Онлайн доклады

Онлайн доклады

Научно-образовательные вебинары

Научно-образовательные вебинары

Сателлитные симпозиумы в рамках РООФ-2020

Сателлитные симпозиумы в рамках РООФ-2020

Расширенное заседание Экспертного Совета по проблемам глаукомы и группы «Научный авангард»

Конгресс

Расширенное заседание Экспертного Совета по проблемам глаукомы и группы «Научный авангард»

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Съезда Общества офтальмологов России

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Съезда Общества офтальмологов России

Современные технологии лечения заболеваний глаз. Научно-практическая конференция

Конференция

Современные технологии лечения заболеваний глаз. Научно-практическая конференция

Пироговский офтальмологический форум

Конференция

Пироговский офтальмологический форум

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Конференция

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Инновационные технологии диагностики и хирургического лечения патологии заднего отдела глазного яблока и зрительного нерва Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Инновационные технологии диагностики и хирургического лечения патологии заднего отдела глазного яблока и зрительного нерва Межрегиональная научно-практическая конференция

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Инновационные технологии диагностики, терапии и хирургии патологии переднего отдела глазного яблока, глаукомы и придаточного аппарата органа зрения Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Инновационные технологии диагностики, терапии и хирургии патологии переднего отдела глазного яблока, глаукомы и придаточного аппарата органа зрения Межрегиональная научно-практическая конференция

Онлайн доклады

Онлайн доклады

Научно-образовательные вебинары

Научно-образовательные вебинары

Сателлитные симпозиумы в рамках РООФ-2020

Сателлитные симпозиумы в рамках РООФ-2020

Расширенное заседание Экспертного Совета по проблемам глаукомы и группы «Научный авангард»

Конгресс

Расширенное заседание Экспертного Совета по проблемам глаукомы и группы «Научный авангард»

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Съезда Общества офтальмологов России

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Съезда Общества офтальмологов России

Современные технологии лечения заболеваний глаз. Научно-практическая конференция

Конференция

Современные технологии лечения заболеваний глаз. Научно-практическая конференция

Пироговский офтальмологический форум

Конференция

Пироговский офтальмологический форум

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Конференция

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Инновационные технологии диагностики и хирургического лечения патологии заднего отдела глазного яблока и зрительного нерва Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Инновационные технологии диагностики и хирургического лечения патологии заднего отдела глазного яблока и зрительного нерва Межрегиональная научно-практическая конференция

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Инновационные технологии диагностики, терапии и хирургии патологии переднего отдела глазного яблока, глаукомы и придаточного аппарата органа зрения Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Инновационные технологии диагностики, терапии и хирургии патологии переднего отдела глазного яблока, глаукомы и придаточного аппарата органа зрения Межрегиональная научно-практическая конференция

Все видео...

3.1. Обоснование и расчеты параметров роговичного сегмента для интрастромальной кератопластики


     Целью данного параграфа стало определение и расчет наиболее важных геометрических параметров РС с учетом геометрического соотношения Баракера.

    Кератэктазии характеризуются прогрессирующим истончением ткани роговицы, что в свою очередь сопровождается неравномерным распределением напряжения в ее строме, при этом в большей степени это выражено с зоне с наименьшей толщиной. Имплантация РС приводит к уменьшению кривизны центральной зоны роговицы. Это сопровождается перераспределением напряжения в строме, что нарушает биомеханику прогрессирования эктазии. За счет формирования «плюс» - ткани на периферии роговицы при относительном уменьшении толщины ее центральной зоны, имплантация РС в глубокие слои стромы сопровождается изменением рефракционной силы роговой оболочки [14].

    Роговица представляет собой выпукло-вогнутую линзу, при этом радиус кривизны передней поверхности, отличается от радиуса кривизны ее задней. При рассмотрении ультраструктуры роговицы человека на гистологическом уровне видно, что имеются различия в строении ее передних и задних слоев: более плотное расположение волокон коллагена в передних слоях, приводит к уменьшению модуля упругости ткани от внешних слоев к внутренним [104].

     Интрастромальная кератопластика подразумевает формирование роговичного тоннеля механическим путем или с использованием фемтосекундного лазера, в полость которого имплантируют РС. Нахождение РС в строме приводит в первую очередь к изменению распределения сил натяжения в слоях роговицы [14].

    Для выбора наиболее оптимальной формы поперечного сечения РС, было рассмотрено несколько теоретических моделей, отличающихся своими параметрами. Предварительно были рассчитаны эффективные значения величины высоты частей РС, обращенных к передней и задней поверхностям роговицы.

