Интраоперационная ОКТ-визуализация в хирургии переднего и заднего отрезка глаза Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

OБЗOР ЛИTEРATУРЫ

УДК 617.747-007.281-073.75

© Б.М. Азнабаев, Т.Р. Мухамадеев, Т.И. Дибаев, 2016

Б.М. Азнабаев1, Т.Р. Мухамадеев1, Т.И. Дибаев2 ИНТРАОПЕРАЦИОННАЯ ОКТ-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В ХИРУРГИИ ПЕРЕДНЕГО И ЗАДНЕГО ОТРЕЗКА ГЛАЗА

'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа 2Центр лазерного восстановления зрения «Optimed», г. Уфа

В статье раскрываются различные возможности применения новой технологии визуализации в хирургии переднего и заднего отделов глаза - интраоперационной оптической когерентной томографии (ОКТ). Приведена история метода, варианты клинического применения во время операций ультрафиолетового коллагенового кросслинкинга, кератопластики, имплантации интрастромальных роговичных сегментов, факоэмульсификации. Раскрыты возможности интраоперационной ОКТ при хирургических вмешательствах на заднем сегменте глаза - при пролиферативной диабетической ретинопатии, витреомакулярном тракционном синдроме, миопическом фовеошизисе, макулярном отверстии, отслойке сетчатки, ретинопатии недоношенных. Показаны ограничения метода интраоперационной ОКТ и возможности его дальнейшего совершенствования.

Ключевые слова: интраоперационная ОКТ, витреомакулярный тракционный синдром, диабетическая пролиферативная ретинопатия, ультрафиолетовый коллагеновый кросслинкинг, отслойка сетчатки, ретинопатия недоношенных.

B.M. Aznabaev, T.R. Mukhamadeev, T.I. Dibaev INTRAOPERATIVE OCT IMAGING IN ANTERIOR AND POSTERIOR EYE SEGMENT SURGERY

The article describes possibilities of new visualization technology for anterior and posterior eye segment surgery - an intraoperative optical coherence tomography. History of method is described, clinical applications of method during UV-crosslinking, keratoplasty, implantation of intrastromal corneal segments, phacoemulsification, surgery of posterior eye segment pathology (prolifera-tive diabetic retinopathy, vitreomacular traction syndrome, myopic foveoschisis, macular hole, retinal detachment, retinopathy of prematurity) are shown. Limitations of method and its potential for further development are given.

Key words: intraoperative optical coherence tomography, vitreomacular fractional syndrome, diabetic proliferative retinopathy, UV collagen crosslinking, retinal detachment, retinopathy of prematurity.

Интраоперационная оптическая когерентная томография (intraoperative OCT, iOCT, иОКТ) - одна из самых последних инноваций в офтальмохирургии, обладающая широким потенциалом для применения как в хирургии сетчатки и стекловидного тела, так и при вмешательствах на переднем отделе глаза [3,6,10,11,13,16]. Суть технологии заключается в мониторинге хода хирургического вмешательства в реальном времени in vivo путем анализа отраженного от внутриглазных структур оптического луча особых свойств [12].

История развития интраоперационной ОКТ-визуализации. Первые иОКТ системы для микрохирургических вмешательств на глазном яблоке были разработаны в формате эндоскопических рукояток, которые вводились в полость глаза через разрезы или витр-эктомические порты [2,14]. Недостатком данных систем явилась необходимость прерывать ход операции для введения рукоятки, а также то, что система могла использоваться только для оценки состояния операционной зоны, но при этом не давала возможности контролировать ход выполнения тех или иных манипуляций во время хирургии [18]. Следующим эта-

пом развития иОКТ стали попытки совместить операционный микроскоп с бесконтактным беззондовым оптическим когерентным томографом. Первая коммерчески доступная система подобной конструкции была представлена в 2014 году компанией Carl Zeiss. Преимуществом совмещенной конструкции является то, что ОКТ-визуализация происходит без прерывания хода операции и введения зонда, то есть фактически параллельно с визуальным контролем хирурга через окуляры микроскопа или расположенный рядом монитор [4,15]. К другим преимуществам следует отнести лучшие условия поддержания стерильности операционной зоны вследствие отсутствия необходимости использования дополнительных рукояток, более высокое качество получаемых изображений, возможность сохранять их при помощи управления педалью [6,10,18].

Наиболее совершенной на сегодняшний день является система Carl Zeiss RESCAN 700 в сочетании с операционным микроскопом OPMI Lumera 700. Модуль спектральной оптической когерентной томографии имеет следующие характеристики: длина волны -

740 нм, скорость сканирования - 27000 сканов в секунду, глубина проникновения сканирующего луча - 2 мм, длина скана - от 3 до 16 мм. Осевое и поперечное разрешение сканирования составляет 5 и 15,5 мкм, соответственно. Программное обеспечение позволяет проводить непрерывный ОКТ-мониторинг с отображением сканов на окулярах операционного микроскопа, а также осуществлять ОКТ-видеозапись всей операции. Сканирование может осуществляться с вертикальной или горизонтальной ориентацией, для стабилизации изображения используются технологии Z-трекинга и контроля фокуса [12]. Близким по характеристикам аналогом системы RESCAN 700 является модуль iOCT производства компании Haag-Streit, который имеет меньшую частоту (10000 сканов в секунду) и осевое разрешение (10 мкм) сканирования.

