Введение к работе
Актуальность проблемы. На сегодняшний день технология энергетического дробления ядра хрусталика в полости капсульного мешка является наиболее перспективным направлением в развитии хирургии катаракты. Ее преимущества по сравнению с традиционными способами мануальной экстракции катаракты состоят в возможности уменьшения послеоперационного астигматизма, быстром восстановлении зрительных функций, уменьшении риска возникновения геморрагических осложнений при проведении операции (Егорова Э.В., с соавт., 2000; Гундорова Р.А., с соавт. 1980; Steinert R.F., at. al., 1991; Davison J.A., at. al., 1994.; Leaming D.V., at.al., 1998; Wilbrandt H.R., 1993). Однако наряду с положительными моментами, операция имеет существенные недостатки, которые обусловлены спецификой используемого для разрушения катаракты вида энергии - ультразвука.
Современная методика ультразвукового разрушения катаракты все же очень сложна в техническом отношении. Требуется высокий уровень мануальных навыков и длительный период обучения. Повышается риск интраоперационных осложнений при удалении плотных катаракт (Honjo M., at., al., 1998; Zech J.C.., at al., 1999; Bayraktar ., 2001; Lee V., at al., 1999; Freyler H., at al., 1994), осложненных случаев (псевдоэксфолиативный синдром, подвывих хрусталика, катаракты в сочетании с глаукомой). Имеются данные о возможности дистанционного повреждения сетчатки (DeBry P., at al., 1998; Wong T., 2000).
Отмеченные недостатки объяснимы низким разрушающим потенциалом ультразвука как вида энергии по отношению к хрусталику, большой длиной ультразвуковой волны (3-4 см), захватывающей при работе прибора ткани заднего отрезка глаза, формированием свободных радикалов в зоне операции и термическими эффектами (Shimmura S., at al., 1992; Takahashi H., at. al., 1992; Topaz M., at al., 2002; Pacifico R.L., at al., 1994).
Дальнейшее совершенствование технологии хирургии малых разрезов предполагает решение обозначенных выше проблем. Однако очень сложно перейти на качественно новый уровень хирургии с использованием ультразвуковой энергии. По крайней мере, этого не удалось сделать в течение 30 летнего периода существования ультразвуковой факоэмульсификации катаракты. По-видимому, метод ультразвуковой факоэмульсификации катаракты достиг физического предела своего развития. Необходим поиск новых видов энергии, обладающих более выраженным разрушающим действием на биоткани, чем ультразвук.
Есть все основания полагать, что с физической точки зрения более эффективным видом энергии для разрушения хрусталика является лазерное излучение (это объясняется возможностью внесения значительно большего объема энергии в единицу времени, чем при колебаниях ультразвуковой иглы). Поэтому, можно существенно повысить скорость и эффективность операции по разрушению катарактально-измененных хрусталиков, особенно при удалении самых твердых, бурых и коричневых катаракт. Лазерное излучение (при определенных специально подобранных для хирургии катаракты режимах воздействия) более безопасно для тканей заднего отрезка глаза, чем ультразвук, что объяснимо быстрым гашением акустической ударной волны в зоне работы лазерного излучения. Поэтому с идеей развития лазерной технологии хирургии катаракты могут быть связаны перспективы дальнейшего развития современной техники малых разрезов.
Однако создание лазерной технологии – сложное и многоплановое исследование, требующее решения целого ряда медицинских и технических проблем. Разработка лазерных установок для хирургии катаракты за рубежом шла в двух направлениях. Одно из них, предложенное доктором Додиком, предполагает использование лазерной энергии для индуцирования колебаний пластинки-мишени, которые в свою очередь разрушают вещество хрусталика (Dodick JM., 1993; Kanellopoulos AJ., at al., 2001). Другая методика основана на прямом лазерном разрушении хрусталика, путем подведения к хрусталику излучения эрбиевого YAG лазера с длиной волны 2,94 мкм (Hh H., 1999, 2001). Излучение поглощается молекулами воды в объеме 1-5 микрон, вызывая образование парогазовых пузырей, при коллапсе которых формируются акустические колебания, направленные на хрусталиковые массы.
Несмотря на то, что с технической точки зрения приборы выполнены на высоком уровне, говорить о существенном прогрессе лазерной технологии пока преждевременно. Они значительно уступают по эффективности современным ультразвуковым машинам (Neubaur C., at. al., 1999; Huetz WW., at al., 2001; Duran S., at al., 2001). Можно утверждать, что пока не удается реализовать те высокие потенциальные возможности, которые несет в себе лазерное излучение. Появление качественно нового подхода в хирургии катаракты невозможно без тщательного анализа недостатков применяемых приборов и поиска путей совершенствования конструкции установок и рабочих наконечников.
