Диссертация (1097617), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Кольцеобразный нагрев, характеризующийся неравномерностью, приводит квозникновению градиента температур, и к еще большему уменьшению концентрации воды,являющейся основным поглощающим агентом, вследствие чего роговица становится болеепрозрачной для проходящего ИК-излучения. В момент времени t=5 c наблюдалось видимоеглазом помутнение роговицы из-за возникновения новых рассеивающих центров иизменения расстояния между ними, приводящих к росту рассеяния (Рис. 6.39).Рис.
6.39. Характерные помутнения роговицы, возникающие при облучении роговицыкольцевым источником с оптимальной интнсивностью, но со временем облучения большеоптимального.На 8-ой секунде наблюдался экстремум, и рост прозрачности прекращался, этотмомент соответствует возникновению необратимых изменений в структуре белка - началуденатурации, что соответствует гистологическим изменениям (Рис. 6.40).Рис. 6.40. Гистологическая картина роговицы в месте облучения.Окраска гематоксилин-эозином.195Эти изменения соответствуют по времени возникновению визуального измененияповерхности, характеризующегося зарождением и развитием очагов шероховатости,нарушающих характерный для стромы роговицы порядок расположения фибрилл. Этонарушение порядка расположения фибрилл, и постепенное увеличение толщины роговицына 10 секунде облучения приводит к ухудшению пропускающей способности роговицы в ИКобласти спектра, сопровождающейся ростом области денатурации.При длительном облучении роговицы после порога денатурации, наблюдаетсяскачкообразное изменение характера графика, связанное с подтягиванием ранее необлученных тканей в область облучения из-за усадки объема области денатурации.
Процесс«подтягивания» новых, ранее не облученных, тканей в область облучения происходитскачкообразно и повторяется несколько раз (Рис. 6.37, моменты времени 16-17c, 21-22c и 2627c) пока вся область облучения не заполнится денатурировавшей тканью. Это приводит кплавному падению прозрачности после 28 c.Сравнение динамики прошедшего ИК и видимого сигналов при облучении роговицыточечным источником лазерного излучения позволило сделать вывод о том, что тканьроговицы более устойчива к лазерному воздействию в видимом, нежели в инфракрасномдиапазоне длин волн.
Для кольцевого источника лазерного излучения эта тенденциясохраняется. Времена характерных изменений ИК и видимого диапазона в зависимости отчастоты следования лазерных импульсов приведены в Таблице 6-1.Таблица 6-1. Времена характерных изменений ИК и видимого диапазонаЧастота облучения, ГцВремя помутнения, сВремя экстремума наВремя экстремума награфике прошедшего ИКграфике прошедшегоизлучения, свидимого излучения, с1,44-57101,25-68-1112-1513040-5045-55Обратимость структурных изменений роговицыПомутнение и связанные с ним структурные изменения роговицы могут быть какнеобратимыми, так и обратимыми.
Причем обратимость этих изменений может быть связанас возвращением воды в облученную зону роговицы. Таким образом, при подбореоптимального режима, необходимо, чтобы изменение формы благодаря релаксации196напряжений, происходило без необратимых последствий, приводящих к потерепрозрачности.Исследования ex vivo показали, что если облучение прекратить в течении 0.5 с послепоявления первого видимого помутнения роговицы, то оно исчезает при последующемвымачивании роговицы в физиологическом растворе в течение 20-30 минут. Такое же времянеобходимо для восстановления прозрачности глаза кролика в опытах in vivo за счетконтакта роговицы со слезной жидкостью и за счет увеосклерального оттока жидкости.
Вопытах ex vivo на глазах минисвиней Светлогорской популяции показано, что динамикапрошедшего ИК-сигнала после первого помутнения и восстановления концентрациижидкости при помещении в физиологический раствор, образец при повторном облучениидемонстрирует такое же поведение прошедшего ИК-сигнала, как и при первичномоблучении.С помощью тепловизора Testo-875 было проведено температурное исследованиеповерхности роговицы в двух рассмотренных ранее режимах: режим с частотой 1,2 Гц ирежим с частотой 1,4 Гц. Максимальная температура, до которой нагревается роговица приоблучении в режиме с частотой 1,4 Гц составила 64,8° С; при режиме с частотой 1,2 Гц 58,4° С.
