Репозиторий OAI—PMH
Репозиторий Российская Офтальмология Онлайн по протоколу OAI-PMH
Конференции
Офтальмологические конференции и симпозиумы
Видео
Видео докладов
Источник
Клинико-функциональная реабилитация пациентов с постинфекционными помутнениями роговицы методами рефракционной хирургииГлава 1. Обзор литературы
1.4. Методы зрительно-функциональной реабилитации пациентов с помутнениями роговицы
Среди методов возможной зрительно-функциональной реабилитации пациентов с помутнениями роговицы выделяют как нехирургические(очковая и контактная коррекция), так и хирургические методы коррекции, включающие в себя глубокую переднюю и сквозную кератопластики, а также эксимерлазерную абляцию, состоящую из фототерапевтической и фоторефрактивной кератэктомий.
1.4.1. Нехирургические методы клинико-функциональной реабилитации пациентов с помутнениями роговицы.
Среди возможных нехирургических методов клинико-функциональной реабилитации существуют очковая и контактная коррекции. Помутнения роговицы часто сопровождаются как предшествующими аметропиями, так и вызванными после инфекционного процесса рефракционными аномалиями, такими как иррегулярный астигматизм, поэтому очковая и контактная коррекции способны лишь частично обеспечить коррекцию аметропий. Несмотря на это, главной проблемой остаётся тот факт, что помутнения сами по себе снижают не только остроту зрения, но и его качество за счёт рассеивания света [92].
Связанные с этим жалобы включают в себя проблемы с вождением в вечернее время, туманное зрение и эффекты гало вокруг источников света. Несмотря на то, что существует слабая корреляция между рассеиванием света и остротой зрения в нормальной популяции, рассеивание света до сих пор является важным фактором в качестве зрения. Возможно, это связано с потерей контраста в непосредственной близости от источников света, вызывающих блики [162].
Жесткие склеральные линзы, пришедшие в клиническую практику сравнительно недавно, получили особое внимание за способность корригировать не только регулярный, но и иррегулярный астигматизм, особенно при таких патологиях как кератоконус [34, 162]. Несмотря на это, согласно работе ряда авторов, жесткие склеральные контактные линзы обеспечивали хорошую коррекцию индуцированного астигматизма при рубцах роговицы, но не снижали жалобы пациентов на рассеивание света[162].
1.4.2. Хирургические методы лечения помутнений роговицы
Среди возможных хирургических методов лечения постинфекционных помутнений роговицы выделяют сквозную и глубокую переднюю послойную кератопластики [74]. Удаление или замена пораженных слоев роговицы необходимы при лечении стойких помутнений роговицы в случае их невосприимчивости к консервативным методам лечения [54].
1.4.2.1. Сквозная кератопластика
Помутнения роговицы после герпетического кератита являются частой причиной проведения СКП. Несмотря на большой накопленный опыт успешного применения СКП при помутнениях роговицы, неоваскуляризация роговицы и повторные случаи развития герпетического кератита снижают благоприятный послеоперационный прогноз [54, 74, 147].
Клинические исследования показали, что у пациентов, перенесших трансплантацию роговицы после герпесвирусного кератита, существует более высокий риск отторжения трансплантата[56, 65]. Он в значительной степени обусловлен более высокой частотой иммунологического отторжения, вызванного специфическими факторами, характерными для ВПГ[147].
1.4.2.2. Глубокая передняя послойная кератопластика
Глубокая передняя послойная кератопластика(ГППК) успешно используется для лечения глубоких стромальных помутнений роговицы с интактным эндотелием [26, 150, 112, 25]. Данный метод позволяет удалить всю или почти всю фиброзированную ткань роговицы вплоть до десцеметовой мембраны. Несмотря на это, ряд работ с успешными результатами применения ГППК при помутнениях роговицы постгерпетической этиологии с отсутствием случаев отторжения трансплантата[98], показал, что послеоперационная максимально корригированная острота зрения не достигала высоких значений, что было обусловлено индуцированным астигматизмом [17]. Помимо этого, также оставался большой риск, связанный с развитием таких осложнений как образование шовного абсцесса, поверхностных эрозий, помутнений интерфейса, повторного развития инфекционного кератита, а также разрыва десцеметовой мембраны, в ходе отделения ее от вышележащей стромы [98].
1.4.3. Применение эксимерных лазеров в лечении постинфекционных помутнений роговицы
Среди возможных методов эксимерлазерной коррекции выделяют фототерапевтическую и фоторефрактивную кератэктомии.
1.4.3.1. Принцип действия эксимерного лазера
Термин эксимер (eximer) является сокращением от возбужденного димера (exited dimer). Возбужденные димеры представляют собой молекулы со слабой связью или её отсутствием в основном состоянии электрона, но более тесно связанные в верхнем энергетическом уровне. Атомы инертных газов взаимодействуют с молекулами галогенов при стимуляции электрическим разрядом в верхнем энергетическом состоянии внутри резонатора лазера. Мощное ультрафиолетовое (УФ) излучение испускается вследствие того, как связь верхнего энергетического уровня быстро диссоциирует в основной энергетический уровень [125].
Разработанный в 1975 году, эксимерный лазер начал использоваться в научных целях для проведения исследований в физической химии для накачки лазеров на основе красителей, а также с целью промышленной травки материалов.
Излучение эксимерного лазера характеризуется короткими импульсами, как правило, около 10 нс, с частотой повторения от 1 до 50 Гц [128].
