Автореферат и диссертация по медицине (14.01.07) на тему:Экспериментально – клиническое обоснование использования nd yag лазера с длиной волны 1.44 мкм в технологии переднего капсулорексиса и дистанционного гемостаза

Министерство здравоохранения России Федеральное государственное бюджетное учреждение «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза»

имени академика С.Н.Федорова»

На правах рукописи

04201458233

ДРЯГИНА ОЛЬГА БОРИСОВНА

«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО - КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ND YAG ЛАЗЕРА С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ 1.44 МКМ В ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДНЕГО КАПСУЛОРЕКСИСА И ДИСТАНЦИОННОГО ГЕМОСТАЗА»

Специальность 14.01.07 - глазные болезни

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Копаева В.Г.

Москва, 2014 г.

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Лазеры: опыт применения лазерной энергии в хирургии катаракты

1.2. Передний капсулорексис в хирургии катаракты

1.3. Современные возможности проведения гемостаза в глазной хирургии

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Экспериментальная разработка методики проведения лазерного

переднего капсулорексиса

2.1.1. Поиск оптимальных параметров энергии лазера для проведения капсулорексиса

2.1.2. Оценка эластичности края капсулы по линии разрыва после лазерного, мануального и диатермического капсулорексиса в сравнительном аспекте

2.1.3. Морфологическое исследование края капсулы после лазерного, мануального и диатермического капсулорексиса

2.2 Экспериментальная разработка методики проведения лазерного дистанционного гемостаза в зоне конъюнктивальных и склеральных сосудов

2.2.1. Определение оптимальных параметров энергии лазера для проведения гемостаза в зоне конъюнктивальных и склеральных сосудов

2.2.2. Морфологическое исследование сосудов конъюнктивы и склеры после лазерного и диатермического воздействия 42

2.3. Клиническая характеристика обследованных пациентов 45

Глава 3. Математическое моделирование лазерного воздействия и технических параметров для проведения переднего капсулорексиса и гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры 47

3.1. Математическое моделирование лазерного воздействия для проведения переднего капсулорексиса и дистанционного гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры 47

3.2. Математическое моделирование технических параметров наконечника для проведения лазерного переднего капсулорексиса Формирование технического задания на изготовление наконечника

для проведения лазерного капсулорексиса 52

Глава 4. Экспериментальная разработка проведения лазерного переднего капсулорексиса 61

4.1. Определение оптимальных параметров лазерной энергии

для проведения капсулорексиса 61

4.2. Экспериментальное изучение эластичности капсулы хрусталика после лазерного, мануального и диатермического капсулорексиса 66

4.3. Морфологический анализ изменений капсулы хрусталика после лазерного, мануального и диатермического капсулорексиса 67

Глава 5. Экспериментально-клиническая разработка способа дистанционного лазерного гемостаза конъюнктивальных и склеральных сосудов с целью анемизации тканей зоны планируемого

разреза и остановки кровотечения в офтальмохирургии 78

5.1. Способ дистанционного лазерного гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры 78

5.2. Определение оптимальных параметров лазерной энергии для достижения гемостаза конъюнктивальных

и склеральных сосудов 79

5.3. Морфологический анализ изменений конъюнктивальных и склеральных сосудов после лазерного воздействия 89

5.4. Анализ клинического использования дистанционного лазерного гемостаза сосудов конъюнктивы и склеры 102

Заключение 108

Выводы 118

Список литературы 121

Список сокращений

ВГД - внутриглазное давление

ВЧК - высокочастотная капсулотомия

ДКС - диатермическая коагуляция сосудов

ИОЛ - интраокулярная линза

ИЭК - интракапсулярная экстракция катаракты

ИЭН - импульсный электронный нож

ЛЭК - лазерная экстракция катаракты

МНГСЭ - микроинвазивная непроникающая глубокая склерэктомия

НКК - непрерывный круговой капулорексис

ПК - передняя капсула хрусталика

ПЭК - плотность эндотелиальных клеток

УБМ - ультразвуковая биомикроскопия

ФЛЭК — фемтолазерная экстракция катаракты

ФЭК - факоэмульсификация катаракты

ЭЭК - экстракапсулярная экстракция катаракты

N<1 - неодимовый

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Последние годы в офтальмохирургии отмечены бурным развитием энергетических методов экстракции катаракты, как за рубежом, так и в России. Одним из направлений в хирургии малых разрезов является лазерная экстракция катаракты с использованием Nd :YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм, разработанная в ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. С.Н.Фёдорова Минздрава России (С.Н.Фёдоров, В.Г.Копаева, Ю.В.Андреев, A.B. Беликов, 1999).

