Рис. Сравнение средних показателей интравитреального давления (n=20, квадраты), полученных тонометром ICare Pro (круги) и тонометром Schiotz (треугольники) и средних показателей внутрикамерного давления (n=20, ромбы) до установки вакуума, во время применения вакуума (30 секунд, 1 мин., 2 минуты, 3 минуты) и после вакуумной аппликации (1 мин. и 2 минуты после снятия вакуума) на лазерной установке Femto LDV Z8 с жидким интерфейсом на свиных глазах. Использовались два уровня вакуума: 350 мбар (незаполненные символы) и 420 мбар (заполненные символы)
Таблица Значения давления, полученного измерениями интравитреально, внутри передней камеры и полученного тонометрами ICare Pro и Schiotz
В лазерной установке Femto LDV Z8 используется жидкостный интерфейс на основе вакуума, что обеспечивает достаточную и стабильную фиксацию для более точных измерений оптической когерентной томографии (ОКТ) в режиме реального времени, а также для применения самого лазера [6]. Подача вакуума осуществляется в начале хирургической операции и помогает выполнить точные измерения ОКТ. Данный этап важен для планирования глубины лазерного воздействия, фрагментации хрусталика, капсулорексиса и точных разрезов роговицы. Стабильное положение глаз во время этих этапов имеет также важное значение. После применения лазера вакуум высвобождается, и операция по удалению катаракты продолжается.
Исследования, в которых изучалось изменение внутриглазного давления (ВГД) при проведении ламеллярной кератотомии во время аппланационной фазы вакуума, показали, что ВГД значительно увеличивалось [7]. Также описаны случаи острой оптической нейропатии неизвестной этиологии после проведения LASIK, которые, возможно, связаны с увеличением ВГД во время вакуумной фиксации [8]. Хорошо известны случаи повышения ВГД во время использования неаппланационных интерфейсов на основе вакуума при проведении хирургии катаракты на разных фемтолазерных установках [9,10].
Надо отметить, что измерения ВГД в передней камере потенциально отличаются от измерений в полости стекловидного тела, а высокое интравитреальное давление (ИВД) является решающим фактором при повреждении диска зрительного нерва.
Таким образом, целью данного исследования было оценить и сравнить ВГД в передней камере и в полости стекловидного тела во время вакуумной фиксации при проведении фемтоассистированной хирургии катаракты (ФАХК) с помощью установки Femto LDV Z8.
Материалы и методы
Изменение значений ВГД было исследовано с помощью Femto LDV Z8 (Ziemer Ophthalmic Systems) во время применения жидкостного интерфейса при ФАХК. Для проведения исследования было взято 40 свиных глаз сразу после энуклеации, перед применением жидкостного интерфейса и канюлирования они помещались в полипропиленовый контейнер (стерильный Sarstedt Container 100 мл; Sarstedt, Германия).