1.4.3.2. Фотобиология эксимерлазерной абляции роговицы
Исследования, проведенные в начале1980-х годов, показали, что эксимерный лазер, генерирующий УФ-свет может с высокой точностью аблировать различные полимеры. Srinivasan et al. [141] заметил, что облучённые молекулы разбиваются на небольшие фрагменты, которые затем выбрасываются в окружающую атмосферу, и назвали данный процесс абляционным фоторазложением или фотодекомпозицией. Явление абляционной фотодекомпозиции органических полимеров объясняется высоким поглощением полимерами короткого УФ-излучения, ограничиваясь воздействием вблизи поверхности, а также высокой энергией каждого УФ-фотона. На длине волны 193 нм, один УФ фотон имеет энергию 6,4 эВ, которой достаточно для разрыва ковалентной связи многих молекул. После разрыва связи происходит интенсивное повышение давления в замкнутом пространстве, что в дальнейшем приводит к выталкиванию молекулярных фрагментов в окружающую среду. Разрыв прямой связи высокоэнергетическим фотоном является фотохимическим взаимодействием лазер-материал. Относительный вклад в фотохимические и термические механизмы УФ-абляции органических полимеров является незначительным. В лазерах с короткими длинами волн, как например, в 193 нм, высокая энергия фотона может приводить только к фотохимическому процессу абляционной фотодекомпозиции [75].При больших длинах волн, поглощенная энергия фотона приводит к локальному повышению температуры, в результате чего абляция происходит через фототермический процесс. Так как при использовании в лазерах ещё больших длин волн может происходить коагуляция белка в прилегающей зоне абляции, для ограничения локального нагрева используются более короткие лазерный импульсы с низкой частотой повторения [128].
Фотохимические и фототермические эффекты эксимерлазерных длин волн на роговице происходят в результате процесса их поглощения твердыми элементами. Например, вода обладает слабой возможностью поглощать энергию лазеров с длиной волны между 193 нм и 293 нм [128].
Углерод-азот пептидная связь, как полагают, является источником сильного пика поглощения белком приблизительно на длине волны 190 нм. Большая часть аминокислот роговицы являются неароматическими и учитываются как поглощение коллагеном, которое начинает расти при длинах волн менее 260 нм и особенно меньше при 240 нм. Большее поглощение ароматическими аминокислотами наблюдается на длинах волн свыше 240 нм. Гликозаминогликаны роговицы имеют аналогичные спектры поглощения, с пиками около 190 нм и минимальным поглощением при длине волны 248 нм. Нуклеиновые кислоты ограничены редким количеством кератоцитов в строме, но являются более важными хромофорами в эпителии с сильным поглощением на длинах волн 248 нм и 193 нм. Аскорбиновая кислота, в частности, расположенная в основном в эпителиальных клетках, имеет большее поглощение при длине волны 248 нм, чем при 193 нм [127].
Явления мутагенеза и канцерогенеза часто связывается с УФ-излучением. Почти все канцерогенные вещества, как было показано из исследований, являлись мутагенами и УФ-индуцированная мутация была параллельна абсорбции дезоксирибонуклеиновой кислоты(ДНК). Низкая плотность стромальных кератоцитов обеспечивает некоторую защиту против канцерогенеза в процессе фотоабляции стромы. В ряде исследований, 193 нм облучение не вызывало мутагенных или канцерогенных изменений клеток. Nuss et al. [119] исследовали незапланированный синтез ДНК и возможность восстановления пиримидиновых димеров. По сравнению с контрольным разрезом, сделанным алмазным ножом, незапланированный синтез ДНК не увеличивался после193 нм линейной абляции; в отличие от этого, статистически значимое его увеличение произошло после 248-нм облучения. Механизмы снижения токсичности при длине волны193 нм были обусловлены прежде всего: поглощением белка, окружающим ядро – «белковый щит», отсутствием цитотоксичности фотопродуктов ДНК, полученных при облучении УФ светом такой длины волны, а также таким повреждением ДНК, которое либо быстро восстанавливалось, либо восстановление через мутационные процессы не представлялось возможным [119]. В модели кожи, повреждения ДНК и последующая цитотоксичность были наименьшими при длинах волн 193 нм, средними при 308 нм, и наибольшими при длине волны 248 нм. Облучение роговицы при длине волны193 нм также приводило к её флюоресценции на длинах волн между 295 и 425 нм. Несмотря на то, что данные излучения света могут быть как мутагенными, так и катарактогенными, сильно ослабленная энергия флуоресценции не достигала токсичных уровней [123].
1.4.3.3. Принципы воздействия эксимерного лазера на роговицу
В 1983 году, Trokel et al. [155] впервые сообщили о контролируемой абляции роговицы эксимерным лазером на основе фторида аргона (ArF). Puliafito et al. сравнили гистологические эффекты линейной абляции роговицы при длинах волн 193 нм и 248 нм [128]. Оба исследования показали превосходное сохранение нормальной микроструктуры стромы роговицы, прилегающей к зоне абляции при облучении 193 нм, и прилегающая роговица оставалась оптически прозрачной. Kerr-Muir и др. впервые описали псевдомембрану, которая образовывалась с целью скрепления клеток и клеточных ядер после пересечения лазерным лучом [120].