Особое внимание уделяется поиску способов максимально щадящей техники удаления катаракты с тем, чтобы свести к минимуму опасность возникновения осложнений, которые могут повлиять на конечный результат операции (Abell R.G., Kerr N.M., Vote B.J., 2013; Sutton G., Bali S J., Hodge C., 2013).

Значительным вкладом в хирургию малых разрезов является тот факт, что лазерная экстракция катаракты может быть выполнена при любой плотности хрусталика, а также при подвывихах хрусталика. (Окаша Камал Джуда., 2003; Лексуткина Е.В., 2006; Кравчук О.В., 2007; Якуб Ражуан Абдулкарим., 2008; В.Г. Копаева с соавт., 2012).

В настоящее время одним из этапов операции экстракции катаракты, от правильности выполнения которого во многом зависит успешность разрушения мутного ядра хрусталика, имплантации ИОЛ внутрь капсульного мешка, является непрерывный капсулорексис (Малюгин Б.Э., 2010; Сиденко Т.Н, 2011; Szigeti А., Kränitz К., Takacs A.I., Mihältz К., Knorz М.С., Nagy Z.Z., 2013).

Ровный капсулорексис обеспечивает также четкую и ясную видимость капсулы во время ирригации-аспирации, равномерное распределение жидкости внутри хрусталиковой сумки, а имплантированная ИОЛ занимает

правильное положение (Трубилин A.B., Анисимова С.Ю., 2013; Friedman N.J., Palanker D.V., Schuele G., 2011; Kohnen Т., Klaproth O.K., Ostovic M., Hengerer F.H., Mayer W.J., 2014).

В настоящий момент существует большое количество методик проведения капсулорексиса, которые предусматривают использование цистотома, пинцета, фемтосекундного лазера, диатермокоагулятора и др (Galan А., 2011; Reddy K.P., Kandulla J., Auffarth G.U., 2013). Однако ровный непрерывный капсулорексис удается выполнить не всегда. Отверстие довольно часто имеет тенденцию к расширению и смещению в сторону экватора. Это наблюдается на фиброзированных или слишком плотных капсулах. В случае перезрелых, набухающих катаракт часто возникают надрывы по краю капсулорексиса с переходом на заднюю капсулу (Gimbel H.V., Neuhann Т., 1990; Ti S.E, Yang Y.N., Lang S.S., Chee S.P., 2014).

Разработка энергетических параметров и клинически приемлемого дизайна лазерного наконечника для капсулорексиса, с использованием Nd :YAG лазера с длиной волны 1,44 мкм, облегчит этап выкраивания лоскута передней капсулы хрусталика, позволит сделать процедуру капсулорексиса дозированной (Копаева В.Г.,2012).

В офтальмохирургии при разрезе конъюнктивы, при отсепаровке склеры для профилактики кровотечения возникает необходимость коагуляции сосудов (Зуев В.К., Сороколетов Г.В., 2009). На сегодняшний день подавляющее большинство факоэмульсификаций катаракты проводится роговичным доступом, что обусловлено простотой и быстротой этой техники, а также отсутствием геморрагий и, как следствие, необходимости проведения гемостатических мероприятий (Гурченок П.А., Околов И.Н., Ефимов О.А ,2010; Фабрикантов О.Л., Кузьмин С.И., Козлов В.А., 2011). Однако лимбальный доступ также имеет свои преимущества, связанные с большей активностью репаративных процессов вследствие наличия сети капиллярных сосудов в области лимба и в определенных ситуациях есть необходимость сделать этот доступ, с предварительным

гемостазом сосудов в месте предстоящего разреза (Зуев В.К., Сороколетов Г.В., 2009).

