Диссертация (1097617), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Лазерные технологии открывают возможностилечения заболеваний, ранее трудно поддававшихся лечению. Различного рода осложненияпосле проведения лазерных глазных вмешательств часто связанны с выборомэнергетических и временных параметров лазерного облучения, которые обуславливаютвозникновение таких трудноучитываемых факторов, как нестационарные полятермонапряжений и давления, которые опосредованно могут вызывать нежелательныеэффекты и осложнения.Целью исследования, представленного в данной главе, являлось как развитие новыхлазерных методов лечения, так и минимизация побочных эффектов лазерного воздействия.В первом параграфе данной главы рассматривается механизм разрушения пленоквторичной катаракты.
Второй посвящен принципиально новому подходу к коррекциирефракции глаза, механизм которого основан на модификации структуры и полямеханических напряжений роговицы глаза путем локального неабляционного воздействия. Втретьем параграфе представлена новая технология нормализации внутриглазного давленияпри лечении первичной открытоугольной глаукомы.6.1.
Оптимизация технологии удаления плёнок вторичной катарактыВторичная катаракта (ВК) - наличие послеоперационного снижения прозрачностикапсулы хрусталика (КХ), так называемое «пленчатое» помутнение в области зрачка,относится к числу наиболее распространенных осложнений катарактальной хирургии [Бауми др., 2016a]. Формирующиеся на внутренней поверхности капсулы помутнения могут иметьмягкую или плотную структуру, что имеет значение при выборе параметров лазерноговоздействия, а их развитие связано с сохраняющейся способностью к пролиферацииостаточных клеток эпителия хрусталика.Лазерная фотодеструкция тканей, являющаяся альтернативой традиционнымхирургическим вмешательствам, не лишена недостатков и побочных эффектов (глазнаягипертензия, кровотечение из сосудов глаза, повреждение роговицы и сетчатки, грыжастекловидного тела, дислокация и повреждение искусственного хрусталика) [Гамидов и др.,2007a; Маргиева и др., 2012; Khanzada et al., 2008; Steinert et al., 1991].
При использованиилазерного излучения, одним из наиболее часто встречающихся осложнений являетсяповреждение оптической части интраокулярной линзы (ИОЛ) [Желтов, 2013; Гамидов и др.,1592007b; Birngruber et al., 1985; Chofflet et al., 1991], которое часто называют дистантнымповреждением ИОЛ. Необходимость проведения дальнейших исследований, направленныхна обеспечение максимально щадящего характера лазерной деструкции пленчатыхпомутнений в области зрачка, сохраняет свою актуальность.В данном разделе рассмотрены физические процессы, происходящие подвоздействием последовательных лазерных импульсов на гетерогенные структуры глаза припроведении лазерной дисцизии капсулы хрусталика в численном эксперименте с цельюоптимизации существующей технологии лазерного удаления плёнок вторичной катаракты.Показано, что эффективный коэффициент поглощения излучения зрачковымимембранами определяется в основном процессами рассеяния света.
Найден основноймеханизм абляции пленок - разрушение под действием давления выделяющихся газов,происходящее после окончания лазерных импульсов [Гамидов и др., 2015].В экспериментальном исследовании были использованы образцы аутопсийногоматериала - образцы капсулы нормального хрусталика, а также образцы с различнымиформами помутнений после хирургии катаракты с различными оптическимихарактеристиками и толщиной (от тонких прозрачных пленок, до более толстыхнепрозрачных образцов), полученных из глазного банка НИИ глазных болезней.
Подход крешению поставленных задач был основан на комбинации известных экспериментальныхоптических методов, в частности, лазерного воздействие с различными параметрами (длинойволны излучения, длительностью и частотой следования импульсов, количества серийоблучения и количества импульсов в каждой серии) осуществляли с помощью ИК диапазона(Nd;YAG, 1064 нм).
