Online трансляция


Всероссийская научно-практическая конференция
Новые технологии в офтальмологии
Новые технологии в офтальмологии
Казань, 13-14 апреля 2017 г.



Межрегиональный круглый стол
Лечение синдрома «сухого глаза»: от поликлиники до высоких технологий
Лечение синдрома «сухого глаза»: от поликлиники до высоких технологий
Новосибирск, 19 апреля 2017 года с 12:00 до 14.00 по Московскому времени

Партнеры


Valeant thea
Allergan Фокус
santen tradomed
sentiss



Издания


Российская офтальмология онлайн Российская
Офтальмология Онлайн

№ 24 2017
№ 23 2016
№ 22 2016
№ 21 2016
...
Журнал Офтальмохирургия Журнал
Офтальмохирургия

№ 4 2016 г.
№ 3 2016 г.
№ 2 2016 г.
№ 1 2016 г.
...
Журнал Новое в офтальмологии Новое в
офтальмологии

№ 4 2016 г.
№ 3 2016 г.
№ 2 2016 г.
№ 1 2016 г.
...
Российская детская офтальмология Российская
детская офтальмология

№ 4 2016
№ 3 2016
№ 2 2016
№ 1 2016
...
Современные технологии в офтальмологии Современные технологии
в офтальмологии

№ 1 2017
№ 5 2016
№ 4 2016
№ 3 2016
...
Восток – Запад Восток - Запад.
Точка зрения

Выпуск 4. 2016
Выпуск 3. 2016
Выпуск 2. 2016
Выпуск 1. 2016
...
Новости глаукомы Новости
глаукомы

№1 (41) 2017
№1 (37) 2016
№1 (33) 2015

....
Мир офтальмологии Мир офтальмологии
№1 (33) Март 2017
№ 6 (32) Декабрь 2016
№ 5 (31) Октябрь 2016
№ 3 (29) Июнь 2016
....


Сборники статей


 Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст
УДК:УДК 617.741-004.1-089

Математическое моделирование в решении проблемы некоторых отдаленных последствий хирургии катаракты


1Новосибирский филиал «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии»
2Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

    

Современные технологии обеспечивают высокую эффективность хирургии катаракты даже в случаях несостоятельности связочно-капсульного аппарата хрусталика (СКАХ). Однако успешное завершение хирургического этапа лечения катаракты не исключает появление таких отдаленных последствий, как вторичная катаракта, фибропластическая трансформация с контрактурой капсульного мешка и дислокация комплекса «капсульный мешок — ИОЛ». Эти осложнения артифакичного глаза достоверно чаще встречаются на фоне псевдоэксфолиативного синдрома (ПЭС) и имеют специфичные проявления, связанные с изменением структуры капсульного мешка хрусталика (КМХ) и волокон цинновой связки [2, 8, 16, 18, 21, 24, 26, 30, 33].

    Широкое внедрение современного стандарта хирургии катаракты в виде факоэмульсификации с выполнением кругового капсулорексиса (ККР) не только не решило проблему, но и, в некоторой степени, способствовало увеличению частоты дислокаций ИОЛ [22, 23, 31, 35]. В качестве возможных методов профилактики отдаленных нежелательных последствий применяются имплантация внутрикапсульных колец (ВКК), увеличение диаметра переднего капсулорексиса или изменение его формы, полировка задней и передней капсулы хрусталика, выполнение первичного заднего капсулорексиса [1, 3, 10, 12, 17, 34]. Эти хирургические манипуляции в разной степени влияют на биомеханику капсульного мешка.

    Использование математических методов расчета на основе модельных представлений о структуре глаза позволяет достичь более глубокого понимания механизмов различных офтальмопатологий. В настоящей работе на основе положений теории упругости представлена математическая модель напряженного состояния системы «КМХ — связочный аппарат», возникающего после факоэмульсификации катаракты с выполнением переднего и заднего ККР и имплантацией ВКК [4, 19].

    Цель

    Определить распределение растягивающих напряжений в КМХ после факоэмульсификации катаракты, возникающих в результате перераспределения напряжений в СКАХ; обосновать выбор ВКК, позволяющего дозировать нагрузку на КМХ; установить зависимость напряжений растяжения в капсульных листках от размера ККР, тем самым обосновать размеры переднего и заднего ККР.