Очевидным является то, что выбор длины волны лазерного излучения проводился спонтанно, без учета физических механизмов взаимодействия лазерного излучения с тканью хрусталика и технических особенностей конструирования лазерной установки (возможности получения требуемых для деструкции катаракты параметров лазерной энергии). Не исследован вопрос создания аспирационной системы лазерной установки. Отсутствие эффективно работающей лазерной установки не позволяет выполнить клинические исследования, которые могли бы явиться основой для создания новой хирургической техники экстракции катаракты и исследования потенциальных возможностей лазерной энергии в хирургии катаракты. Поэтому мы видим необходимость проведения исследований, которые позволили бы пересмотреть уже сложившиеся представления по вопросу о применении лазерной энергии в хирургии катаракты и выдвинуть новую концепцию развития хирургической технологии лазерной экстракции катаракты.
Вышесказанное позволяет сформулировать цели и задачи перспективных исследований, необходимых для решения проблемы лазерной экстракции катаракты и которые были выполнены в настоящем исследовании.
Цель исследования. Разработка принципиально новой технологии хирургии катаракты, основанной на использовании лазерного излучения с длиной волны 1,44 мкм в качестве вида энергии для разрушения ядра хрусталика.
Задачи исследования.
1. Провести теоретический анализ проблемы возможности создания лазерной установки для экстракции катаракт любой плотности на основе использования твердотельного YAG лазера. Получить экспериментальные доказательства эффективности выбранной длины волны и отработать режимы лазерного воздействия.
2. Исследовать проблему создания аспирационной системы, работающей сбалансированно с процессом лазерного разрушения катаракты. Смоделировать операцию лазерного разрушения катаракты в глазах животных, максимально приблизив эксперимент к реальным условиям операции.
3. Провести предварительные клинические исследования по проблеме лазерной экстракции катаракты (ЛЭК) оценив эффективность работы лазера и необходимость доработки отдельных узлов и блоков прибора. На основе анализа трудных моментов и осложнений первых операций ЛЭК окончательно разработать комплекс практических рекомендаций по совершенствованию лазерной установки, обеспечивающих необходимый режим разрушения ядра хрусталика и отведения разрушаемых хрусталиковых масс.
4. Изучить клинические результаты лазерной экстракции катаракты с использованием современного варианта лазерной установки «РАКОТ-6» при хирургическом удалении возрастной катаракты.
5. Исследовать проблему безопасности лазерной технологии для тканей глаза (задний эпителий роговицы, микроциркуляторное русло радужки, центральная зона сетчатки) с использованием наиболее тонких и чувствительных методов исследования эндотелиальной микроскопии роговицы, передней флюоресцентной ангиографии и оптической когерентной томографии сетчатки.
6. Определить потенциальные возможности лазерной технологии экстракции катаракты при хирургическом удалении осложненных форм катаракт, сделав акцент на наиболее сложные случаи, представленные катарактами в сочетании со слабостью цинновой связки при псевдоэксфолиативном синдроме и подвывихом хрусталика.
7. На основе анализа клинико-функциональных результатов лазерной экстракции катаракты определить достоинства метода лазерной экстракции катаракты, сформулировать показания к хирургическому лечению возрастной катаракты методом лазерной экстракции с использованием созданной нами установки «РАКОТ».
Научная новизна и практическая значимость работы.
К защите представлены положения диссертации, имеющие научную новизну и практическую значимость для офтальмологии.
1. Создано новое направление в энергетической хирургии катаракты – лазерная экстракция катаракты на основе предложенного нами и апробированного в клинической практике впервые в мировой офтальмологии Nd:YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм.
2. При нашем активном участии впервые создана лазерная установка, которая может использоваться в условиях операционной, обладает достаточной степенью мобильности, не связана с внешним источником воды, имеет доступную для хирурга систему управления и контроля за параметрами лазерных импульсов.
3. Заданная нами идеология работы ирригационно-аспирационной системы позволила инженерной группе создать оригинальный прибор, лишенный тех недостатков, которые имеются в известных факомашинах. Не требуется подачи сжатого газа для работы аспирационной помпы а так же окклюзии аспирационного наконечника для создания разрежения в аспирационной системе. Исключаются явления обтурации аспирационного канала благодаря возможности их лазерного разрушения в просвете при входе в рабочую часть аспирационного наконечника. Согласован процесс лазерного разрушения катаракты и аспирации хрусталикового материала.
4. Создана принципиально новая технология хирургической техники ЛЭК, которая является новым шагом в развитии энергетической хирургии катаракты.
