B персонализированной эксимерлазерной хирургии роговицы с коррекцией аберраций волнового фронта получили развитие технологии Wavefrontguided и Wavefront-optimized LASIK. Если Wavefront-guided предназначена для коррекции предоперационных показателей аберраций высшего порядка (АВП) [10], то Wavefrontoptimized (Aberration Smart Ablation (ASA)) [14] предназначена для предотвращения индуцирования аберраций в ходе эксимерлазерного воздействия на роговицу [9]. Критерий Релея говорит о том, что качество ретинального изображения может ухудшаться только тогда, когда величина аберрации высшего порядка равна или больше одной четверти длины волны поступающего света [7]. Таким образом, все аберрации высших порядков, величина которых меньше этого значения, на качество получаемого изображения на сетчатке практически не влияют и не являются клинически значимыми, а соответственно не требуют коррекции.
Известно, что волновой фронт состоит из отдельных АВП [1], при этом клинически значимыми в человеческом глазу являются 1-2 аберрации высшего порядка [3]. Поэтому вполне логично обоснована коррекция только 1-2 клинически значимых аберраций высшего порядка.
В офтальмологической литературе в настоящее время имеются единичные публикации о эксимерлазерной абляции роговицы в режиме Wavefront-guided Selective [5, 6], предназначенном для коррекции отдельных видов аберраций высших порядков.
Роговица — «не кусочек пластика» (The cornea is not a piece of plastic) [12]. Это живая биологическая ткань, являющаяся эластичной структурой. Коррекция каждого вида аберраций высшего порядка на роговице человеческого глаза приводит к индуцированию биомеханических изменений роговицы. Большее сочетание попытки коррекции различных видов аберраций приводит к большему сочетанию различных биомеханических изменений роговицы и непредсказуемому результату, поэтому попытка коррекции наименьшего количества, но наиболее клинически значимых аберраций будет давать более предсказуемый значимый результат.
Для оценки эффективности селективной коррекции АВП в эксперименте нужна модель, не подвергающаяся биомеханическим изменениям в процессе абляции. Наиболее распространенным объектом для проведения экспериментальных исследований после абляции различными эксимерными лазерами является пластина из полиметилметакрилата [2, 4]. Однако воздействие на плоскую пластину не может наиболее полноценно имитировать воздействие на выпуклую роговицу человеческого глаза, так как при воздействии на более периферические участки выпуклой роговицы часть энергии лазера отражается под углом [11], уменьшая свое воздействие в отличие от процесса формирования линзы на плоской пластине. Жесткие контактные линзы из полиметилметакрилата применяются и могут быть использованы для моделирования роговицы человеческого глаза и анализа аберраций высшего порядка [8] в виде полиномов Zernike.
Цель — анализ изменений аберраций высших порядков при эксимерлазерной абляции контактных линз из полиметилметакрилата в режимах Aberration Smart Ablation, Wavefront-guided и Wavefront-guided Selective в эксперименте.
