Введение к работе
Актуальность проблемы.
Рефракционные нарушения в настоящее время являются основной причиной обращения пациентов к офтальмологу Хотя в последнее десятилетие значительно расширились возможности методов исследования рефракции глаза и исправлений его оптических аномалий, тем не менее проблема полноценной оптической коррекции остается актуальной и на сегодняшний день Если в недавнем прошлом задача врача осложнялась ограниченными возможностями существующих технологий, то теперь возникает проблема выбора среди множества способов коррекции в каждом отдельном случае Сейчас не существует адекватного способа прижизненной оценки биомеханических свойств тканей конкретного глаза, вследствие этого существующие биомеханические модели не позволяют с большой точность предсказать результат какого-либо рефракционного вмешательства Только эмпирическое прогнозирование основанное на большой базе данных позволяет решить данную проблему Поэтому для разработки новых подходов к коррекции рефракционных нарушений требуются обширные экспериментальные исследования
Наиболее распространенными методами коррекции рефракционных нарушений остаются очки и контактные линзы, однако они не всегда решают проблему зрительной реабилитации таких пациентов как в клиническом, так и в социальном аспекте Основными показаниями к хирургической коррекции аметропии являются непереносимость очковой и контактной коррекции, высокая анизометропия и невозможность использования «традиционных» методов коррекции из-за особенностей профессиональной деятельности (С Э Аветисов 1985)
Наибольшую известность получили кераторефракционные вмешательства (ФРК, ЛАСИК) производимые в центральной оптической
2 зоне роговицы с помощью ультрафиолетового излучения эксимерных лазеров Эти операции неизбежно затрагивают центральную оптическую зону роговицы, что предопределяет особенности возможных послеоперационных осложнений («хейз», диффузный ламеллярный кератит, врастание эпителия под лоскут роговицы после ЛАСИК, инфекционные кератиты, ятрогенный кератоконус и др) Ряд исследователей отмечают уменьшение прочностных свойств роговицы после проведения подобных операций (С Э Аветисов, В Р Мамиконян, Г В Воронин 2003)
Не прекращаются исследования, направленные на повышение безопасности кераторефракционных вмешательств Так разработка технологии ЛАСИК, при которой сохраняется эпителий роговицы, позволила уменьшить частоту инфекционных осложнений, по сравнению с разработанной ранее ФРК В последние годы ведутся изыскания направленные на уменьшение толщины роговичного лоскута при проведении ЛАСИК
Анализ причин осложнений различных процедур позволяет сделать вывод, что существенного повышения безопасности рефракционных вмешательств для глаза можно добиться при проведении операций вне центральной оптической зоны роговицы Кроме того, для сохранения механических свойств роговицы, нужно избегать значительного уменьшения ее толщины
Отмечается рост интереса исследователей к нехирургическому обратимому методу коррекции рефракционных нарушений -ортокератологии Сущность его заключается в том, что с помощью жесткой контактной линзы специальной конструкции на несколько часов (обычно на ночь) изменяется кривизна роговицы После снятия линзы - роговица сохраняет свою форму в течение дня Чтобы поддерживать достигнутый результат процедуру нужно повторять регулярно, иначе рефракция глаза вернется в прежнее состояние Несмотря на малую инвазивность процедуры, некоторые авторы отмечают повышение риска инфекционных заболеваний
роговицы у пациентов пользующихся этим методом коррекции (Young A L , Leung А Т , Cheng L L et al 2004)
Одним из перспективных путей поиска новых малоинвазивных технологий рефракционной хирургии является изучение явления пластической деформации биоткани при тепловом воздействии лазерного излучения Этот эффект впервые был описан для хрящевой ткани (Emil Sobol 1995) Были проведены биомеханические и гистологические исследования изменений свойств роговицы и склеры под воздействием ИК-лазерного излучения (Э Н Соболь, А В Большунов и др 2002, А В Большунов, Э Н Соболь, А А Федоров, и др 2003)
Экспериментальное изучение возможностей применения
лазериндуцированной пластической деформации фиброзной оболочки глаза с рефракционной целью может представлять большой интерес При ортокератологических процедурах уплощение роговицы достигается в течение 6-12 часов, в то время как пластическая деформация ткани при комбинированном механическом и лазерном воздействии происходит за несколько минут Подобная технология может обладать всеми преимуществами свойственными ортокератологии, при меньшем времени механического воздействия, а значит и меньшем риске возможных осложнений
Цель исследования
Экспериментальное изучение возможностей применения
лазериндуцированной пластической деформации фиброзной оболочки глаза (комбинации ИК-лазерного и механического воздействия) с рефракционной целью
Задачи исследования.
1 Исследовать возможности рефракционного воздействия
лазериндуцированной пластической деформации фиброзной оболочки глаза под действием механической нагрузки
Экспериментально апробировать различные паттерны облучения инфракрасным лазерным источником (длина волны излучения 1,56 мкм) и разные варианты приложения механической нагрузки с целью выявления самых эффективных их сочетаний
Углубленно изучить полученную методику для выявления основных механизмов индуцированных рефракционных изменений и обосновать теоретическими расчетами их возможность
Изучить морфологические изменения фиброзной оболочки глаза и подлежащих тканей, индуцированные апробируемой методикой, с целью проверки ее безопасности для глаза
Основываясь на данных об основных механизмах апробируемой методики и последующих морфологических изменениях, внести в нее поправки, обеспечивающие максимально возможный рефракционный эффект при минимальном повреждении структур глаза
Исследовать поправленную методику в допустимом диапазоне плотностей мощности облучения для изучения возможности дозирования рефракционного эффекта и его стабильности
Разработать рекомендации для применения полученной методики в клинике
Научная новизна
Впервые, на глазах экспериментальных животных детально
исследованы возможности рефракционного воздействия
лазериндуцированной пластической деформации фиброзной оболочки глаза под действием механической нагрузки
По результатам экспериментальных исследований, подсчета потери клеток ЗЭР и конфокальной микроскопии, на кроликах, определен безопасный уровень облучения роговицы ИК-лазерным излучением на длине волны 1,56 мкм Полученные данные позволили уточнить допустимые параметры исследуемых методик
Разработана математическая модель поведения фиброзной оболочки глаза в условиях локального термического воздействия ИК-лазерным облучением Расчетные параметры модели соответствуют полученным экспериментально
В процессе решения поставленных в работе задач, разработана методика подсчета плотности клеток ЗЭР Оригинальное программное обеспечение позволяет распознавать отдельные клетки в автоматическом режиме либо указывать их положение вручную Кроме подсчета количества клеток на единицу поверхности реализован подсчет площади каждой отдельной клетки и построение диаграммы частоты встречаемости клеток различной площади Для анализа пригодно любое цифровое изображение с известным масштабом
Научно-практическая значимость работы.
Предложена рефракционная методика основанная на комбинированном механическом и ИК-лазерном воздействии на роговицу глаза, обладающая низким уровнем осложнений
Разработана теоретическая модель изменения рефракции глаза в результате комбинированного механического и ИК-лазерного воздействий на фиброзную оболочку глаза
Определены безопасные для роговицы параметры ИК-лазерного облучения на длине волны 1,56 мкм
Метод анализа состояния клеток ЗЭР, основанный на оригинальном программном обеспечении Доступен подсчет плотности клеток на единицу поверхности, построение диаграммы частоты встречаемости клеток разной площади Пригодно любое цифровое изображение клеток ЗЭР с известным масштабом, что позволяет реализовать методику на доступной аппаратуре
