Российская технология лазерной экстракции катаракты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российская технология лазерной экстракции катаракты

Копаева Валентина Григорьевна, доктор мед. наук, профессор,

Копаев Сергей Юрьевич, доктор мед. наук ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России. Москва ( Федеральное государственное автономное учреждение « Межотраслевой Научно-Технический Комплекс «Микрохирургия глаза им акад. С.Н.Федорова» Минздрава России. Москва )

Аннотация

Русская технология лазерной экстракции катаракты - это первая в мире операция, которая позволяет эффективно разрушать самые твердые катаракты без мануальной фрагментации ядра хрусталика благодаря эффекту «хрупкого раскалывания» ядра. В сравнении с широко используемой ультразвуковой факоэмульсификацией катаракты является более эффективной и безопасной. В клинике выполнено более 20000 операций с отечественной лазерной установкой «Ракот» на основе Nd-YAG излучения с уникальной длиной волны 1.44 мкм, в импульсно-периодическом режиме, с длительностью импульса 250 мкс, энергией импульсов до 500 мДж при частоте 10-30 Гц.

Ключевые слова: лазерная экстракция катаракты, факоэмульсификация, Nd^AG-лазер с длиной волны 1.44 мкм

Abstract

Russian technic of laser cataract extraction

Valentina G. Kopayeva, Sergey U. Kopayev

The S. Fyodorov Eye Microsurgery Complex - Federal Budget State Institution, Moscow, Russia;

Russian technic of laser cataract extraction used device “RAKOT” (“NELA”, Sanktpetersburg, Russia) , based on the Nd:YAG-laser with wave length of 1.44 mcm. More then 20000 cataract extractions have been performed. A comparison of the results of laser cataract extraction with ultrasound phacoemulsification shows a greater safety of laser energy relative to eye tissues. Laser energy provides a new, more effective and safe level of cataract surgery. It is the contactless regimen which prevents mechanical pressure on the lens and traction on zonula ciliaris. The Russian LCE technology is effective in removal of any nucleus hardness. It is safe for surrounding tissues. Owing to the fact that the tips do not press the lens it enables to operate patients of any age and even with a ciliary zonule abruption up to 130°.

Keywords: laser cataract extraction, phacoemulsification, Nd:YAG-laser with wave length of 1.44 mcm

Постановка проблемы. Ультразвуковая энергия в хирургии катаракты наряду с позитивными свойствами несет в себе и ряд недостатков, способных вызвать изменения со стороны других тканей глаза, окружающих хрусталик. Энергия работает в хрусталике и попутно озвучивает все ткани глаза. Появляются токсичные свободные радикалы [3]. Этим объясняется необходимость поиска другого вида энергии.

Анализ последних исследований. Первая в мире хирургическая технология лазерной экстракции катаракты (ЛЭК) твердых катаракт была разработана в МНТК МГ под руководством акад. С.Н.Федорова в 1994 - 1997г. Она позволяет разрушать катаракты любой степени плотности без мануальной фрагментации ядра хрусталика [1, 16].

Российскими инженерами Беликовым А.В. и Ерофеевым А.В. (ООО НЭЛА, Санкт-Петербург) был создан комплекс приборов «Ракот», включающий лазерную установку - Nd-YAG с уникальной длиной волны 1.44 мкм, генерирующую излучение в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульса 250 мкс, энергией импульсов до 500 мДж при частоте 10-30 Г ц. Излучение подводится в полость глаза по кварц-кварцевому оптическому световоду. Данный вид излучения ранее не использовался в медицине. Комплекс приборов «Ракот» имеет аспирационную помпу для одновременной подачи жидкости и отведения разрушенных хрусталиковых масс. Имеются патенты РФ, США, Германии.[11, 12].

После проведения ряда серьезных экспериментальных исследований ЛЭК практикуется в клиниках «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова с 1997 года , а с 1998 года - в других клиниках России, Украины, Киргизии, Узбекистана, на Кипре. Первые 100 операций были выполнены под личным контролем академика С.Н. Федорова.

