Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1.На пути к ФемтоЛАЗИК: этапы развития кераторефракционной хирургии 13
1.2. Медико-техническая характеристика фемтолазерных установок 19
1.3. Критерии оценки работы фемтолазерных установок 24
1.3.1. Толщина роговичного клапана 24
1.3.2. Форма роговичного клапана 27
1.3.3. Диаметр роговичного клапана 27
1.3.4. Угол вреза края роговичного клапана 28
1.3.5. Качество поверхности стромального ложа роговицы 29
1.3.6. Клинико-функциональные результаты операции ФемтоЛАЗИК 36
1.4. Специфические осложнения операции ФемтоЛАЗИК 41
Глава 2. Материалы и методы исследования 43
2.1. Теоретические исследования 44
2.2. Экспериментальные исследования 44
2.2.1. Общая характеристика экспериментального материала 44
2.2.2. Технология экспериментальной хирургии 46
2.2.3. Исследование морфологии роговицы после формирования роговичного клапана 48
2.2.4. Исследование морфометрических параметров роговичного клапана 48
2.2.5. Количественная оценка поверхности стромального ложа роговицы 52
2.2.6. Качественная оценка поверхности стромального ложа роговицы 53
2.3. Клинические исследования 53
2.3.1. Общая характеристика клинического материала 53
2.3.2. Технология коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием зарубежной фемтолазерной установки мегагерцового диапазона 58
2.3.3. Методы клинического обследования 60
2.4. Статистический анализ 64
Глава 3. Разработка медико-технических требований к фемтолазерной установке для формирования роговичного клапана 65
3.1. Математическая модель роговицы 66
3.2. Требования к длине волны фемтолазерного излучения 67
3.3. Требования к энергии одиночного фемтолазерного импульса 67
3.4. Требования к диаметру фемтолазерного пятна в фокусе 68
3.5. Требования к расстоянию между соседними воздействиями 72
3.6. Требования к глубине реза 73
3.7. Требования к частоте генерации фемтолазерных импульсов 73
3.8. Требования к алгоритму сканирования при выполнении реза 73
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных установок мегагерцового диапазона 76
4.1. Морфология роговицы после формирования роговичного клапана 76
4.2. Морфометрические параметры роговичного клапана 83
4.3. Качество поверхности стромального ложа роговицы 87
4.3.1. Количественная оценка 87
4.3.2. Качественная оценка 89
Глава 5. Клинико-морфологические и функциональные результаты технологии коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных установок мегагерцового диапазона 93
5.1. Предоперационная характеристика пациентов 93
5.2. Технология коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной фемтолазерной установки мегагерцового диапазона 95
5.3. Клинико-морфологические результаты 97
5.3.1. Морфометрические параметры роговичного клапана 97
5.3.2. Гистоморфологическая структура роговицы in vivo 102
5.4. Клинико-функциональные результаты 109
5.4.1. Визуальные результаты 109
5.4.2. Рефракционные результаты 115
5.4.3. Предсказуемость результата 116
5.4.4. Изменение роговичных аберраций высшего порядка 120
5.5. Осложнения операции ФемтоЛАЗИК 123
Заключение 126
Выводы 138
Практические рекомендации 139
Список сокращений 140
Список литературы 142
- Качество поверхности стромального ложа роговицы
- Требования к диаметру фемтолазерного пятна в фокусе
- Качественная оценка
- Гистоморфологическая структура роговицы in vivo
Введение к работе
Актуальность темы исследования. По данным Всемирной организации здравоохранения (2010 г.), 285 миллионов человек по всему миру страдают нарушениями зрения. В мире в структуре причин нарушения зрения первое место (42%) занимают аномалии рефракции (миопия, гиперметропия, астигматизм) (World Health Organization, 2010). В Российской Федерации, по данным Нероева В.В. (2014 г.), миопией страдает 3,1 миллиона человек. Заболеваемость миопией в РФ составляет 2158,2 на 100 тыс. населения. В России миопия занимает первое место (19,1%) в структуре заболеваний глаза и придаточного аппарата (Нероев В.В., 2014). В связи с вышеизложенным, коррекция аномалий рефракции является одной из актуальных проблем современной офтальмологии.