Материал и методы
В исследование вошли специально изготовленные контактные линзы (50 шт.), имитирующие роговицу человеческого глаза. Линзы были выполнены из полиметилметакрилата диаметром 10 мм, толщиной 520±34 микрон, радиусом кривизны 7,8 мм и оптической силой 3,81±0,16 дптр. Измерения толщины линз производились на оптическом когерентном томографе переднего отрезка глаза «Visante» (Carl Zeiss Meditec, Germany) до абляции (рис. 1) и после абляции (рис. 2). Оптическая сила линз оценивалась на линзметре «AUTO LENS METER TL2000B» (TOMEY). Оптическая сила линз изначально была подобрана таким образом, чтобы оптическая сила системы, включающей аберрометрический шаблон, представляющий из себя тестовый искусственный глаз на металлической подставке с рефракцией +3,77 дптр и контактную линзу, до абляции линзы должна была быть близка к нулевой. Контактная линза размечалась при помощи маркера в меридиане 12 часов и помещалась в шаблон строго по меридиану при помощи собственного разработанного устройства, исключающего децентрацию линзы (рис. 3). Шаблон имел постоянную рефракцию, и аберрации шаблона в ходе всех дои послеоперационных измерений были стабильными. Измеряли аберрации волнового фронта (ВФ), величину среднеквадратичного корня суммы всех оптических аберраций (RMS), оптических аберраций высшего порядка (RMS HO) и величины всех аберраций в виде коэффициентов Zernike по нотации Malacara на аберрометре «WASCA» (Wavefront Aberration Supported Customise Ablation) (Carl Zeiss Meditec, Germany) (рис. 4) в скотопических условиях с максимально возможным на тестовом искусственном глазе диаметром анализируемой зоны в 5 мм. Аналогичным образом проводили измерения после проведения абляции. Для измерений использовался аберрометр «WASCA», так как именно он обладает минимальной вариабельностью и наибольшей повторяемостью полученного результата при обследовании одного и того же объекта по сравнению с другими моделями аберрометров [13].
Полученные в результате измерений величины всех аберраций в виде коэффициентов Zernike по нотации Malacara с аберрометра «WASCA» экспортировали в компьютер (CRSMaster) (Customized Refractive Surgery Master) для расчета персонализированного файла абляции (Carl Zeiss Meditec, Germany) (рис. 5).
Во всех случаях была проведена эксимерлазерная абляция (рис. 6) по миопическому алгоритму, в результате которой рефракция линзы была наиболее близка к нулевой, а оптической системы, включающей линзу и шаблон, наиболее близкой к +3,77 дптр.
Абляцию линз выполняли на эксимерном лазере «MEL-80», работающего по технологии «летающего пятна» диаметром 0,7 мм с гауссовским профилем абляции и длиной волны 193 нм (Carl Zeiss Meditec, Germany) с диаметром оптической зоны 6 мм.
Все линзы были разделены на 5 групп.
В 1-й группе на 10 линзах была проведена стандартная абляция в режиме aberration smart ablation, подразумевающем отсутствие коррекции аберраций высших порядков и коррекцию аберраций только низших порядков, таких как дефокус.
Во 2-й группе на 10 линзах была проведена абляция в режиме Wavefrontguided по персонализированному файлу абляции с коррекцией аберраций ВФ линз, полученных при помощи аберрометра «WASCA», интегрированного в систему CRS-Master.
В 3-й группе на 10 линзах была проведена абляция в режиме Wavefrontguided Selective с коррекцией горизонтальной комы Z(3;+1).
В 4-й группе на 10 линзах была проведена абляция в режиме Wavefrontguided Selective с коррекцией вертикальной комы Z(3;-1).
В 5-й группе на 10 линзах была проведена абляция в режиме Wavefrontguided Selective с коррекцией сферической аберрации Z(4;0).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ “Statistica 6.0”.
Результаты и обсуждение
Рис. 1. Измерение толщины линзы на оптическом когерентном томографе переднего отрезка глаза «Visante» (Carl Zeiss Meditec, Germany) в режиме High Resolution Corneal до абляции. Толщина линзы в центре - 567 микрон
Рис. 2. Измерение толщины линзы на оптическом когерентном томографе переднего отрезка глаза «Visante» (Carl Zeiss Meditec, Germany) в режиме High Resolution Corneal после абляции. Толщина линзы в центре — 526 микрон (δ 41 микрон)
Статистически значимой разницы между группами в глубине абляции линз выявлено не было. Глубина абляции линз составила 35±6 микрон.
Статистически значимых различий доабляционных и послеабляционных показателей рефракции линз между группами найдено не было (p > 0,05).
Во всех группах наблюдалось статистически значимое увеличение RMS после абляции, связанное с изменением рефракции линз.
