роговицы. Ув. 250.
Глубокие слои стромы не изменены. Десцеметова мембрана сохранна. Эндотелий не поврежден, однако отмечается небольшая разрыхленность эндотелиальных клеток (Рис. 24). Рис. 24. Глубокие слои стромы не изменены. Некоторая разрыхленность эндотелия. Ув. 250.
При мощности лазерного излучения 0,25 Вт и длительности воздействия 0,79 сек (энергия излучения 0,197 Дж) и последующим биостимулирующим низкоинтенсивным лазерным облучением - на 14 сутки от начала эксперимента в очаге эпителий сохранен, наблюдаются незначительные признаки воспаления: отмечается умеренно выраженный воспалительный инфильтрат в строме, новообразованные сосуды. Отмечается активная фиброплазия - формирование параллельно расположенных волокон стромальной ткани с благоприятным прогнозом на восстановление оптических свойств. Глубокие слои стромы не изменены. Десцеметова мембрана нормальна. Эндотелий интатктен (Рис. 25, 26).
При сравнении опытных групп и группы контроля процесс заживления намного интенсивнее происходит в опытных группах, что можно объяснить лазерной коагуляцией язвы, позволяющей эффективно санировать очаг воспаления, ускорив, тем самым, наступление фазы пролиферации.
Наиболее оптимальными параметрами для эффективной санации язвенного дефекта роговицы, не оказывающими повреждающего воздействия на глубжележащие структуры (десцеметова мембрана, эндотелий) являются: мощность излучения 0,25 Вт и длительность импульса 0,79 сек, энергия излучения 0,231 Дж.
Сравнение результатов в опытных групп I и II позволяет сделать вывод, что после лазерной коагуляции язвы и последующего низкоинтенсивного лазерного облучения в течение нескольких дней с мощностью 0,15 Вт и длительностью импульса 0.11 сек наблюдается формирование более нежной рубцовой ткани с параллельным ходом волокон, позволяющее предполагать на отдаленном сроке хорошие оптические свойства роговицы и высокие зрительные функции.
Применение лазерного излучения длиной волны 1,44 мкм для лечения язвы роговицы в эксперименте
В основной группе эпителизация роговицы начиналась раньше, чем в контрольной. В группе консервативного лечения эпителизация поверхности роговицы наступала на 10,7±5,28 сутки. В основной группе А, где проводили лазерную коагуляцию язвенного дефекта, начало эпителизации происходило на 7,0±2 сутки, а в подгруппе Б на 6,6±2,97 сутки.
Как следствие в основной группе в более ранние сроки, чем в контрольной, наступала полная эпителизация язвенного дефекта роговицы: в подгруппе А эпителизация в среднем завершалась к 10,4±2,3 суткам, в подгруппе Б к 9±2,55 суткам, тогда как в контрольной группе эпителизация завершалась на 16,87±6,44 сутки. Соответственно при использовании лазерного лечения сократился период полной эпителизации и составил в основной группе А 3,4±0,55 суток, в подгруппе Б 2,4±0,54 суток, тогда как в контрольной группе только 6,13±1,36 суток (Таблица 7).
Таким образом, применение лазерной коагуляции язвы роговицы ускоряет сроки полной эпителизации язвенного дефекта в среднем на 2,73±0,81 суток по сравнению с традиционной консервативной терапией, а последующее применение низкоинтесивного биостимулирующего лазерного облучения на 3,73±0,78 суток по сравнению с группой контроля. В ходе лечения у 2 пациентов контрольной группы отмечено прогрессирование язвенного процесса в глубину роговицы. В одном из этих случаев была выполнена покровная пластика аутоконъюнктивой по Кунту. Во втором случае возникла микроперфорация роговицы, блокированная радужкой. Необходимо отметить, что развития осложнений у пациентов основной группы отмечено не было.
Также отмечено, что формирующееся в исходе язвы роговицы помутнение у пациентов, получавших комплексное лечение с применением лазерной коагуляции и низкодозированной лазерной стимуляции, было значительно меньшей интенсивности, чем у пациентов в группе контроля (Диаграммы 7).