Учитывая физические возможности лазерной энергии, считаем целесообразным, использовать лазерный наконечник для дистанционного гемостаза в офтальмохирургии с клинически оптимальным режимом энергии.

С учетом вышесказанного были сформулированы цель и задачи работы.

Цель и задачи работы

Цель работы: Экспериментально - морфологическое и клиническое обоснование использования Nd YAG лазера с длиной волны 1.44 мкм в технологии переднего капсулорексиса, дистанционного гемостаза и анемизации тканей в зоне планируемого разреза.

Задачи исследования:

1. На основании математического моделирования лазерного воздействия Nd YAG лазера 1.44 мкм на переднюю капсулу хрусталика при проведении капсулорексиса провести теоретическое обоснование разработки технических параметров для конструирования лазерного наконечника, определить оптимальный размер рабочей части оптического кварц-кварцевого волокна и выбрать необходимые параметры энергетического воздействия (энергия, частота, количество аппликатов, расстояние от наконечника до капсулы).

2. Провести сравнительную оценку эластичности и морфологических изменений края капсулы по линии разрыва после капсулорексиса выполненного лазерным, мануальным и диатермическим способом в эксперименте.

3. На основе математического моделирования разработать диапазон оптимальных энергетических параметров Nd YAG лазера 1.44 мкм и оригинальную технологию дистанционного гемостаза и анемизации тканей зоны планируемого разреза конъюнктивы и склеры в эксперименте in vivo и ex vivo.

4. Провести анализ морфологических изменений конъюнктивы, склеры после лазерного дистанционного гемостаза и анемизации тканей зоны планируемого разреза в сравнении с диатермокоагуляцией сосудов конъюнктивы и склеры.

5. Оценить клиническую эффективность применения лазерного дистанционного гемостаза и анемизации тканей зоны планируемого разреза в офтальмохирургии.

Научная новизна

1. Впервые выполнено математическое моделирование лазерного воздействия на переднюю капсулу хрусталика и параметров для конструирования лазерного наконечника, позволяющие обосновать необходимые оптимальные технические параметры волокна и лазерного наконечника для проведения капсулорексиса, при экстракции катаракты с использованием Nd YAG лазера с длиной волны 1.44 мкм. Оптимальным является оптический кварц-кварцевый световод диаметром 300 мкм, помещенный в наконечник с изогнутой рабочей частью под углом 140 градусов, с радиусом кривизны 5.0 мм, продольным размером 9.0 мм, поперечным сечением 1.6 мм, расположенный на 0.3 мм от передней капсулы хрусталика.

2. В эксперименте исследовано воздействие лазерной энергии различной интенсивности и частоты на переднюю капсулу хрусталика, и впервые определен диапазон оптимальных параметров энергетического воздействия (частота и энергия импульса) для проведения переднего капсулорексиса: частота 10 Гц - энергия 150 и 200 мДж, частота 15 Гц -энергия 100 и 200 мДж.

3. Впервые на базе полученных данных проведено сравнительное морфологическое исследование и оценка эластичности края капсулы по линии разрыва после капсулорексиса, выполненного лазерным, мануальным, диатермическим способами, которые показали, что капсулорексис выполненный лазерным способом более устойчив к разрыву по сравнению с диатермическим, но менее устойчив по сравнению с капсулорексисом выполненным мануальным способом.

4. Проанализировано воздействие Nd YAG лазера 1.44мкм различной интенсивности и частоты на сосуды конъюнктивы и склеры, и впервые разработана оригинальная методика лазерного гемостаза сосудов с целью остановки кровотечения с оптимальным диапазоном параметров: частота от

5 до 25 Гц - энергия от 100 мДж до 200 мДж, на расстоянии наконечника до сосуда 1-2 мм. Для профилактической анемизации зоны ткани планируемого разреза минимальное использование энергии: частота 5 Гц и энергия 100 мДж, явилось более щадящим, в сравнении с диатермическим воздействием.

5. Впервые изучена динамика морфологических изменений конъюнктивы и склеры in vivo и ex vivo в различные сроки послеоперационного периода, что дало возможность оценить технологию лазерного воздействия как более щадящую, в связи с отсутствием зоны некроза, спаечного процесса и более ранними сроками регенерации по сравнению с диатермическим воздействием.