    3.1.1. Расчет высоты передней поверхности роговичного сегмента

    В данном парагарафе приведен расчет значения минимальной эффективной высоты передней поверхности РС, возволяющей макисмально эффевтивно выполнять основную функцию РС.

    Для расчета рефракционного эффекта имплантации РС разной высоты руководствовались геометрическим соотношением Барракера, на примере нормальной роговицы [65].

    

При анализе чертежа (рисунок 9) можно вывести следующие соотношения:

    Примем некоторые обозначения:

    Rн – среднее значение радиуса кривизны передней поверхности роговицы в зависимости от стадии кератоконуса до имплантации;

    

Rk – радиус кривизны передней поверхности роговицы после имплантации;

    d – диаметр роговичного сегмента (расстояние между диаметрально противоположными «боковыми» внутренними поверхностями роговичного сегмента);

    h – высота роговичного сегмента.

    Расчет оптического эффекта при имплантации РС с заданными параметрами высоты и внутреннего диаметра проводили по формуле:

    

D = 337,5 ( (1), где

    D – диоптрийный эффект имплантации РС.

    

Результативную высоту роговичного сегмента вычисляли по формуле, выведенной так же из геометрического соотношения Барракера (1) (рисунок 11):

    , где

    h0 – высота задней поверхности роговичного сегмента;

    a – высота передней поверхности сегмента (а Є (150 мкм; 400 мкм), шаг 50 мкм).

    

Исходя из формулы геометрического соотношения Барракера было вычислено значение h при минимальном значении диоптрийного эффекта в 0,75 дптр [192]:

    где h0 - высота задней поверхности сегмента.

    Таким образом, прибавка к высоте сегмента в 50 мкм при увеличении внутреннего радиуса РС дает прибавку к диоптрийному эффекту 3,0 дптр, а степень выраженности эффекта не зависит от стадии заболевания (Таблица 15).

    Поперечное сечение РС в виде чечевицы приводит к более равномерному распределению сил сопротивления в передних и задних слоях стромы роговицы. Изменение кривизны задней поверхности роговицы незначительно влияет на ее рефракционные параметры, как будет показано ниже, в отличие от изменения кривизны передней поверхности. Таким образом: наиболее эргономичной формой РС можно считать модель РС с поперечным сечением в виде двояковыпуклой линзы, у которой высота части, обращенной к задней поверхности роговицы, соответствует минимальному диоптрийному эффекту и равна 0,05 мкм, и высота части, обращенной к передней поверхности роговицы, изменяется от 150 до 350 мкм (с шагом 50 мкм) и соответствует используемым в хирургической практике (Таблицы 16 - 18).

    Таким образом, при значении высоты сегмента равному 0,05 и 0,1 мм диоптрийный эффект после имплантации РС менее 1,0 дптр (≈0,75 дптр), что является физиологической нормой колебания рефракции. Следовательно, можно считать, что при высоте РС 0,05 и 0,1 мкм достаточного рефракционного эффекта не будет или он будет настолько мал, что им можно пренебречь, а значит, наименьшей эффективной высотой РС является h=0,15 мм, что справедливо для всех трех рассмотренных стадий кератоконуса.

    3.1.2. Расчеты высоты задней поверхности роговичного сегмента

    В параграфе 3.1.2. проведен рассчет минимально и максимально эффективной высоты задней поверхности РС с учетом строения задних слоев роговицы и их оптических характеристик, а именно того фактка, что задняя поверхность роговицы является рассеивающей линзой в системе оптически центрированных систем.

    В силу того, что РС влияет на переднюю и заднюю поверхности роговицы, а так же учитывая тот факт, что коэффициент упругости роговицы уменьшается от внешних слоев стромы к внутренним, то имплантация РС с симметричными передней и задней поверхностями приводит к более сильной деформации задних слоев роговицы. Учитывая формулу геометрического соотношения Барракера (1) деформация передней и задней поверхности приводит к разным знакам оптической силы роговицы. Вопрос в том, насколько значимы деформации передних и задних поверхностей роговицы для конечного знака оптической силы роговицы.

    Для роговицы, являющейся вогнуто-выпуклой линзой, преломляющая способность может быть рассчитана в модели, где оптически однородные среды с различными коэффициентами преломления n и n’ отделены друг от друга сферическими поверхностями. Оптически однородные отражающие или преломляющие среды, отделенные друг от друга сферическими поверхностями, центры кривизны которых расположены на одной оптической прямой, являются оптически центрированными системами, а для них характерна следующая закономерность (рисунок. 12, 13)[32].

