4.2. Экспериментально-теоретическое обоснование дифференцированного подхода к применению асферического профиля абляции при коррекции миопии с заданным Q-фактором на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум»

     Следующей задачей в процессе создания номограммы зависимости величины Q-фактора от сфероэквивалента рефракции и исходной кератометрии при коррекции миопии было экспериментально-теоретическое обоснование дифференцированного подхода к применению асферического профиля абляции.

    Для обоснования дифференцированного подхода к применению асферического профиля абляции и разработки оптимальных медико-технических параметров оптимизированной технологии асферической абляции в процессе эксперимента были поставлены следующие задачи:

    - используя теоретические утверждения, экспериментально доказать различия стандартного и асферического профилей абляции, применяемых на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум»;

    - согласно теоретически выведенной формуле асферической абляции подтвердить в эксперименте роль и значение исходных параметров, влияющих на эффективность асферической абляции.

     Для проведения эксперимента была создана серия опытных образцов профилей абляции на пластинах из ПMMA в количестве 24 штук. Этап создания образцов профилей абляции был проведен в отделе рефракционной лазерной хирургии ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (Москва) на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум» (размер пятна 0,8 мм, частота 300 Гц). В ходе создания образцов в управляемый компьютер эксимерлазерной установки вводились запланированные параметры операции: исходно различная кератометрия, различный диаметр оптической зоны, различный сфероэквивалент коррекции, определенная величина Q-фактора, использовались стандартный и асферический профили абляции.

    Опытные образцы были доставлены в Институт общей физики имени А.М. Прохорова РАН (Москва), где была проведена сканирующая лазерная интерференционная микроскопия экспериментальных образцов с использованием высокоточного профилометра – сканирующего интерференционного лазерного микроскопа ZYGO модели «New View – 5000 ZYGO» (Германия), имеющего 4 сменных объектива (х1,0 х10,0 х20,0 х100,0) для измерения профилей поверхностей с субнанометровым разрешением.

    Изображения профилей абляции были получены в 2- и 3-мерном измерении, в графическом выражении, глубина и диаметр профилей абляции – в числовом выражении. Измеряемые объекты освещались белым светом, получаемое интерференционное изображение снималось цифровой камерой, после чего информация для анализа измеренных данных передавалась на компьютер. В качестве примера представлена иллюстрация полученного изображения проведенного исследования (Рисунок 9).

    На следующем этапе методом сравнительного анализа при помощи персонального компьютера были исследованы глубина, профиль и диаметр абляции экспериментальных образцов из ПMMA.

    В результате измерений были получены:

    - общий вид экспериментальных образцов абляции;

    - 2-, 3-мерные изображения профилей абляции;

    - профили абляции в цифровом значении;

    - графическое изображение профилей абляции.

    Измерение профилей абляции проводилось с захватом зоны от 8,0 мм х 8,0 мм и более.

     Согласно масштабам микроскопа ZYGO, глубина измерялась в нанометрах, расстояние – в микронах, начало координат принималось на краю диаграммы. Согласно масштабам, принятым в рефракционной хирургии, глубина абляции измерялась в микронах, расстояние и диаметр – в мм. Начало координат находилось в центре зоны абляции, член 12044,1 – это максимальная глубина абляции (см. Рисунок 9).

    Следует отметить следующие особенности абляции на ПMMA:

    - невозможность определения четкой границы между оптической и переходной зонами предопределяла измерение размера общей зоны абляции;

    - коэффициент абляции ПММА, составляющий 0,345, что в 2,3 раза меньше коэффициента абляции роговицы, который составляет 0,793, способствовал получению глубины абляции на ПММА всегда меньшей, чем глубина абляции на роговице.

    По результатам сравнительного анализа были экспериментально подтверждены теоретические утверждения об особенностях асферического алгоритма абляции на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум»:

    - различии величин глубины стандартного и асферического алгоритмов абляции;

    - значении величины глубины асферической абляции при исходном сфероцилиндрическом компоненте равном нулю;

    - зависимости величины глубины асферической абляции от величины Q-фактора и сфероэквивалента коррекции; от исходных значений керато-метрии и от величины диаметра заданной оптической зоны абляции.

     Для подтверждения особенностей асферического алгоритма абляции в эксперименте были проведены следующие сравнения.

    1. Сравнение величины глубины стандартной сферической абляции при значении конической константы равном нулю и величины глубины асферической абляции при значении конической константы равном -0,5 при равных значениях сферического компонента -6,0 дптр, равных значениях кератометрии 42,0 дптр и равном диаметре заданной оптической зоны 6,5 мм (Таблица 8, Рисунок 10).

