История развития лазерной хирургии катаракты

    Использование лазерной энергии в хирургии катаракты начиналось с транскорнеального воздействия на хрусталик. В 1976 году М.М. Краснов и В.С. Акопян выполнили капсулофакопунктуру детям с врожденной катарактой [34] с помощью рубинового лазера на установке «Ятаган». Набухание и рассасывание хрусталика происходило в разные сроки от 2-3 месяцев до 1-1,5 лет.

    В эксперименте для удаления катаракты было апробировано эксимерлазерное излучение [69, 100, 102, 110], однако в клинике оно не применялось по ряду технических причин, одна из которых – отсутствие надежных световодов и опасение негативных проявлений ультрафиолетового излучения в полости глаза, взаимодействующего непосредственно с белковыми молекулами. Результатом такого воздействия могут быть мутации клеток и канцерогенные эффекты [74, 110].

    Методики раннего периода лазерной хирургии катаракты были двухэтапными и состояли из транскорнеального лазерного вскрытия капсулы с размягчением ядра на предварительном этапе и собственно экстракции катаракты (мануальной или ультразвуковой) на втором этапе. Они не нашли широкого применения в практике. После первого этапа операции разрушенные, набухшие фрагменты ядра удалялись в разные периоды времени от нескольких часов до 2–4 суток после лазерной фрагментации. Двухэтапный порядок проведения операции был не комфортным как для врача, так и для пациента.

    Серьезный недостаток всех двухэтапных лазерных технологий заключается в том, что энергия работает в закрытой, малообъёмной полости глаза без синхронного отведения фрагментов разрушенного вещества хрусталика. Продукты белкового распада провоцируют воспалительные изменения, повышается внутриглазное давление [83]. Это наблюдение заставило подумать о нецелесообразности предварительного размягчения ядра и о возможности оставить на предварительном этапе только круговой лазерный капсулорексис. В тот период времени еще не была детально отработана оптимальная техника ручного капсулорексиса [14, 49, 94, 95, 105].

    Наличие водной среды вокруг хрусталика делает целесообразным использование твердотельных ИАГ лазеров, которые в процессе операции взаимодействуют не с белком тканей, а с молекулами воды на их поверхности. Энергия Nd: YAG лазера с длиной волны 1,06 мкм имеет низкий коэффициент абсорбции водой, практически не поглощается роговой оболочкой [71, 78, 93, 119], хорошо фокусируется на хрусталике. В отдельных случаях при размягчении мягких катаракт удавалось вообще обойтись без ультразвука, если интервал между первым и вторым этапом был не менее 4-6 дней.

    Исследования О.А. Петровой (1987) показали, что непосредственно после проведения изолированного лазерного капсулорексиса (без лазерного размягчения ядра) в тканях глаза тоже развиваются выраженные биохимические сдвиги, набухает вещество хрусталика, происходит выброс вазодилататоров, образование свободных радикалов, выброс простагландинов в камерную влагу, повышается внутриглазное давление [39]. Был сделан вывод о том, что оптимальный интервал времени не может измеряться сутками. Следующий этап операции должен быть произведен не позднее 15-20 минут после лазерной капсулотомии.

    Достоинством эрбиевого лазера, является высокий коэффициент поглощения водой [104, 109] и отсутствие нагревания лазерного наконечника. Однако, по данным ряда исследователей: H. Singer (1997) , E. Hachet (1997), H. Hoh, E. Fisher (1998-2000) и др., этот вид энергии обеспечивает малый захват глубины ткани хрусталика за один импульс (20-30 мкм)[108, 79, 80-82]. Нельзя разрушать плотные ядра хрусталиков.

    Наиболее щадящая методика транскорнеального эндокапсулярного воздействия Nd-YAG лазера 1,06 мкм по всей толщине хрусталика без капсулорексиса и без повреждения капсульного мешка была разработана А.В. Терещенко (2002). Количество импульсов и вложенной энергии дозировалось в зависимости от плотности ядра катаракты. Такая процедура позволяла сократить последующее использование энергии ультразвука не менее чем на 20% и не вызывала явлений реактивного синдрома (иридоциклит, повышение офтальмотонуса), т.к. в результате этой процедуры передняя камера глаза не была забита продуктами распада тканей [48].

    На новой ступени технических возможностей лазерной физики удалось подвести излучение в полость глаза по волоконной оптике. В технологии лазерного факолизиса [76, 77] с Nd:YAG лазером 1,06 мкм, излучение вызывало колебания титановой пластинки-мишени, расположенной у конца лазерного наконечника, которая разрушала вещество хрусталика. Низкий уровень энергии в данной факомашине (до 12 мДж) позволял разрушать только самые мягкие катаракты [83, 85, 86], но даже у таких пациентов нередко приходилось завершать операцию с помощью ультразвука.

    В России в 1994-97 годах научная группа офтальмохирургов: В.Г. Копаева, Ю.В. Андреев под руководством академика С.Н. Федорова в содружестве с инженерами Санкт-Петербургского института Точной Механики и оптики А.В. Беликовым и А.В. Ерофеевым последовательно изучила возможность использования твердотельных лазеров с разными длинами волн в катарактальной хирургии. Исследования показали, что оптимальным для цели разрушения хрусталика является излучение неодимового ИАГ (Nd-YAG) лазера с оригинальной длиной волны 1,44 мкм, которая ранее не использовалась в медицине. На этой основе была разработана уникальная бимануальная хирургическая технология лазерной экстракции катаракты (ЛЭК) с непосредственной доставкой энергии по волоконной оптике в полость глаза к хрусталику, эффективная при любой степени плотности ядра хрусталика. Создана первая отечественная лазерная установка «Ракот» [5, 56-62]. Получены патенты РФ, США и Германии.