Коллектив авторов, разработавших комплекс приборов «Ракот» и хирургическую технологию лазерной экстракции катаракты (офтальмохирурги С.Н.Федоров, В.Г. Копаева, Ю.В.Андреев и инженеры А.В. Беликов, А.В. Ерофеев) в 2002 году стал лауреатом академической премии им. А.Л. Чижевского в области науки и техники.

Цель данной работы: представление аналитической информации о преимуществах разработанного в России нового эффективного метода энергетической хирургии катаракты.

Изложение основного материала. Экспериментальные и клинические исследования по оценке эффективности и безопасности нового метода в хирургии катаракты были выполнены в серьезных научных работах на большом материале. Они завершились защитой 7 кандидатских и двух докторских диссертаций под руководством профессора В.Г. Копаевой. Оценка новой лазерной технологии проводилась в сравнении с широко используемым методом ультразвуковой факоэмульсификации катаракты (ФЭК).

«МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова в настоящее время имеет самый большой в мире опыт успешного применения лазерной энергии в хирургии катаракты (более 20000 операций только в головном институте), что позволяет сделать выводы о возможностях этого метода.

Наши исследования показали, что использование лазерной энергии в хирургии катаракты является безопасным и эффективным при удалении катаракт любой степени плотности. В отличие от ультразвуковой факоэмульсификации катаракты, при использовании нашей технологии нет ограничений по времени работы лазера. В сравнении с широко распространенной ультразвуковой факоэмульсификацией катаракты ЛЭК имеет заметные преимущества при разрушении наиболее плотных, а также различных осложненных катаракт (диабет, миопия высокой степени, псевдоэксфолиативный синдром, подвывих хрусталика, перезрелые катаракты и др.) [15]. В процессе ЛЭК нет отрицательного влияния на соседние высокочувствительные структуры глаза (роговицу, радужку, цилиарное тело), окружающие удаляемый хрусталик. Это в частности объясняется тем, что лазерная энергия имеет высокий коэффициент поглощения водой, а хрусталик со всех сторон окружен внутриглазной жидкостью. Зона распространения лазерной энергии от работающего наконечника составляет не более 2-3 мм. Энергия не достигает заднего отрезка глаза, не оказывает отрицательного воздействия на сетчатку - самый чувствительный отдел глаза. Следует отметить, что для ультразвука жидкость, напротив, является хорошим проводником энергии. Зона распространения ультразвука более 30 мм. , в то время как передне-задний размер глаза 23-25 мм.

Кроме того, с физической точки зрения лазерное излучение является более эффективным видом энергии для разрушения хрусталика. Это объясняется возможностью внесения значительно большего объема уже «готовой» энергии (в единицу времени, на единицу площади) в сравнении с тем эффектом, который создают (вырабатывают в полости глаза) колебания ультразвуковой иглы. [ 3]

В отличие от нашей лазерной методики ультразвуковая факоэмульсификация - наполовину мануальная технология. При ультразвуковой технологии не удается уйти от мануальных действий. Этап механического разрушения хрусталика обусловлен необходимостью уменьшить время использования ультразвука. Хирург делает борозду в хрусталике режущей УЗ иглой, потом вручную разламывает его крючками. При таком нажиме на хрусталик попеременно растягиваются и разрываются слабые цинновы связки, на которых подвешен хрусталик, травмируется цилиарное тело [ 13]. Тракции волокон цинновой связки приводят к попеременному избыточному натяжению и раздражению цилиарного тела при манипуляциях с большими фрагментами ядра хрусталика в тесном пространстве тонкой хрусталиковой капсулы. Повышается риск повреждения гематоцилиарного барьера. Это в свою очередь усиливает послеоперационную воспалительную реакцию [ 20] и провоцирует повышение внутриглазного давления в раннем периоде наблюдения после проведения операции [ 10 ]. Не исключено, что формирование разрывов волокон цинновой связки в глазах с псевдоэксфолиативным синдромом усугубляет уже имеющиеся изменения гематоцилиарного барьера [7 ].

