1.3 Пути оптимизации технологии факоэмульсификации в современных условиях

     Существует множество путей повышения безопасности и эффективности выполнения факоэмульсификации плотной катаракты, основные из них будут рассмотрены в настоящей главе. Большое количество исследований выполнено по поиску наиболее безопасного ирригационного раствора. В настоящий момент золотым стандартом является раствор BSS+ (balanced salt solution) [195]. Для эндотелия роговицы важно не только качество, но и количество ирригационного раствора. Низкие ирригационные потоки с одной стороны снижают турбулентность в ПК, уменьшается скорость вымывания вискоэластика (OVD – ophthalmic viscosurgical devices) что более безопасно для эндотелия, с другой стороны низкая ирригация требует снижения вакуума и скорости аспирации, что приводит к более медленному удалению вещества хрусталика, а значит, к увеличению продолжительности операции и риска травмы эндотелия [50, 194, 199].

    Также большое количество работ посвящено оценке влияния различных типов и модуляций ультразвука на эндотелий [93, 94, 106-108, 111, 114, 118, 129, 165, 175, 183, 187, 189, 190, 194]. Показаны преимущества и недостатки трасверзионного ультразвука по сравнению с продольным [58, 129, 154, 159, 194].

    На сегодняшний день достаточно хорошо изучены и широко применяются в хирургии катаракты различные вискоэластики [45-48, 53, 96, 102, 136, 146, 147, 153, 157, 180, 184, 199]. Одной из наиболее популярных и хорошо известных техник вископротекции является техника «Soft Shell» предложенная канадским офтальмологом S.A. Arshinoff [45]. Считается, что наилучшую протекцию эндотелия обеспечивают дисперсивные вискоэластики [70]. Дисперсивный вискоэластик Viscoat использовался в настоящем исследовании.

    На сегодняшний день предложено огромное количество техник дробления ядра хрусталика [61-63, 85, 89, 150, 152, 173, 174, 177, 188, 197, 209]. Наиболее популярны такие подходы как «Разделяй и властвуй» и «Фако чоп». Во многих исследованиях показаны преимущества техники «чопа» [61, 85, 197], однако она достаточно сложна в исполнении и чревата серьезными интраопераци онными осложнениями [13], в то время как потеря эндотелиоцитов сопоставима между этими двумя техниками [89, 177, 188].

    Выполнено большое количество исследований по различным хирургическим подходам в зависимости от ширины и количества выполняемых разрезов [52, 60, 78, 87, 91, 103, 113, 116, 125, 126, 128, 193, 196, 207] . Потери эндотелиальных клеток в зависимости от используемого подхода сильно разнятся у разных авторов и не существует единого мнения, какая из существующих ныне методик наиболее безопасна. Самой широко распространенной методикой является так называемая микрокоаксиальная ФЭК (один основной разрез от 2,2 мм и меньше).

    Самой главной инновацией в области хирургии катаракты за последние годы является использование фемтосекундного лазера [7, 9, 40]. С момента, когда была выполнена первая факоэмульсификация с фемтолазерным сопровождением (ФемтоФЭК) [139] прошло более 10 лет и накоплен определенный опыт о преимуществах и недостатках этой технологии [41-43, 64, 65, 72-77, 88, 101, 121-124, 130, 133-135, 137-141, 161-164, 167-169, 178, 204-206]. В ряде работ показано, что использование фемтоподготовки снижает количество использованного в ходе операции ультразвука, ускоряет время процедуры и снижает потерю ПЭК [41, 72, 83, 74, 115, 123]. Те преимущества, которые дает нам фемтолазер перед обычной традиционной мануальной техникой делает применение этой технологии весьма перспективной на глазах с плотными катарактами и исходно сниженной плотностью эндотелиальных клеток.