Измерение ВГД
Измерение ВГД проводилось с использованием портативного манометра (Delta-Cal; Utah Medical Products, Midvale, США) и регулируемого по высоте бутылки с солевым раствором (Balanced Salt Solution; Bausch & Lomb, Германия). 20 глаз были подключены к измерительной установке с помощью интравитреально расположенной канюли 20G (Sterican; B. Braun, Melsungen, Германия) и 20 глаз были подключены к измерительной установке с помощью внутрикамерно расположенной канюли 20G. В каждой группе по 10 глаз тестировались с уровнем вакуума 450 мбар и 10 глаз с более низким уровнем вакуума - 350 мбар. Интравитреальная канюля была вставлена в pars plana под углом 90° 4 мм от лимба. Внутрикамерная канюля была введена в переднюю камеру через вершину роговицы ламеллярным способом, чтобы минимизировать риск утечки. По сравнению с предыдущими исследованиями Ibarz и соавт. по оценке показателей внутрикамерного давления (ВКД) во время ФАХК, в нашем исследовании мы дополнительно провели измерение интравитреального давления (ИВД), для этого мы использовали канюлю 20G, чтобы минимизировать погрешности измерений из-за вязкости стекловидного тела. Мы наблюдали за настройками при разного рода просачиваниях в течение 1 минуты до начала исследования. Также проводилось наблюдение за подключенным манометром в течение 1 минуты, для мониторирования возможного снижения давления как второстепенного признака просачивания. При обнаружении любого просачивания или снижения давления модель глаза исключалась из исследования, и эксперимент начинался заново с использованием новой модели глаза. Так как у жидкостного интерфейса имелось округлое центральное отверстие на вершине роговицы, канюля вставлялась в переднюю камеру под визуальным контролем через отверстие жидкого интерфейса после размещения самого интерфейса в области лимба. Таким образом, внутрикамерные измерения проводились во время подачи вакуума без прерывания его настроек. Перед применением вакуума ВГД нормализовалось через внутриглазную (внутрикамерную или интравитреальную) канюлю до уровня 20 мм рт.ст. Вакуум применяли в течение 3 мин. ВГД оценивали перед подачей вакуума, через 30 с, 1, 2 и 3 мин. после начала применения вакуума и через 1 и 2 мин. после отключения вакуума. В интравитреальной группе ВГД дополнительно оценивали аппланационным тонометром ICare Pro (Icare Finland Oy, Vanda, Финляндия) и тонометром Schiotz (Rudolf Riester, Jungingen, Германия) одновременно после каждого интравитреального измерения через апертуру жидкостного интерфейса, без отсоединения или прерывания подачи вакуума. Результаты тонометра ICare Pro рассчитывались как усредненное значение после троекратного измерения. Показания шкалы при измерении тонометром Schiotz были отмечены и впоследствии преобразованы в значения ВГД с использованием общей калибровочной шкалы.
Статистика
Среднее значение ВКД и ИВД были выражены как среднее (± SD) и медиана (IQR), потому что данные не распределялись нормально (тест Колмогорова – Смирнова). Средние значения ВГД в рамках одного метода измерения сравнивались с использованием критерия Wilcoxon. Для оценки соответствия средних значений ВГД между различными методами измерения был проведен U-критерий Манна – Уитни. Для лучшей иллюстрации и сопоставимости в результатах средние значения (± SD) были предпочтительнее средних значений (IQR). Все статистические анализы были выполнены с использованием IBM SPSS Statistics V.22.0. Статистическая значимость была рассмотрена с p≤0,05.
Результаты
Среднее общее значение ИВД во время применения вакуума Femto LDV Z8 с жидким интерфейсом с уровнем вакуума в 420 мбар составило 25,60 мм рт.ст. (± 9.85 мм рт.ст.), среднее общее значение ВКД составило 52,00 мм рт.ст (± 6,35 мм рт.ст.). При уровне вакуума в 350 мбар, среднее общее значение интравитреального давления составило 28,10 мм рт.ст. (± 2,54 мм рт.ст.), среднее общее значение давления внутри передней камеры – 45,18 мм рт.ст. (± 4,34 мм рт.ст.). В интравитреальной группе с использованием вакуума в 420 мбар, среднее общее давление во время вакуумной аппликации по данным тонометра Schiotz достигало 41,66 мм рт.ст. (± 11,39 мм рт.ст.), а по данным тонометра ICare Pro – 35,55 мм рт.ст. (± 6,6 мм рт.ст.). При использовании вакуума в 350 мбар среднее общее значение давления по данным Schiotz было 46.44 мм рт.ст. (± 9,67 мм рт.ст.) и 36,52 мм рт.ст. (± 6,27 мм рт.ст.) по данным тонометра ICare Pro (табл.).
На рисунке 1 показаны изменения ВГД до применения вакуумной аппликации, в процессе применения вакуума и сразу после высвобождения вакуума жидкостного интерфейса. Исходное ВГД составляло 20 мм рт.ст., чтобы повторные измерения вакуума не влияли на последующие измерения ВГД. Все косвенные методы измерения не показали значительных различий в ВГД до использования жидкостного интерфейса пациента (р=0,105 или выше).