5. Техника ЛЭК в сравнении с факоэмульсификацией катаракты имеет достойные преимущества:
- Проще для освоения начинающими хирургами.
- Разрушение хрусталика осуществляется дистанционно без прямого механического нажима работающих наконечников на ядро.
- ЛЭК – единственная в мире истинно энергетическая технология, где не используется мануальная фрагментация ядра хрусталика.
- Возможность разрушения целого ядра хрусталика позволяет сохранить в процессе использования высокой энергии на 1-м этапе операции периферическую экваториальную часть хрусталика, которая является дополнительной защитой задней капсулы хрусталика и цилиарного тела от воздействия энергии.
- Сведена к минимуму опасность травматизации стенки капсульного мешка при работе с энергией благодаря дозированному и строго ограниченному характеру лазерного воздействия (излучение распространяется в веществе катаракты не более чем на 1,5-2 мм).
- Предложенный нами силиконовый лепесток на рабочей части ирригационно-аспирационного наконечника, эффективно защищает заднюю капсулу хрусталика от вакуума и энергии в процессе аспирации фрагментов хрусталика.
- Высокая степень поглощения энергии водой, окружающей хрусталика защищает ткани переднего отрезка глаза от прямого воздействия энергетического излучения. Нет риска лазер-индуцированного повреждения чувствительных структур глаза (цилиарного тела, дренажной зоны глаза, макулярной зоны).
- Нет термического воздействия энергии на ткани глаза, благодаря чему появилась возможность полностью герметизировать операционные разрезы при введении рабочих инструментов, создав тем самым условия для проведения ЛЭК в закрытой полости, без перепадов внутриглазного давления.
6. Предложенная нами хирургическая техника лазерной экстракции катаракты позволяет разрушать любые по плотности катаракты, включая самые твердые бурые, черные и коричневые хрусталики. Операция позволяет сократить время работы с энергией в полости глаза и суммарную энергетическую нагрузку по сравнению с современными ультразвуковыми технологиями, особенно при хирургии плотных катаракт.
7. Разработанная нами техника ЛЭК эффективна при удалении осложненных катаракт. Псевдоэксфолиативный синдром, преклонный возраст пациентов, подвывих хрусталика в отличие от ультразвуковой факоэмульсификации не являются трудными моментами для ЛЭК и не ухудшают позитивный прогноз операции.
8. Изученные изменения в тканях глаза у пациентов после ЛЭК с использованием наиболее чувствительных методов исследования (ПЭК, ФАГ, ОКТ), показали, что потеря клеток ЗЭР не превышает 2-8%, отсутствуют грубые изменения микроциркуляции радужки после операции, а восстановление транзиторных изменений (повышение проницаемости стенок капилляров радужки) происходит в течение 1-1,5 месяцев после операции. Отсутствуют изменения, которые можно было бы объяснить прямым воздействием энергии или акустической волны лазерных импульсов на сетчатку.
9. Сопоставление клинических результатов ЛЭК при удалении различных по плотности катаракт и суммарной энергии лазерного воздействия не выявило значимого влияния фактора энергии на степень послеоперационной реакции глаза. Это позволило сделать заключение о том, что предложенная нами техника ЛЭК выполняется в безопасном для глаза диапазоне энергии лазерного излучения.
Положение, выносимое на защиту.
Разработанная технология ЛЭК является принципиально новым подходом в решении проблемы энергетического разрушения катаракты, которая позволяет улучшить результаты хирургии самых твердых коричневых, бурых и черных катаракт, позволяет снизить риск наиболее распространенных при хирургии малых разрезов интра и послеоперационных осложнений (разрыв задней капсулы хрусталика, отек роговицы, послеоперационная гипертензия), расширяет возможности энергетического удаления осложненных типов катаракт, сочетающихся со слабостью цинновой связки (при псевдоэксфолиативном синдроме, подвывихе хрусталика, у пациентов пожилого и преклонного возраста). Воздействие лазерной энергии не вызывает побочных эффектов со стороны чувствительных тканей глаза (клеток ЗЭР, микроциркуляторного русла радужки и центральной зоны сетчатки).
Апробация работы.
Основные положения работы были представлены на Российских и регионарных конференциях в период с 1999 по 2006 годы, представлялись на Европейском конгрессе по катарактальной и рефракционной хирургии в период с 2001 по 2006 годы.
Публикации.
По теме работы опубликовано 41 научная работа, из них 8 в центральной печати. Приоритет исследований подтвержден 2 патентами России, Патентом США и Германии, опубликованы методические рекомендации.
Объем и структура работы.