В отличие от этого, при облучении с длиной волны248 нм дезорганизация микроструктуры коллагена распространялась в прилегающую строму больше, чем на 10 нм. Ткань роговицы, непосредственно примыкающая к зоне абляции, показала потерю прозрачности, что свидетельствовало о термическом повреждении. Peiman et al. [75] показали в своём исследовании, что значительный коагуляционный эффект был от 308-нм эксимерного лазерного излучения с индуцированием некроза роговицы, развитием стромального помутнения и повреждением эндотелиальных клеток.
Cruger et al. количественно оценивали скорость абляции [127]. По их наблюдениям, при облучении с длиной волны свыше 193 нм, порог абляции роговицы увеличивался при уменьшении частота повторения импульсов лазера.
При облучении с длиной волны 193 нм порог был постоянным, несмотря на изменение частоты повторения. Эти данные согласуется с фотохимической теорией эксимерлазерной абляции роговицы, в которой накопление тепла не играет существенной роли при193 нм, и термические механизмы абляции имеют важное значение только для абляции на больших длинах волн.
Dehm et al. установили, что линейные абляционные насечки на длине волны 193 нм до90% глубины роговицы продуцировали такое же повреждение эндотелия, как и при насечках алмазным лезвием на ту же глубину. Явная потеря эндотелиальных клеток, при формировании насечек, наблюдалась только при облучении с длиной волны 248 нм [46].
Cabel, et al. измерили давление на эндотелий, которое достигало 100 атм во время абляции поверхностной стромы, но при этом не происходило явного повреждения эндотелия роговицы [75].
1.4.3.4. Терапевтическое применение эксимерного лазера
Эксимерный лазер получил особое внимание в клинической практике за его способность как изменять форму поверхности роговицы с целью коррекции различных аметропий: миопия, гиперметропия, астигматизм [5, 19, 16, 14, 11, 8, 1, 2, 3, 73, 51, 61, 60], иррегулярный астигматизм [7, 14, 15, 19], так и возможность лечения других патологических состояний роговицы, таких как грибковые, акантомёбные и бактериальные кератиты; дистрофии роговицы; рецидивирующие эрозии роговицы; постинфекционные и постравматические помутнения и рубцы роговицы, а также птеригиум [10, 12, 7, 14, 121, 60, 122, 158, 136, 140, 137].
1.4.3.5. Фототерапевтическая кератэктомия
1.4.3.5.1. Возможности фототерапевтической кератэктомии Заболевания роговицы, такие как рубцы и помутнения, дегенерации, дистрофии, буллёзные кератопатии могут быть пролечены с помощью минимально инвазивной хирургии – фототерапевтической кератэктомии(ФТК) [38, 39, 52, 53, 121, 60, 61, 79, 136, 129, 144, 145, 158, 130].
ФТК позволяет устранять поверхностные передние стромальные аваскулярные помутнения роговицы(менее, чем 100 мкм) [63, 137] после бактериальных, грибковых или вирусных кератитов, что позволяет избежать в некоторых случаев необходимости проведения пересадки роговицы [38, 60, 106,113]. Несмотря на это, в случае проведения ФТК при постгерпетических помутнениях роговицы остаётся повышенный риск развития рецидива ГК [106]. Важной особенностью проведения ФТК является тот факт, что скорость абляции зоны помутнения роговицы (зона фиброза) выше в сравнении с неизмененной частью стромы [33]. В связи с этим при наличии сопутствующего иррегулярного астигматизма требуется проведение топографически ориентированной абляции [121], либо использования специальных маскирующих растворов, таких как гиалуронат натрия [10, 22, 55].
1.4.3.5.2. Осложнения фототерапевтической кератэктомии
Несмотря на высокую терапевтическую ценность данный метод обладает рядом возможных ограничений и осложнений. По данным литературы использование ФТК ограничивалось только передними поверхностными помутнениями роговицы(10-20% от общей толщины), так как более глубокие помутнения требовали более глубокой абляции, что могло приводить к формированию субэпителиального фиброза(«хейза») (СЭФ) [61, 106, 62].
Значительное удаление ткани стромы роговицы также может индуцировать рефракционные нарушения: центральная абляция сильно уплощает роговицу и приводит к гиперметропическому сдвигу, а периферическая абляция приводит к появлению миопической рефракции [39, 106, 143]. По данным ряда исследований [64, 68, 82] абляция в пределах85-100 мкм уже приводила к гиперметропическому сдвигу рефракции. Starr et al. [144] показали в своей работе, что гиперметропический сдвиг рефракции был больше, чем 1 диоптрия (дптр) в 63% случаев после проведения ФТК.
Vrabec et al. сообщает в своей работе появление рецидивов ГК, через 3 месяца после проведения ФТК у пациентов с постгерпетическими помутнениями роговицы [160]. Starr et al. отметили возникновение рецидивов ГК через 4, 14 и17 месяцев после операции [144, 145]. Данный факт объяснялся тем, что в данном случае за реактивацию ВПГ отвечали такие факторы как послеоперационная боль и местное применение стероидных препаратов, приводящих к иммуносупрессии, а не глубина абляции эксимерным лазером [45].
