Рис. 1. Игла ультразвукового витреотома 25G (белая стрелка) в полости стекловидного тела кролика
Рис. 2. Микроинвазивная ультразвуковая витрэктомия 25G на глазу кролика: а) картина глазного дна, б) интраоперационная оптическая когерентная томограмма: визуализируется область диска зрительного нерва (контурная стрелка) и нейроэпителий сетчатки (белая стрелка)
Основным вектором технологического развития витрэктомии является снижение операционной травмы и повышение эффективности и безопасности операции. В течение продолжительного времени это достигалось посредством уменьшения калибра и повышения частоты резов витреотомов [10, 12].
Как правило, внешний диаметр иглы современных витреотомов составляет 23, 25 и 27G (0,6 мм, 0,53 мм и 0,4 мм соответственно). В настоящее время в клинической практике наиболее широко применяются витреотомы с частотой до 5000 рез/мин, разработаны технические модификации, обеспечившие увеличение частоты резов до 15000 рез/мин [4]. Однако остается нерешенной проблема снижения производительности витреотомов при уменьшении калибра. Это связано с тем, что для реализации гильотинного типа действия в игле витреотома необходимо наличие двух трубок, что уменьшает внутренний просвет.
Актуальным для дальнейшего медико-технологического развития витрэктомии является поиск новых способов фрагментации стекловидного тела, в частности, основанных на применении ультразвуковых колебаний. Созданием ультразвуковой витрэктомической системы, начиная с 70-х гг. ХХ в., занимались зарубежные исследователи – N. Leitgeb, I.J. Girard [8, 9], однако эти разработки не получили широкого развития по ряду медико-технических причин. Первыми учеными, занимавшимися проблемами ультразвуковой фрагментации стекловидного тела в нашей стране, являются отечественные офтальмологи Л.В. Коссовский и Г.Е. Столяренко [3].
В последние годы двумя группами зарубежных исследователей ведутся разработки ультразвуковых витреотомов на новом медико-техническом уровне и были получены многообещающие результаты, свидетельствующие о безопасности и эффективности эмульсификации стекловидного тела с помощью энергии ультразвуковых колебаний [14, 15].
Сотрудниками кафедры офтальмологии с курсом ИДПО Башкирского государственного медицинского университета совместно с отделом микрохирургического оборудования ЗАО «Оптимедсервис» (Уфа) разрабатывается отечественная технология микроинвазивной ультразвуковой витрэктомии на базе универсальной офтальмологической микрохирургической системы «Оптимед Профи» (РУ № ФСР 2011/11396 от 13.11.2013 г.). Отечественный ультразвуковой витреотом позволяет использовать сменные иглы калибра 25G, работающие на частотах 32–44 кГц, что, в свою очередь, позволяет выполнять режущие движения с частотой до 2 600 000 рез/мин. В ранее проведенных исследованиях данная система положительно охарактеризовала себя c точки зрения производительности и тепловизометрических характеристик [1, 2].
В связи с вышеперечисленным, актуальным является исследование безопасности применения отечественного ультразвукового витреотома на биологических моделях для оценки безопасности и выявления потенциальных нежелательных эффектов низкочастотного ультразвука на сетчатку и другие интраокулярные структуры при микроинвазивной ультразвуковой хирургии стекловидного тела.
Цель
Оценить промежуточные результаты экспериментальной апробации отечественной системы для микроинвазивной ультразвуковой витрэктомии 25G на глазах лабораторных животных.
Материал и методы
40 кроликам породы шиншилла (средний возраст 5±0,5 мес.) была выполнена экспериментальная 25G ультразвуковая (УЗВЭ) (n=20) и высокоскоростная пневматическая гильотинная (n=20) витрэктомия (ПГВЭ) (частота резов – 6000 рез/мин). Операции проводились на базе кафедры офтальмологии с курсом ИДПО Башкирского государственного медицинского университета (Уфа). Всем животным до операции и в послеоперационном периоде (7, 14 и 30 сутки) выполняли офтальмологическое обследование, включавшее следующие методы: биомикроскопию (фотощелевая лампа IM 900, Haag-Streit Diagnostics, Германия), фундус-фотографирование глазного дна (фундус-камера Canon CA-2AF, Япония), электроретинографию (ЭРГ) (комплекс для электрофизиологических исследований Tomey EP-1000, Япония), оптическую когерентную томографию с ангиографией (ОКТ, ОКТ-ангиография, оптический когерентный томограф-ангиограф Optovue Avanti RTVue XR, США).
