Заключение

    Факоэмульсификация была предложена Чарлзом Кельманом в 1967 году [117], однако широкое распространение в Америке и Европе она получила в 90 годы прошлого столетия, а в России в 2000-2010 гг. настоящего столетия [13].

    Факоэмульсификация катаракты на сегодняшний день является золотым стандартом хирургии катаракты [70]. Несмотря на стремительное развитие современных технологий и активное их внедрение в клиническую практику остается большое число осложнений, которые существенно ограничивают реабилитацию пациентов с катарактой [14, 21, 24, 25, 70]. Особенно высок риск осложнений при удалении плотных хрусталиков [18, 55, 149, 199]. В развитии осложнений большое значение имеют не только мануальные навыки хирурга, но и гидродинамические и ультразвуковые настройки прибора, которые должны строго соответствовать особенностям хирургического подхода, используемого конкретным хирургом [13, 70]. Соответствие настроек тем манипуляциям, которые присущи врачу, обеспечивает безопасность и эффективность процедуры.

    Предложенный компанией Alcon в 2004 году торсионный ультразвук, как альтернатива классическому продольному, показал определенные преимущества [68, 129, 158, 194]. Менее выраженный эффект отталкивания, более эффективное воздействие на субстрат при каждом цикле движения иглы, низкий риск ожога в зоне роговичного тоннеля – основные преимущества торсионного ультразвука [68, 70, 99]. Однако, при аспирации плотных хрусталиков последние не столь очевидны [118]. Технология IP была предложена как один из путей разрешения этих трудностей, в том числе удаление плотных катаракт с использованием только торсионного УЗ [71, 107, 108, 156, 187]. Технология IP является вариантом применения комбинированного УЗ, при этом импульс продольного ультразвука включается согласно предустановленным настройкам и не подконтролен хирургу.

    Альтернативным вариантом комбинированного ультразвука может быть использование пульсового режима с чередованием импульсов продольного и торсионного ультразвука. Исследования, в которых выполнялось сравнение комбинированного ультразвука (торсионный и продольный) и технологии IP , показали не однозначные результаты [94, 108, 210]. Использование постоянной подконтрольной хирургу комбинации торсионного и продольного ультразвука выглядит перспективным для удаления плотных хрусталиков.

    Классические подходы по сравнению ультразвуковых и гидродинамических показателей при факоэмульсификации катаракты основаны на подборе двух сопоставимых по исходным параметрам групп пациентов. В настоящем исследовании предложена методика позволяющая значительно объективизировать сравнение этих показателей, поскольку удаление вещества хрусталика выполнялось на одном глазу при прочих равных условиях, которые возможно создать благодаря использованию фемтосекундного лазера.

    Целью настоящего исследования было разработать хирургический метод удаления плотных хрусталиков с комбинированным использованием торсионного и продольного ультразвука и оценить его эффективность с применением нового метода сравнения. Для этого необходимо было решить следующие проблемы: изучить суммарные параметры ультразвука и гидродинамики при удалении плотных катаракт, оценить интра- и послеоперационные осложнения на основе этого разработать вариант комбинированных настроек и сравнить его с уже существующими с применением метода, позволяющего объективизировать сравнение.

    В исследование вошло 460 пациентов (460 глаз) с возрастной катарактой различной степени плотности. Плотность хрусталика оценивалась по классификации Lens Opacities Classification System III (LOCS III, 87).

    В соответствии с поставленными задачами все пациенты были разделены на 4 группы:

    1 группа – 240 пациентов (240 глаз) с катарактами различной степени плотности, которым проводилась ретроспективная оценка частоты осложнений, а также ультразвуковых и гидродинамических параметров ФЭК;

    2 группа – 60 пациентов (60 глаз) с возрастной катарактой плотностью NC 6+ были разделены на 3 подгруппы, в каждой из которых выполнялось попарное сравнение (согласно методике «Фемтосравнение») трех вариантов УЗ настроек с различным соотношением торсионного и продольного ультразвука (30%/70%, 50%/50% и 70%/30%);