Наибольшие изменения ВГД были зафиксированы при анализе ВКД. Уменьшение уровня вакуума снизило среднее значение внутрикамерного давления с 52,0 мм рт.ст. (± 6,5 мм рт.ст.) через 1 мин. после установки вакуума в 420 мбар до 45,7 мм рт.ст. (± 4,6 мм рт.ст.) через 1 мин. после применения более низкого уровня вакуума в 350 мбар. В отличие от внутрикамерного, интравитреальное давление до применения вакуума повысилось с 20,0 мм рт.ст. (± 0,0 мм рт.ст.) до 25,3 мм рт.ст. (± 9,7 мм рт.ст.) через 1 мин. после применения вакуума в 420 мбар по сравнению с 28,3 мм рт.ст. (± 15,8 мм рт.ст.) через 1 минуту после создания вакуума 350 мбар.
Средние значения давления, оцененные тонометром ICare Pro, находились между значениями интравитреального и внутрикамерного давления. Измерения, полученные тонометром Schiotz, находились между интравитреальным и внутрикамерным давлением в группе 420 мбар и так же через 1 мин. после начала вакуума в 350 мбар. Наиболее высокие значения давления наблюдались через 30 сек., 2 и 3 мин. после установки вакуума жидкого интерфейса в группе с уровнем вакуума 350 мбар (табл., рис.).
Результаты проведения внутрикамерной манометрии, измерений тонометрами ICare Pro и Schiotz показали значительное увеличение среднего давления путем сравнения значений до установки вакуума со значениями спустя 30 секунд после начала вакуумной аппликации для обоих уровней вакуума (p=0,005). ВГД было значительно увеличено во время применения вакуума при всех трех измерениях (p=0,005). Только в интравитреальной группе не было последовательного значительного повышения давления. Давление в интравитреальной полости после установки вакуума 420 мбар среди всех последовательных измерений через 30 сек. (p=0,360), 1 мин. (p=0,090), 2 мин. (p=0,060) значительно увеличилось только через 3 мин. после начала вакуумной аппликации (p=0,041). Во время процедуры вакуума уровнем 350 мбар интравитреальное давление достигло повышенных значений через 1 мин. (p=0,005) и 3 мин. (p=0,012), но не через 30 сек. (p=0,068) и 2 мин. (p=0,172) после установки вакуума. Однако общее среднее значение интравитреального давления не повышалось во время применения вакуума в обеих группах по сравнению со значениями давления до операции (p=0,058 и p=0,059 в группе 420 мбар и 350 мбар соответственно).
Все исследуемые методы измерения показали снижение ВГД через 1 и 2 минуты после высвобождения вакуума по сравнению с общим средним значением ВГД во время применения вакуума (p< 0,007). В процессе вакуумной аппликации (420 мбар и 350 мбар) по результатам измерений тонометрами ICare Pro и Schiotz не было выявлено существенных различий в средних значениях давления между двумя группами (p=0,08 и p=0,143). Среднее значение внутрикамерного давления было на 18,1% выше в группе 420 мбар, чем в группе 350 мбар (p=0,019). Среднее значение интравитрельного давления было на 8,9% ниже в группе 420 мбар по сравнению с группой 350 мбар (p=0,851). Сравнительный анализ между внутрикамерным и интравитреальным давлением показал, что в обеих интравитреальных группах (420 мбар и 350 мбар) показатели давления существенно ниже по сравнению с соответствующими показателями внутрикамерного давления во время вакуумной аппликации с использованием тех же уровней вакуума (p< 0,001 и p=0,023 для 420 мбар и 350 мбар соответственно). Через 1 минуту после высвобождения вакуума значения внутрикамерного, интравитреального и измеренные тонометром Schiotz показатели ВГД снизились, по сравнению со значениями, полученными до установки вакуумной аппликации (табл., рис.).