    Материал и методы

    В качестве модели переднего и заднего листков КМХ после факоэмульсификации катаракты принята тонкая плоская эластичная круглая мембрана единичной толщины с круговым вырезом в центре (рис. 1а). Напряженное состояние мембраны обусловлено тем, что естественному ее сокращению препятствуют силы натяжения волокон цинновой связки и силы упругости ВКК. Установившееся равновесное состояние характеризуется напряжениями растяжения в радиальном (σr) и окружном (тангенциальном) (σθ) направлениях (рис. 1б). Получение формулы, позволяющей определить величину напряжений в любой точке кольцевой мембраны, основано на решении плоской задачи теории упругости в системе полярных координат, в которой переменными являются радиус (r) и угол поворота (θ) (рис. 1б) [4, 19].

     Выделим в кольцевой мембране элемент, ограниченный двумя окружными сечениями (рис. 1б). В сечениях на элемент действуют нормальные радиальные и окружные напряжения σr и σθ. Из условия симметрии относительно оси Z, расположенной вертикально к плоскости пластины, в точке О касательные напряжения (τ) в сечениях отсутствуют.

    Формула 10 описывает картину напряженного состояния капсулы хрусталика в послеоперационном периоде и позволяет понять характер изменения относительного радиального напряжения растяжения в направлении от центра к экватору (рис. 2) и оценить снижение относительного напряжения в точках свода КМХ при увеличении диаметра кругового капсулорексиса (рис. 3).

    Результаты

    Результат математического моделирования состоит в применении расчетных формул, описывающих зависимость радиальных и окружных растягивающих напряжений в капсуле хрусталика от координат r и θ при наличии ККР с радиусом R0.

    Предельное значение растягивающих окружных напряжений приходится на точки контура ККР. Это объясняет расхождение краев радиальных разрывов или насечек по краю капсулорексиса и их распространение к экватору. В системе «КМХ — связочный аппарат» при наличии ККР окружные напряжения имеют лишь опосредованное значение, решающая роль принадлежит радиальным напряжениям, предельные значения которых наблюдаются в области экватора КМХ (рис. 2).

    Состояние равновесия взаимодействующих сил в точках свода капсульного мешка можно описать уравнением: σr·ΔS=σВ.К.·ΔS+σЦ.С.·ΔS , (12) где σr — эластичность капсулы, σЦ.С. — натяжение волокон цинновой связки, σВ.К. — упругость внутрикапсульного кольца, ΔS — площадь нормального сечения элемента на периферии свода.

     Обсуждение

    Система «хрусталик — связочный аппарат» постоянно находится в динамическом взаимодействии, что обусловлено эластичностью ее компонентов, а также способностью изменять форму и размеры. В факичном глазу эти обстоятельства определяют возможность и объем аккомодации. В артифакичном глазу происходят значимые изменения формы, размеров и структуры КМХ, однако эластичность компонентов системы «КМХ — связочный аппарат» позволяет сохранять динамическое равновесие. В осложненных случаях чрезмерное сокращение КМХ, усиление и перераспределение напряжений в различных точках системы может стать индуцирующим моментом для преждевременной деградации связочного аппарата, децентрации и дислокации комплекса «КМХ-ИОЛ» [18, 22, 23, 32].

    Капсульный мешок — оптимальная локализация для искусственного хрусталика, однако выбирая внутрикапсульную фиксацию ИОЛ, необходимо точно оценивать биомеханические характеристики капсулы в различные возрастные периоды на фоне сопутствующей патологии и учитывать послеоперационные изменения размеров и структуры КМХ. Установлено, что в раннем послеоперационном периоде после факоэмульсификации катаракты диаметр КМХ увеличивается за счет уменьшения его содержимого, сближения переднего и заднего листков и превалирования растягивающего компонента со стороны круговой цинновой связки [6, 8, 27]. В последующие полгода происходит сокращение КМХ, особенно интенсивное в первые 3 мес. Общее уменьшение диаметра КМХ в разных исследованиях составило от 2,0 до 14% [6, 27, 36]. Имплантация ВКК в различной степени влияет на процесс чрезмерного сокращения КМХ, что обусловлено большой вариабельностью упругих свойств различных моделей колец [12, 29, 36].