Общеизвестно, что среди всех существующих, на сегодняшний день,
хирургических методов коррекции аномалий рефракции наибольшее
распространение получили рефракционные лазерные операции. Среди этих операций лидирующую позицию занимает метод «Laser in situ keratomileusis» (LASIK/ЛАЗИК) (Lundstrm M. et., 2015), который был разработан в 1990 году Pallikaris I. et al. и произвел революцию в кераторефракционной хирургии. По данным Solomon K.D. et al., с тех пор только по 2008 год выполнено уже более 16-ти млн. операций ЛАЗИК, в том числе с использованием фемтосекундного лазера для формирования роговичного клапана (ФемтоЛАЗИК). Это говорит о невероятной востребованности данного метода коррекции аномалий рефракции, что связано с высокой субъективной удовлетворенностью пациентов результатами операции (Solomon K.D. et al, 2009). Среди пациентов, которым выполняют лазерную коррекцию аномалий рефракции, преобладают пациенты с миопией слабой и средней степеней (Егоров В.В. с соавт., 2013). Техника операции ЛАЗИК состоит из двух этапов: первый – формирование и подъем роговичного клапана на ножке с его репозицией после второго этапа – эксимерлазерной абляции стромы. Для формирования роговичного клапана наибольшее распространение получили два средства: микрокератом и
фемтосекундный лазер. Ряд авторов (Качалина Г.Ф. с соавт., 2012, Патеева Т.З., 2012) показал, что использование фемтосекундного лазера при технологии ФемтоЛАЗИК привело к снижению количества интра- и послеоперационных осложнений, связанных с формированием роговичного клапана (тонкий и неравномерный клапан, полный срез клапана, «button hole», смещение клапана, врастание эпителия под клапан, индуцированная кератэктазия и др.). Во многом это связано с тем, что фемтосекундный лазер формирует униформный, высокопрогнозируемый по морфометрическим параметрам (толщина, диаметр, угол вреза края) роговичный клапан (von Jagow B., Kohnen T., 2009; Ahn H. et al., 2011; Костенев С.В., Черных В.В., 2012; Костин О.А. с соавт., 2012; Куликова И.Л., Паштаев Н.П. 2012; Патеева Т.З., 2012; Pietil J. et al., 2014; Zheng Y. et al., 2015). Однако, появились специфические осложнения фемтосекундных технологий: непрозрачный пузырьковый слой (НПС), вертикальный прорыв газа, попадание пузырьков газа в переднюю камеру (Srinivasan S. et al., 2007; Пожарицкий М.Д., Трубилин В.Н., 2012; Robert M.C. et al., 2015; Rush S.W. et al., 2015; Садрутдинов Р.Ш. с соавт., 2017). Среди специфических осложнений фемтодиссекции наиболее часто (0-48%) встречается непрозрачный пузырьковый слой (Kaiserman I. et al., 2008; Liu C.H. et al., 2014; Courtin R. et al., 2015; Jung H.G. et al., 2015). Остальные специфические осложнения фемтодиссекции единичны. Появление НПС в проекции зрачка может приводить к трудностям фокусировки эксимерного лазера и невозможности работы системы слежения за движением глаза (eye tracker system). Наличие НПС в толще стромального ложа, сохраняющегося после подъема роговичного клапана, вынуждает хирурга отложить эксимерлазерную абляцию, на время необходимое для рассасывания НПС (от 30 до 90 минут). Это может привести к десквамации эпителия роговицы, формированию отека роговичного клапана, сокращению коллагеновых фибрилл клапана, что в последующем может привести к появлению микроострий и неадекватному сопоставлению краев роговичного клапана и диаметра стромального ложа. Невозможность проведения операции ФемтоЛАЗИК по стандартному протоколу (без вынужденной паузы на время рассасывания НПС)
может привести к изменению коэффициента абляции роговицы. Все это
уменьшает предсказуемость, эффективность и безопасность операции
ФемтоЛАЗИК. Но, как показали исследования ряда авторов (Haft P. et al., 2009, Костенев С.В., 2014, Садрутдинов Р.Ш. с соавт., 2017), специфические осложнения фемтодиссекции не оказывают значительного влияния на визуальные и рефракционные результаты операции, при условии успешно выполненного подъема роговичного клапана и эксимерлазерной абляции.