    3 группа – 88 пациентов (88 глаз) с возрастной катарактой различной степени плотности, у которых с помощью методики «Фемтосравнение» выполнялось сравнение двух вариантов ультразвуковых настроек (технология IP и вариант комбинированных настроек полученный по результатам сравнения во 2-й группе) путем оценки различных ультразвуковых и гидродинамических параметров;

    4 группа – 72 пациента (72 глаза) с возрастной катарактой плотностью NC 6+, были разделены на 2 подгруппы (OZIL IP и COMBI) и выполнено сравнение двух вариантов ультразвуковых настроек (технология IP и вариант комбинированных настроек полученный по результатам сравнения во 2-й группе) путем оценки ультразвуковых, гидродинамических параметров и клинико-морфофункционального состояния переднего отрезка глаза. На предоперационном диагностическом обследовании всем пациентам выполнялся набор стандартных диагностических исследований пациента идущего на хирургию катаракты: визометрия (SZP-111), тонометрия (Tomey П-1000), кератометрия (Tomey RL-5000), рефрактометрия (Tomey RC-5000), биометрия (Tomey AL-3000), пахиметрия (Tomey EM-3000), периметрия (ПРП-60), биомикроскопия (SM-70 Takagi). Для оценки состояния эндотелия роговицы использовали зеркальный микроскоп (Tomey EM-3000). С целью применения методики «Фемтосравнение» фемтолазерная подготовка проводилась с использованием фемтосекундного лазера Victus у всех пациентов 2 и 3 групп (n=148). Операции выполнялись на факоэмульсификаторе Infinity и операционном микроскопе (Opmi Lumera\Lumera 700). После удаления ядра хрусталика или его фрагментов фиксировались следующие параметры: общая рассеянная энергия УЗ (условные единицы), время аспирации (секунды), количество аспирированной жидкости (мл/мин).

    Статическая обработка данных пациентов была проведена с помощью скриптов, реализованных на языке программирования «R». Для выявления статически значимых отличий по каждому качественному признаку на уровне значимости 0,05 был использован критерий χ² с поправкой Йейтса. Для проверки нормальности распределения количественных признаков внутри каждой подгруппы был применен тест Шапиро-Уилка. Для сравнения значений количественных признаков в зависимых выборках был применен критерий Уилкоксона, в независимых критерий Мана-Уитни.

    Настоящее исследование базировалось на анализе основных, ультразвуковых и гидродинамических показателей, а также клинико-функциональных критериях после выполнения факоэмульсификации катаракты. В зависимости от поставленных задач пациенты были разделены на 4 группы.

    В соответствии с задачами данного исследования на первом этапе работы проведен ретроспективный анализ осложнений у 240 пациентов прооперированных по поводу возрастной катаракты, которые были разделены на две подгруппы в зависимости от исходной плотности хрусталика: в подгруппу «Плотные» (n=120) вошли пациенты с плотностью хрусталика NC6+ по классификации LOCS III [69]. В подгруппу «Мягкие» (n=120) вошли пациенты с плотностью хрусталика NC1 – NC5. Анализ основных интра- и постоперационных осложнений выявил, что частота разрывов задней капсулы (10,8% против 2,5%) и наложение швов на разрезы (10,0% против 0,8%) была достоверно выше в подгруппе с плотными ядрами, что соответствует ряду ранее выполненных исследований [18, 55, 93, 118, 150, 158, 174, 210], в которых так же как и в настоящей работе отмечен больший расход ультразвуковой энергии, ирригационной жидкости, а так же увеличение длительности аспирации при удалении плотных фрагментов ядра хрусталика. При сравнительной оценке ультразвуковой энергии и гидродинамических параметров, используемых при удалении катаракт различной плотности установлено, что достоверно более значимые показатели ультразвуковой энергии и количества ирригационной жидкости, а так же увеличение длительности аспирации имели место при удалении плотных хрусталиков, что соответствует ряду ранее выполненных исследований [93, 103].

    Полученные данные обосновывают целесообразность усовершенствования факоэмульсификации плотных катаракт на основе разработки методики применения комбинированного ультразвука.