    

Оптическая сила такой оптической системы может быть рассчитана по формуле (2):

    при условии, что линза – вогнуто-выпуклая R1 >0, R2 >0, f>0, при n>1.

    n – показатель преломления в воздухе, n=1;

    n’ – показатель преломления роговицы, n’=1,377;

    n’’ – показатель преломления влаги передней камеры, n|=1,33.

    Исследуя эту формулу в системе «воздух – строма роговицы» и «строма роговицы – влага передней камеры», можно заключить: преломляющая сила в случае системы «воздух – строма роговицы» положительная, так как данная сферическая поверхность является собирающей. В системе «строма роговицы – влага передней камеры» преломляющая сила – отрицательная, так как сферическая поверхность является рассеивающей. В силу того, что коэффициент преломления роговицы и влаги передней камеры близки, задняя сферическая поверхность роговицы имеет очень слабую преломляющую силу по сравнению с передней поверхностью, а значит, рефракционные изменения, происходящие при имплантации РС, будут значительно слабее, чем при изменении профиля кривизны передней поверхности роговицы.

    3.1.3. Обоснование и расчет угла наклона продольной оси поперечного сечения роговичного сегмента

     В параграфе 3.1.3. проведены обоснование необходимости введения такого параметра, как угол наклона продольной оси поперечного сечения РС и рассечет его числового показателя. Введение данного параметра, как необходимого, приведет к более физиологичному расположению РС в строме роговицы так, что его передняя поверхность будет конгруэнтна передней поверхности роговицы, а задняя будет оказывать максимально эффективное воздействие на задние слои стромы роговицы, не вызывая возникновения повышенного натяжения на намвысшей точке кривизны РС. Такое положение РС в виде «ленты» в строме роговицы позволит достигать макимально равномерного распределения сил натяжения в строме эктазированной роговицы, что обеспечит наилучший функциональный результат ИСКП.

    Наличие острых граней у РС приводит к возникновению значительного напряжения волокон тканей роговицы на данных гранях. Для снижения такого рассекающего действия на строму, необходимо увеличение «обтекаемости» имплантата, что кроме того будет способствовать равномерному распределению силы натяжения в переднем и заднем направлениях.

    Для оптимизации расположения РС ось продольной оси поперечного сечения должна быть перпендикулярна радиусу глазного яблока в точке расположения сегмента. Следовательно, сегмент должен быть расположен под углом γ (рисунок 14). Соблюдение данного условия будет способствовать более равномерному распределению сил натяжения, действующих в строме роговицы и направленных от поверхности РС к передней и задней поверхностям роговицы, и уменьшению сил напряжения на ребре РС.

    Введем некоторые обозначения: О – геометрический центр глаза, γ – угол наклона поперечной оси сегмента относительно нормали, R – внутренний радиус роговичного сегмента, d – радиус кривизны передней поверхности роговицы.

    На рисунке видно (рисунок 14):

    sinγ=R/d (3).

     Исходя из R=3,0 мм, d1 =7,75мм, d2 = 7,35мм, d3 =7,1мм, d4=7,35мм (d -радиусу кривизны передней поверхности роговицы в норме, при первой, второй и третьей стадиях кератэктазии), произведены расчеты значения угла наклона. Среднее значение угла γ составило 27°. При таком значении угла γ уменьшается прорезывающий эффект на границе сегмента и стромы роговицы.

    Строение передних и задних слоев роговицы различно: градиент плотности волокон коллагена приводит к уменьшению модуля упругости ткани от передних слоев к задним. Учитывая тот факт, что имплантация РС влияет на изменение кривизны не только передней, но и задней поверхностей роговицы, можно сделать вывод, что для деформации передней поверхности роговицы необходима имплантация сегмента с более высоким профилем, а для деформации задних слоев – более плоским. Для снижения рассекающего воздействия на строму, а значит и снижения вероятности прорезывания сегмента, необходимо наличие сглаженных поверхностей (увеличение «обтекаемости» импланта). Это так же будет способствовать равномерному распределению силы натяжения в переднем и заднем направлениях.