В противовес ультразвуковой факоэмульси- фикации катаракты наш лазерный наконечник не является колющим или режущим. Его функция - доставить энергию. Он едва касается вещества хрусталика, не оказывает никакого давления на поверхность хрусталика и цинновы связки.

В настоящее время российская технология ЛЭК является единственной в мире полностью энергетической технологией, позволяющей разрушать любые по плотности катаракты без мануальной фрагментации ядра хрусталика и без дополнительного использования другого вида энергии [18]. Энергия Nd-YAG лазера с длиной волны 1.44 мкм обеспечивает самопроизвольное возникновение линий раскола ядра и полное разрушение хрусталика под действием только лазерной энергии. Это так называемый механизм «хрупкого раскалывания» и расслаивания вещества хрусталика. Данная технология исключает механический нажим на хрусталик и тракции цинновых связок, поэтому является предпочтительной для использования у пациентов преклонного возраста и при подвывихах хрусталика.

ЛЭК является бимануальной технологией не только потому, что выполняется двумя руками, но и по принципу разделения основных функций в процессе операции. Она обеспечивается двумя наконечниками. Лазерный наконечник доставляет энергию, аспирационно-ирригационный наконечник обеспечивает подачу и отведение ирригационной жидкости вместе с частицами разрушенного хрусталика. Второй наконечник также не является режущим инструментом. Он содержит ряд оригинальных решений, которые не применялись ранее в хирургии катаракты. Наконечник изготовлен из материала, прозрачного для глаза хирурга и для лазерного излучения, поэтому рабочая часть наконечника не повреждается излучением и не оставляет посторонних микрочастиц в полости глаза. Специальная обработка стенок аспиратора обеспечивает эффект концентрации лазерной энергии в полости аспиратора. Поэтому хрусталиковые массы разрушаются как снаружи, так и внутри аспирационного наконечника. Это один из факторов, препятствующих обтурации канала аспиратора. Зауженное 56 входное отверстие служит той же цели. Если фрагмент прошел через узкое входное отверстие, то дальше он уже не встречает препятствий [5, 6].

Мы не фрагментируем ядро в самом начале операции. Это делает операцию существенно более логичной и физиологичной [17]. Начинаем разрушение хрусталика с самой плотной части в центре в виде кратера. Периферические еще не разрушенные стенки кратера в виде кольца в это время служат каркасом, удерживающим капсулу хрусталика в естественном расправленном состоянии, защищают цилиарное тело в тот момент, когда используется максимальная энергия. Это не только защита от воздействия акустических волн, но и (самое главное) от попеременного натяжения волокон связки и раздражения цилиарного тела. Стенки кратера разрушаются уже с меньшей энергией (наполовину), а последние самые мягкие слои удаляются только на аспирации. По данным ультразвуковой биомикроскопии (УБМ) отек цилиарного тела после ЛЭК резорбируется на 1-2 месяца раньше, чем после ультразвуковой ФЭК.

В экспериментах, выполненных в институте радиоэлектроники Российской академии наук под руководством М.И. Щербакова, были моделированы разные ситуации в работе сложной технологии ультразвуковой и лазерной хирургии глаза. Было показано, что распространение тепловой энергии от работающих лазерных и ультразвуковых наконечников в водной среде имеет свои характерные особенности. При работе ультразвукового наконечника происходит быстрое вихревое равномерное перемешивание раствора с увеличением его температуры по всему объему сосуда (даже в пределах всей чашки Петри, которая по объему жидкости в 6-8 раз превышает объем глазного яблока). При включении лазерного наконечника повышение температуры происходит в большем диапазоне, но локально, только в пределах 1,5-2,0 мм [2] .