Пока не достигнуты стопроцентные эффективность, безопасность и предсказуемость хирургической коррекции аметропий, остается открытым вопрос создания нового лечебного и диагностического оборудования, а также совершенствования различных методов коррекции аномалий рефракции.
Успешный опыт отечественных ученых Центра физического
приборостроения Института общей физики им. акад. А. М. Прохорова РАН и МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С. Н. Федорова в создании различных эксимерлазерных установок, которые не уступают лучшим зарубежным аналогам (Дога А.В., 2004; Дога А.В. с соавт., 2008, 2009) и широкое клиническое применение зарубежных фемтолазерных установок в практической деятельности (Дога А.В. с соавт., 2012, 2015), позволили перейти к созданию первой российской фемтосекундной лазерной установки, что и определило цель настоящей работы.
Цель: на основании комплексных теоретических, экспериментальных, клинических исследований разработать и обосновать технологию коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием первой отечественной фемтосекундной лазерной установки.
Задачи:
1. На основании методов математического моделирования разработать
оптимальные медико-технические требования к первой отечественной
фемтосекундной лазерной установке.
2. Провести сравнительную оценку морфологии роговицы кадаверных глаз
человека с применением методов гистологии и культивирования после
формирования роговичного клапана с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных установок.
3. В эксперименте на кадаверных глазах человека провести сравнительную
оценку морфометрических параметров роговичного клапана, качества
поверхности стромального ложа роговицы, сформированных с использованием
отечественной и зарубежной фемтолазерных установок.
4. Провести сравнительную оценку морфометрических параметров
роговичного клапана у пациентов с миопией слабой и средней степеней после
операции ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной и зарубежной
фемтолазерных установок.
5. Провести сравнительную оценку гистоморфологической структуры
роговицы in vivo у пациентов с миопией слабой и средней степеней после
операции ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной и зарубежной
фемтолазерных установок.
6. Оценить эффективность, безопасность, предсказуемость, стабильность
технологии коррекции миопии слабой и средней степеней по методу
ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных
установок, а также изучить влияние данной технологии на роговичные аберрации
высшего порядка.
Научная новизна
-
Впервые изучена морфология роговицы после выполнения разреза с помощью отечественной фемтолазерной установки.
-
Впервые с помощью 3D-цифровой микроскопии изучили и провели сравнительную оценку морфометрических параметров роговичных клапанов, сформированных на отечественной и зарубежной фемтолазерных установках мегагерцового диапазона, а также определили количественные значения качества поверхности стромального ложа роговицы, сформированных с использованием обеих установок.
3. Впервые с помощью сканирующей электронной микроскопии изучено
качество поверхности стромального ложа роговицы после выполнения разреза с
помощью отечественной фемтолазерной установки.
4. Впервые определена предсказуемость формирования роговичного
клапана и изучена гистоморфологическая структура роговицы in vivo после
операции ФемтоЛАЗИК на отечественной фемтолазерной установке.
Практическая значимость
1. Разработана и внедрена в широкую клиническую практику технология
коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с
использованием отечественной фемтолазерной установки мегагерцового
диапазона.