    1.3.1 Гидродинамические характеристики при факоэмульсификации

    Во время факоэмульсификации через глаз «прокачивается» определенный объем ирригационного раствора качественные характеристики, которого очень важны. Идеальный ирригационный раствор должен содержать энергетический ресурс (глюкозу), адекватный буфер (бикарбонат) и субстрат (глютатион Ca) для поддержания стабильности межклеточных связей и барьера кровь-водянистая влага т.е. он должен быть максимально приближен по составу к водянистой влаге (ВВ) [195].

    Не только качество ирригационного раствора имеет значение, но и его объем, прошедший через передний сегмент глаза за операцию. Большинство современных факоэмульсификаторов работают по принципу пассивной ирригации, т.е. под действием силы тяжести ирригационный раствор подается в глаз, скорость ирригации зависит от высоты, на которой находится бутылка с раствором относительно уровня глаза. Так же имеют значение такие параметры как скорость аспирации (перистальтическая помпа) и уровень максимального вакуума (перистальтическая и «вентури» помпа). Первый параметр определяет скорость работы перистальтического насоса, т.е. скорость с которой будет аспирироваться жидкость при отсутствии окклюзии или скорость набора вакуума при наличии окклюзии. Вакуум – это степень разряжения, которая возникает в перистальтической системе при возникновении окклюзии, а также величина, которая определяет скорость аспирации в системе «вентури» в зависимости от позиции педали факоэмульсификатора во втором положении. Таким образом, ирригационный раствор поступает в глаз под действием силы гравитации из бутылки, подвешенной на определенной высоте, и выходит из глаза двумя потоками:

    1. активно – через факонаконечник;

    2. пассивно – через разрезы.

    Чем выше бутылка, выше уровень вакуума и скорость аспирации, тем выше будет объем жидкости проходящей через глаз. A. Barabaran et al. (2009) получили сопоставимые потери эндотелиальных клеток при низком и высоком уровне вакуума (9,0% и 9,6% соответственно), так же не обнаружили корреляции потери ПЭК с объемом израсходованной жидкости [50]. В другом исследовании Y . Wang et al. (2009) сравнили три уровня вакуума: 250, 450 и 600 мм рт. ст., с увеличением вакуума уменьшалось общее время ультразвука, общая энергия ультразвука и процент потери эндотелиальных клеток [194]. B.K. Nayak et al. (2009) оценивали потерю эндотелиоцитов при использовании постоянной ирригации без вископротекции и традиционной техники с использованием вискоэластиков.

    В первой группе потеря ПЭК составила 7,38% во второй 7,47%. Американский хирург Роберт Ошер предложил хирургический принцип под названием – «Slow motion phaco», который основан на выполнении предельно аккуратных манипуляций хирурга в глазу и использовании низких гидродинамических настроек факоэмульсификатора [145]. Такой подход позволил существенно снизить травматичность хирургии, уменьшить объем использованного BSS, а так же снизить риск интраоперационных осложнений.

    Ультразвуковые настройки факоэмульсификатора так же влияют на ирригационно-аспирационные потоки и могут в значительной степени снизить гидродинамическую нагрузку в ходе операции, что актуально для настоящего исследования.

    1.3.2 Ультразвуковые характеристики при факоэмульсификации

    В зависимости от геометрии движения ультразвуковой иглы можно выделить два варианта ультразвука: продольный и поперечный (Торсионный), а также их комбинацию (Эллипс). При классическом варианте ультразвука (продольный или аксиальный) УЗ игла совершает возвратно-поступательные движения с максимальной амплитудой 80-100 мкм [183], при этом эффективной (разрушающей) является только поступательная фаза, возвратное движение – «холостое». При торсионном УЗ игла совершает колебательные движения вокруг своей оси с относительно низкой амплитудой 30-40 мкм [183], поэтому прямые ультразвуковые иглы малоэффективны. Целесообразно работать изогнутыми иглами, типа Кельман 12, 22, 90 градусов [80]. При использовании комбинированного УЗ типа «Эллипс», игла совершает в горизонтальной плоскости колебания одновременно в продольном и поперечном направлениях [68, 183].

    Механизм разрушения вещества хрусталика ультразвуковыми колебаниями основан на эффекте диспергирования.