Ткани глаза, окружающие хрусталик, не нагреваются т.к. интервал следования лазерных импульсов в сотни раз превышает длительность самого импульса. Поэтому тепло диффундирует из зоны операции прежде, чем будет внесена новая порция энергии. Для сравнения: частота следования лазерных импульсов 30 в сек. (30 Гц), частота следования ультразвуковых импульсов - 30-40 тысяч в секунду (30-40 кГц). Известно, что 98-99% механической энергии колебаний ультразвуковой иглы трансформируется в тепловую энергию. Даже кратковременное прекращение тока ирригационного раствора (при окклюзии аспирационного отверстия) вызывает коагуляцию ткани роговицы и ожог в области разреза [ 8, 9] .

При ЛЭК нет опасности ожога роговицы даже в случае окклюзии аспиратора, нет необходимости охлаждать наконечник обратным током жидкости через операционную рану. Поэтому прокол в роговице плотно тампонируется наконечником, обеспечивая дополнительные преимущества - герметизацию глаза в ходе операции. Благодаря этому нет перепадов давления в полости глаза, стабильна передняя камера, отсутствует вакуум- эффект в заднем отрезке глаза, меньше влияние на микроциркуляцию в увеальном тракте, меньше расход физиологического раствора, меньше воздействие на заднюю поверхность роговицы, лучше сохраняется вискоэластик в передней камере глаза. Это особенно важно при проведении операции на глазах с высокой степенью гиперметропии ( мелкая передняя камера), при операциях на авитреальных глазах и при высокой миопии (осторожность в отношении заднего отдела глаза).

Хирургическая техника ультразвуковой и лазерной экстракции катаракты достигли достаточно высокого уровня развития. Поэтому сравнение этих методик у пациентов с не осложненной катарактой только по функциональным показателям после операции не выявляет существенных различий. В этом отношении морфометрическое исследование клеток заднего эпителия роговицы (ЗЭР) оказалось самым чувствительным тестом, самым точным методом при изучении реакции глаза на операционную травму после энергетической хирургии катаракты. После выполнения ЛЭК тонкий процесс клеточной репаративной регенерации заканчивается через 1 месяц после операции, а после ультразвуковой фа- коэмульсификации спустя 3 месяца после операции. Выполнение лазерной экстракции катаракты не изменяет коэффициента формы клеток заднего эпителия роговицы и не уменьшает процент гекса- гональности клеток даже после удаления самых плотных и бурых хрусталиков [4]. Это важный критерий безопасности метода для окружающих тканей глаза, выявленный на клеточном уровне. Ультразвуковая факоэмульсификация плотных и бурых ядер приводит к значительному изменению коэффициента формы клеток, уменьшает процентное содержание гексагональных клеток. Общая потеря клеток ЗЭР после ЛЭК вдвое меньше, чем после ультразвуковой ФЭК.

Предложенная нами технология ЛЭК ни по одному параметру не уступает ультразвуковой ФЭК.

Преимущества ЛЭК, как более щадящей технологии ,максимально выражены при удалении катаракт с высокой плотностью ядра хрусталика и осложненных катаракт (диабет, псевдоэксфолиативный синдром, подвывих хрусталика, перезрелые катаракты и др.). Объективным подтверждением являются статистически достоверные различия, выявленные при тонографии, УБМ цилиарного тела, корнеопахиметрии, электрофизиологическом исследовании, эндотелиальной микроскопии. Поэтому основным показанием к использованию предложенной нами технологии ЛЭК с установкой «Ракот» являются преклонный возраст, а так же все виды осложненных и твердых катаракт.

По данным расчетов экономической службы Санкт-Петербургского филиала МНТК МГ себестоимость ЛЭК с использованием Nd-YAG лазера с длиной волны 1.44 мкм на 60% ниже себестоимости ультразвуковой ФЭК.

Офтальмологическая лазерная установка «Ракот» имеет два вида лазерного излучения. Nd-YAG лазер с длиной волны 1.44 мкм разрушает хрусталик. Второй вид лазерного излучения - низкоэнергетический гелий-неоновый лазер служит цветовым красным маркером. Он «подкрашивает» невидимое излучение неодимового лазера и одновременно оказывает положительное биостимулирующее воздействие на ткани глаза, в необходимых случаях выполняет функцию трансиллюминатора. Хирурги, использующие лазерную хирургию катаракты, не отмечают воспалительной реакции глаза после операции. Ареактивное течение послеоперационного периода характерно для большинства оперированных больных [14-16].