    Научные исследования, выполненные в клиниках ФГБУ «МНТК МГ им. акад. С.Н. Федорова», по целому ряду параметров выявили бoльшую эффективность и безопасность метода в сравнительном аспекте с другими способами использования лазерной энергии в хирургии катаракты. Работами ряда ученых: В.Г. Копаева с соавт. (2002-2012), К. Окаша (2003), В.Н. Канюков, А.А. Горбунов, Л.Ю. Селиванова (2005), Е.В. Лексуткина (2006), Ю.В. Андреев (2007), О.В. Кравчук (2007), Р. Якуб (2008), Н.В. Пыцкая (2008), М.Н. Немсицверидзе (2009), и др. доказаны преимущества использования данной технологии в хирургии различных осложненных катаракт в сравнении с ультразвуковой факоэмульсификацией. [20-29, 38, 15, 35, 5, 67, 41, 37].

    Эффективность данной операции определяется, прежде всего, физическими характеристиками излучения и адекватными энергетическими параметрами установки, отсутствием ограничений по времени использования лазерной энергии. До настоящего времени это единственная в мире полностью лазерная технология разрушения плотного хрусталика без дополнительных мануальных усилий разделения ядра и без дополнения ультразвуком, без наложения вакуума, без разделения операции на 2 этапа [23].

    Базовая отечественная технология лазерной хирургии катаракты (ЛЭК) в последние годы была трансформирована в микроинвазивный вариант операции в соответствии с требованиями современной микрохирургии глаза, с учетом анализа большого опыта клинического применения данной технологии, накопленным в ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова». Она дополнена возможностью интраоперационной лазерной биостимуляции регенерационных процессов в тканях глаза [19].

    Логической предпосылкой к данной работе было понимание того, что деликатность и эффективность микроинвазивных технологий в офтальмохирургии должна сочетаться с максимальной безопасностью послеоперационного периода, т. к. хирургическая травма уже в первичной фазе альтерации индуцирует синтез простагландинов, повышает интенсивность окислительных реакций. Свободные радикалы и продукты перекисного окисления липидов являются одними из главных повреждающих факторов, вызывающих деструкцию тканей глаза при развитии воспалительного процесса [32, 64].

    Известно, что все живые клетки, ткани, органы, системы и организмы в стрессовых ситуациях испытывают дефицит красных квантов энергии, необходимых для нормального осуществления фотохимических процессов.

    Биоэнергетическую стимуляцию репаративных процессов после хирургического вмешательства, в ходе воспаления, после травмы, при купировании дистрофических изменений, с успехом применяли А.Д. Семенов с соавт. (1979-1987), В.В. Волков (1996), Э.С. Аветисов (1997) , Т.Б. Басель (1998), О.Л.Фабрикантов, Ю.А. Белый, А.Р. Евстигнеев (1999), А.Е. Коровин (2004), А.Ю. Баларев (2006), О.Л. Фабрикантов (2001, 2004, 2008) и другие исследователи [2, 6, 7, 11, 30, 42- 45, 52-54].

    Положительное влияние низкоинтенсивного излучения гелий-неонового (He-Ne) лазера на процессы физиологической и репаративной регенерации было выявлено также в экспериментальных и морфологических исследованиях ряда авторов: А.Р. Евстигнеев (1996), М.А. Каплан (1993, 1997), Г.Л. Прокофьева (1994). Доказано ускоренное митотическое деление фибробластов и эпителиоцитов [13,16,40,44,45,46,64].

    Фундаментальные положения фотобиологии и патофизиологии позволили нам сформулировать новую научную концепцию обеспечения лазерной хирургии катаракты лечебно-профилактическим воздействием на ткани глаза уже в процессе операции при комбинированном одномоментном использовании высокоэнергетического Nd-YAG лазера 1,44 мкм и низкоинтенсивного He-Ne лазера 0,63 мкм, доставляемых одним световодом для того, чтобы погасить развитие посттравматического воспалительного процесса на начальном этапе запуска патофизиологических механизмов морфофункциональных внутриклеточных изменений.

    На международной арене в настоящее время практикуются две основные технологии, использующие лазерную энергию в процессе хирургии катаракты, по которым продолжаются углубленные экспериментальные и клинические исследования:

    - одноэтапная, отечественная, полностью лазерная технология с Nd-YAG лазером 1.44 мкм, эффективная при любой степени плотности катаракты без привлечения ультразвука, без мануальной фрагментации ядра , без наложения вакуума [20, 23, 28], которая в разных вариантах используется с 1997 года.

    - двухэтапная, ультразвуковая факоэмульсификация с мануальной фрагментациией ядра и с фемтосекундным лазерным сопровождением (Femtosecond laser-assisted cataract surgery), где лазер применяется только на подготовительном этапе для вскрытия капсулы и размягчения катаракты. Транскорнеальная доставка лазерной энергии на первом этапе операции требует наложения вакуума и аппланации роговицы. Технология используется с 2009 г.

    Оценка результатов приобретаемого опыта позволит сделать выбор главного направления в дальнейшем развитии энергетической хирургии катаракты.