Обсуждение
Относительно недавно представленный неаппланационный жидкостный интерфейс Femto LDV Z8 является полезным устройством для диагностики и использовании его для ФАХК. Он позволяет проводить точные и достоверные измерения ОКТ, а также обеспечивает безопасное использование самого лазера, так как при фиксации глаза определяются более низкие показатели ВГД по сравнению с аппланационным интерфейсом. [14,15] Williams и соавт. обнаружили значительно более высокие уровни ИВД во время применения вакуума на свиных глазах с использованием аппланационного интерфейса для пациента (Femto LDV Z8; Ziemer Ophthalmic Systems) с более высокими уровнями вакуума (700 мбар и 500 мбар) по сравнению с неаппланационным жидкостным интерфейсом. Более низкие уровни вакуума были прямо пропорциональны низким уровням ВГД. Дальнейшее снижение вакуума может быть связано с более слабой фиксацией интерфейса, что может привести к потере присасывания во время вакуума. Тем не менее Williams и соавт. изучали ВГД только в передней камере, не принимая во внимание повышение ИВД. Таким образом, наше исследование демонстрирует первый сравнительный анализ ВКД и ИВД во время вакуумной фиксации интерфейса [15] . По нашим данным, это первое исследование, в котором сравнивают измерения ВКД и ИВД с использованием нового интерфейса Femto LDV Z8 для ФАХК при различных уровнях вакуума.
Есть исследования, где при использовании разных лазерных платформ оценивали повышение ВГД на протяжении операции по удалению катаракты. Керр и соавт. обнаружили увеличение ВГД на 11,4 мм рт.ст. (± 3,3 мм рт.ст.) во время применения вакуума от 17,5 мм рт.ст. (± 2,4 мм рт.ст.) исходного уровня оптического интерфейса установки Catalys FLACS (Abbott Medical Optics, Санта-Ана, США). При этом ВГД измеряли с помощью аппланационного тонометра [10] . Ibarz и соавторы показали, что увеличение ВКД, измеренное путем введения канюли в переднюю камеру свиных глаз во время подачи вакуума на установке Catalys FLACS, на уровне 19,74 мм рт.ст. (± 4,31 мм рт.ст.). Исходное внутрикамерное ВГД составляло 5,67 мм рт.ст. (± 2,39 мм рт.ст.). Сравнивая с экспериментальными настройками Ibarz и соавт., мы также провели измерения ИВД для лучшего понимания эффективной силы давления в задней камере и, следовательно, индуцированного воздействия на диск зрительного нерва и сетчатку во время применения вакуума при ФАХК [10].
Для удовлетворительной проводимости и достоверных значений ВГД мы использовали канюлю 20G из-за высокой вязкости стекловидного тела.
В данном исследовании исходный уровень ВГД был 20 мм рт.ст., поэтому одной из причин высоких показателей ВКД в нашем исследовании может быть высокое исходное значение давления. На установке Victus наблюдалось относительное повышение – 25 мм рт.ст., в то время как опубликованные значения для установки Catalys, в которой используется жидкостный интерфейс, варьируются от 25,9 мм рт.ст. до 32,4 мм рт.ст. [16–18]. Хотя нам не удалось найти опубликованные значения ВГД на фемтолазерной установке LenSx, известно, что интерфейс для LenSx представляет собой изогнутую контактную линзу, при которой ВГД во время этапа фиксации варьируется от 40 мм рт.ст. до 80,4 мм рт.ст. [17, 19].
В сообщении, где говорится о Femto LDV Z8 с изогнутым жидкостным интерфейсом, обнаружили, что во время этапа фиксации с глазом пациента ВГД повышается на 30 мм рт.ст. [15]. В данном исследовании при использовании Femto LDV Z8 общее повышение ВГД составляло 32 мм рт.ст. и 25 мм рт.ст. при использовании показателей вакуума 420 мбар и 350 мбар, соответственно. Таким образом, наши выводы сопоставляются с другими опубликованными исследованиями о Femto LDV Z8 и других лазерных установках, в которых используется жидкостный интерфейс.