    Для обоснования оптимального подбора параметров торсионного и продольного ультразвука предложена методика, основанная на применении фемтосекундного лазера, позволяющая создать объективные условия для сравнения различных вариантов настроек в одном глазу.

    Суть ее заключается в следующем: при выполнении факоэмульсификации катаракты осуществлялась фемтолазерная подготовка, в ходе которой выполнялся основной роговичный разрез, капсулотомия и факофрагментация. После разделения ядра по лазерным резам на две одинаковые половины каждая аспирировалась с применением различных настроек. Для сравнения использовались «выходные» данные факоэмульсификатора после удаления каждой из половин.

    Описанная методика сравнения определена как – «Фемтосравнение», подразумевая под этим термином, что подобное сравнение возможно только с использованием фемтосекундного лазера.

    Данная методика нивелирует серьезные сложности, которые возникают при попытке сравнить различные настройки факоэмульсификатора, поскольку два глаза с абсолютно идентичными характеристиками хрусталика и переднего отрезка глаза найти невозможно, а для адекватного сравнения требуется либо большая выборка пациентов, либо жесткое ограничение критериев включения и исключения из исследования.

    Следующей задачей настоящей работы было предложить УЗ настройки, основанные на комбинированном использовании торсионного и продольного ультразвука для более эффективного удаления плотных хрусталиков. Идея использования, комбинированного УЗ возникла после оценки технологии Intelegent Phaco компании Alcon. IP технология показала свою эффективность, но полностью не решила проблему как внутренней окклюзии, так и скорости аспирации плотных ядер [71, 156, 158]. Для эффективной аспирации плотных хрусталиков требуется более активное подключение продольного УЗ с целью использования его преимуществ. При этом контроль, как за торсионным, так и продольным УЗ должен быть возложен на хирурга, в отличие от технологии IP , где импульс продольного УЗ включается согласно предварительным установкам и без участия хирурга.

    Факоэмульсификатор Infinity Vision System позволяет создавать бесконечное множество вариантов настроек. В рамках решения третьей задачи настоящего исследования, проводилось виртуальное тестирование с помощью программы симулятора Dr. View с последующей «проверкой» полученных настроек с использованием методики «Фемтосравнение». В начале путем последовательного виртуального тестирования были сформированы 3 варианта комбинированных ультразвуковых настроек, отличающихся друг от друга долей торсионного и продольного ультразвука:

    1. 30% продольный, 70% торсионный.

    2. 50% продольный, 50% торсионный.

    3. 70% продольный, 30% торсионный.

    Поскольку методика «Фемтосравнения» предполагает сравнение настроек на двух половинах одного ядра хрусталика, 60 пациентов с плотными хрусталиками 2-й группы были разделены на 3 подгруппы (по 20 случаев в каждой), в которых выполнялось по следовательное сравнение друг с другом трех вариантов комбинированных настроек. Анализ ультразвуковых, гидродинамических и временных параметров факоэмульсификации плотных фрагментов ядер с использованием трех вариантов комбинированных настроек выявил следующие закономерности:

    – при сравнении первого типа настроек (30% – продольный/70% – торсионный) со вторым (50% – продольный/50% – торсионный) статически достоверно было значение CDE в пользу настроек с преимущественным использованием торсионного УЗ;

    – при сравнении 2-го (50% – продольный/50% – торсионный) и 3-го (70% – продольный/30% – торсионный) типа настроек отмечается достоверно меньший расход ультразвука (CDE) при использовании настроек с меньшим «содержанием» продольного УЗ (№2: 50% – продольный/50% – торсионный);

    – при сравнении двух крайних вариантов настроек № 1 (30% – продольный/70% – торсионный) и № 3 (70% – продольный/30% – торсионный) достоверно лучшие показатели в расходе УЗ энергии и скорости аспирации отмечаются при использовании настроек № 1 с процентным соотношением 30% продольный и 70% торсионный.

    Существуют группы исследований, которые посвящены сравнению торсионного ультразвука с продольным [106, 118, 129, 158, 189, 210], торсионного с IP и продольного [210] или торсионного, комбинированного и OZIL IP [17, 94, 107, 108, 210], результаты указанных исследований достаточно противоречивы и ни в одном из них не выполнялась попытка сравнения комбинированного ультразвука с различным сочетанием мощностных характеристик продольного и торсионного в одном цикле. Поэтому , результаты полученные в данной работе впервые позволили определить максимально эффективное сочетание мощности торсионного и продольного ультразвука в одном цикле.