1.4.3.6. Фоторефрактивная кератэктомия
Фоторефрактивная кератэктомия(ФРК) была разработанаTrokel в 1983 году и заключалась в ремоделировании роговицы эксимерным лазером на основе фторида аргона с длиной волны ультрафиолетового излучения 193 нм [155] Только после1996, когда«Управление по контролю за продуктами и лекарствами» (FDA) утвердило ФРК как метод рефракционной хирургии, он стал использоваться в клинической практике [169]. При ФРК эксимерный лазер воздействует на переднюю строму роговицы [57], производя её ремоделирование и изменяя тем самым рефракцию роговицы [58, 59].
1.4.3.6.1. Виды фоторефрактивной кератэктомии
Фоторефрактивная кератэктомия(ФРК) является хирургическим методом, который выполняется путем удаления эпителия с последующей эксимерной лазерной абляцией поверхностной стромы роговицы для изменения кривизны роговицы в коррекции различных аметропий. В зависимости от способа удаления эпителия она подразделяется на: ФРК с механическим удалением эпителия, ФРК с удалением эпителия с предварительной обработкой спиртовым раствором и ФРК с эксимерлазерным удалением эпителия(трансэпителиальная ФРК) [21, 23, 123].
Первоначальный методом удаления эпителия перед абляцией эксимерного лазера была мануальная механическая очистка, которая была позже была модифицирована использованием спиртового раствора или специальной щетки [20]. Хотя этот метод прост и эффективен, он имел свои недостатки. По литературным данным механическое удаление эпителия с использованием острых лезвий скальпеля создавало царапины и зарубки на боуменовой мембране и оставляло различное количество эпителия[38], что влияло на глубину планируемой абляции. В 2003 году Camellin [37] предложил новую технику с использованием спиртового раствора, которую назвал лазерной субэпителиальной кератэктомией(LASEK). Данный метод позволил сохранять эпителий в виде лоскута с последующей его укладкой на стромальное ложе после её абляции.
Несмотря на это, применение спиртового раствора могло приводить к нежелательным токсическим побочным эффекта [21, 123]. Было обнаружено, что высокие концентрации этанола могут вызывать воспаление и повреждение стромальных кератоцитов [89], а также он может влиять на гидратацию стромы [116].
Последним методом стало появление трансэпителиальной ФРК, при которой этап удаления эпителия проводился эксимерным лазером – ФТК, что позволило избежать вышеописанных осложнений или снизить их до возможного минимума [73, 51].
1.4.3.6.2. Возможности фоторефрактивной кератэктомии
ФРК позволяет корректировать миопию, гиперметропию и астигматизм от легкой до умеренной степени с высоким уровнем безопасности и эффективности [73, 51,57, 70, 89, 77, 62, 116] Помимо этого ФРК применяется после радиальной кератотомии[72, 159, 115, ], СКП[30], при тонких роговицах, повреждениях базальной мембраны, а также в лечении некоторых осложнений и коррекции остаточных аметропий после ЛАЗИК [51, 55, 70, 131, 141].
С появлением разных специальных программных обеспечений к лазерным установкам (Allegretto WAVE (Wavelight Technologie AG, Erlangen, Germany) с программным обеспечением Topolyzer 8,9; Technolas 217C c программным обеспечением TOPOLINK (Bauch & Lomb Surgical Technolas, Munich, Germany) 10 и MEL-70 с программным обеспечением TOSCA (Asclepion-Meditec, Jena Germany), так и отечественного производства – Microscan Visum - 500 c программным обеспечением «Кераскан») стало возможно проводить трансэпителиальную ФРК с топографически ориентированной абляцией. Данная методика позволяет корректировать иррегулярный астигматизм при различных патологиях таких как стабилизированный кератоконус [30, 6, 9] и поверхностных помутнениях роговицы [140]. По данным немногочисленных публикаций [140] несмотря на удовлетворительный результат по значениям некорригированной остроты зрения и отсутствия рецидивов ГК, эксимерлазерная абляция проводилась на сравнительно неглубоких помутнениях и отмечалось появление гиперметропического сдвига разной степени во всех случаях после операции [30, 72, 118].
1.4.3.6.3. Осложнения фоторефрактивной кератэктомии
ФРК обладает рядом общих возможных осложнений, характерных для любого вида рефракционной хирургии, таких как послеоперационная кератэктазия, так и более характерных для операций поверхностной абляции – развитие СЭФ.
Развитие послеоперационной кератэктазии после ФРК по данным литературы встречалось в очень немногих случаях до появления Shempflug – томографии, как золотого стандарта диагностики кератоконуса и кератэктатических процессов и была связано по-видимому с проведением операции на глазах со скрытым кератоконусом [55, 83, 89].
Процесс заживления роговичной раны после ФРК включает в себя очень сложную и иногда непредсказуемую биологическую реакцию. После операции реорганизация ВКМ наряду с изменениями плотности клеток может приводить к уменьшению прозрачности стромы – развитию СЭФ [116]. Данное осложнение по данным литературы встречалось чаще при абляции высоких аметропий(свыше -6 дптр) при неиспользовании цитостатитических препаратов, таких как Миотомицин C. В большинстве случаев СЭФ достигала I-II степени градации в периоды 1 - 6 месяцев после операции и на фоне терапии происходила его полная резорбция [83, 115,70, 77].
Таким образом, на данный момент уже существуют все современные методы исследования, позволяющие точно оценивать все изменения роговицы при постинфекционных помутнениях, а также оценивать иммунологический статус пациентов с постинфекционными помутнениями роговицы. Помимо этого, уже существуют технологии проведения топографически ориентированной абляции со специальным программным обеспечением, но в клинической практике все сводится в основном к проведению кератопластической хирургии, что не всегда является оправданным. Опираясь на эти факты, до сих пор отсутствует унифицированный алгоритма клинико-функциональной реабилитации пациентов с постинфекционными помутнениями роговицы, поэтому требуется его разработка.