Из-за многочисленных существующих лазерных установках для ФАХК, вы не сможете найти окончательную рекомендацию для уровня вакуума в литературе. Стабильная способность удерживать интерфейс пациента с лазером во время процесса фиксации является ключевым фактором для хорошего результата и безопасной процедуры. Таким образом, уровень вакуума должен быть настолько низким, насколько это возможно, без риска потери фиксации во время применения лазера.
Наши данные совпадают с выводами Kerr и др., которые показали увеличение значений ВГД с помощью аппланационной тонометрии во время вакуума при применении жидкостного интерфейса с использованием другой установки для ФАХК (лазерная система Catalys Precision; Abbott Medical Optics). Через две минуты после сброса вакуума ВГД вернулось к значениям, сопоставимым с исходным показателем [9]. Значения давления в нашем исследовании вернулись к значениям, равным или ниже исходных измерений через одну минуту после сброса вакуума при измерениях ВКД, интравитреальных измерениях и тонометрии Schiotz. Только аппланационная тонометрия заняла 2 мин., чтобы достичь уровня давления, равного или ниже исходного. Однако можно предположить влияние интерфейса и уровня вакуума на биомеханические свойства роговицы и, следовательно, на измерения аппланационной тонометрии. В нашем исследовании значения от тонометрии Schiotz были сопоставимы со значениями измерений ВКД глаза и ВГД, измеренного с помощью аппланационной тонометрии. Эти выводы также подтверждаются другими исследованиями [20,21]. Кроме того, показатели ВКД были значительно выше в группе с более высоким уровнем вакуума. Увеличение вакуума на 20% (с 350 до 420 мбар) привело к увеличению ВГД на +18,1%, поэтому можно предположить, что ВКД увеличится при повышении уровня вакуума. Мы сосредоточились на прямых измерениях ВГД в передней камере и полости стекловидного тела, для того чтобы свести к минимуму ошибки измерений. По сравнению с ними измерения ВГД, выполненные с помощью тонометрии Schiotz и аппланационной тонометрии, представляют неточные методы измерения ВГД, так как на них влияют несколько дополнительных погрешностей измерения в результате биомеханических свойств переднего отрезка глаза с особым учетом переменных, влияющих на жесткость, толщину или механические свойства роговицы.
Мы преобразовали показания шкалы ВГД по Schiotz, используя таблицу Фриденвальда, которая была откалибрована для человеческих глаз [13].
Из-за более высокой толщины роговицы свиных глаз (примерно в два раза превышающей толщину роговицы человека), таблица преобразования Фриденвальда может быть подвержена некоторому смещению. Yuan и др. сравнили ВКД, оцененное с помощью канюли, вставленной в камеру глазного яблока и подключенное к манометру, с тонометрией Schiotz. Они обнаружили, что непрямое ВГД недооценивало ВКД в среднем на 12 мм рт.ст. во время моделирования различных уровней давления от 0 до 60 мм рт.ст. [22]. Полученные данные подтверждают наши результаты со средней разницей между измерениями давления внутри камеры и тонометрии Schiotz (группа 420 мбар) в 9,09 мм рт.ст.
Lee и Yoo исследовали корреляцию между давлением внутри камеры глаза, оцениваемой вставленной в переднюю камеру канюли, и измерениями ICare Pro в энуклеированных свиных глазах. Они обнаружили, что измерения Icare Pro было в целом ниже, чем показатели давления внутри камеры глаза. При горизонтальной ориентации ICare Pro среднее значение ВГД было сопоставимо с уровнем ВКД равного 10 мм рт.ст., но средние показания ICare Pro были приблизительно на 12 и 18 мм рт.ст. ниже во время внутрикамерного моделирования 50 мм рт.ст. и 60 мм рт.ст. соответственно. [23]
В нашем исследовании средние значения ICare Pro были на 15 мм рт.ст. ниже, чем соответствующее ВКД, оцененное при постановке канюли в переднюю камеру во время использования вакуума (группа 420 мбар). В целом, в энуклеированных свиных глазах значения ICare Pro должны быть сопоставимы в диапазоне 10 мм рт.ст., но их следует интерпретировать осторожно при повышенных уровнях ВКД. Сравнение измерений внутрикамерного и интравитреального ВГД показало существенные различия во время применения вакуума, со значительным увеличением передней камеры, а также с повышением уровня вакуума, но не обнаружило значительного увеличения ИВД.