    Диспергирование – тонкое измельчение твердых тел или жидкостей, в результате чего получают порошки, суспензии, эмульсии (эмульгирование, эмульгация или эмульсификация). При диспергировании твердых тел происходит их механическое разрушение.

    Ультразвуковое диспергирование – тонкое размельчение твердых веществ или жидкостей, т.е. переход веществ в дисперсное состояние с образованием золя под действием ультразвуковых колебаний.

    Обычно термином диспергирование обозначается размельчение твердых тел в жидкой среде. Таким образом, основная функция ультразвука – это измельчение и разрушение вещества хрусталика, но ультразвук так же может альтернировать и другие структуры глаза, в том числе эндотелий.

    Основные механизмы травмы эндотелия, ультразвуком можно представить следующим образом:

    • непосредственное механическое разрушение при прямом контакте УЗ иглы с эндотелием;

    • энергия кавитации;

    • акустические волны.

    Первый механизм, довольно редкий, т.к. работа УЗ чаще всего происходит в центре ПК, и риск непосредственно повреждения эндотелия крайне низок, однако в зоне роговичного разреза, контакт УЗ иглы и ткани роговицы неизбежен через силиконовый слив при коаксиальной технике и непосредственный контакт при биаксиальной технике.

    Кавитация (от лат. cavitas – пустота) – образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости при УЗ колебаниях. Кавитационные пузырьки, отбрасываемые от УЗ наконечника так же могут травмировать эндотелий.

    Если какое-либо тело колеблется в упругой среде быстрее, чем среда успевает обтекать его, оно своим движением то сжимает, то разрежает среду. Слои повышенного и пониженного давления разбегаются от колеблющегося тела во все стороны и образуют звуковые (акустические) волны, которые в свою очередь могут травмировать эндотелий.

    Существуют различные вариации прерывного ультразвука (пульс, вспышка), которые однозначно показали преимущество перед непрерывным (постоянным) УЗ [66, 210]. Эти преимущества особенно явно проявляются на этапе удаления (аспирации) фрагментов разделенного ядра хрусталика. Чередование ультразвуковых импульсов с промежутками с одной стороны уменьшает ультразвуковую нагрузку, с другой позволяет удерживать фрагмент на срезе ультразвуковой иглы, что в свою очередь увеличивает скорость и контролируемость процесса аспирации [66, 148]. Вышесказанное определило построение ультразвуковых настроек использованных в настоящем исследовании на базе подрежима Custom Puls факоэмульсификатора Infinity , который дает максимальные возможности построения различных комбинаций торсионного и продольного УЗ с промежутками после каждого импульса.

    Работу продольного УЗ можно сравнить с работой отбойного молотка, он эффективно дробит даже плотные ядра на мелкие фрагменты. Торсионный УЗ можно сравнить с бритвой, он как бы сбривает вещество хрусталика слой за слоем постепенно уменьшая объем аспирируемого фрагмента.

    Торсионный УЗ имеет ряд преимуществ перед продольным [68, 129, 158, 194]. Во-первых, у торсионного УЗ гораздо менее выражен эффект отталкивания [68, 86], во-вторых маятникообразные движения иглы при торсионном УЗ эффективны в обоих направлениях, в то время как при продольном, УЗ разрушает хрусталик только поступательная фаза движения ультразвукового наконечника [70]. Еще одно важное преимущество торсионного УЗ заключается в меньшем риске ожога ткани роговицы в зоне основного разреза [99, 106, 114, 165, 175]. Ожог возникает в результате трения УЗ иглы о стенку слива, чаще травмируется верхняя губа разреза, что приводит к деформации последней, появлению наружной фильтрации и зачастую требует наложения швов.

    При работе продольного УЗ амплитуда движений УЗ иглы в области роговичного разреза и на конце рабочей части одинакова вне зависимости от типа используемой иглы, поэтому чем больше мощность и время УЗ, тем выше риск ожога [175], в то время как при торсионном УЗ амплитуда движений иглы примерно в три раза меньше в области разреза по сравнению с вершиной при использовании изогнутой иглы тип Кельман [183].