1.4.1. Нехирургические методы клинико-функциональной реабилитации пациентов с помутнениями роговицы.
Среди возможных нехирургических методов клинико-функциональной реабилитации существуют очковая и контактная коррекции. Помутнения роговицы часто сопровождаются как предшествующими аметропиями, так и вызванными после инфекционного процесса рефракционными аномалиями, такими как иррегулярный астигматизм, поэтому очковая и контактная коррекции способны лишь частично обеспечить коррекцию аметропий. Несмотря на это, главной проблемой остаётся тот факт, что помутнения сами по себе снижают не только остроту зрения, но и его качество за счёт рассеивания света [92].
Связанные с этим жалобы включают в себя проблемы с вождением в вечернее время, туманное зрение и эффекты гало вокруг источников света. Несмотря на то, что существует слабая корреляция между рассеиванием света и остротой зрения в нормальной популяции, рассеивание света до сих пор является важным фактором в качестве зрения. Возможно, это связано с потерей контраста в непосредственной близости от источников света, вызывающих блики [162].
Жесткие склеральные линзы, пришедшие в клиническую практику сравнительно недавно, получили особое внимание за способность корригировать не только регулярный, но и иррегулярный астигматизм, особенно при таких патологиях как кератоконус [34, 162]. Несмотря на это, согласно работе ряда авторов, жесткие склеральные контактные линзы обеспечивали хорошую коррекцию индуцированного астигматизма при рубцах роговицы, но не снижали жалобы пациентов на рассеивание света[162].
1.4.2. Хирургические методы лечения помутнений роговицы
Среди возможных хирургических методов лечения постинфекционных помутнений роговицы выделяют сквозную и глубокую переднюю послойную кератопластики [74]. Удаление или замена пораженных слоев роговицы необходимы при лечении стойких помутнений роговицы в случае их невосприимчивости к консервативным методам лечения [54].
1.4.2.1. Сквозная кератопластика
Помутнения роговицы после герпетического кератита являются частой причиной проведения СКП. Несмотря на большой накопленный опыт успешного применения СКП при помутнениях роговицы, неоваскуляризация роговицы и повторные случаи развития герпетического кератита снижают благоприятный послеоперационный прогноз [54, 74, 147].
Клинические исследования показали, что у пациентов, перенесших трансплантацию роговицы после герпесвирусного кератита, существует более высокий риск отторжения трансплантата[56, 65]. Он в значительной степени обусловлен более высокой частотой иммунологического отторжения, вызванного специфическими факторами, характерными для ВПГ[147].
1.4.2.2. Глубокая передняя послойная кератопластика
Глубокая передняя послойная кератопластика(ГППК) успешно используется для лечения глубоких стромальных помутнений роговицы с интактным эндотелием [26, 150, 112, 25]. Данный метод позволяет удалить всю или почти всю фиброзированную ткань роговицы вплоть до десцеметовой мембраны. Несмотря на это, ряд работ с успешными результатами применения ГППК при помутнениях роговицы постгерпетической этиологии с отсутствием случаев отторжения трансплантата[98], показал, что послеоперационная максимально корригированная острота зрения не достигала высоких значений, что было обусловлено индуцированным астигматизмом [17]. Помимо этого, также оставался большой риск, связанный с развитием таких осложнений как образование шовного абсцесса, поверхностных эрозий, помутнений интерфейса, повторного развития инфекционного кератита, а также разрыва десцеметовой мембраны, в ходе отделения ее от вышележащей стромы [98].
1.4.3. Применение эксимерных лазеров в лечении постинфекционных помутнений роговицы
Среди возможных методов эксимерлазерной коррекции выделяют фототерапевтическую и фоторефрактивную кератэктомии.
1.4.3.1. Принцип действия эксимерного лазера
Термин эксимер (eximer) является сокращением от возбужденного димера (exited dimer). Возбужденные димеры представляют собой молекулы со слабой связью или её отсутствием в основном состоянии электрона, но более тесно связанные в верхнем энергетическом уровне. Атомы инертных газов взаимодействуют с молекулами галогенов при стимуляции электрическим разрядом в верхнем энергетическом состоянии внутри резонатора лазера. Мощное ультрафиолетовое (УФ) излучение испускается вследствие того, как связь верхнего энергетического уровня быстро диссоциирует в основной энергетический уровень [125].
Разработанный в 1975 году, эксимерный лазер начал использоваться в научных целях для проведения исследований в физической химии для накачки лазеров на основе красителей, а также с целью промышленной травки материалов.
Излучение эксимерного лазера характеризуется короткими импульсами, как правило, около 10 нс, с частотой повторения от 1 до 50 Гц [128].
