1.2. Современная кераторефракционная хирургия в коррекции астигматизма

    1.2.1. Лазеры в кераторефракционной хирургии.

    Основные сведения

    Быстро и безболезненно добиться стойкого рефракционного эффекта позволяет современная кераторефракционная хирургия, которую на сегодняшний день сложно представить без лазеров [11]. Слово «лазер» («LASER») является аббревиатурой от английского «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», что, в переводе, означает «усиление света посредством вынужденного излучения». Прежде всего, лазерное излучение отличается от обычного света своей монохроматичностью, т.е. имеет строго определенную длину волны. Благодаря этому, лазеры способны фокусировать свое излучение в точку диаметром в 1 мкм, что недостижимо в случае с обычным полихроматическим светом из-за хроматических аберраций [2]. В зависимости от конструктивных особенностей, лазеры могут генерировать свое излучение в различных временных режимах и делятся на непрерывные и импульсные.

    Энергия импульсного лазерного излучения выражается в единицах измерения энергии (работы) – джоуль (Дж), а непрерывного излучения в единицах измерения мощности – ватт (Вт) или Дж/c. Соответственно, плотность энергии на поверхности воздействия выражается в Дж/м² , а поверхностная площадь мощности в Вт/см² . Лазерное излучение, взаимодействуя с тканью, может проходить через нее, отражаться либо поглощаться. Эффект воздействия на ткань определяется только поглощенной частью излучения. Зависит этот эффект от состава ткани и длины волны излучения, т.е. спектр поглощения для каждой ткани индивидуален. Так, роговица человеческого глаза, поглощает только ультрафиолетовое и инфракрасное излучение длиной волны менее 280 нм и более 1000 нм соответственно. По этой причине, в рефракционной хирургии роговицы используются лазеры, работающие в этих диапазонах.

    Эксимерные лазеры относятся к импульсным лазерам, источником лазерного излучения в которых являются возбужденные частицы – эксимеры (от греч. excited – возбужденная, dimer – двойная молекула). Лазерное излучение в них происходит вследствие взаимодействия инертных газов (неон, аргон, ксенон, криптон и т.д.) и галогенов (фтор, хлор). В результате такого взаимодействия выделяется энергия, длина волны которой лежит в ультрафиолетовой части электромагнитного спектра и зависит от газа, на котором работает лазер. В кераторефракционной хирургии используются преимущественно лазеры на аргон-фторе, излучающие на длине волны 193 нм. Такое излучение является оптимальным, так как полностью поглощается роговицей и безопасно для глубжележащих тканей. Лазерное излучение с длиной волны 193 нм и плотностной энергией от 175 до 270 мДж/см² является достаточным, чтобы разрушать межмолекулярные связи роговицы и приводить к абляции её ткани [26]. Впервые эксперимент по воздействию эксимерного лазера с длиной волны 193 нм на роговицу человеческого глаза провел Trokel S. в 1983 году [212]. С тех пор данное направление стало активно развиваться [100, 111, 179, 191, 210].

    Параллельно с развитием эксимерлазерного направления, шла разработка альтернативных технологий лазерного воздействия на роговицу человека. Перспективным оказалось развитие лазерных технологий сверхкоротких импульсов, разрабатываемых, в первую очередь, для формирования клапанов и замены механических микрокератомов. Такие лазеры работают в инфракрасном диапазоне длиной волны порядка 1030-1060 нм. Принцип их действия основан на механизме фоторазрушения ткани. Микроимпульсы малой длительности и мощности, воздействуя на ткань, приводят к «пробою» ткани (англ. laser induced optical breakdown (LIOB)) и, как следствие, к формированию кавитационных пузырьков размером от 1 до 5, мкм состоящих из углекислого газа, азота и воды.