    Четвертой задачей настоящего исследования было, с помощью предложенной методики, сравнить два типа настроек: постоянный линейный торсионный ультразвук с активной функцией IP и полученные в результате тестирования комбинированные УЗ настройки у 88 пациентов (88 глаз) с катарактой различной плотности, которым была выполнена факоэмульсификация с применением методики «Фемтосравнение». В результате были определены следующие закономерности относительно показателей среднего расхода ультразвуковой энергии (CDE), объема аспирированной жидкости и времени аспирации:

    – в общей группе (все плотности ядра) СDE, время аспирации и количество аспирированной жидкости были сравнимы, и достоверных отличий между настройками не получено (p<0,05);

    – в группе мягких катаракт большее CDE получено при работе комбинированным ультразвуком 6,6 против 6,09 (р=0,014);

    – в группе с ядрами средней плотности, как и в общей группе, не выявлено достоверных различий по всем трем показателям CDE (9,17±2,99 против 9,45±2,86), время аспирации (85±13,59 против 82,85±19,62), объем аспирированной жидкости (46,08±10,23 против 49±9,23) (р>0,05);

    – в группе плотных катаракт средние CDE существенно ниже (16,12 против 20,21) и время аспирации значительно меньше (111 секунд против 125) при использовании комбинированных ультразвуковых настроек (p<0,05).

    При использовании комбинированного УЗ аспирация мягких катаракт происходила даже несколько быстрее, 76,92 секунды против 80,48 секунды, однако разница была недостоверна (р=0,47), но энергии УЗ было затрачено больше (6,6 и 6,09, р=0,014) именно из-за более активного использования продольного, более мощного ультразвука, в комбинированных настройках.

    При удалении плотных хрусталиков даже 100% мощности торсионного УЗ с IP оказалось недостаточно не только для прорыва внутренней окклюзии, но и для ускорения аспирации. Продольные импульсы IP включаются постоянно, но не всегда приводят к прорыву внутренней окклюзии и не ускоряют процесс аспирации. Торсионным колебаниям не хватает более эффективной энергии разрушения, присущей продольному ультразвуку.

    Как показало данное исследование, комбинированный УЗ решает эти проблемы практически полностью, о чем говорит значительно более низкий расход УЗ энергии (16,12 против 20,21, р=0,001) и более высокая скорость аспирации (111,95 секунд против 125,95, р=0,007) по сравнению с торсионным УЗ и IP . Дозированное, но постоянное, подконтрольное хирургу подключение продольного УЗ убедительно показало свои преимущества при удалении плотных катаракт.

    Торсионный УЗ с IP достаточен для аспирации мягких и средних по плотности катаракт как это было показано ранее и подтвердило сь в настоящем исследовании [71, 156]. С другой стороны, комбинированный УЗ продемонстрировал свои преимущества на плотных ядрах только с точки зрения показателей ультразвука и гидродинамики, а это является косвенным доказательством его безопасности по отношению к внутриглазным структурам.

    В начале решения пятой задачи исследования была выполнена оценка различий двух вариантов настроек (комбинированный УЗ и торсионный УЗ с IP) по ультразвуковым и гидродинамическим параметрам при удалении плотных катаракт с применением классической (удаление целого ядра в двух независимых выборках пациентов) методики. Параметры CDE были достоверно меньше (p=0,071) при использовании комбинированного ультразвука (35,08±8,53 и 40,94±6,29), что согласовывается с результатами полученными при решении четвертой задачи, где применялась методика «Фемтосравнение» (p=0,001). Время аспирации не выявило достоверных отличий (р=0,07) при сравнении в двух независимых выборках, в то время как при использовании «Фемтосравнения» оно было достоверно меньше в группе где применялся комбинированный ультразвук (р=0.008). Полученные данные при сравнении по классической методики с двумя независимыми группами и с двумя зависимыми группами в методике «Фемтосравнение» наглядно демонстрируют преимущества по следней.