    Однако торсионный ультразвук не лишен недостатков. Первый – это так называемая внутренняя окклюзия, которая чаще возникает при аспирации плотных хрусталиков когда фрагмент ядра, попав внутрь просвета развальцованной иглы застревает в месте ее сужения, вызывая полную окклюзию (закупорку) последней внутри. При торсионных колебаниях изогнутые иглы имеют максимальную амплитуду движения, а значит и разрушающую способность в самой дистальной части иглы, чем ближе к «стержню», тем амплитуда движений меньше. При попадании относительно плотного фрагмента хрусталика внутрь просвета УЗ иглы, он фиксируется к внутренней стенке и при торсионных колебаниях начинает двигаться вместе с иглой не разрушаясь, при этом идет увеличение вакуума и возникает окклюзия, прорыва которой не происходит несмотря на максимальный вакуум и максимальную мощность торсионного УЗ. Если в этот момент включить короткий импульс продольного УЗ аксиальные колебания УЗ иголки как бы «заглатывают» застрявший фрагмент или же наоборот отталкивают его, что в обоих случаях приводит к прорыву окклюзии [71], на этом основана работа системы IP (Intelligent Phaco). В 2010 году компания Alcon представляет эту технологию, которая называется Intelligent Phaco (OZIL IP).

    Появляются изменения программного обеспечения факоэмульсификатора Infinity, которые добавляют опцию, позволяющую изменять настройки прибора таким образом, чтобы, работая только на торсионном УЗ, независимо от желания хирурга, по достижении определенного уровня вакуума (от 80% от заданного максимума), выполнялся короткий одиночный импульс продольного УЗ, цель которого «пробить» возникшую окклюзию. Настройки, которые предложены разработчиками IP технологии основаны на использовании торсионного линейного ультразвука мощностью от 0 до 100%.

    В интерфейсе настроек IP устанавливается порог вакуума, при котором включается импульс продольного УЗ (от 80% до 100%), время импульса в миллисекундах (максимум 20 мс.) и мощность продольного УЗ относительно мощности торсионного УЗ. Суть которой заключается в автоматическом (без участия хирурга) включении импульса продольного УЗ заданной мощности и продолжительности в момент набора максимального вакуума.

    Система IP показала свою эффективность особенно на мягких и ядрах средней плотности [71, 107, 108, 156, 187]. Следующим шагом в попытке «победить» внутреннюю окклюзию стало предложение иглы с постоянным внутренним и наружным диаметром [108, 181]. Наконечник «Mini Tip» показал свою эффективность на чисто торсионном ультразвуке, он практически не вызывал внутреннюю окклюзию, но работал медленнее развальцованной иглы, особенно при аспирации плотных хрусталиков.

    Еще одним недостатком торсионного УЗ является более низкая разрушающая способность. Если продольный ультразвук дробит вещество хрусталика на фрагменты максимального размера возможного для аспирации, то торсионный УЗ в силу особенностей геометрии движения иглы дробит вещество хрусталика на ультрамелкие частицы, что удлиняет время аспирации и увеличивает расход ультразвуковой энергии, особенно на плотных катарактах [114, 118, 210]. D.H. Kim et al. (2010) показали, что при аспирации катаракт средней плотности общее время УЗ, общая энергия УЗ (CDE), а так же объем аспирированного вещества – все было меньше в группе, где использовался только торсионный УЗ, но при аспирации плотных хрусталиков параметры были сравнимы [118]. Возможно, для эффективного удаления плотных фрагментов хрусталика целесообразно использовать комбинацию продольного и торсионного ультразвука.