    Их размер напрямую зависит от энергии в импульсе. Однако, импульсы высокой мощности оказывают повреждающее влияние на окружающие ткани. Например, для инициации лазерного «пробоя» ткани при помощи наносекундного (10^-9 сек) Nd:YAG лазера необходимо относительно большое количество энергии в импульсе, что ограничивает его применение до нескольких внутриглазных процедур [195]. Снижение фокального размера пятна, либо длительности импульса, позволяет уменьшить пороговую мощность лазерного «пробоя» ткани. Таким образом, по сравнению с наносекундными, фемтосекундные (10^-15 сек) системы с низкой энергией обладают более высокой точностью и практически не повреждают окружающие ткани [116, 89, 168]. Процесс лазерной диссекции ткани сопровождается формированием множества кавитационных микропузырьков, которые следуют друг за другом. Расстояние между микропузырьками является критически важным параметром, т.к. определяет наличие тканевых мостиков. При расположении пузырьков близко друг к другу, формируются тонкие тканевые мостики, которые легко отделяются друг от друга. Напротив, если расстояние между импульсами слишком большое, формируемые тканевые мостики оказываются толстыми, либо остаются не прорезанные участки роговицы, механическое отделение которых может быть затруднительно, или даже невозможно [116, 89].

    1.2.2. Современные кераторефракционные методы коррекции астигматизма

    В 1987 г. Trokel S. представил первую фоторефрефракционную технологию лазерной коррекции зрения – фоторефрактивная кератэктомия (ФРК). Данная технология позволяет корригировать миопию до 12 дптр, а так же астигматизм и гиперметропию до ± 4 дптр. Стандартный протокол операции ФРК предполагает предварительное удаление эпителия роговицы механическим скарификатором с последующей эксимерлазерной абляцией стромы роговицы. Операция завершается наложением контактной линзы на несколько дней для уменьшения выраженности роговичного синдрома (боль, светобоязнь, слезотечение) и создания оптимальных условий для реэпителизации роговицы [94, 23, 59]. Основными недостатками ФРК являются длительный период реабилитации и относительно высокая частота послеоперационных помутнений (haze) [143, 190, 92, 33]. Тем не менее, ФРК остается актуальной и по сей день, т.к. является незаменимой в коррекции высоких степеней аметропии, поверхностных помутнениях роговицы, при иррегулярных ее поверхностях, а так же при тонких роговицах [16, 6, 28]. С целью устранения недостатков ФРК, в 1990 г. I. G. Pallikaris предложил формировать поверхностный клапан роговицы (англ. flap) при помощи микрокератома, с последующей абляцией стромы роговицы и возвращением клапана на место. Такой подход позволил ускорить реабилитацию после операции до одних суток. Данная технология получила название «ЛАЗерный Интрастромальный Кератомилез» – ЛАЗИК. С момента создания она непрерывно совершенствуется и на сегодняшний день является наиболее популярной кераторефракционной технологией [9, 8, 115].

    Дальнейшее развитие технического прогресса привело к появлению кератотопографов и аберрометров благодаря чему стало возможно проводить персонализированную абляцию по данным кератотопографии и волнового фронта глаза конкретного пациента [7, 4]. В особую группу стоит отнести пациентов с миопическим астигматизмом от 2,0 дптр, т.к. зачастую лазерная коррекция таких значений астигматизма не приводит к желаемому результату, что проявляется гипо- или гиперкоррекцией, а так же индуцированным изменением оси астигматизма, вследствие чего, таким пациентам необходимо проводить дополнительную лазерную коррекцию [5, 196]. Недавние исследования показали, что лазерная коррекция с применением оптимизированного алгоритма абляции по данным кератотопографии позволяет добиться более высоких клинико-функциональных результатов по сравнению со стандартной абляцией, а следовательно снижает вероятность повторного хирургического вмешательства. Однако недостатком такого подхода является увеличенная глубина расчетной абляции, что следует учитывать при планировании кераторефракционной операции [4].