Кроме того, интравитреальные измерения показали замедленное повышение давления во время вакуумной фиксации. Тем не менее, расхождения между уровнями внутрикамерного и интравитреального ВГД во время ФАХК хорошо известны и описаны ранее, результаты следует тщательно пересмотреть из-за возможных ограничений экспериментальной установки ex vivo и самой концепции интравитреального измерения. [16] Можно предположить нарушение измерений интравитреального ВГД, вызванное окклюзией интравитреальной канюли, вызванной гелеобразной консистенцией стекловидного тела. С другой стороны, увеличение ВГД от места вакуумного всасывания на роговичном лимбе может занять некоторое время, прежде чем повлияет на стекловидное тело. Сопоставимые одновременные измерения внутрикамерного и интравитреального ВГД в энуклеированных свиных глазах, вызванные изменением высоты соединенного водного столба, показали более высокое увеличение ВГД в передней камере по сравнению со значениями давления, измеренными в задней камере. Исходное давление было выше в полости стекловидного тела, но показало незначительное увеличение во время повышения давления в передней камере за счет подъема бутылки с солевым раствором, соединенного внутри камеры. [11]
Возможной причиной этого явления может быть естественная вязкость стекловидного тела и изменение жесткости глазных структур, особенно в посмертно энуклеированных глазах. Однако на значение ВГД in vivo влияют различные внутренние и внешние факторы, такие как частота сердечных сокращений, дыхание, время суток или время года. Модель ex vivo, использованная в этом исследовании, не смогла имитировать эти факторы, поэтому недостаток кровообращения и дыхания являются ограничениями, связанными с каждой установкой ex vivo.
Даже при том, что существуют некоторые различия в оборудовании трабекулярной сети глаз свиньи и человека и вышеупомянутых ограничений, сама модель свиньи является установленной моделью ex vivo для мониторинга ВГД. [12,24,25]
Заключение
Наши результаты показали прямую связь между уровнем вакуума и внутрикамерным ВГД при использовании жидкостного интерфейса при ФАХК в энуклеированных свиных глазах. ВГД возвращалась к нормальным показателям во всех группах в течение 1 мин. после прекращения вакуума. Уменьшение вакуума на 16,7% привело к статистически значимому снижению ВКД глаза на 18,1%. Это первое исследование, изучающее интравитреальное ВГД, а также рост ИВД во время использования интерфейса фемтосекундной установки. Сравнение внутрикамерных и интравитреальных измерений ВГД во время этапа присасывания при фемтосекундной лазерной хирургии выявило даже более низкие значения ИВД, что может являться прогностический фактором, характеризующим повреждения диска зрительного нерва, и являться причиной патологий сетчатки. Однако понижение уровня вакуума в жидкостном интерфейсе может привести к дополнительному снижению ВГД. С другой стороны, понижение вакуума ниже критического значения может привести к более слабой фиксации интерфейса, что может привести к последовательным потерям всасывания при применении лазера.
Все измерения были оценены до применения вакуума, во время вакуума (30 с, 1 мин., 2 мин. и 3 мин.) и после применения вакуума (1 мин. после вакуума, 2 мин. после вакуума) с использованием жидкостного интерфейса фемтолазерной установки Femto LDV Z8 на свиных глазах с двумя различными уровнями вакуума (350 мбар и 420 мбар).
Martina Ebner, Siegfried Mariacher, Kai Januschowski, Katrin Boden, Anna-Maria Seuthe, Peter Szurman, Karl Thomas Boden