    Если говорить о потере эндотелиальных клеток в зависимости от типа и модуляции используемого УЗ, то здесь далеко не всегда видна положительная корреляция в общей израсходованной энергией ультразвука и степенью потери эндотелиоцитов, что очевидно может быть связано с многофакторностью эндотелиальной травмы [16]. Большинство исследователей все же убеждены, что стремление к уменьшению УЗ энергии безусловно снижает риск травмы эндотелия [58, 94, 129, 159, 210]. E. Bozkurt et al. (2009) показали значительную разницу в потере эндотелиальных клеток при использовании торсионного и продольного ультразвука: 4,2% и 6,7% соответственно, при чем разница между временем УЗ и CDE меньше в группе с торсионным УЗ, но эта разница статистически недостоверна [58]. Lin et al. (2007) так же выявили значительно меньшую (12,5%) потерю клеток при использовании торсионного УЗ по сравнению с аксиальным (19,1%) [129]. В более позднем исследовании Reuschert et al. (2010) не обнаружили достоверной разницы в потере ПЭК при использовании продольного и торсионного УЗ – 7,1% и 7,2% соответственно [159].

    Zeng et al. (2008) [210] сравнили 3 группы пациентов с плотными хрусталиками: 1 группа – использовался только торсионный УЗ с технологией IP , 2 группа – комбинация непрерывного торсионного и продольного УЗ и 3 группа – только продольный УЗ. Потеря эндотелиальных клеток через месяц после операции составила: 1 группа – 10,5%, 2 группа – 10,6%, 3 группа – 13,6%. Потеря в 3 группе была достоверно выше, чем в 1 и 2 группах (р<0,05), т. о. на бурых катарактах использование чисто продольного ультразвука не целесообразно, лучше работать на торсионном или комбинированном УЗ.

    На мягких катарактах оптимальным будет использование только торсионного УЗ, на катарактах средней плотности торсионный УЗ с IP или только торсионный УЗ и иглу с постоянным наружным и внутренним диаметром. Для аспирации плотных катаракт возможны различные комбинации ультразвука, которые недостаточно изученны на настоящий момент .

    1.3.3 Механические характеристики при факоэмульсификации

    1.3.3.1 Подходы к способу фрагментирования ядра

    Существует огромное количество техник разлома ядра хрусталика [33, 61-63, 85, 89, 150, 152, 173, 174, 177, 188, 197, 209]. Условно их можно разделить на 3 большие группы:

    1. Divide and Сonquer – Разделяй и властвуй.

    2. Chop – Фако Чоп.

    3. Stop and Chop – Стоп и Чоп.

    Каждая из групп насчитывает огромное количество индивидуальных подходов, которые сохраняют общие принципы группы.

    Техника «Divide & Сonquer» предполагает выполнение борозд или канавок, затем разделение ядра по канавкам на отдельные фрагменты и аспирация последних. Техника «Chop» предполагает разлом ядра с помощью факонаконечника и специального инструмента – чоппера. Основные преимущества и недостатки техник представлены в таблице 2 [13, 33]. Техника «Stop & Chop» представляет собой промежуточный вариант.

    Сначала выполняется борозда или кратер в центре ядра для того, чтобы удалить центральную самую плотную часть ядра и освободить пространство для дальнейших манипуляций. После, методом чопа ядро разламывается на более мелкие фрагменты и аспирируется.

    При сравнении техник Divide & Conquer и Chop все исследователи обнаружили достоверную разницу во времени ультразвука, общей энергии ультразвука и времени операции в пользу второй техники [85, 89, 177, 197].

    Y .G . Park et al. (2010), сравнили техники Chop и Stop & Chop, на мягких и средних ядрах время УЗ было сравнимо, на плотных больше в группе Stop & Chop [150].

    R.B. Vajpayee et al. (2000) не обнаружили достоверной разницы во времени УЗ, объеме инфузионной жидкости, послеоперационной пахиметрии и остроте зрения между этими двумя подходами [188]. А I. Can et al. (2004) выявили преимущество техники Chop при сравнении аналогичных параметров [61]. Стоит подчеркнуть, что все из перечисленных исследований не обнаружили статистически достоверной разницы в потере эндотелиальных клеток между разными техниками раскола ядра [89, 150, 177, 188].

