Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

1.1.Лазеры: опыт применения лазерной энергии в хирургии катаракты


1----------

    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; 112 и др.].

    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» [90 и др.].

    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 исключительно высокой степени его монохроматичности, а также в очень малой расходимости лазерного луча, то есть в высокой параллельности пучка света; 3.направленностью — малой расходимостью пучка, практически параллельным ходом всех лучей в пучке, что позволяет создать в малом пятне большие плотности энергии или мощности. Эти уникальные свойства излучения лазеров и возможность при фокусировке получать очень высокую плотность мощности на облучаемой поверхности обеспечили широкое применение лазеров в клинической медицине. Благодаря этим свойствам возникают такие эффекты как: абляция, кавитация и фотомеханическая фрагментация тканей [84; 205; 258; 136].

    Лазер состоит из активной среды, устройства накачки и резонансной системы. Активной средой может быть твердый, жидкий или газообразный материал. Активная среда обеспечивает конкретную длину волны в зависимости от своего химического состава [91; 67; 110 и др.].

    В качестве устройства накачки используется главным образом электрическая энергия. Устройства накачки служат для специфического насыщения энергией активной среды. Роль резонансной системы выполняют зеркала или другие полированные поверхности. Система зеркал, отражая часть излучения в активное вещество, играют роль «открытого резонатора», обеспечивая многократное усиление и направленность генерируемого излучения [84 и др.].

    Названия лазерные установки получают, как правило, в зависимости от активной среды. В соответствии с этим лазеры делятся на твердотельные, газовые, жидкостные, полупроводниковые. К твердотельным относятся: рубиновый, неодимовый, александритовый, гольмиевый, эрбиевый. К газовым — аргоновый, эксимерный, лазер на парах меди. К жидкостным — лазеры, работающие на растворах красителей и др. [17; 6 и др.]

    В последние годы самое широкое распространение получили полупроводниковые лазеры по причине их экономичности, малогабаритности, надежности [17; 6 и др.].

    Оптический спектр подразделяется на ультрафиолетовый (длина волны до 400 нм), видимый (400-760 нм) и инфракрасный (свыше 760 нм). В офтальмологической практике широко используются лазеры с излучением всех областей оптического спектра [17].

    Биологические эффекты воздействия лазерного излучения разнообразны, но в целом с определенной долей условности их можно разделить на 3 группы: механические, немеханические и смешанные эффекты. Механические эффекты включают испарение, карбонизацию, абляцию и фоторазрыв. При испарении и карбонизации ткань повреждается теплом, при фоторазрыве и абляции повышения температуры тканей практически не происходит. Немеханические эффекты можно разделить на термические и фотохимические. К термическим эффектам относят коагуляцию, гипертермию, термотерапию. К фотохимическим эффектам можно отнести фототерапию (стимулирующее, цитотоксическое действие лазерного излучения невысоких плотностей мощности в течение длительного времени), а также фотодинамическую терапию. Все перечисленные эффекты часто сопровождают друг друга, создавая смешанные немеханические и механические эффекты [31; 32; 67; 110].

    Применение лазерной энергии в хирургии катаракты охватывает все основные этапы операции (включая подготовку к операции), а также коррекцию ряда послеоперационных состояний. Традиционной областью применения лазерной энергии в хирургии катаракты является проведение дисцизии задней капсулы хрусталика при ее фиброзе (задней капсулотомии) [76; 59; 260; 129 и др.]. Распространено использование лазера для рассечения сенехий, при отложении пигментных преципитатов, или формировании экссудативной пленки на поверхности ИОЛ [203].

    При полном заращении зрачка на глазах с афакией показана лазерная корепраксия — формирование зрачкового отверстия [18 и др.].

    Наибольший интерес на протяжении последних лет представляет применение лазерной энергии на основном этапе операции — разрушении ядра хрусталика. Исследования по лазерному разрушению ядра хрусталика были начаты с применением дистанционного транскорнеального подхода с использованием Nd:YAG лазера с длиной волны 1,064 мкм [126; 227]. Уникальность длины волны 1,064 мкм состояла в том, что она крайне слабо поглощалась роговицей, поэтому лазерные импульсы можно было четко сфокусировать на хрусталик через роговицу [201]. Многие хирурги подвергают сомнению целесообразность и безопасность методики ввиду действия на ткани глаза плазмы, акустической волны и продуктов разрушения хрусталика [263; 163].