1.4.3.2. Фотобиология эксимерлазерной абляции роговицы
Исследования, проведенные в начале1980-х годов, показали, что эксимерный лазер, генерирующий УФ-свет может с высокой точностью аблировать различные полимеры. Srinivasan et al. [141] заметил, что облучённые молекулы разбиваются на небольшие фрагменты, которые затем выбрасываются в окружающую атмосферу, и назвали данный процесс абляционным фоторазложением или фотодекомпозицией. Явление абляционной фотодекомпозиции органических полимеров объясняется высоким поглощением полимерами короткого УФ-излучения, ограничиваясь воздействием вблизи поверхности, а также высокой энергией каждого УФ-фотона. На длине волны 193 нм, один УФ фотон имеет энергию 6,4 эВ, которой достаточно для разрыва ковалентной связи многих молекул. После разрыва связи происходит интенсивное повышение давления в замкнутом пространстве, что в дальнейшем приводит к выталкиванию молекулярных фрагментов в окружающую среду. Разрыв прямой связи высокоэнергетическим фотоном является фотохимическим взаимодействием лазер-материал. Относительный вклад в фотохимические и термические механизмы УФ-абляции органических полимеров является незначительным. В лазерах с короткими длинами волн, как например, в 193 нм, высокая энергия фотона может приводить только к фотохимическому процессу абляционной фотодекомпозиции [75].При больших длинах волн, поглощенная энергия фотона приводит к локальному повышению температуры, в результате чего абляция происходит через фототермический процесс. Так как при использовании в лазерах ещё больших длин волн может происходить коагуляция белка в прилегающей зоне абляции, для ограничения локального нагрева используются более короткие лазерный импульсы с низкой частотой повторения [128].
Фотохимические и фототермические эффекты эксимерлазерных длин волн на роговице происходят в результате процесса их поглощения твердыми элементами. Например, вода обладает слабой возможностью поглощать энергию лазеров с длиной волны между 193 нм и 293 нм [128].
Углерод-азот пептидная связь, как полагают, является источником сильного пика поглощения белком приблизительно на длине волны 190 нм. Большая часть аминокислот роговицы являются неароматическими и учитываются как поглощение коллагеном, которое начинает расти при длинах волн менее 260 нм и особенно меньше при 240 нм. Большее поглощение ароматическими аминокислотами наблюдается на длинах волн свыше 240 нм. Гликозаминогликаны роговицы имеют аналогичные спектры поглощения, с пиками около 190 нм и минимальным поглощением при длине волны 248 нм. Нуклеиновые кислоты ограничены редким количеством кератоцитов в строме, но являются более важными хромофорами в эпителии с сильным поглощением на длинах волн 248 нм и 193 нм. Аскорбиновая кислота, в частности, расположенная в основном в эпителиальных клетках, имеет большее поглощение при длине волны 248 нм, чем при 193 нм [127].
Явления мутагенеза и канцерогенеза часто связывается с УФ-излучением. Почти все канцерогенные вещества, как было показано из исследований, являлись мутагенами и УФ-индуцированная мутация была параллельна абсорбции дезоксирибонуклеиновой кислоты(ДНК). Низкая плотность стромальных кератоцитов обеспечивает некоторую защиту против канцерогенеза в процессе фотоабляции стромы. В ряде исследований, 193 нм облучение не вызывало мутагенных или канцерогенных изменений клеток. Nuss et al. [119] исследовали незапланированный синтез ДНК и возможность восстановления пиримидиновых димеров. По сравнению с контрольным разрезом, сделанным алмазным ножом, незапланированный синтез ДНК не увеличивался после193 нм линейной абляции; в отличие от этого, статистически значимое его увеличение произошло после 248-нм облучения. Механизмы снижения токсичности при длине волны193 нм были обусловлены прежде всего: поглощением белка, окружающим ядро – «белковый щит», отсутствием цитотоксичности фотопродуктов ДНК, полученных при облучении УФ светом такой длины волны, а также таким повреждением ДНК, которое либо быстро восстанавливалось, либо восстановление через мутационные процессы не представлялось возможным [119]. В модели кожи, повреждения ДНК и последующая цитотоксичность были наименьшими при длинах волн 193 нм, средними при 308 нм, и наибольшими при длине волны 248 нм. Облучение роговицы при длине волны193 нм также приводило к её флюоресценции на длинах волн между 295 и 425 нм. Несмотря на то, что данные излучения света могут быть как мутагенными, так и катарактогенными, сильно ослабленная энергия флуоресценции не достигала токсичных уровней [123].
1.4.3.3. Принципы воздействия эксимерного лазера на роговицу
В 1983 году, Trokel et al. [155] впервые сообщили о контролируемой абляции роговицы эксимерным лазером на основе фторида аргона (ArF). Puliafito et al. сравнили гистологические эффекты линейной абляции роговицы при длинах волн 193 нм и 248 нм [128]. Оба исследования показали превосходное сохранение нормальной микроструктуры стромы роговицы, прилегающей к зоне абляции при облучении 193 нм, и прилегающая роговица оставалась оптически прозрачной. Kerr-Muir и др. впервые описали псевдомембрану, которая образовывалась с целью скрепления клеток и клеточных ядер после пересечения лазерным лучом [120].
В отличие от этого, при облучении с длиной волны248 нм дезорганизация микроструктуры коллагена распространялась в прилегающую строму больше, чем на 10 нм. Ткань роговицы, непосредственно примыкающая к зоне абляции, показала потерю прозрачности, что свидетельствовало о термическом повреждении. Peiman et al. [75] показали в своём исследовании, что значительный коагуляционный эффект был от 308-нм эксимерного лазерного излучения с индуцированием некроза роговицы, развитием стромального помутнения и повреждением эндотелиальных клеток.