     Данная математическая модель описывает напряженность в различных точках КМХ после факоэмульсификации катаракты и позволяет оценить характер и степень влияния центрального кругового капсулорексиса и ВКК (рис. 3). При известных биомеханических параметрах различных структур связочно-капсульного аппарата хрусталика, пользуясь уравнением 12 и формулой 10, можно рассчитать дозированную нагрузку, оказываемую ВКК на своды КМХ. Очевидно, что при разработке и выборе колец, а также при обосновании размеров переднего и заднего капсулорексиса следует учитывать топографию и возрастные изменения КМХ.

    Морфологическими исследованиями установлено, что капсульный мешок варьирует по толщине и имеет кольцевидные зоны утолщения [7, 13, 25, 28]. С возрастом биомеханические характеристики КМХ меняются. Задняя капсула истончается, причем в центральной зоне слабее, а в парацентральной — более выраженно. Передняя капсула становится толще (табл.).

    Установлена прямая связь между прочностью капсулы и ее толщиной [11, 14]. Так при изменении толщины центральной зоны задней капсулы с 3,0 мкм в сорокалетнем возрасте до 2,5 мкм после 60 лет прочность понижается с 2,8 до 2,2 г/мм2. Дистрофические изменения еще более усугубляют ситуацию [11, 20]. Уменьшение прочности КМХ снижает устойчивость к разрыву капсулы при механическом воздействии [9, 11].

    Рисунок 4 отражает распределение прочности в передней и задней капсулах хрусталика пациентов старше 60 лет. Кривые прочности построены нами на основе литературных данных о механических характеристиках элементов глаза и топографии капсульного мешка [5, 7, 11, 13, 15, 20, 25, 28]. Наименьшей прочностью (1,0-2,2 г/мм²) характеризуется центральная зона задней капсулы. Граница стандартного переднего кругового капсулорексиса диаметром 5 мм приходится на зону кольцевидного утолщения, вершина которого ограничивает диск диаметром 5,1 мм. При увеличении диаметра капсулорексиса практически полностью удаляется ткань кольцевидной зоны утолщения с более высоким модулем упругости, что уменьшает напряжение КМХ (рис. 3) [14]. Экваториальные своды КМХ, контактирующие с внутрикапсульным кольцом, по толщине значительно отличаются от центральных отделов задней капсулы и обладают более высоким модулем упругости, что должно учитываться при разработке и выборе ВКК, ИОЛ и технике их имплантации.

    Математическое моделирование не может учитывать процессы биологической трансформации тканей КМХ в послеоперационном периоде и служит лишь дополнительным аргументом в понимании биомеханики системы «КМХ — связочный аппарат» в артифакичном глазу.

    Выводы

     1. В системе «КМХ — связочный аппарат» решающая роль принадлежит радиальным напряжениям, предельные значения которых наблюдаются в области экватора КМХ. Метод позволяет оценить ослабляющий эффект ККР в зависимости от диаметра, тем самым обосновать размеры переднего и заднего капсулорексиса.

    2. Математическая модель характеризует изменение окружных напряжений в радиальном направлении. Предельное значение окружных растягивающих напряжений приходится на точки контура ККР.

    3. Применение данной математической модели по исследованию напряжений в системе «КМХ — связочный аппарат» может быть рекомендовано в выборе и разработке новых конструкций ВКК.

    Егорова Е.В., Бетке А.В., Безбородов В.Г. Математическое моделирование в решении проблемы некоторых отдаленных последствий хирургии катаракты // Офтальмохирургия.– 2014.– No 3.– С.13-18.

    Поступила 02.02.2014


Страница источника: 13

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...

Занимательная аккомодологияЗанимательная аккомодология

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

Заболевания глазной поверхности. Взгляд со всех сторонЗаболевания глазной поверхности. Взгляд со всех сторон

Интересное об известномИнтересное об известном

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

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2016 ХIV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта использования новой офтальмологической системы CENTURION®Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта исполь...

HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незаменимой!HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незам...

Три письма пациента. Доказанная эффективность леченияТри письма пациента. Доказанная эффективность лечения

Синдром «сухого» глаза: новые перспективыСиндром «сухого» глаза: новые перспективы

Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?

Прошлое... Настоящее! Будущее?Прошлое... Настоящее! Будущее?

Проблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиумПроблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиум

Секундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT Lisa Tri ToricСекундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT...

Инновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной хирургииИнновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной ...

Применение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических ИОЛ HOYA iSert Toric в рефракционной хирургии катарактыПрименение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических...

Рейтинг@Mail.ru