    Было рассмотрено несколько моделей поперечных сечений РС (рисунок 15). Учитывая тот факт, что задние слои стромы роговицы менее упруги, а так же то, что деформация задней поверхности роговицы меньше влияет на рефракционный результат, чем такая же деформация передней поверхности, нами определено, что форма оптимального сечения РС представляет собой несимметричный мениск (рисунок 15 - В). Важным критерием является тот факт, что при форме поперечного сечения в виде круга (рисунок 9 – А), когда кривизна поверхности РС. обращаннеая к задней поверхности роговицы наиболее крутая, ввиду формирующегося наибольшего натяжения на вершине кривизны, порисходит макисмальное сдавление тканей стромы роговицы, что может в свою очередь привезти к формированию пролеженй, при длительном нахождении РС в строме.

    Такая форма обеспечивает более равномерное распределение сил сопротивления в передних и задних слоях стромы роговицы. В качестве минимального порогового значения рефракционного эффекта от имплантации РС нами принята величина 0,75 дптр. Исходя из формулы геометрического соотношения Барракера (1) вычислили значение эффективной высоты части РС, обращенной к задней поверхности роговицы, при которой достигается минимальное значения диоптрийного эффекта в 0,75 дптр [192], что составило 50 мкм. Очевидно, что увеличение данного показателя будет давать отрицательный рефракционный эффект.

    Расчеты, проведенные по формуле (1) для определения диоптрийного эффекта имплантации РС, показали, что оптический эффект становится больше 0,75 дптр при высоте (h) РС 150 мкм. При меньших значениях h эффект меньше 0,75 дптр и попадает в границы физиологической нормы колебания рефракции (Таблица 19).

     С учетом проведенных исследований логично считать, что наиболее эргономичная модель РС имеет поперечное сечение в форме двояковыпуклой линзы, с высотой мениска, обращенного к задней поверхности роговицы, равной 50 мкм, и высотой мениска, обращенного к передней поверхности роговицы, не менее 150 мкм, а итоговая высота сегмента – 200 мкм.

    Обращаясь к формуле геометрического соотношения Барракера (1) видно, что максимальный рефракционный результат достигается при минимальных значениях величины внутреннего радиуса РС. Однако при этом ребро РС располагается близко к краю зрачка, что приводит к искажениям оптического изображения. Таким образом, условие, накладываемое на радиус РС, состоит в том, что эта величина должна быть больше параметров зрачка в мезопических условиях.

    Надо отметить, что имплантация РС приводит к изменению кривизны роговицы (в соответствии с формулой Барракера) вблизи оптической оси глаза, но при этом в непосредственной близи РС происходит искривление стромы роговицы таким образом, что при прохождении светового пучка через эту зону возникает значительное его искажение. В этом случае фокус не может находиться в одной точке и это приводит к появлению искажений изображения. Исходя из вышесказанного, необходимо увеличить внутренний диаметр РС до величины, при которой еще достигается хороший рефракционный результат, но вероятность возникновения искажений максимально снижена. Второе условие выполняется в случае превышения величины внутреннего радиуса РС значения диаметра зрачка в мезопических условиях. За такое значение внутреннего диаметра РС нами было принять 6,0 мм.

     Длина дуги РС должна изменять от 90 до 250 градусов, для осуществления максимально полного перекрытия площади эктазии по данным кератотопографии. Выбранные значения соответствуют общепринятым.

    Проведенные расчет позволяют заключить, что итоговыми значениями геометрических параметров РС являются: величина внутреннего диаметра 6,0 мм, форма поперечного сечения в виду двояковыпуклой линзы с постоянным радиусом закривления части, обращенной к задней поверхности роговицы, и высотой в 0,05 мкм, высотой части, обращенной к передней поверхности роговицы, изменяющейся от 150 до 350 мкм с шагом в 50 мкм, угол наклона продольной оси поперечного сечения 30±5, длина дуги РС от 90 до 250 мкм [183].

    Исходя из рассчитанных параметров новой модели РС и учитывая геометрическое соотношение Барракера, определили диоптрийный эффект имплантации РС при различных стадиях кератэктазии. Из формулы (1) видно, что диоптрийный эффект находится в обратной зависимости от величины внутреннего радиуса РС: увеличение внутреннего радиуса приводит к уменьшению диоптрийного эффекта имплантации РС. Так, при значении внутреннего диаметром РС 5,0 мм (РС производства ООО «НЭП МГ», Москва) увеличение высоты РС на каждые 50 мкм дает рефракционной результат в 2,5 дптр. Увеличение высоты РС с внутренним диаметром 6,0 мм дает прибавку к диоптрийному эффекту в 1,5 дптр, при этом степень выраженности диоптрийного эффекта не зависит от стадии КЭ.


Страница источника: 89-105

Просмотров: 1057