2. Использование российской фемтолазерной установки мегагерцового
диапазона позволит снизить зависимость отечественных клиник от зарубежного
высокотехнологичного оборудования и сделает операцию ФемтоЛАЗИК
экономически более доступной для пациентов.
Положения, выносимые на защиту
1. Отечественная фемтолазерная установка мегагерцового диапазона
позволяет формировать униформный роговичный клапан с высокой степенью
соответствия морфометрических параметров заданным значениям.
2. Разработанная технология коррекции миопии слабой и средней степеней
по методу ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной фемтолазерной
установки мегагерцового диапазона является эффективной, безопасной,
предсказуемой и стабильной.
Внедрение результатов работы в практику
Разработанная технология коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием отечественной фемтолазерной установки мегагерцового диапазона внедрена в практическую деятельность Головной
организации, Чебоксарского филиала ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, ООО «Центр микрохирургии глаза «Визус-1» г. Тюмени, ООО «Микрохирургия глаза» г. Пензы. Результаты работы включены в циклы повышения квалификации врачей-офтальмологов и программу обучения ординаторов Научно-образовательного центра ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы представлены в виде докладов и обсуждены на еженедельной научно-клинической конференции ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (Москва, 2017), XVI, XVII, XVIII Научно-практических конференциях с международным участием «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии» (Москва 2015, 2016, 2017), XI, XII Всероссийских научных конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2016, 2017), X Республиканской конференции с международным участием «Актуальные вопросы офтальмологии» (Минск, 2016), 21-м зимнем съезде Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов (ESCRS) (Маастрихт, 2017), XII Международной (XXI Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых (Москва, 2017), IV Всероссийском научном медицинском форуме студентов и молодых ученых с международным участием «Белые цветы» (Казань, 2017), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в офтальмологии» (Казань, 2017), конгрессе Американского общества катарактальных и рефракционных хирургов (ASCRS) (Лос-Анджелес, 2017), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии хирургии роговицы» (Волгоград, 2017), Всероссийской научно-практической конференции «Фемтосекундные технологии в офтальмологии» (Чебоксары, 2017), XXXV конгрессе Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов (ESCRS) (Лиссабон, 2017).
На Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в офтальмологии» (Казань, 2017) доклад, представленный автором, занял первое место на секции «Молодой ученый».
На XI Всероссийской научной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2016) доклад, представленный автором, занял третье место на секции «Разработка и совершенствование хирургических технологий в офтальмологии».
Публикации
По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, из них: 4 в журналах рецензируемых ВАК РФ, 8 в иностранных изданиях, 1 положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке № 2017100718 от 12.01.2017.
Объем и структура работы
Качество поверхности стромального ложа роговицы
Считается, что более гладкая поверхность стромального ложа роговицы способствует меньшему количеству индуцированных аберраций высшего порядка и более высоким визуальным и рефракционным результатам операции ЛАЗИК [62, 123, 128].
Пожалуй, качество поверхности стромального ложа это один из важнейших критериев оптимально подобранных параметров фемтолазерной установки [19]. Оно косвенно говорит о степени выраженности тканевых «мостиков», которые неизбежно остаются при фемтодиссекции вследствие дискретного характера лазерного воздействия на роговицу, разрыв которых происходит при поднятии клапана.
Существует два принципиально разных метода оценки качества любой поверхности (шероховатость/гладкость). Первый – это качественная оценка, которую проводит человек, основываясь на своем субъективном видении той или иной поверхности. Второй – количественная оценка, которую проводят с помощью различных приборов позволяющих объективно оценить качество поверхности и преобразовать полученную информацию в цифровой вариант. Приступая к представлению литературных данных, посвященных исследованию качества поверхности стромального ложа роговицы, хотелось бы отметить, что исследование Sanka R.K. et al. (2010) [104] показало, что после формирования клапана стромальное ложе роговицы на кадаверных глазах человека имеет более шероховатую поверхность по сравнению со свиными глазами. Поэтому для более реалистичной оценки качества поверхности стромального ложа роговицы авторы рекомендуют проводить исследования на кадаверных глазах человека.