    Лазерный факолизис, предложенный Dodick можно расценивать как переходный этап от дистанционных транскорнеальных подходов разрушения ядра к методикам, основанным на использовании волоконно-оптических систем доставки излучения [156]. Вместе с тем, эффективность операции не достаточна, чтобы говорить о широком ее клиническом внедрении. Высока длительность операции — для разрушения катаракты средней плотности требуется не менее 10 мин работы лазерным излучением. Это в 3 раза больше, чем время, затрачиваемое для разрушения такой катаракты при ультразвуковой факоэмульсификации. Серьезным ограничением является невозможность удаления плотных катаракт [182].

    Среди газовых лазеров наибольший интерес вызвали эксимерные лазеры, генерирующие излучение в ультрафиолетовой части спектра, на фазовых переходах эксимерных молекул [240; 241].

    Рядом ученых были выполнены экспериментальные исследования по изучению механизмов биологического воздействия эксимерных лазеров с различными длинами волн 193, 248, 308, 354нм [214; 227; 139]. На клеточном уровне отмечается опасность разрушения нуклеиновых кислот, т.к. излучение имеет очень высокую энергию фотонов. При этом возможно образование свободных радикалов и генерация фотохимических реакций в молекулах ДНК [ Dehm E., 1986; 241]. Необходимо отметить, что проблема доставки эксимерного лазерного излучения требует совершенствования в связи с высокой ценой. Данная технология не получила практического внедрения в катарактальную хирургию из-за возможности мутагенных, канцерогенных эффектов ультрафиолетового излучения и из-за проблемы интраокулярной доставки энергии [257].

    Следующий этап развития техники лазерной хирургии катаракты был связан с разработкой эрбиевого YAG лазера с длиной волны 2,94 мкм. Лазер имеет систему доставки излучения (циркониевые и сапфировые волокна), которая позволяет подводить в зону операции излучение с энергией, требуемой для эффективного разрушения ядра (20-100 мДж). Механизм разрушения хрусталика связан с высоким коэффициентом поглощения излучения водой, что позволяет создать высокую плотность энергии в объеме 2-3 мкм, вызывая взрывное испарение воды и “вынос” материала с поверхности хрусталика. Механизм воздействия при использовании данного метода складывается из нескольких компонентов: термическая абляция, кавитация, механическое разрушение [259; 252; 234; 140; 262]. Термическая абляция позволяет удалить 30–60 мкм хрусталиковой ткани за один импульс. Указанные особенности позволили быстро ввести эрбиевый лазер в клинику, создав технологию Er:YAG лазерной экстракции катаракты [160]. Существуют приборы, выпускаемые фирмами “Aesculap-Meditec” (Германия), “EyeSys-Premier Centauri” (США), “Paradigm-Photon”(США)и др. Как сообщалось в работах ученых [164; 181]. достоинством технологии является отсутствие нагрева наконечника в момент генерации лазерных импульсов. Ввиду отсутствия избыточного тока ирригационной жидкости из полости глаза передняя камера остается стабильной в ходе операции, менее вероятно появление осложнений, связанных с коллапсом передней камеры. Несмотря на все достоинства эрбиевого лазера, механизм поверхностного испарения (абляция) не решает проблемы экстракции катаракты из-за большой длительности операции и невозможности разрушения плотных катаракт.

    В ФГБУ МНТК «Микрохирургия глаза» под руководством академика С.Н. Федорова в 1994г. были начаты приоритетные экспериментальные и клинические исследования, направленные на изучение воздействия различных твердотельных лазеров на хрусталик и окружающие его ткани глаза. В результате разностороннего изучения особенности лазерного воздействия на ткани глаза авторы создали отечественную лазерную установку «Ракот» на неодимовом YAG — лазере с оригинальной длиной вольны 1,44 мкм [42]. Механизм разрушения хрусталикового вещества основан на эффекте деструкции и заключается в поглощении излучения молекулами воды перед хрусталиком, образованием парагазовых пузырьков 10-50 мкм в диаметре, в результате коллапса которых выделяется энергия, преобразующаяся в локальную акустическую волну, деформирующую хрусталиковые фибриллы. При этом не возникает эффекта отбрасывания фрагментов хрусталика от аспирационного отверстия, так как максимальная интенсивность ударной волны создается в момент достижения лазерной энергии вещества хрусталика [43;45]. Полученные авторами результаты свидетельствовали о том, что излучение этого лазера позволяет эффективно и безопасно для тканей глаза дробить ядра катарактальных хрусталиков практически любой степени твердости. Эти преимущества позволяют применять технологию лазерной экстракции катаракты в осложненных случаях. Так, Копаевой В.Г. с соавт., Андреевым Ю.В. с соавт., 2001-2011. на обширном клиническом материале показана высокая эффективность лазерной экстракции осложненных катаракт. Авторами были прооперированы пациенты с катарактой в сочетании с подвывихом хрусталика, глаукомой, миопией, псевдоэксфолиативным синдромом и получены высокие функциональные результаты [44; 47; 48; 72; 56; 52; 53; 117].