    1.3.3.2 Хирургические подходы в зависимости от размеров и количества выполняемых доступов

    На сегодняшний день можно выделить 3 основных схемы выполнения роговичных разрезов:

    1. Стандартная коаксиальная факоэмульсификация – ширина основного доступа 2,75 и больше.

    2. Микрокоаксиальная факоэмульсификация – ширина основного разреза в пределах 2,2-1,8 мм.

    3. Биаксиальная (бимануальная) факоэмульсификация – два основных разреза 1,7 мм и меньше.

    Принципиальное отличие коаксиальной техники от биаксиальной состоит в следующем: при коаксиальной технике ультразвук, аспирация и ирригация все проходит в одном наконечнике и через один разрез, при бимануальном подходе ультразвук и аспирация т.е. непосредственно ультразвуковая игла проходит через одни разрез, а ирригация (ирригационный чоппер) через другой разрез.

    При биаксиальном подходе ширина двух основных разрезов может быть менее 1 мм что, безусловно, является преимуществом. Существенным недостатком бимануальной факоэмульсификации является высокая травматичность в зоне основного ультразвукового разреза [52], т.к. здесь будет непосредственный контакт металлической УЗ иглы с окружающей тканью и при УЗ колебаниях трение происходит о ткань роговицы или склеры, что значительно увеличивает риск как механического, так и термического повреждения.

    При сравнении потери эндотелиальных клеток в ряде работ показана большая потеря при биаксиальном подходе [78, 116]. Kahraman et al. (2007), получили потерю ПЭК после выполнения биаксильной ФЭК (2 разреза по 1,4 мм) 6,2%, а после стандартной коаксиальной ФЭК (3,2 мм) 3,1% [116]. T . Gonen et al. (2012), получили значительную потерю эндотелиоцитов после выполнения бимануальной торсионной ФЭК на плотных катарактах до 39% [103]. Доктор Dick отметил более высокую остроту зрения, степень послеоперационного астигматизма, эффективное время УЗ и низкую потерю ПЭК (1,4% против 7,8%) после выполнения бимануальной факоэмульсификации в сравнении с микрокоаксиальной [87]. И все же большинство работ не выявило статистически достоверной разницы в потере клеток при сравнении бимануальной и коаксиальной техник [91, 125, 126, 196].

    При сравнении стандартной коаксиальной техники (разрез 2,75 мм и больше) и микрокоаксиальной (2,2-1,8 мм) можно отметить, что с уменьшением ширины разреза резко возрастает риск термического ожога в области тоннеля и риск механической травмы и как следствие негерметичность разреза с наружной фильтрацией [52, 128]. А вот хирургически индуцированный астигматизм будет меньше при меньшем разрезе.

    При анализе потери эндотелиальных клеток большинство работ не выявило достоверной разницы между коаксиальной и микрокоаксиальной ФЭК. I. Can et al. (2010) сравнили все три подхода: стандартную коаксиальную ФЭК (2,8 мм), микрокоаксиальную (2,2 мм) и бимануальную (1,2 и 1,4 мм) [60]. Эффективное время УЗ выше было в первой коаксиальной группе, затем во 2-й микрокоаксиальной группе и меньше всего в 3-й биманульной группе. Время операции было максимальным в 3 группе и сравнимо в 1 и 2-й группах. Степень послеоперационного астигматизма максимальна в коаксиальной группе и минимальна в биаксиальной группе, потеря эндотелиальных клеток сопоставима в обеих группах.

    Нельзя однозначно сделать выбор в пользу того или иного подхода, однако современные общемировые тенденции идут в сторону уменьшения ширины разреза, поэтому наибольшее распространение получили микрокоаксиальная и биаксиальная схемы, широкое распространение последней сильно ограничивает отсутствие ИОЛ которые можно имплантировать через разрез менее 1,5 мм и которые обеспечивают стабильное положение в мешке на длительный срок.

    Изложенное выше является обоснованием для использования микрокоаксиальной (2.2 мм) техники в настоящем исследовании.