В настоящем обзоре более подробно остановимся на работах, в которых проводили исследование качества поверхности стромального ложа роговицы после формирования роговичного клапана, как это происходит при технологии ЛАЗИК. Для оценки влияния параметров фемтолазерной установки на качество поверхности стромального ложа также рассматривали работы, в которых изучали более глубокие срезы роговицы, например, как это происходит при пересадках роговицы, для фемтолазерных установок с использованием различных вариантов сочетания параметров лазерного воздействия у одной и той же установки.
Поскольку на заре эпохи фемтосекундных технологий были широко распространены сравнительные исследования работы фемтолазерных установок с микрокератомом как эталонным средством, по тем временам, при технологии ЛАЗИК, формирующим роговичный клапан стопроцентно без тканевых «мостиков», стоит остановиться на некоторых таких работах.
В исследовании Heichel J. et al. (2010) [59] на свиных глазах с использованием микрокератома Zyoptix XP и фемтолазерной установки Femtec 40 кГц (параметры установки представлены в таблице 3) формировали роговичный клапан. Качественная оценка поверхности стромального ложа роговицы показала, что микрокератом формирует более гладкую поверхность, чем установка Femtec. По мнению авторов, это связано с наличием тканевых «мостиков» при работе на фемтолазерной установке.
В исследовании Sarayba M.A.et al. (2007) [106], на кадаверных глазах человека, проводили сравнительную оценку качества поверхности стромального ложа после формирования роговичного клапана с помощью микрокератома, установок IntraLase 15 кГц и 30 кГц. Параметры фемтолазерных установок, используемые в этом исследовании представлены в таблице 3. Данные качественной и количественной (с помощью компьютерной программы обработки изображений) оценки электроннограмм поверхности стромального ложа показали, что установка IntraLase 15 кГц с энергией в импульсе 1,2 мкДж и микрокератом Hansatome формируют роговичный клапан с сопоставимым качеством. По результатам количественной оценки фемтолазерная установка IntraLase 30 кГц с энергией в импульсе 1,2 мкДж формирует более гладкую поверхность стромального ложа роговицы, чем установка IntraLase 15 кГц с энергией в импульсе 2,0 мкДж и микрокератом Hansatome. По данным качественной оценки это сравнение пограничное (p=0,05). По мнению авторов, различие в качестве поверхности у установок IntraLase 15 кГц и 30 кГц связано с меньшим уровнем энергии в импульсе и меньшим расстоянием между импульсами у последней установки. Кроме того «превосходство» IntraLase 30 кГц над микрокератомом связано с наличием осцилляторных движений лезвия последнего.
Работа Kermani O. et al. (2008) [71] на свиных глазах показала, что фемтолазерные установки IntraLase 60 кГц с энергией в импульсе 1,0 мкДж и Femto LDV с частотой следования импульсов 1 МГц и энергией в импульсе несколько нДж (Таблица 3) позволяют формировать роговичный клапан со схожим качеством поверхности стромального ложа роговицы.
В исследовании Kymionis G.D. et al. (2014) [78] на свиных глазах проводили качественную оценку поверхности стромального ложа формируемого фемтолазерными установками WaveLight FS 200 и IntraLase 150 кГц. У обеих установок использовали энергию в импульсе 0,9 мкДж, но с разным расстоянием между импульсами (Таблица 3). Работа показала сопоставимое качество поверхности стромального ложа роговицы между обеими установками (p 0,05). К тому же при сравнении качества поверхности на разной глубине (110 и 130 мкм) показано, что нет статистически значимой разницы между «тонким» и «толстым» клапанами (p 0,05). Однако, есть тенденция к более гладкой поверхности при формировании клапана на глубину 110 мкм по сравнению со 130-ти микронным клапаном. По мнению авторов это связано с более плотной «упаковкой» ламелл роговицы в поверхностных слоях по сравнению с глубжележащими слоями.