Все вмешательства были выполнены одним хирургом на универсальной офтальмологической микрохирургической системе «Оптимед Профи» (ЗАО «Оптимедсервис», Россия). Устанавливали 3 порта в проекции плоской части цилиарного тела, выполняли окрашивание стекловидного тела дипроспаном. В процессе витрэктомии наконечник витреотома перемещали круговыми движениями над диском зрительного нерва, зрительной «полоской» и прилежащей к ней сетчаткой, тем самым обеспечивая равномерное и максимально полное удаление стекловидного тела (рис. 1). Для соблюдения единства условий эксперимента в обеих группах витреотомом работали в течение 300 секунд. В ходе операции оценивали состояние сетчатки на предмет наличия изменений, которые потенциально могли быть связаны непосредственно с выполнением витрэктомии или энергетическим воздействием ультразвука (ятрогенные разрывы, некроз сетчатки, хориоретинальные кровоизлияния) [5]. Оценку проводили визуально и с помощью метода интраоперационной оптической когерентной томографии (иОКТ) с использованием операционного микроскопа Carl Zeiss OPMI Lumera 700 с модулем Rescan 700.
Всем кроликам на 1, 7, 14 и 30 сутки после операции проводилось гистологическое исследование сетчатки c окраской гематоксилином и эозином. В качестве контроля использовались интактные глаза.
Результаты и обсуждение
В обеих группах экспериментальная витрэктомия была выполнена в полном объеме, интраоперационных осложнений не наблюдалось. По данным интраоперационной оптической когерентной томографии (рис. 2) не было выявлено каких-либо специфических признаков повреждения структур заднего полюса, которые можно было связать с энергетическим воздействием или ятрогенной травмой вследствие работы витреотома.
Послеоперационный период у всех животных протекал ареактивно, без признаков воспалительных явлений и кровоизлияний в местах операционного доступа.
При сравнении показателей электроретинограмм кроликов при ультразвуковой и пневматической гильотинной витрэктомии (рис. 3) были отмечены следующие особенности.
До операции ЭРГ кроликов имела классический вид, при котором наблюдались хорошо выраженные а- и b-волны. На 1-е сутки после оперативного вмешательства в обеих группах наблюдалось понижение показателей а- и b-волны, что свидетельствовало о нарушении функционального состояния сетчатки.
На 7-е сутки после операции наблюдалось небольшое возрастание b-волны и угнетение показателей а-волны ЭРГ в обеих группах животных. К 14 суткам происходило восстановление а- и b-волны ЭРГ в обеих исследуемых группах.
Спустя 30 суток после оперативного вмешательства наблюдалось практически полное восстановление всех показателей электроретинограммы до уровня дооперационных значений как в группе экспериментальных животных, перенесших ультразвуковую витрэктомию, так и при пневматической гильотинной витрэктомии.
Исходя из полученных данных, можно заключить, что снижение показателей ЭРГ, которое в обеих группах имело сходный характер и динамику, было проявлением неспецифического ответа на собственно хирургическую травму и не было связано с характером энергетического воздействия, используемого во время экспериментальной витрэктомии.
При сравнении данных гистологического исследования сетчатки в контрольной группе (ПГВЭ) в 1-й день после операции на гистологических препаратах сетчатки глаз кроликов были обнаружены морфологические изменения в виде набухания цитоплазмы нейронов и их отростков во всех слоях сетчатки, которые выявлялись вплоть до 14-х суток. Спустя 30 суток дистрофические изменения клеток по большей части регрессировали.
Сразу после УЗВЭ морфологические изменения сетчатки сильно не отличались от таковых у кроликов контрольной группы (ПГВЭ). На 14-е сутки выявлялась умеренно выраженная отечность сетчатки в виде гидропической дистрофии нейронов внутреннего ядерного слоя. К 30-м суткам указанные морфологические изменения в обеих группах исчезали, и большей частью структура сетчатой оболочки глаза выглядела почти интактной. Полученные данные о характере морфологических изменений сетчатки после воздействия низкочастотного ультразвука, а также их динамика согласуются с данными других авторов [11].
Заключение
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать вывод о том, что использование ультразвуковой энергии для эмульсификации стекловидного тела при микроинвазивной 25G-витрэктомии не вызывает специфических ретинальных осложнений у лабораторных животных. Отсутствие признаков изменений внутриглазных структур по данным интраоперационной оптической когерентной томографии, практически идентичная динамика ЭРГ и гистологических изменений в обеих группах, характеризующихся восстановлением к 30 суткам после операции, может свидетельствовать о безопасности микроинвазивной ультразвуковой витрэктомии.