Для сравнения отметим, что в технологии фемтосекундного сопровождения ультразвуковой фа- коэмульсификации катаракты лазер используется только для проведения подготовительных этапов операции: капсулорексиса, проколов и насечек в роговице, а также размягчения вещества хрусталика с целью снижения количества используемого ультразвука.

В технологию внесены дополнительные манипуляции, которые не нужны в алгоритме катарактальной хирургии и отрицательно воздействуют на глазное яблоко, но без них нельзя доставить энергию фемтолазера в полость глаза. Такой дополнительной опцией является наложение вакуумного кольца в высокочувствительной зоне глаза. За это глаз расплачивается скачком внутриглазного давления [20]. Имеется риск повреждения сетчатки и зрительного нерва, окклюзии ретинальной артерии [21].

Наложение вакуума в свою очередь требует уплощения роговицы, нарушающее ее физиологическую архитектонику и идеальную прозрачность. Необходимо иметь ОКТ, чтобы локализовать работу излучения.

К основным недостаткам технологии фемтола- зерной экстракции катаракты следует отнести низкую способность данного вида энергии работать в мутных средах, а катаракта - это помутнение хрусталика. Кроме того, фемтолазер работает в закрытой малообъемной полости глаза без синхронного отведения продуктов деструкции капсулы и вещества хрусталика, которые на протяжении всего интервала времени между лазерным и последующим раздельным ультразвуковым этапом операции поддерживают повышенный уровень внутриглазного давления, создают выраженный миоз.

лазерный экстракция катаракта

Выводы

С использованием энергии лазерного излучения, безусловно связаны перспективы дальнейшего развития и оптимизации развивающейся хирургии не только катаракты , но и и других операций в офтальмологии. Российская технология лазерной экстракции катаракты (ЛЭК) на сегодняшний день остается единственной полностью лазерной технологией, которая разрушает катаракту любой плотности, обеспечивая спонтанный раскол ядра без мануальной фрагментации, без привлечения ультразвука, без воздействия на другие структуры глаза наложением вакуума, без привлечения ОСТ. Имеет существенное преимущество в цене.

Литература

1. Андреев Ю.В. Лазерная экстракция катаракты. Автореф. Дисс .докт .мед.наук.-М., 2007.- 51 с

2. Копаева В.Г., Копаев С. Ю. Тепловые эффекты работающих наконечников при энергетической хирургии катаракты . // Лазерная медицина.- 2010г.- , том14, выпуск 3, с.41-46

3. Копаева В.Г., Андреев Ю.В. // Лазерная экстракция катаракты. - М.: Изд-во Офтальмология, 2011 .- 261 с.

4. Копаев С.Ю., Борзенок С.А..,Копаева В.Г., Алборова В.У., Состояние заднего эпителия роговицы после лазерной и ультразвуковой факофраг- ментации. Электронно-микроскопическое исследование в эксперименте. Сообщение 3// Офтальмохирургия.- 2014.-№2.- С. 6-9.

5. Федоров С.Н., Копаева В.Г., Андреев Ю.В. и др. Результаты 1000 лазерных экстракций катаракты // Офтальмохирургия.- 1999.- №3.- с. 3

6. Федоров С.Н., Копаева В.Г., Андреев Ю.В. Лазерное излучение - принципиально новый вид энергии для хирургии хрусталика. // Клиническая офтальмология. - 2000 г. - т.1.- № 2.- С.43-47.

7. Bayraktar §, Allan T., KuQuksumer Y., Yilmaz O. Capsular tension ring implantation after capsu- lorhexis in phacoemulsification of cataract associated with pseudoexfoliation syndrome // J. Cataract Refract. Surg.- 2001.- Vol. 27.- P. 1620-1628.