В работе Riau A.K. et al. (2014) [96] двумя наблюдателями проводили качественную оценку поверхности стромального ложа роговицы кадаверных глаз человека после формирования роговичного клапана с помощью фемтолазерной установки VisuMax (частота следования импульсов 500 кГц, энергия в импульсе 160 нДж) и установки Femto LDV Z6 (частота импульсов 5 МГц, энергия в импульсе 110% (при заявленной производителем энергии 100нДж, прим. автора)) (Таблица 3). Это исследование показало, что по качеству поверхности стромального ложа роговицы статистически значимая разница между обеими установками отсутствует (p 0,05).
С точки зрения влияния сочетания различных параметров фемтолазерного воздействия на качество поверхности стромального ложа после формирования роговичного клапана особый интерес представляет работа Serrao S. et al. (2012) [107], проведенная на кадаверных глазах человека. В ней авторы использовали одну фемтолазерную установку IntraLase 150 кГц, но с разной комбинацией параметров лазерного воздействия. Параметры установки, используемые в этом исследовании, представлены в таблице 4.
Количественную оценку качества поверхности проводили с помощью атомно-силовой микроскопии. Исследование показало, что в группах 3 и 4, т.е. в группах с меньшими значениями энергии в импульсе, расстоянием между импульсами и рядами импульсов качество поверхности достоверно лучше по сравнению с группами 1 и 2. Кроме того, авторы отметили, что подъем роговичного клапана субъективно был легче также в группах 3 и 4 (меньше энергия и расстояние между импульсами). Также из результатов этого исследования (Таблица 4) видно, что при уменьшении расстояния между лазерными импульсами (с одинаковой частотой импульсов) увеличивается время, необходимое для формирования роговичного клапана.
Другим исследованием, вызвавшим интерес c точки зрения различной комбинации технических параметров с использованием одной фемтолазерной установки, в данном случае WaveLight FS200, можно назвать работу Hammer T. et al. (2017) [58], проведенную на свиных глазах. Технические параметры установки WaveLight FS200, используемые в этой работе, представлены в таблице 5.
Требования к диаметру фемтолазерного пятна в фокусе
Применение отечественной фемтолазерной установки для создания роговичного клапана обеспечивает избирательное воздействие излучения, минимизируя повреждение прилегающих к срезу зон и делая воздействие при выполнении среза наиболее безопасным, что определяется, в частности, диаметром пятна в фокусе. Требования к основным параметрам отечественной фемтолазерной установки, применяемой для создания роговичного клапана, определяются также качеством его внутренней поверхности и поверхности стромального ложа. Качество поверхности можно представить в виде двух составляющих: главной составляющей, описываемой (или измеряемой) конечным рядом полиномов Цернике и второй составляющей, не представимой конечным рядом полиномов Цернике вследствие малости значений протяженности иррегулярностей, но достаточной глубины, значительно превосходящей длину волны, чтобы создавать существенное рассеяние светового потока на этих поверхностях.
Регулярную составляющую качества поверхности, описываемую конечным рядом Цернике, примем порядка 8. Такой порядок выбран из следующих соображений. В работе [79] установлено, что на узком зрачке коррекция аберраций до 4-го порядка по Цернике является достаточной для достижения дифракционного предела разрешения с числом Штреля 0,8 и устранение аберраций более высокого порядка на узком зрачке к улучшению рефракционного результата операции не приведет. На широком зрачке значение числа Штреля 0,8 достигается при устранении аберраций 8-го порядка по Цернике и устранение аберраций более высокого порядка не приведет к улучшению результата. Поэтому качество поверхности клапана и ложа более высокое, чем вышеуказанное, не имеет смысла для достижения необходимого рефракционного результата.