Рис. 3. Установка и центрация контактной линзы в шаблон аберрометра «WASCA»
Рис. 4. Измерение аберраций высшего порядка в оптической системе, влючающей в себя линзу и аберрометрический шаблон на аберрометре «WASCA» (тип Hartman-Shake)
В 1-й и 2-й группах аберрации высших порядков статистически значимо не изменялись (p > 0,05).
В 3-й группе наблюдалось статистически значимое уменьшение аберрации Z(3;+1) (p < 0,05). Остальные аберрации высших порядков 3-й группы статистически значимо не изменялись (p > 0,05). Наблюдалась статистически значимая корреляция между полученными изменениями и планируемыми изменениями аберрации Z(3;+1) c коэффициентом корреляции R=0,97.
В 4-й группе наблюдалось статистически значимое уменьшение аберрации Z (3;-1) (p < 0,05). Остальные аберрации высших порядков 4-й группы статистически значимо не изменялись (p > 0,05). Наблюдалась статистически значимая корреляция между полученными изменениями и планируемыми изменениями аберрации Z(3;-1) c коэффициентом корреляции R=0,98.
В 5-ой группе наблюдалось статистически значимое уменьшение аберрации Z (4;0) (p < 0,05). Остальные аберрации высших порядков 5-ой группы статистически значимо не изменялись (p > 0,05). Однако наблюдалась статистически незначимая корреляция между полученными изменениями и планируемыми изменениями аберрации Z(4;0) c коэффициентом корреляции R=0,48.
Рис. 5. План расчета селективной абляции вертикальной комы Z (3;-1) линзы № 22 на системе CRS-Master (Carl Zeiss Meditec, Germany). В верхней части рисунка - цветовая диаграмма всех аберраций высшего порядка анализируемой оптической системы, в нижней части рисунка – цветовая диаграмма вертикальной комы Z (3;-1), селективно активируемой в режим абляции
Рис. 6. Процесс абляции линзы из полиметил-метакрилата на эксимерном лазере «MEL-80» (Carl Zeiss Meditec, Germany) с диаметром оптической зоны 6 мм
Результаты измерений аберраций 3 и 4 порядков, которые статистически значимо изменились по модулю в виде коэффициентов Zernike (Z 3; 4) по нотации Malacara до и после абляции в 3, 4 и 5-й группах представлены в таблице.
В 1-й группе аберрации высших порядков статистически значимо не изменялись (p > 0,05), что вполне объяснимо, так как стандартная абляция по миопическому алгоритму рассчитана только на коррекцию дефокуса — аберрации низшего порядка и теоретически не должна влиять на аберрации высших порядков.
Данные литературы показывают эффективность сочетания множества профилей абляции при Wavefront-guided абляции на плоских объектах [4]. Однако комбинация одновременно нескольких профилей абляции для одновременной коррекции нескольких аберраций высших порядков приводит к неравномерному распределению энергии луча лазера на выпуклой линзе (имитирующей роговицу человеческого глаза) [11]. Таким образом, одновременное множество профилей абляции приводит к измененному суммарному результату и соответственно незапланированному эффекту. Что и подтверждается полученными данными во 2-й группе (отсутствие статистически значимого ожидаемого уменьшения значений всех аберраций высших порядков). Аналогичный результат отсутствия эффективной коррекции аберраций высших порядков методом Wavefront-guided procedure подтверждаются недавним клиническим исследованием [15].
Статистически значимое уменьшение аберраций Z (3;+1), Z (3;-1) и Z (4;0) в группах 3, 4 и 5 соответственно показывает эффективность Wavefront-guided Selective абляции.
Выводы
1. При выполнении Wavefrontguided абляции по миопическому алгоритму на контактных линзах ожидаемого уменьшения величин аберраций высших порядков выявлено не было.
2. Применение Wavefront-guided Selective абляции позволило эффективно корректировать отдельные аберрации высших порядков.
3. Применение Wavefront-guided Selective абляции целесообразно в коррекции клинически значимых аберраций высших порядков в отличие от Wavefront-guided абляции.
Поступила 15.05.09