8. Davis P.L. Mechanism of phacoemulsification (letter) // J. Cataract Refract. Surg.- 1994.- Vol. 20.- P. 672-673.

9. Davis P. L. Cavitating microbubbles create shock waves that emulsify cataract // The art of phacoemulsification / Ed. by Mehta K.R., Alpar J.J., - New Delhi: Jaypee Brothers, - 2001.- P. 45-50.

10. Ekstrom C. Elevated intraocular pressure and pseudoexfoliation of the lens capsule as risk factors for chronic open-angle glaucoma // Acta Opthalmologica.- 1993.- Vol. 71.- P. 189-195.

11. Fyodorov S.N, Kopaeva V.G., Belikov A.V., Erofeev A.V., Andreev Y.V. Device for removing cataract// Patent US # 6,322,557 B1.- Date of Patent Nov.27, 2001

12 . Fedorov S.N, Kopaeva V.G., Belikov A.V., Erofeev A.V., Andreev Y.V. Vorrichtung zur katarak- toperation// Bundesrepublik Deutschland.- Pa- tentschrift DE 198 56 677 B4.- Date 2004 07 08.- A 61F 9/008.- RU 10.12.97

13. Helbig H., Schlotzer-Schrehardt U., Noske W., et al. Anterior-chamber hypoxia and iris vasculopathy in pseudoexfoliative syndrome // Ger. J. Ophthalmol.- 1994.- Vol. 3.- P. 148-153.

14. Kopayeva V., Vialova E. Laser energy in cataract surgery could abolish ultrasound// EyeWorld USA.- march 2013.- vol.18.- № 3.- Р. 136-138.

https://r.mail.yandex.net/url/gUB73TLzlPfhxOb41L0Fg,1369997745/ascrs2013.ab- stractsnet.com%2F

15. Kopayeva V. Laser energy in cataract surgery without ultrasound. Harbin International New-tech Symposium, the first Ophthalmology Forum in Heilongjiang 2013.- Harbin.- Program Guide.-2013.- Р. 4-5. WWW.hydyk.com

16. Kopayeva V.G., Kopayev S.Yu., Belikov A.V. Combined effective usage of neodymium YAG 1.44 mkm and Helium-Neon lasers in ophtalmological surgery // International Symposium "Fundamentals of Laser Assisted Micro- and NanoTechnologies" (FLAMN-16), June 27 - July 01, 2016, St.Petersburg, Pushkin, Russia. Book of Abstracts p.20.

17. Kopayeva V.G., Malyugin B.E., Kopayev S.Yu.. Cataract Extraction Employing Two Types of Laser Radiation: Nd-YAG 1.44 pm and He-Ne 0.63 pm.// «Annual International Conference on Biology, Athens, Greece.» .2016' Book of Abstracts, р.12. (http://www.atiner. gr/2016/REG-BIO.doc). website (http://www.atiner.gr/biology.htm).

18. Kopayeva V.G., Kopayev S.Yu. Laser energy in cataract surgery // ISSN 2308-4804. Science and world. 2016. № 6.(34) Р.32-33. Vol. III.//

http://scienceph.ru/d/413259/d/sci-

ence and world no 6 34 june vol iii.pdf

19. Lee A.G., Kohnen T., Ebner R., Bennett J.L. et al. Optic neuropathy associated with laser in situ keratomileusis // J Cataract Refract Surg. - 2000. - № 26 - P. 1581 - 1584.

20. Reddy K.P., Kandulla J., Auffarth G.U. Effectiveness and safety of femtosecond laser-assisted lens fragmentation and anterior capsulotomy versus the manual technique in cataract surgery// J. Cataract Refract Surg. - 2013. - Vol 39 (9). - P. 1297-1306.

21. Schumacher S., Nguyen N.X., Kuchle M., Naumann GOH. Ouantification of aqueous flare after phacoemulsification with intraocular lens implantation in eyes with pseudoexfoliation syndrome // Arch. Opthalmol.- 1999.- Vol. 117.- P. 733-735.

Размещено на Allbest.ru