В работе [36] рассмотрено рассеяние света при прохождении через границы клапана с мелкими иррегулярностями и исследовано уменьшение качества ретинального изображения вследствие диффузного рассеяния. Заметное (20-процентное) размытие границ ретинального изображения вследствие диффузного рассеяния имеет место при глубине иррегулярностей 6 мкм и корреляции вдоль поверхности 12 мкм, представляющее собой характерный размер иррегулярности вдоль поверхности. Такие иррегулярности могут быть тканевыми «мостиками», имеющими диаметр 12 мкм и высоту 6 мкм.
В математической модели задали максимально плотное расположение импульсов диаметра d на максимально большой площади среза диаметра 10,0 мм. Максимально плотное расположение импульсов диаметра d реализуется при плотном покрытии круга диаметра 10 мм правильными шестиугольниками со стороной, равной —. При этом не принимали во внимание физический процесс возникновения и развития плазмы при фоторазрушении, а добивались максимально плотного расположения (без перекрытия) фемтолазерных импульсов для оценки диапазона допустимых значений диаметра пятна d.
Также учитывали, что лазерные импульсы имеют круглую форму и даже при плотном их расположении, формирование фемтосекундного среза невозможно без тканевых «мостиков», зоны которых приводят к потере качества поверхности (Рисунок 13). Чем больше диаметр импульса, тем больше зона тканевых мостиков (без учета увеличения в размерах кавитационных пузырьков).
На рисунке 14 представлена зависимость потери качества двух поверхностей – внутренней поверхности клапана и поверхности стромального ложа из-за суммарного рассеяния света на микроиррегулярностях.
На основании анализа зависимости потери качества поверхностей клапана и ложа (%) от диаметра пятна в фокусе d (мкм) представляется целесообразным сделать заключение, что диаметр пятна должен находится в диапазоне 1-3 мкм, чтобы максимальные потери качества поверхностей из-за дискретного реза не превосходили 5% и, в то же время, пренебречь потерями 0,8% и тем самым не допустить большого числа импульсов (более 10 млн) на обеспечение реза максимально большого клапана диаметром 10,0 мм.
Качественная оценка
Описание методики проведения качественной оценки поверхности стромального ложа роговицы после формирования роговичного клапана представлено в разделе 2.2.6.
В основной и контрольной группах во всех образцах стромального ложа собственное вещество роговицы было представлено волокнистой структурой, состоящей из разноориентированных коллагеновых волокон, погруженных в аморфное межклеточное вещество.
Качественная оценка поверхности стромального ложа роговицы тремя группами независимых исследователей показала, что между основной и контрольной группами статистически значимая разница отсутствует (p 0,05) (Таблица 14).
Электроннограммы поверхности стромального ложа роговицы в основной и контрольной группах на увеличении х200 представлены на рисунке 23, на увеличении х400 – на рисунке 24.
Таким образом, данные экспериментального исследования показали, что формирование роговичного клапана с помощью отечественной и зарубежной фемтолазерных установок мегагерцового диапазона безопасно для морфологии роговицы. Роговичные клапаны, сформированные с использованием обеих фемтолазерных установок, имеют регулярный характер толщины клапана, правильную круглую форму стромального ложа роговицы и четкую Z-форму угла вреза края клапана. Поверхность стромального ложа роговицы, сформированная с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных установок, имеет достаточно высокое качество. Экспериментальные исследования, проведенные с использованием отечественной фемтолазерной установки, показали сопоставимые результаты с данными, полученными при использовании зарубежной установки (p 0,05). Это позволило сделать вывод о возможности применения отечественной фемтолазерной установки мегагерцового диапазона в клинической практике и перейти к ее использованию для формирования роговичного клапана при технологии коррекции аномалий рефракции по методу ФемтоЛАЗИК.
Гистоморфологическая структура роговицы in vivo
В качестве условной нормы и исходного гистоморфологического строения интактной роговицы in vivo были приняты результаты исследования, изложенные в работе [25].