При этом температура роговицы, в тот момент времени, когда на графикепрошедшего ИК-излучения наблюдался экстремум, достигала 44°C для режима с частотой1,2 Гц и 48°С для режима с частотой 1,4 Гц. [Brinkmann et al., 2000].В следующей серии экспериментов [Yuzhakov et al., 2013] исследовалось поведениероговицы в центральной и периферической зоне при облучении в выбранном«терапевтическом режиме» оптоволокном с диаметром 600 мкм с плотностью мощности 6±1Вт/см2, длительностью импульса 500 мс при частоте 1.4 Гц при общем времени облучения 6секунд, что соответствовало по плотности мощности кольцевому источнику в центральнойчасти кольца (по площади от максимума интенсивности до ее уменьшения в 2 раза).
Вкачестве тестируемого сигнала подавалось излучение с плотностью мощности 20 Вт/см2,длительностью импульса 50 мс.Было показано, что до и после лазерного облучения в «терапевтическом режиме»коэффициенты поглощения и рассеяния совпадали и давали величины 6,1±0,4см-1 и9,0±0,6см-1, соответственно [Yuzhakov et al., 2013].Найденная корреляция структурных изменений с динамикой пропускания видимого иИК сигналов, пороги обратимости для каждого конкретного режима лазерного облучения197могут быть положены в основу контрольной системы с обратной связью, обеспечивающейэффективность и безопасность лазерного изменения формы роговицы.В результате проведенных исследований показана принципиальная возможностьприменения лазерных технологий к коррекции рефракции роговицы.
Найдены режимынеабляционного лазерного облучения роговицы, при которых не происходит необратимыхизменений при коррекции ее формы под действием импульсно-периодического лазерногоизлучения с длиной 1.56 мкм волны. Изменения, происходящие в роговице в начальнойстадии ее помутнения, обратимы и связаны с перераспределением воды. Измерениядинамики проходящих видимого и ИК излучений позволяют детектировать структурныеизменения роговицы от обратимого помутнения до денатурации.
При облучении воптимальном режиме роговица нагревается приблизительно на 12-15° С, и эти измененияостаются обратимыми. Это подтверждает полученные ранее данные о термостабильностироговицы. Предсказуемость же величины рефракции достигается применением специальноподобранной линзы, которая перед лазерным воздействием прижимается к роговице глаза изадает необходимую форму поверхности. Показано, что стабильный результат измененияроговицы может быть достигнут при мощностях облучения, в несколько раз меньше пороговповреждения роговицы и эпителия и не приводящих к уменьшению ее прозрачности.Полученные результаты являются надежной основой новой лазерной технологии вофтальмологии для лечения миопии, гиперметропии, и астигматизма, а совокупностьтеоретических моделей и оптических методов регистрации структурных изменений вроговице при лазерном воздействии является основой создания контрольных систем собратной связью, обеспечивающих эффективность и безопасность лазерного лечения, в товремя как долговременность данного положительного эффекта остается предметомдальнейших исследований.1986.3.
Нормализация внутриглазного давления за счет изменениягидравлической проницаемости склеры глазаЛазерные технологии эффективно используются в офтальмологии. Первичнаяоткрытоугольная глаукома (ПОУГ) - наиболее часто встречающийся вид глаукомы увзрослых, при которой повышение внутриглазного давления связано с ухудшением оттокажидкости по дренажной системе глаза из-за блокады шлеммова канала и дистрофическихизменений в трабекуле и интрасклеральных каналах. К сожалению, существующие методыне дают полного и долговременного решения проблемы повышенного внутриглазногодавления (ВГД). Актуальность решения данной проблемы и ее большая социальнаязначимость обусловлены тем, что из всех больных глаукомой ПОУГ наблюдается у 70%,ПОУГ имеют 1-2 % населения старше 45 лет и 3-4 % старше 60 лет.Для лечения ПОУГ применяется как медикаментозное лечение, так и лазерныеоперации, самой распространенной из которых является селективная лазернаятрабекулопластика (СЛТП), предложенная в 1995 году М.