    Затем было выполнено сравнение функциональных (МКОЗ), морфологических (центральная толщина роговицы, потеря эндотелиальных клеток, плеоморфизм и полимегетизм), а так же реактивных (степень выраженности послеоперационного воспаления, кератопатии, утолщения цилиарного тела) показателей после аспирации плотных хрустали ков с использованием стандартной и комбинированной настроек при хирургическом лечении плотных катаракт в динамике. Кроме того, исследовалась частота и диапазон послеоперационных осложнений.

    При анализе максимально корригированной остроты зрения после операции и пахиметрических данных не было выявлено достоверной разницы между группами: 0,813±0,228, в группе, где использовался комбинированный ультразвук и 0,765±0,250 в группе OZIL IP (p=0,475), в ранние сроки наблюдения. Х отя и можно говорить о некоторой тенденции к увеличению центральной толщины роговицы в группе, где использовался торсионный УЗ с IP (+0,1 мкм), что возможно обусловлено функциональной недостаточностью эндотелия в результ ате большего УЗ воздействия, которая, исчезает в отдаленные сроки (+0,02 мкм, р=0,3).

    Установлено, что при использовании комбинированных настроек , во все сроки наблюдения процент потери эндотелиальных клеток роговицы был достоверно ниже: на 3,81% в первый день, 4,71% через 1 неделю и 5,5% через 6 месяцев (p<0,009). Результаты оценки состояния эндотелия роговицы показали, что при использовании комбинированного ультразвука количество гексагональных клеток (60,2%) было достоверно выше, чем после использования торсионного ультразвука с IP (51,2%, p=0,0003), изменения CV во все сроки наблюдения носили хаотичный характер и достоверно не отличались в исследуемых группах (p=0,31).

    При анализе клинических данных в послеоперационном периоде выявлено, что при хирургическом лечении плотных катаракт использование комбинированного ультразвука в сравнении с группой контроля обуславливало достоверно меньшую частоту фибринозного иридоциклита, а так же степень выраженности и частоту послеоперационной кератопатии (9% и 20,5% соответственно). Кроме того, анализ степени утолщения цилиарного тела в ранние сроки после операции выявил достоверно большие показатели после применения технологии IP (0,19±0,06 против 0,094±0,054, р=0,0002).

    Полученные клинические данные наглядно демонстрируют, что применение комбинированных ультразвуковых настроек в подрежиме «custom pulse» факоэмульсификатора Infinity Vision System, обеспечивает меньшую степень операционной травмы в переднем отделе глаза.

    Таким образом, в ходе выполненного исследования показана эффективность методики «Фемтосравнение» для оценки основных ультразвуковых и гидродинамических показателей во время факоэмульсификации. С помощью предложенной методики определено что комбинированный (торсионный 70% + продольный 30%) ультразвук обладает рядом преимуществ по сравнению с технологией IP (меньший расход ультразвуковой энергии при более высокой ск орости аспирации). Клинико-функциональные результаты наглядно продемонстрировали меньшую интраоперационную травму при использовании комбинированного ультразвука на плотных катарактах.

    Разработанная и апробированная в ходе настоящего исследования методика «Фемтосравнение» не ограничивается сравнением различных настроек факоэмульсификатора, выглядит перспективным ее использование для сравнения различных факонаконечников, ирригационных сливов, а так же различных хирургических подходов.

    В многочисленных исследованиях показано преимущество торсионного УЗ по сравнению с продольным с точки зрения экономии энергии [58, 129, 194, 210].