    Одним из наиболее значимых успехов современной лазерной физики стала разработка фемтосекундной лазерной установки для сопровождения факоэмульсификации. В связи с этим произошел виток исторического развития и возврат к транскорнеальной факофрагментации [207; 236]. Производители ФС — лазеров, изменив оптические настройки в отношении глубины фокусировки лазерного излучения до 7500мкм и оснастив лазерные установки встроенным ОКТ с высокими разрешающими характеристиками, смогли предложить фемтосекундное сопровождение факоэмульсификации [49; 178].

    Отношение со стороны мировой офтальмологии к технологии FLAC неоднозначное. Встречается положительное и отрицательное мнение хирургов, называющих ФС — лазерную установку лишь очень дорогим «пинцетом», основанное на значительном удорожании стоимости и увеличении времени проведения операции [118; 119; 247].

    Опубликованные данные свидетельствуют о том, что в настоящий момент в мире представлено большое количество различных лазерных установок с многообразными физико-техническими характеристиками [148].

    Таким образом, проведенный анализ данных литературы показал постоянное совершенствование лазерной техники. Создание широкого спектра лазеров самого различного назначения приводит к неуклонному расширению сферы их применения. Несмотря на наличие возможных механических способов капсулорексиса, необходимо изучение энергетических методов вскрытия передней капсулы [230]. Переход от экстракапсулярной экстракции катаракты к факоэмульсификации, от удаления целого ядра к фрагментации и аспирации фрагментов ядра, был действительно революционным. Никакой революционной концепции не предложено с фемтосекундной технологией. Просто новая технология. Лазер производит некоторые манёвры, которые хирург производил и ранее. Это дополнительная технология, а не альтернативная, потому что факомашина и ультразвук продолжают быть необходимыми [230].

    Уникальные свойства излучения лазеров, такие, как монохроматичность, когерентность, малая расходимость и возможность при фокусировке получать очень высокую плотность мощности на облучаемой поверхности обеспечили широкое применение лазеров в офтальмологии [31; 32; 67; 110]. Одной из точек приложения лазерной энергии является проведение гемостаза и представляется одним из наиболее перспективных методов обеспечивающих чистое операционное поле. Это связано не только с преимуществами лазерной энергии перед другими видами энергии, но и с внедрением метода лазерной экстракции катаракты в глазной хирургии [51]. При проведении ЛЭК использование дистанционного лазерного гемостаза сосудов исключает необходимость приобретения дополнительного дорогостоящего оборудования, оптимизирует условия проведения операции.

    Большое разнообразие рассмотренных выше применений лазерных технологий, широкий диапазон оптических и теплофизических свойств различных биологических тканей определяют разнообразие режимов, необходимых для обработки тканей, и соответственно большое разнообразие импульсных лазеров. Для биологических тканей свойственен резонансный характер поглощения излучения, что требует возможности обеспечения точного прибора требуемой длины волны лазерного излучения. Поэтому вопрос выбора лазера для конкретного медицинского приложения является весьма принципиальным [112].

    До настоящего времени не проводились исследования, посвященные изучению возможности выполнения лазерного гемостаза конъюнктивы, склеры и переднего капсулорексиса неодимовым- YAG лазером с длиной волны 1.44 мкм непосредственно на операционном столе в ходе выполнения операции экстракции катаракты. Результаты экспериментальных исследований по данному вопросу представлены в последующих главах диссертационной работы.


Страница источника: 14

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Эндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференцияЭндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференция

Сателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенациональн...

Фемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всероссийская научно-практическая конференцияФемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всеросси...

Федоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практичес...

Федоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XIV Всероссийской научно-практической конференцииФедоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XI...

Актуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная ...

Восток – Запад 2017 Международная научно-практическая конференция по офтальмологииВосток – Запад 2017 Международная научно-практическая конфер...

Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Новые технологии в контактной коррекции.  В рамках  Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в офтальмологии - 2017»Новые технологии в контактной коррекции. В рамках Всеросси...

Новые технологии в офтальмологии -  2017 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии - 2017 Всероссийская научн...

XVI Всероссийская школа офтальмологаXVI Всероссийская школа офтальмолога

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017 ХV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмологов «Невские горизонты - 2016»Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмо...

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Рейтинг@Mail.ru