Лазерное воздействие осуществляли сериями из 1-50 импульсовдлительностью 8 нс каждый, с энергией импульса 1-20 мДж при диаметре лазерного пятна от20 мкм до 1 мм.Морфометрическое исследование опытных образцов капсулы хрусталика и ихфоторегистрацию проводили на «Фотомикроскопе III» («Оптон», Германия) с помощьюпрограммно-аппаратного комплекса МЕКОС-ФДММ (ЗАО «МЕКОС).6.1.1. Гистологическое исследование исходных образцовПроведено сравнительное морфологическое и морфометрическое исследованиеметодом полутонких срезов образцов капсулы нормального хрусталика, а также образцов сразличными формами помутнений после экстракции катаракты (Рис.
6.1).160Рис. 6.1. Морфологическая картина неизмененной задней капсулы хрусталика срезультатами морфометрических измерений ее толщины. Полутонкий срез. Окраскаметиленовым синим и основным фуксином [Баум и др., 2016a].На рисунках 6.2 и 6.3 представлены примеры «мягких» (рыхлых) пленок вторичныхкатаракт. Псевдорегенераторная или пролиферативная форма представлена многослойнымнапластованием гипертрофированных клеточных компонентов на поверхности капсулыхрусталика (Рис. 6.2).Изменения капсулы хрусталика при гиалоподобной форме имеют вид отечной рыхлойбесструктурной ткани без четких границ с наличием в ней микрощелевидных пространств иразволокнений, что придает им внешнее сходство со стекловидным телом (Рис.
6.3).Рис. 6.2. Морфологическая картина капсулы хрусталика при псевдорегенераторной формевторичной катаракты. Стрелками указаны гипертрофированные мигрирующие клеткиэкваториальной зоны. Полутонкий срез.Окраска метиленовым синим и основным фуксином [Баум и др., 2016a].161Рис. 6.3.
Морфологическая картина капсулы хрусталика при гиалоподобной формевторичной катаракты. Разволокнения капсулы отмечены черными стрелками. Между ниминаходятся микрополости в ткани капсулы с более бледной окраской. Полутонкий срез.Окраска метиленовым синим и основным фуксином [Баум и др., 2016a].Для «твердых», т.н. фиброзных пленок вторичных катаракт характерны процессыфиброплазии с образованием неравномерной по толщине бесклеточной соединительнойткани на внутренней поверхности капсулы хрусталика (Рис. 6.4).Рис. 6.4. Морфологическая картина капсулы хрусталика при «твердой» (фиброзной) формевторичной катаракты.
В верхней половине рисунка видны напластования фиброзной тканина внутренней поверхности задней капсулы (черные стрелки). С наружной поверхности(нижняя половина рисунка) находятся фрагменты стекловидного тела. Полутонкий срез.Окраска метиленовым синим и основным фуксином [Баум и др., 2016a].Характерный размер заметных неоднородностей структуры пленок вторичныхкатаракт составляет несколько микрон.1626.1.2. Лазерное воздействие на пленки задней капсулы хрусталикаВнешний вид изолированных образцов «мягкой» и «твердой» пленок вторичныхкатаракт представлен на Рис. 6.5 и Рис. 6.6.Рис.
6.5. Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«твердая» форма), случай А [Баум и др., 2016a].Рис. 6.6. Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«мягкая» форма), случай Б [Баум и др., 2016a].Результаты лазерного воздействия на препараты «твердой» и «мягкой» формкатаракты представлены на Рис. 6.7 и 6.8.163Рис. 6.7. Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«твердая» форма) после лазерного воздействия. Стрелками указаны участки сквозныхмикроперфораций. Потемнения вокруг этих участков соответствуют зонам несквозногоразрежение ткани капсулы [Баум и др., 2016a].Рис.
6.8. Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«мягкая» форма) после лазерного воздействия. Крупные, неправильной формы дефектыотмечены заостренными стрелками (они находятся в правой нижней четвертипрепарата). Разноразмерные пузырьки воздуха отмечены тупыми стрелками (онинаходятся в верхней половине препарата) [Баум и др., 2016a].Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«твердая» форма) после лазерного воздействия представлен на Рис.