Cruger et al. количественно оценивали скорость абляции [127]. По их наблюдениям, при облучении с длиной волны свыше 193 нм, порог абляции роговицы увеличивался при уменьшении частота повторения импульсов лазера.
При облучении с длиной волны 193 нм порог был постоянным, несмотря на изменение частоты повторения. Эти данные согласуется с фотохимической теорией эксимерлазерной абляции роговицы, в которой накопление тепла не играет существенной роли при193 нм, и термические механизмы абляции имеют важное значение только для абляции на больших длинах волн.
Dehm et al. установили, что линейные абляционные насечки на длине волны 193 нм до90% глубины роговицы продуцировали такое же повреждение эндотелия, как и при насечках алмазным лезвием на ту же глубину. Явная потеря эндотелиальных клеток, при формировании насечек, наблюдалась только при облучении с длиной волны 248 нм [46].
Cabel, et al. измерили давление на эндотелий, которое достигало 100 атм во время абляции поверхностной стромы, но при этом не происходило явного повреждения эндотелия роговицы [75].
1.4.3.4. Терапевтическое применение эксимерного лазера
Эксимерный лазер получил особое внимание в клинической практике за его способность как изменять форму поверхности роговицы с целью коррекции различных аметропий: миопия, гиперметропия, астигматизм [5, 19, 16, 14, 11, 8, 1, 2, 3, 73, 51, 61, 60], иррегулярный астигматизм [7, 14, 15, 19], так и возможность лечения других патологических состояний роговицы, таких как грибковые, акантомёбные и бактериальные кератиты; дистрофии роговицы; рецидивирующие эрозии роговицы; постинфекционные и постравматические помутнения и рубцы роговицы, а также птеригиум [10, 12, 7, 14, 121, 60, 122, 158, 136, 140, 137].
1.4.3.5. Фототерапевтическая кератэктомия
1.4.3.5.1. Возможности фототерапевтической кератэктомии Заболевания роговицы, такие как рубцы и помутнения, дегенерации, дистрофии, буллёзные кератопатии могут быть пролечены с помощью минимально инвазивной хирургии – фототерапевтической кератэктомии(ФТК) [38, 39, 52, 53, 121, 60, 61, 79, 136, 129, 144, 145, 158, 130].
ФТК позволяет устранять поверхностные передние стромальные аваскулярные помутнения роговицы(менее, чем 100 мкм) [63, 137] после бактериальных, грибковых или вирусных кератитов, что позволяет избежать в некоторых случаев необходимости проведения пересадки роговицы [38, 60, 106,113]. Несмотря на это, в случае проведения ФТК при постгерпетических помутнениях роговицы остаётся повышенный риск развития рецидива ГК [106]. Важной особенностью проведения ФТК является тот факт, что скорость абляции зоны помутнения роговицы (зона фиброза) выше в сравнении с неизмененной частью стромы [33]. В связи с этим при наличии сопутствующего иррегулярного астигматизма требуется проведение топографически ориентированной абляции [121], либо использования специальных маскирующих растворов, таких как гиалуронат натрия [10, 22, 55].
1.4.3.5.2. Осложнения фототерапевтической кератэктомии
Несмотря на высокую терапевтическую ценность данный метод обладает рядом возможных ограничений и осложнений. По данным литературы использование ФТК ограничивалось только передними поверхностными помутнениями роговицы(10-20% от общей толщины), так как более глубокие помутнения требовали более глубокой абляции, что могло приводить к формированию субэпителиального фиброза(«хейза») (СЭФ) [61, 106, 62].
Значительное удаление ткани стромы роговицы также может индуцировать рефракционные нарушения: центральная абляция сильно уплощает роговицу и приводит к гиперметропическому сдвигу, а периферическая абляция приводит к появлению миопической рефракции [39, 106, 143]. По данным ряда исследований [64, 68, 82] абляция в пределах85-100 мкм уже приводила к гиперметропическому сдвигу рефракции. Starr et al. [144] показали в своей работе, что гиперметропический сдвиг рефракции был больше, чем 1 диоптрия (дптр) в 63% случаев после проведения ФТК.
Vrabec et al. сообщает в своей работе появление рецидивов ГК, через 3 месяца после проведения ФТК у пациентов с постгерпетическими помутнениями роговицы [160]. Starr et al. отметили возникновение рецидивов ГК через 4, 14 и17 месяцев после операции [144, 145]. Данный факт объяснялся тем, что в данном случае за реактивацию ВПГ отвечали такие факторы как послеоперационная боль и местное применение стероидных препаратов, приводящих к иммуносупрессии, а не глубина абляции эксимерным лазером [45].
1.4.3.6. Фоторефрактивная кератэктомия
Фоторефрактивная кератэктомия(ФРК) была разработанаTrokel в 1983 году и заключалась в ремоделировании роговицы эксимерным лазером на основе фторида аргона с длиной волны ультрафиолетового излучения 193 нм [155] Только после1996, когда«Управление по контролю за продуктами и лекарствами» (FDA) утвердило ФРК как метод рефракционной хирургии, он стал использоваться в клинической практике [169]. При ФРК эксимерный лазер воздействует на переднюю строму роговицы [57], производя её ремоделирование и изменяя тем самым рефракцию роговицы [58, 59].
