1.1. На пути к ФемтоЛАЗИК: этапы развития кераторефракционной хирургии

    В 1964 году испанский ученый Barraquer J.I. предложил воздействовать в толще стромы роговицы с целью коррекции аномалий рефракции. Для этого с помощью микрокератома выкраивали роговичный диск, после чего его замораживали при -70° С и подвергали воздействию с внутренней стороны стромы с помощью токарного станка высокой точности. Затем роговичный диск помещали на стромальное ложе роговицы пациента и фиксировали шовным материалом. Данная методика получила название «keratomileusis» («кератомилез») [51].

    В 1969 году классическая методика кератомилеза по Barraquer была модифицирована отечественными учеными Федоровым С.Н. и Захаровым В.Д.

    Отличие предложенной методики заключалось в том, что сформированный роговичный диск не подвергали заморозке. Это, по мнению авторов, менее травматично для роговицы [11, 39].

    Предложение отказаться от заморозки роговичного диска зарубежными учеными было отражено в 1986 году в работах учеников Barraquer J.I. – Krumeich J.H. и Swinger C.A., так же в этой модификации было предложено с помощью микрокератома удалять необходимую толщину стромы повторным резом по внутренней стороне роговичного диска [75, 119].

    В 1988 году Ruiz L.A. предложил проводить рефракционный срез стромы роговицы механическим микрокератомом не на роговичном диске, а на стромальном ложе роговицы пациента после предварительного формирования роговичного диска. Данная методика получила название «in situ keratomileusis» [100]. С внедрением в этот способ автоматизированного микрокератома технологию назвали – автоматизированный ламеллярный кератомилез (АЛК) [27].

    Вышеописанные методы не получили широкого распространения в виду невозможности высокоточно прогнозировать рефракционный эффект, однако повлияли на развитие кераторефракционной хирургии.

    Параллельно с работами по воздействию на центральную зону роговицы с помощью различных микрокератомов шли работы по поиску и созданию лазеров, которые позволят проводить кераторефракционные операции более точно, чем это возможно с помощью микрокератомов.

    В 1976 году отечественными учеными Ражевым А. М. и соавт. была опубликована работа, в ходе которой был разработан эксимерный ArF-лазер с длиной волны 193 нм, который является основным эксимерным лазером в современной офтальмологической практике, использующийся для коррекции аномалий рефракции [14].

    В 1983 году Trokel S. и Srinivasan R. провели первые экспериментальные исследования по воздействию данного лазера на роговицу [124]. С тех пор ученые всего мира стали изучать и совершенствовать технику воздействия эксимерного лазера с длиной волны 193 нм на самую сильную биологическую линзу глаза человека – роговицу. Было показано, что данный лазер обладает высокой точностью при воздействии на такую линзу, что приводит к попаданию в целевую рефракцию после его воздействия, и безопасен для окружающих тканей [35].

    Создание эксимерлазерных установок привели к появлению методов поверхностной абляции стромы роговицы: фоторефрактивная кератэктомия (ФРК), лазерная субэпителиальная кератэктомия (ЛАСЭК) и эпителиальный лазерный интрастромальный кератомилез (Эпи-ЛАЗИК). При ФРК выполняют удаление эпителия механическим скарификатором, либо с возможным предварительным воздействием 20-процентного раствора этилового спирта или с помощью эксимерного лазера (трансэпителиальная ФРК) [44, 84], после чего осуществляют эксимерлазерную абляцию стромы роговицы. Операцию завершают наложением контактной линзы на несколько дней для снижения выраженности роговичного синдром (боль, светобоязнь, слезотечение) и создания оптимальных условий (снижение травматизации поверхности роговицы) для реэпителизации. В отличие от метода ФРК при технологии ЛАСЭК выполняют не удаление эпителия, а его отслоение пластом на ножке, с последующей репозицией эпителиального пласта после эксимерлазерной абляции. При технологии Эпи-ЛАЗИК формируют эпителиальный клапан на ножке с помощью микрокератома, после этого выполняют эксимерлазерную абляцию стромы роговицы и репозицию эпителиального клапана [110].