    На сегодняшний день эксимерлазерные операции являются наиболее распространенным методом лазерной коррекции миопического астигматизма. Однако часто их проведению становится невозможным в связи с недостаточной толщиной роговицы пациента. В таких случаях целесообразным становится применение астигматической кератотомии, принципы которой были заложены еще академиком С.Н. Федоровым [31]. Суть операции заключается в нанесении 3-5 продольно-радиальных надреза параллельно сильному меридиану, либо тангенциальных надрезов перпендикулярных сильному меридиану. Возможна также и комбинация радиальных и тангенциальных надрезов для усиления корригирующего эффекта операции и коррекции сложного миопического астигматизма [2]. В классическом виде астигматическая кератотомия выполняется механически алмазным ножом, что ограничивает воспроизводимость глубины и длины нанесения надрезов. Это в свою очередь может привести к снижению предсказуемости запланированного рефракционного эффекта и даже к перфорации роговицы [90, 198, 38].

    Применение ФС-лазера позволяет повысить предсказуемость и безопасность данной технологии за счет более точного прогнозирования глубины и длины надрезов [49]. На сегодняшний день, фемтосекундная астигматическая кератотомия может применяться как самостоятельный метод коррекции миопического астигматизма, однако на практике она чаще всего применяться в сочетании с другими методами коррекции зрения при нестандартных случаях [27, 24].

    Еще одним хирургическим методом коррекции зрения не влияющим на толщину роговицы является лазерная термокератопластика (ЛТК). Суть метода заключается в энергетическом воздействии на периферию роговицы лазером инфракрасного диапазона для дозированного усиления ее рефракции в выбранных меридианах. Эффект достигается благодаря коагуляции коллагена роговицы, в результате чего между соседними коагулятами создаются стяжки ткани уменьшающие диаметр и радиус кривизны периферической части роговицы. В 2000 году совместно с МГТУ им. Баумана была создана первая Российская лазерная установка для проведения ЛТК контактным способом -«ОКО-1». Несмотря на то, что данный метод в основном используется для коррекции гиперметропии, он так же позволяет корригировать гиперметропический и смешанный астигматизм до 4 дптр [20, 21].

    Нередко в клинической практике встречаются пациенты с экстремально высокими значениями астигматизма и других аметропий, когда ни один из перечисленных выше методов не в состоянии удовлетворить ожидания пациента по причине недостаточной толщины роговицы, в таких случаях возможно сочетание кераторефракционной хирургии и интраокулярной коррекции в два этапа [17, 96, 115, 106].

    Из многообразия методов коррекции астигматизма, выбор конкретного из них зачастую связан с этиологической причиной возникновения астигматизма.

    Центральные эктазии роговицы являются группой дистрофических заболеваний сопровождающихся истончением роговицы в центре, выпячиванием ее кпереди и изменением оптических свойств [15]. При таких патологиях дополнительное истончение роговицы эксимерным лазером для коррекции миопического астигматизма не всегда является целесообразным. На сегодняшний день для коррекции миопического астигматизма при эктазиях роговицы применяют имплантацию интрастромальных сегментов (ИРС) [58, 61, 62]. Имплантируемые сегменты представляют собой полукольца из синтетических полимеров (таких как полиметилметакрилат и др.) различной длины, формы и диаметра. Их имплантация осуществляется в интрастромальный карман, который формируется либо механическим сепаратором либо фемтосекундным лазером, последний является более предпочтительным, так как позволяет получить более прогнозируемые результаты, а так же значительно снизить количество интраоперационных осложнений [18, 159, 12]. Операция несет «ортопедический эффект, т.е. изменения кривизны роговицы достигается путем ее натягивания. Из положительных особенностей данной операции стоит отметить ее обратимость, т.е. при удалении ИРС роговица принимает первоначальную форму, без значительных изменений рефракции [113].

    Несмотря на существующее разнообразие методов хирургической коррекции астигматизма, на сегодняшний день, наиболее распространенными из них являются фоторефракционные операции, т.к. являются эффективными безопасными и предсказуемыми [102, 51, 240]. Однако они сопряжены с недостатками, такими как: риском развития синдрома «сухого глаза» [180, 193, 226], осложнений при формировании клапана (складки клапана, его смещение или отрыв) [125, 166, 213], длительной реабилитацией вследствие повреждения роговичного эпителия [178, 223]. Для устранения текущих недостатков продолжаются разработки новых технологических приемов хирургической коррекции миопического астигматизма.