В основной группе в Vi случаев (5 глаз) в результате лечения сформировалось нежное помутнение роговицы в виде облачка, причем в 3 случаях это наблюдалось в подгруппе Б (3 случая из 5), и в 2 случаях приходилось на подгруппу А (2 случая из 5). В контрольной группе помутнение в виде облачка сформировалось только в 4 случаях (4 глаза из 15), что составляет менее 1/3 случаев.
В 7 случаях из 10 в основной группе исходом язвы роговицы стало формирование помутнения в виде пятна, из них в 2 случаях это были пациенты подгруппы Айві случае - подгруппы Б. В контрольной группе помутнение средней интенсивности сформировалось 4 случаях из 15.
В основной группе формирование интенсивного помутнения наблюдали в 2 случаях (2 глаза из 10) - по одному случаю в подгруппе А и Б. В обоих случаях наблюдали активную васкуляризацию. В контрольной группе интенсивное помутнение наблюдали в 7 случаях из 15. В 5 случаях при этом наблюдали активную васкуляризацию роговицы в зоне воспаления.
Сформировавшееся в результате язвенного процесса помутнение роговицы Основная группа Подгруппа А Кол-во глаз/всего глаз ОсновнаягруппаПодгруппа БКол-воглаз/всегоглаз Контрольная группа Кол-во глаз/всего глаз
Динамика остроты зрения на фоне лечения статистически не оценивалась целенаправленно, так как у большого количества пациентов (44%) имелись сопутствующая патология органа зрения: у 24% всех пациентов (6 глаз) имелась начальная катаракта, также среди сопутствующей патологии были: амблиопия, диабетическая ангиоретинопатия, незрелая катаракта, дегенеративная миопия, ЭЭД - по 4% каждой нозологии. 5 пациентам основной группы было проведено исследование биомеханических свойств роговицы на аппарате Ocular Response Analyzer (ORA, Reichert Inc., США) (Фото 11, Таблица 9). «око 69940-11,6W-95-W
Фактор резистентности (ФРР) - расчетный показатель, который зависит от центральной толщины роговицы и отражает ее упругие свойства. Во всех случаях у пациентов, перенесших язву роговицы, на соответствующих глазах наблюдалось снижение ФРР, что можно объяснить уплотнением стромы роговицы вследствие процессов заживления и рубцевания (Таблица 9, Диаграмма 8).
У данных пациентов в исходе заболевания сформировалось помутнение роговицы в виде облачка. При анализе эпителиального слоя отмечали признаки десквамации поверхностного эпителия (2-3 клетки в поле зрения), изменений базального слоя не выявлено. В поверхностной строме роговицы наблюдали снижение плотности кератоцитов и увеличение плотности экстрацеллюлярного матрикса. Изменений в задних слоях стромы не было. Со стороны эндотелия отмечали полиморфизм и полимегатизм эндотелиальных клеток, при этом плотность эндотелиальных клеток остается в пределах нормы. У пациентки основной группы, перенесшей язву роговицы на обоих глазах, изменения стромы были более выражены в роговице, где язву лечили только консервативно. Состояние стромы роговицы парного глаза, где применяли лазерную коагуляцию язвенного очага, по данным конфокальной микроскопии было более благоприятное.
Таким образом, на основании результатов клинического этапа исследования, можно сделать вывод, что проведение лазерной коагуляции язвы роговицы с последующим биостимулирующим лазерным воздействием в комбинации с консервативной терапией позволяет достоверно снизить средние сроки эпителизации роговицы и риск развития осложнений, способствует формированию более нежного помутнения стромы роговицы по сравнению с традиционным консервативным лечением, безопасен для глубоких слоев роговицы, а также не оказывает негативного влияния на показатель корнеального гистерезиса. Лазерное лечение язвы роговицы, как одноэтапное (лазерная коагуляция язвенного дефекта с санирующей целью), так и двухэтапное (лазерная коагуляция с последующим биостимулирующим воздействием) с использованием нового диодного лазерного коагулятора ближнего инфракрасного диапазона с длиной волны 1,44 мкм может, наряду с другими методами, успешно использоваться в комплексном лечении язв роговицы различной этиологии.
Отсутствие влияния экспериментального лазера на глубжележащие ткани позволяет использовать его у пациентов, имеющих противопоказания к другим методам физиотерапевтического лечения. Компактные размеры лазера позволяют его использовать на различных уровнях оказания офтальмологической помощи: как в амбулаторно-поликлиническом звене и в стационаре.