    К недостаткам всех методов поверхностной кератоаблиции относится то, что эксимерлазерная абляция приходится непосредственно по боуменовой мембране, что приводит к повышенному риску развития помутнения роговицы («haze») с последующим снижением максимально корригированной остроты зрения и регрессом рефракционного эффекта. Также недостатком ФРК, ЛАСЭК и Эпи-ЛАЗИК является выраженный роговичный синдром и риск развития инфекционных осложнений, который уменьшается после полного завершения процесса реэпитализации [2, 4, 15, 46, 68, 73].

    Совершенствование эксимерлазерных установок, в том числе и отечественными учеными (Дога А.В., Семенов А.Д., Качалина Г.Ф., Кишкин Ю.И., Мушкова И.А., Вартапетов С.К. и др.) привело к появлению установок работающих по принципу «летающего пятна», которые, на сегодняшний день, являются самыми современными. Использование таких эксимерлазерных установок вместе с новым диагностическим оборудованием (аберрометры, кератотопографы) способствовало расширению возможностей коррекции аномалий рефракции и внедрению в клиническую практику персонализированной коррекции [4, 43]. Это позволило методу ФРК занять свое место в современной офтальмологии для коррекции аметропии у пациентов с «тонкой» роговицей и высокой степенью аномалий рефракции, с неправильным астигматизмом, связанным с поверхностными помутнениями роговицы [26], кератоконусом, предварительно стабилизированным с помощью кросслинкинга и интрастромальных роговичных сегментов [7]. Кроме того возможности метода позволяют выполнять коррекцию индуцированных аметропий после ранее перенесенных радиальной кератотомии [28] и кератопластики [16].

    Параллельно с работами по внедрению ФРК в клиническую практику шли работы по разработке принципиально новых методов коррекции аномалий рефракции.

    В 1988 году отечественные ученые из Новосибирска Ражев А. М. с соавт. впервые в мире провели клинические исследования эксимерлазерной абляции под роговичным диском. Вначале с помощью трепана диаметром 5 мм на глубину 100 мкм выполняли разрез, после чего с помощью скальпеля вырезали роговичный диск. Затем стромальное ложе роговицы подвергали эксимерлазерной абляции и фиксировали роговичный диск в исходном положении [95].

    В 1990 году Pallikaris I. et al. был разработан метод «Laser in situ keratomileusis» (LASIK/ЛАЗИК) [90]. Техника операции ЛАЗИК состоит из двух этапов: первый – формирование и подъем роговичного клапана на ножке с его репозицией после второго этапа – эксимерлазерной абляции стромы [5, 8].

    Первые опубликованные работы, по технологии ЛАЗИК в России, относятся к началу 1990-х годов и принадлежат перу ученых из МНТК «Микрохирургия глаза» Медведеву И.Б. и Федорову С.Н [27]. Метод ЛАЗИК лишен характерных для ФРК послеоперационных осложнений и особенностей ведения пациентов в раннем послеоперационном периоде, связанных с процессом реэпителизации. Послеоперационный период ЛАЗИК сопровождается роговичным синдромом в течение всего лишь нескольких часов, в то время как после ФРК данный синдром более выражен и может сохраняться до 7 суток (до полного завершения процесса реэпителизации), что связано с отсутствием запланированной деэпителизации роговицы при технологии ЛАЗИК. Вместе с тем применение метода ЛАЗИК в коррекции аномалий рефракции позволило достичь более высоких клинико-функциональных результатов, а так же более быстрой реабилитации пациентов по сравнению с методами поверхностной абляции стромы роговицы [2, 4, 54].

    Как и любое оперативное вмешательство, метод ЛАЗИК не лишен возможного риска развития осложнений, значительная часть которых связана с работой микрокератома. К таким осложнениям относятся: тонкий, неравномерный клапан, «button hole» – перфорация клапана, микрострии клапана, децентрация клапана, полный (free flap) и неполный срез клапана, смещение клапана, индуцированная кератэктазия [4, 18, 49, 52, 60, 88, 89, 111]. Однако подавляющее большинство осложнений успешно купируются как медикаментозной терапией при условии своевременно начатого лечения, так и адекватной интраоперационной тактикой хирурга.