    Полученный сравнительный анализ подтвердил особенность асферической абляции в отличии ее глубины от стандартной абляции примерно на 9,8%, что графически продемонстрировано на Рисунке 10С и в численном выражении в Таблице 8.

    2. Сравнение показало, что глубина асферической абляции при исходном значении сфероцилиндрического эквивалента равном нулю, имеет величину, отличную от нуля (Рисунок 11). Полученный анализ, изображенный графически на Рисунке 11, подтвердил особенность асферической абляции, что она имеет свой собственный «вес» (глубину), что соответствует примерно 10,0 мкм, при исходном сфероцилиндрическом эквиваленте равном нулю. На данном графике глубина абляции при заданной оптической зоне 6,0 мм равняется примерно 7,0 мкм.

    3. При сравнении определена зависимость величины глубины асферической абляции от величины Q-фактора (Таблица 9, см. Рисунок 10С). Проведенный сравнительный анализ, изображенный графически на Рисунке 10С, подтвердил прямо порпорциональную зависимость глубины асферической абляции от величины конической константы, что в численном выражении показано в Таблице 9.

    4. Сравнение выявило зависимость величины глубины асферической абляции от величины сфероэквивалента коррекции миопии (Таблица 10, Рисунок 12).

    В этом сравнительном анализе было подтвержено, что использование асферического алгоритма абляции при коррекции более 8,0 дптр нецелесообразно, так как из теоретических исследований нам известно, что граница целесообразности применения асферической абляции находится на границе 5,0 мкн, ниже которой асферическая абляция тождественна стандартному алгоритму абляции. Графики 12A – 12D показательно демонстрируют зависимость глубины асферической абляции от величины сфероэквивалента коррекции миопии, а в Таблице 10 четко видно, при каком значении сфероэквивалента заканчивается целесообразность применения асферической абляции.

    5. При сравнении определена зависимость величины глубины асферической абляции от исходных значений кератометрии при сфероцилиндрическом эквиваленте равном 0 (Таблица 11, Рисунок 13).

     Этот сравнительный анализ подтвердил зависимость величины асферической абляции от исходной кератометрии. Из Таблицы 11 видно, что при плоской роговице для получения асферического профиля необходимо увеличивать значение конической константы, а при экстремально крутой роговице уменьшать значение конической константы, или не использовать асферический профиль абляции. Из графиков 13A – 13C видно, как значительно изменяются профиль и глубина асферической абляции при различной исходной кератометрии.

    6. Сравнение показало зависимость величины глубины асферической абляции от величины диаметра заданной оптической зоны абляции (Таблица 12, Рисунок 14).

    Данный сравнительный анализ подтвердил нецелесообразность использования асферического профиля абляции при заданной оптической зоне менее 6,0 мм (в эксперименте 5,5 мм). Это наглядно предемонстрировано в Таблице 12, где четко виден «водораздел», проходящий через величину глубины абляции, соответствующую оптической зоне 6,0 мм, после которой применение асферической абляции нецелесообразно.

    После проведения сравнительного анализа экспериментальных образцов профилей абляции было подтверждено, что алгоритм асферической абляции имеет ряд особенностей:

    - величина глубины стандартного (сферического) и асферического алгоритма абляции отличается на 9,8%;

    - при исходном значении сфероцилиндрического компонента равном нулю, величина глубины асферической абляции отлична от нуля и равна приблизительно 10,0 мкм;

    - величина глубины асферической коррекции прямо пропорциональна величине конической константы;

     - применение асферической коррекции при миопии со сфероэквивалентом коррекции от 8,0 дптр и более нецелесообразно;

    - при кератометрии 37,0-39,0 дптр для получения асферического профиля абляции необходимо увеличивать значения Q-фактора;

    - при кератометрии 45,0 и более дптр необходимо уменьшать значение Q-фактора или не использовать асферический алгоритм в данном случае, так как возможна гиперкоррекция целевого Q-фактора с последующим увеличением количества индуцированных аберраций высокого порядка [64];

    - применение асферической коррекции при диаметре оптической зоны менее 6,0 мм нецелесообразно.

    Таким образом, результаты теоретических и экспериментальных исследований позволили сформулировать вышеописанные особенности асферического алгоритма абляции.

    Выявленные закономерности позволили определить оптимальные медико-технические параметры для разработки и использования номограммы зависимости рассчитанных значений Q-фактора от сфероэквивалента рефракции и исходной кератометрии на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум» и обосновать дифференцированный подход к асферической операции на отечественной эксимерлазерной установке «Микроскан-Визум».