Практическая значимость

1. В эксперименте доказано, что возможно проведение капсулорексиса Nd YAG лазером 1.44 мкм со специфическими параметрами оптического кварц-кварцевого наконечника и показан диапазон отработанных параметров, что позволяет рекомендовать этот метод к клинической апробации с целью улучшения хирургии катаракты, как в неосложненных, так и в осложненных случаях.

2. Использование нового метода лазерного гемостаза с целью остановки кровотечения из конъюнктивальных и склеральных сосудов и для анемизации тканей зоны планируемого разреза в клинической практике дает возможность предупреждения интраоперационных и послеоперационных кровотечений из сосудов конъюнктивы и склеры при проведении оперативных офтальмологических вмешательств.

Основное положение, выносимое на защиту

На защиту выносится математически разработанное, экспериментально-морфологически обоснованное использование Nd YAG лазера 1.44 мкм в технологии проведения переднего капсулорексиса, основанной на применении специфического оптического наконечника с диапазоном безопасных энергетических параметров, и клинически обоснованной технологии дистанционного гемостаза и анемизации тканей в зоне планируемого разреза, основанной на диапазоне энергетических параметров, которое сводит к минимуму риск интраоперационных и послеоперационных осложнений, и обеспечивает пациентам высокие клинико-функциональные результаты.

Апробация работы

Апробация работы состоялась на межкафедральном заседании ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Минздрава совместно с кафедрой глазных болезней ГОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Едокимова 18.03.2014 г.

Материалы работы были доложены и обсуждены: на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Федоровские чтения» (2007, 2011, 2013 г.); на XXX и XXXI Итоговой научной конференции молодых ученых МГМСУ (2008, 2009 гг.); на научно-клинической конференции ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Минздрава России совместно с кафедрой глазных болезней МГМСУ (2009 г.); на международной научно-практической конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии» (Москва, 2011); на международной научно-практической конференции «ЕБСКЭ» (Париж,2010; Вена,2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 23 печатных работы, из них 6 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получено 2 патента РФ № 2376963, 2375969 - Приоритет 09.07.2008.

Внедрение в практику

В клиническую практику ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова Минздрава России внедрена методика лазерного гемостаза конъюнктивальных и склеральных сосудов в офтальмохирургии.

Результаты работы нашли применение в учебном процессе на кафедре глазных болезней ГОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Едокимова и в научно-педагогическом центре ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н.Федорова Минздрава России при проведении занятий со студентами, клиническими интернами, ординаторами и курсантами.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 146-и страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, пяти глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 24-я рисунками, содержит 11 таблиц. Указатель литературы включает 270 авторов, из них 117 отечественных и 153 зарубежных.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Лазеры: опыт применения лазерной энергии в хирургии катаракты

Лазерные технологии называют технологиями 21-го века. Глаз, в силу своей уникальности - наличия прозрачных для видимого света сред: роговица, хрусталик, стекловидное тело - открывает максимально широкие возможности для использования лазерной энергии [18; 69; 86; 112; 144: 202; 249].

Разработке и созданию первых оптических квантовых генераторов -лазеров предшествовали многолетние параллельные работы 2-х групп исследователей: отечественных ученых Басова Н.Г. и Прохорова A.M. в 1954 году, а также американских ученых под руководством Таунса Ч в 1953 году.

Лазерное излучение - индуцированное излучение, генерируемое в результате перехода электронов с нестабильного верхнего энергетического уровня, на стабильный низший уровень. Аббревиатура LASER означает сокращение от «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» [11; 82; 90; 145].

Излучение лазера отличается сочетанием 3-х основных свойств: 1 .монохроматичностью - одной длиной волны, что дает возможность выбора и применения конкретной длины волны. Понятие монохроматичности характеризует ширину спектра излучения. Идеально монохроматическим можно считать излучение, ширина спектра которого близка к нулю;

2.когерентностью (совпадением фаз волны в пространстве и во времени). Когерентность лазерного луча проявляется, в частности, в исключите