    Постоянный научно-технический прогресс привел к тому, что в офтальмологической практике начали применять фемтосекундный лазер для формирования роговичного клапана при операции ЛАЗИК с целью повышения безопасности, эффективности и предсказуемости данного метода коррекции аномалий рефракции, который получил название «Femtosecond laser in situ keratomileusis» (FemtoLASIK / ФемтоЛАЗИК). Фемтосекундный лазер получил свое название из-за очень короткой продолжительности лазерного импульса – 10 -15 секунды, которая равна одной фемтосекунде.

    Принцип действия фемтолазера основан на фоторазрушении ткани : лазер с инфракрасной длиной волны (˜1050нм) генерирует импульсы ультракороткой длительности и фокусирует их в роговице на заданной глубине. В результате взаимодействия лазера с тканью образуется плазма из электронов и ионов, которая благодаря ее расширению и распространению сверхзвуковой волны, выполняет расслоение роговицы. Во время фоторазрушения происходит удаление небольшого количества ткани с образованием кавитационных пузырьков, состоящих из углекислого газа и воды. Часть кавитационных пузырьков рассеивается в окружающую ткань, а другая часть удаляется при подъеме роговичного клапана. Известно, что чем больше энергия в импульсе, тем большего размера формируется кавитационный пузырек. Каждый лазерный импульс сопровождается аналогичными процессами. Лазерные импульсы должны воздействовать на роговицу вне зоны кавитационного пузырька. Поэтому необходимо оптимальное сочетание энергии в импульсе (от которого зависит размер кавитационного пузырька) и расстояния между импульсами. Если расстояние между импульсами слишком большое для используемого уровня энергии, то остаются тканевые «мостики» - непрорезанные участки роговицы, разрыв которых происходит во время механической отсепаровки клапана, что приводит к получению более шероховатой поверхности стромального ложа. Если расстояние между импульсами слишком маленькое, то последующие импульсы попадают в незавершенные стадии предыдущего лазерного импульса, что приводит к неравномерному срезу [19, 33].

    История применения фемтосекундного лазера в экспериментах на глазах животных начинается в 1989 году, когда Stern D. et al. одними из первых опубликовали работу [116] по воздействию фемтосекундного лазера на роговицу животных.

    В 1998 году Kurtz R.M. et al. опубликовали первое исследование [76], в котором на глазах животных изучали срезы роговичного клапана, сформированные с помощью фемтосекундного лазера.

    Первое исследование применения технологии ФемтоЛАЗИК в клинической практике было проведено с использованием прототипа фемтосекундной лазерной установки IntraLase у слабовидящих пациентов и опубликовано в 2001 году Ratkay-Traub I. et al. [94]. С тех пор количество публикаций, посвященных технологии ФемтоЛАЗИК постоянно росло.

    Впервые в России использование фемтолазерной установки Intralase (AMO, США) в кераторефракционной хирургии началось в 2007 году в Чебоксарском филиале МНТК «Микрохирургия глаза» под руководством директора филиала Паштаева Н.П. [32].

    Использование фемтосекундного лазера при технологии ЛАЗИК привело к снижению количества интра- и послеоперационных осложнений, связанных с формированием роговичного клапана [30]. Во многом это связано с высокой предсказуемостью работы фемтолазерных установок. Многие авторы [1, 22, 31, 72, 109, 113, 135-137] показали, что при формировании клапана с помощью фемтосекундного лазера отклонение толщины роговичного клапана относительно заданных параметров составляет от 3-х до 17-ти мкм, тогда как при использовании микрокератома оно находится в пределах от 11-ти до 140-ка мкм.

    Стандартное отклонение диаметра клапана, сформированного с помощью фемтолазерной установки, находится в пределах ±0,2 мм [93], а при использовании микрокератома достигает ±0,4 мм [70]. Роговичный клапан, сформированный с помощью фемтолазерной установки, униформный – равномерный по толщине на всем протяжении, тогда как при использовании микрокератома менискообразный с перепадом толщины в центре и на периферии до 30-ти мкм [21, 135, 136. 138], что может приводить большему количеству индуцированных аберраций высшего порядка, связанных с формированием клапана [123, 131].

    В настоящее время общепризнанным является тот факт, что фемтосекундный лазер это самое безопасное, эффективное и предсказуемое средство для формирования роговичного клапана.