Результаты оценки гистоморфологической структуры роговицы in vivo после ФемтоЛАЗИК в основной и контрольной подгруппах представлены в таблице 20.
Через одну неделю после ФемтоЛАЗИК на 28-ми глазах (77,8 %) в основной подгруппе и на 27-ми глазах (79,4 %) в контрольной подгруппе выявлена псевдокератинизация эпителия (Рисунок 28а, Рисунок 29а) (p 0,05). К 12-му месяцу наблюдения количество глаз с псевдокератинизацией эпителия уменьшилось и в основной подгруппе составило – 1 глаз (2,8 %), в контрольной подгруппе – также 1 глаз (2,9 %) (p 0,05).
Через одну неделю после операции в основной подгруппе на 10-ти глазах (27,8 %) и 9-ти глазах (26,4 %) в контрольной подгруппе (p 0,05) наблюдали выраженный отек и снижение прозрачности экстрацеллюлярного матрикса в передних слоях стромы роговицы в ее центральном отделе (Рисунок 28б, Рисунок 29б), которые полностью купировались к 6-му месяцу после операции (Рисунок 28в, Рисунок 29в).
В передних слоях стромы роговицы в области края клапана отмечено фиброзирование по краю вреза к концу первого месяца после операции во всех случаях как в основной подгруппе, так и в контрольной подгруппе (p 0,05), также это было видно и при биомикроскопии (Рисунок 30). При этом фиброз сохранился к 12-ти месяцам после ФемтоЛАЗИК в обеих подгруппах.
Через одну неделю после операции в области интерфейса выявили зону ацеллюлярности со средней глубиной около 20-ти мкм в основной подгруппе и также 20-ти мкм в контрольной подгруппе (p 0,05). Данную зону визуализировали на всех сроках наблюдения, и к 12-ти месяцам после ФемтоЛАЗИК она составила около 11-ти мкм в основной подгруппе и также 11-ти мкм в контрольной подгруппе (p 0,05). Кроме того, в зоне интерфейса в обеих подгруппах в большинстве случаев наблюдали единичные оптически негативные включения (до 3-5 в поле зрения) и единичные микрострии клапана в парацентральной области, без статистически значимой разницы между двумя подгруппами (p 0,05).
В средних слоях стромы у всех пациентов в обеих подгруппах (p 0,05) наблюдали увеличение количества активных кератоцитов (более 7-ми в поле зрения) через одну неделю после операции (Рисунок 28г, Рисунок 29г) и постепенное уменьшение их количества до принятого описания интактной роговицы к 12-ти месяцам после операции (Рисунок 28д, Рисунок 29д).
Гистоморфологическая структура глубоких слоев стромы роговицы, десцеметовой мембраны и эндотелиальных клеток (Рисунок 28е, Рисунок 29е) после операции ФемтоЛАЗИК как в основной подгруппе, так и в контрольной подгруппе не отличалась от принятого описания условной нормы интактной роговицы.
Значения плотности эндотелиальных клеток в основной подгруппе статистически значимо не отличались от данных в контрольной подгруппе как до операции, так и через 12 месяцев после ФемтоЛАЗИК (p 0,05) (Таблица 21). В обеих подгруппах ПЭК через 12 месяцев после операции статистически значимо не отличалась от дооперационных значений (p 0,05). Потеря эндотелиальных клеток через 12 месяцев после ФемтоЛАЗИК не превышала физиологическую (Таблица 21).
Таким образом, результаты клинико-морфологического исследования показали, что отечественная и зарубежная фемтолазерные установки мегагерцового диапазона позволяют формировать униформные, высокопредсказуемые по морфометрическим параметрам роговичные клапаны. Технология коррекции миопии слабой и средней степеней по методу ФемтоЛАЗИК с использованием обеих фемтолазерных установок является безопасной для гистоморфологической структуры роговицы. Статистически значимая разница между результатами, полученными с использованием отечественной и зарубежной фемтолазерных установок, отсутствует (p 0,05).