    Технология IP была следующим шагом, который должен был решить проблему внутренней окклюзии [86, 107, 108]. В настоящем исследовании продемонстрированы преимущества комбинированного ультразвука по сравнению технологией IP при удалении плотных катаракт . Попробуем представить возможную последовательность событий при аспирации с помощью комбинированного УЗ. Вначале, фрагмент полностью мобилен и удерживается на срезе иглы за счет вакуума. Поскольку фрагмент очень плотный и имеет неровные контуры, в этом состоянии не может возникнуть полной наружной окклюзии и вакуум будет на уровне предположительно 30-70% от установленного максимума, в зависимости от того, насколько плотно обтурирован просвет иголки на уровне среза. Ножная педаль переводится в третье положение включается цикл ультразвука и начинается аспирация. Поскольку цикл очень короткий, не принципиально какой импульс будет первым. Допустим, в начале идет импульс торсионного УЗ. При этом происходит сбривание, слой за слоем, вещества хрусталика, а фрагмент чаще всего вращается, комфортно удерживаясь у среза даже, при невысоком уровне вакуума [66]. Если при этом не случается внутренней окклюзии или отталкивания, то создается ощущение, что, если использовать линейный торсионный УЗ, этого достаточно для комфортного и безопасного удаления фрагмента. Но, чем плотнее ядро, тем чаще возникает внутренняя окклюзия и эффект отталкивания, когда фрагмент отскакивает от наконечника, чаще всего в сторону при положении иглы срезом вниз или вверх; если же наконечник расположен срезом вбок, то фрагмент, скорее всего, переместится вниз и под иглу [86]. При постоянном торсионном УЗ с IP все эти эффекты возникают очень часто, при этом процесс аспирации затягивается. При комбинированном УЗ торсионный импульс достаточно короткий (40 мс), поэтому чаще всего происходит короткое вращательное движение фрагмента, при этом внутрь просвета с небольшой долей вероятности может попасть достаточно крупная часть ядра способная вызвать внутреннюю окклюзию, а основной фрагмент всегда остается на срезе. После промежутка в 5 мс, следует импульс продольного УЗ. Далее есть два варианта развития событий. Первый, если произошла внутренняя окклюзия, импульс продольного УЗ разрушает фрагмент ее вызвавший и освобождает внутренний просвет иглы – цикл замыкается [71, 108].

    Поскольку импульс продольного УЗ очень короткий с постоянной мощностью и выполняется после короткого промежутка, процесс прорыва окклюзии происходит незаметно для хирурга, практически сразу после его возникновения, что значительно ускоряет процесс аспирации и выглядит как единый непрерывный механизм аспирации. Важно отметить, что при включении продольного УЗ, основной фрагмент все еще находится на срезе и экранирует УЗ излучение. В другом варианте, в момент торсионного импульса, внутренней окклюзии не происходит, и объект остается у среза, т.е. в оптимальном расположении для работы продольного УЗ. Короткий импульс продольного УЗ приводит к тому, что игла углубляется внутрь вещества хрусталика и последний фиксируется на наконечнике за счет вакуума, возникает наружная окклюзия [85]. При этом внутри просвета иглы остается небольшой кусочек цилиндрической формы, который пока остается единым целым с основным фрагментом. Вокруг иглы так же остаются еще небольшие участки вещества хрусталика. Это самое безопасное для торсионного УЗ положение фрагмента, когда последний окружает наконечник со всех сторон и предотвращает негативное действие кавитации и акустических колебаний среды. При последующем импульсе торсионного УЗ наконечник начинает совершать поперечные колебания, срезая внутренний кусочек с основного фрагмента и «сбривая» участки вокруг иглы, которые могут быть аспирированы, или же могут вызвать внутреннюю окклюзию, которая, в свою очередь, будет разрешена с помощью последующего импульса продольного УЗ.

    Можно сказать, что импульс продольного УЗ формирует благоприятные условия для импульса торсионного УЗ создавая довольно объемный субстрат из вещества хрусталика, который будет аспирирован во время импульса торсионного УЗ. Так же продольный УЗ гарантирует прорыв окклюзии в случае ее возникновения, а во время следующего торсионного импульса снова происходит небольшая ротация фрагмента и он опять надежно фиксируется на срезе в оптимальном положении для следующего продольного импульса, и общий цикл замыкается [58, 66].

    Конечно, в реальности, процесс аспирации не идет строго по описанной здесь схеме, но даже если в половине циклов этот механизм срабатывает, этого достаточно чтобы значительно увеличить скорость удаления хрусталика и минимизировать УЗ нагрузку, что и подтверждается данными, представленными в данном исследовании.