1.4.3.6.1. Виды фоторефрактивной кератэктомии
Фоторефрактивная кератэктомия(ФРК) является хирургическим методом, который выполняется путем удаления эпителия с последующей эксимерной лазерной абляцией поверхностной стромы роговицы для изменения кривизны роговицы в коррекции различных аметропий. В зависимости от способа удаления эпителия она подразделяется на: ФРК с механическим удалением эпителия, ФРК с удалением эпителия с предварительной обработкой спиртовым раствором и ФРК с эксимерлазерным удалением эпителия(трансэпителиальная ФРК) [21, 23, 123].
Первоначальный методом удаления эпителия перед абляцией эксимерного лазера была мануальная механическая очистка, которая была позже была модифицирована использованием спиртового раствора или специальной щетки [20]. Хотя этот метод прост и эффективен, он имел свои недостатки. По литературным данным механическое удаление эпителия с использованием острых лезвий скальпеля создавало царапины и зарубки на боуменовой мембране и оставляло различное количество эпителия[38], что влияло на глубину планируемой абляции. В 2003 году Camellin [37] предложил новую технику с использованием спиртового раствора, которую назвал лазерной субэпителиальной кератэктомией(LASEK). Данный метод позволил сохранять эпителий в виде лоскута с последующей его укладкой на стромальное ложе после её абляции.
Несмотря на это, применение спиртового раствора могло приводить к нежелательным токсическим побочным эффекта [21, 123]. Было обнаружено, что высокие концентрации этанола могут вызывать воспаление и повреждение стромальных кератоцитов [89], а также он может влиять на гидратацию стромы [116].
Последним методом стало появление трансэпителиальной ФРК, при которой этап удаления эпителия проводился эксимерным лазером – ФТК, что позволило избежать вышеописанных осложнений или снизить их до возможного минимума [73, 51].
1.4.3.6.2. Возможности фоторефрактивной кератэктомии
ФРК позволяет корректировать миопию, гиперметропию и астигматизм от легкой до умеренной степени с высоким уровнем безопасности и эффективности [73, 51,57, 70, 89, 77, 62, 116] Помимо этого ФРК применяется после радиальной кератотомии[72, 159, 115, ], СКП[30], при тонких роговицах, повреждениях базальной мембраны, а также в лечении некоторых осложнений и коррекции остаточных аметропий после ЛАЗИК [51, 55, 70, 131, 141].
С появлением разных специальных программных обеспечений к лазерным установкам (Allegretto WAVE (Wavelight Technologie AG, Erlangen, Germany) с программным обеспечением Topolyzer 8,9; Technolas 217C c программным обеспечением TOPOLINK (Bauch & Lomb Surgical Technolas, Munich, Germany) 10 и MEL-70 с программным обеспечением TOSCA (Asclepion-Meditec, Jena Germany), так и отечественного производства – Microscan Visum - 500 c программным обеспечением «Кераскан») стало возможно проводить трансэпителиальную ФРК с топографически ориентированной абляцией. Данная методика позволяет корректировать иррегулярный астигматизм при различных патологиях таких как стабилизированный кератоконус [30, 6, 9] и поверхностных помутнениях роговицы [140]. По данным немногочисленных публикаций [140] несмотря на удовлетворительный результат по значениям некорригированной остроты зрения и отсутствия рецидивов ГК, эксимерлазерная абляция проводилась на сравнительно неглубоких помутнениях и отмечалось появление гиперметропического сдвига разной степени во всех случаях после операции [30, 72, 118].
1.4.3.6.3. Осложнения фоторефрактивной кератэктомии
ФРК обладает рядом общих возможных осложнений, характерных для любого вида рефракционной хирургии, таких как послеоперационная кератэктазия, так и более характерных для операций поверхностной абляции – развитие СЭФ.
Развитие послеоперационной кератэктазии после ФРК по данным литературы встречалось в очень немногих случаях до появления Shempflug – томографии, как золотого стандарта диагностики кератоконуса и кератэктатических процессов и была связано по-видимому с проведением операции на глазах со скрытым кератоконусом [55, 83, 89].
Процесс заживления роговичной раны после ФРК включает в себя очень сложную и иногда непредсказуемую биологическую реакцию. После операции реорганизация ВКМ наряду с изменениями плотности клеток может приводить к уменьшению прозрачности стромы – развитию СЭФ [116]. Данное осложнение по данным литературы встречалось чаще при абляции высоких аметропий(свыше -6 дптр) при неиспользовании цитостатитических препаратов, таких как Миотомицин C. В большинстве случаев СЭФ достигала I-II степени градации в периоды 1 - 6 месяцев после операции и на фоне терапии происходила его полная резорбция [83, 115,70, 77].
Таким образом, на данный момент уже существуют все современные методы исследования, позволяющие точно оценивать все изменения роговицы при постинфекционных помутнениях, а также оценивать иммунологический статус пациентов с постинфекционными помутнениями роговицы. Помимо этого, уже существуют технологии проведения топографически ориентированной абляции со специальным программным обеспечением, но в клинической практике все сводится в основном к проведению кератопластической хирургии, что не всегда является оправданным. Опираясь на эти факты, до сих пор отсутствует унифицированный алгоритма клинико-функциональной реабилитации пациентов с постинфекционными помутнениями роговицы, поэтому требуется его разработка.
Страница источника: 20-31
OAI-PMH ID: oai:eyepress.ru:article29147
Просмотров: 9589
Каталог
Продукции
Организации
Офтальмологические клиники, производители и поставщики оборудования
Издания
Периодические издания
Партнеры
Проекта Российская Офтальмология Онлайн