Latina и заключающаяся ввоздействии лазерного излучения на зону трабекулы в проекции шлеммова канала [Баум идр., 2009b]. При проведении СЛТП не происходит коагулирующего эффекта, импульсынаносятся на зону трабекулы, но из-за большого размера лазерного пятна (400 мкм - приселективной, 50 мкм - при традиционной трабекулопластике) зоной взаимодействиялазерного излучения является вся область трабекулы, а не только проекция шлеммоваканала, что приводит к отсутствию зон побледнения и «эффекта попкорна».
Этообусловливает как щадящее действие этого метода, так и его недостаточную эффективность[Магарамов и др., 2007]. Менее распространенная операция лазерной диоднойциклокоагуляции основана на локальной деструкции цилиарного тела, что при недостаточноточно подобранных параметрах лазерного облучения (зависящих зачастую от конкретногостроения глазной системы пациента) может привести к локальному тромбообразованию всосудах мелкого и среднего калибра и кровоизлияниям [Бакунина и др., 2009].Известно, что наряду с массопереносом внутриглазной жидкости (ВГЖ) черезШлеммов канал, и сосудистую систему глаза, существует другой естественный механизм увеосклеральный [Киселева и др., 2013a], через который протекает до 50% внутриглазнойжидкости (ВГЖ) у детей, но менее 3% у взрослых [Киселева и др., 2013b].
Наличиеувеосклерального оттока ВГЖ у человека через передний отдел сосудистого тракта склерывпервые было описано в работе [Онищенко и др., 2014] в 1965 году. Позже было показано[Петров, 2014], что из перихориоидального пространства жидкость оттекает не только всосудистое русло увеального тракта, но и диффундирует непосредственно через толщу199склеры наружу [Куроедов и др., 2014a; Куроедов и др., 2014b; Авдеев и др., 2014b].Управление процессом транссклеральной фильтрации жидкости является актуальной задачей[Авдеев и др., 2014a; Куроедов и др., 2011].Настоящий параграф посвящен исследованиям воздействия лазерного излучения нагидропроницаемость склеры глаз животных in vivo, на микропористую структуру склерыглаза человека и клиническим результатам гипотензивного эффекта повышениягидропроницаемости склеры.Новая технология нормализации ВГД путём увеличения гидропроницаемости склеры[Большунов, 2012] с помощью транссклерального термомеханического воздействияимпульсно-периодического лазерного излучения была предложена соискателем всоавторстве с Соболем Э.Н., Большуновым А.В., Омельченко А.И.
и Хомчик О.В. изащищена патентом.Предварительные экспериментальные исследования ex vivo [Монахова и др., 2010]позволили определить режимы лазерного излучения, при которых гидропроницаемостьоблученной склеры глаза увеличивается в несколько раз, что связывали с образованиемновых микропор, невидимых с помощью оптического микроскопа, существование которыхбыло подтверждено позже в результате исследования изменений тонкой структуры склерына выделенных глазах [Baum et al., 2014; Аветисов и др., 2015].6.3.1. Механизм изменения гидравлической проницаемости склерыпод действием лазерно-индуцированного поля термонапряженийИзвестно, что неоднородный лазерный нагрев биологических тканей приводит кобразованию пор и микроканалов в области, где создаются максимальные термонапряжения.Образование новых пор в склере глаза может ускорить протекание внутриглазной жидкостичерез ткань, увеличив увеосклеральный отток и, тем самым, способствовать нормализациивнутриглазного давления [Баум и др., 2008a; Соболь и др., 2009], на чем и основан новыйподход к увеличению увеосклерального оттока ВГЖ.Новый подход к лечению глаукомы основан на термомеханическом лазерномвоздействии на пористую структуру склеры глаза, при котором формируютсяинтрасклеральные микроканалы, что приводит к значительному увеличению оттокавнутриглазной жидкости и нормализации внутриглазного давления [Большунов, 2012].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