6.7. Результаты164лазерной деструкции твердых образцов капсулы указывают на наличие точечных, сквозныхмикроперфораций с радиальными лучами по краю дефектов на фоне темной зонынесквозного разрежения задней капсулы. Вокруг зоны абляции имеется кольцеобразная зонамодифицированной ткани (потемневшие участки) - это участки несквозного разрежениеткани капсулы достигающие 100-200 микрон от края микроперфорации.Макропрепарат изолированного образца капсулы хрусталика с помутнениями(«мягкая» форма) после лазерного воздействия представлен на Рис. 6.8. Крупные,неправильной формы дефекты отмечены заостренными стрелками (они находятся в правойнижней четверти препарата на Рис.
6.8). Для картины лазерных разрушений в мягкихобразцах капсулы характерным является наличие крупных дефектов неправильной формы иприсутствие пузырей воздуха в зоне воздействия. Далее проведен анализ условийповреждений тканей глаза при лазерном удалении пленок вторичных катаракт на основетеоретической модели, представленной в главе 3.6.1.3. Теоретическая модель лазерно-индуцированных деформаций и давленийПроцессы, протекающие в сплошной среде при действии на нее импульснопериодического лазерного излучения, в данном разделе описываются уравнениями движениясреды в форме Лагранжа.
Это позволяет описать движение многослойных сред, свойствакоторых меняются при переходе через поверхности раздела (см. главу 3). При этом объектомдвижения служат отдельные частицы среды, рассматриваемые как материальные частицы,сплошным образом заполняющие некоторый движущийся объем [Кочин и др., 1963].Морфометрия пленок вторичных катаракт не выявила заметных неоднородностей структуры,их характерный размер заметных неоднородностей структуры пленок вторичных катарактпорядка микрона, что позволило применить рассматриваемую теоретическую модель ирассматривать модельную среду как однородную.Уравнения Лагранжа для трехмерного движения сплошной среды:Уравнение непрерывности в переменных Лагранжа:V = V0 ∆(6.1)165где ∆ ≡∂ ( xe , ye , ze )∂ ( xl , yl , zl )- якобиан перехода от эйлеровых координат ( xe , ye , ze ) клагранжевым координатам ( xl , yl , zl ) ; V0 = 1 ρ0 , V = 1 ρ - начальный и текущий удельныеобъемы.Уравнение непрерывности в явном виде: ∂x ∂y ∂z ∂y ∂z ∂y ∂x ∂z ∂x ∂z ∂z ∂x ∂y ∂x ∂y V = V0 e e e − e e − e e e − e e + e e e − e e , ∂xl ∂yl ∂zl ∂zl ∂yl ∂xl ∂yl ∂zl ∂zl ∂yl ∂xl ∂yl ∂zl ∂zl ∂yl (6.2)Уравнения движения в форме Лагранжа:∂ 2 xe ∂xe ∂ 2 ye ∂ye ∂ 2 ze ∂ze 1 ∂P;+ Y − 2 + Z − 2 = X − 2 ∂t ∂xl ∂t ∂xl ∂t ∂xl ρ ∂xl(6.3)∂ 2 xe ∂xe ∂ 2 ye ∂ye ∂ 2 ze ∂ze 1 ∂P;+ Y − 2 + Z − 2 = X − 2 ∂t ∂yl ∂t ∂yl ∂t ∂yl ρ ∂yl(6.4)∂ 2 xe ∂xe ∂ 2 ye ∂ye ∂ 2 ze ∂ze 1 ∂P,+ Y − 2 + Z − 2 = X − 2 ∂t ∂zl ∂t ∂zl ∂t ∂zl ρ ∂zl(6.5)где F = Xi + Yj + Zk - вектор силы, отнесенный к единице массы (в дальнейшемприравнивается к нулю, т.е.