Варианты клинического применения интраоперационной ОКТ

Хирургия переднего отдела глаза. Изменение рефлективности стромы роговицы по данным ОКТ-сканов, полученных на различных этапах ультрафиолетового коллагенового кросслинкинга, может характеризовать глубину проникновения рибофлавина [12]. Обширной областью потенциального применения интраоперационной ОКТ являются различные варианты кератопластики. Согласно Ehlers J.P. et al. (2014) иОКТ помогает точно оценивать положение трансплантата, состояние интерфейса между трансплантатом и ложем и контролировать полноту удаления пузырьков воздуха в зоне интерфейса. Коррекция выявляемых с использованием иОКТ нарушений является намного более точной, чем при обычном визуальном контроле. Среди других вариантов применения иОКТ в хирургии переднего отдела глаза следует отметить имплантацию интрастромальных рого-вичных сегментов и катарактальную хирургию (оценка конфигурации роговичных тоннельных разрезов) [20].

Пролиферативная диабетическая ретинопатия (ПДР). Интраоперационный ОКТ-контроль помогает оценивать плотность эпи-ретинальных структур, состояние сетчатки, выявлять места наиболее и наименее плотных сращений, а также определять безопасное направление приложения усилия во время удаления или рассечения фиброваскулярной ткани [11]. Динамический контроль за тем, каким образом сетчатка и патологические структуры реагируют на те или иные манипуляции хирурга, во многом позволяет выполнять операцию более щадяще и с меньшим риском ятроген-

ных повреждений. На завершающих стадиях хирургического вмешательства интраопераци-онная ОКТ помогает оценивать адекватность и достаточность проведенных манипуляций, контролировать прилегание сетчатки. Другим важным преимуществом интраоперационной ОКТ является возможность изучения состояния различных зон сетчатки после удаления массивных кровоизлияний в стекловидное тело, затруднявших детальную дооперационную диагностику [11,18].

Витреомакулярный тракционный синдром (ВМТС). Использование интраопераци-онной ОКТ во время вмешательств по поводу витреомакулярного тракционного синдрома дает дополнительную информацию о прочности и протяженности участков витреомаку-лярной адгезии. В ходе инициации отслойки стекловидного тела это помогает избежать ятрогенного «вскрытия» интраретинальных кист с формированием сквозного макулярного отверстия. При выполнении пилинга внутренней пограничной мембраны (ВПМ) иОКТ позволяет визуально контролировать данный процесс и предотвращать случайный захват нейроэпителия браншами пинцета [18]. Ehlers J.P. et al. (2014) сообщают, что использование интраоперационной ОКТ в 42% случаев оказывало влияние на принятие решения о дальнейшей хирургической тактике во время операции по поводу ВМТС [21]. Кроме того, в ряде случаев интраоперационная ОКТ позволяет проводить пилинг без окрашивания [11]. Сообщается, что непосредственно после выполнения пилинга ВПМ в большом проценте случаев наблюдалось появление гипорефлек-тивной зоны между эллипсоидной зоной фоторецепторов и пигментным эпителием, которая при дальнейшем послеоперационном наблюдении исчезает [10,15,17]. По мнению авторов, это может отражать субклиническую отслойку или же механическое повреждение наружных слоев нейроэпителия вследствие тракционного воздействия во время пилинга. Последствия описанных изменений на сегодняшний день остаются неизвестными и требуют дальнейших исследований [20,21].

В другом исследовании сообщается, что в 16% случаев после визуально завершенного пилинга ВПМ или ЭРМ интраоперационная ОКТ позволяла выявлять остаточные мембраны и, наоборот, в 22% случаев подтверждает полноту проведенного пилинга. Технология позволяет выявлять скрытые дефекты нейро-эпителия, которые могут возникать после индукции отслойки задней гиалоидной мембраны, а также предоставляет полезную инфор-

мацию для принятия решения в отношении выбора метода тампонады [17,20].

Миопический фовеошизис. Для данного патологического состояния характерно наличие множественных слоев витреошизиса, которые требуют окрашивания для последующего максимально полного удаления кортикального витреума. В таких случаях интраопераци-онная ОКТ помогает избежать многократного окрашивания, а также улучшить визуализацию ВПМ, контрастирование которой может быть затруднено в миопических глазах с большой длиной переднезадней оси и низкой плотностью ретинального пигмента [11,18].

Макулярное отверстие. Применение ин-траоперационного ОКТ-контроля при выполнении пилинга ВПМ во время хирургии различных вариантов макулярных отверстий помогает уменьшить вероятность повреждения слоя нервных волокон сетчатки [18]. При операциях по поводу рецидива макулярного отверстия технология позволяет оценивать достаточность проведенного ранее пилинга, визуализировать край ВПМ для последующего расширения зоны мембранорексиса. Интраоперационная ОКТ также дает возможность определить конфигурацию закрытия макулярного отверстия [17] и состояние близлежащего нейроэпителия на завершающем этапе операции [18].

Отслойка сетчатки (ОС). В случаях отслойки сетчатки интраоперационная ОКТ предоставляет полезную информацию в процессе индукции отслойки задней гиалоидной мембраны, при выявлении остаточной субре-тинальной жидкости дает возможность оценивать полноту выполнения обмена «жидкость-воздух» [19]. Полезным является исследование нейроэпителия на предмет наличия ретинальных складок, дефектов малого размера, звездчатых рубцов, суб-, эпи- и интра-ретинального фиброза [18].

Ретинопатия недоношенных (РН). Поле применения интраоперационной ОКТ при данной патологии является широким и недостаточно изученным к настоящему времени. Технология позволяет дифференцировать горизонтальные и переднезадние тракции, проводить щадящий пилинг, непрерывно наблюдая за состоянием сетчатки [7]. Это помогает улучшать анатомические результаты опера-

ции, избегать ятрогенного повреждения нейроэпителия [1]. Использование интраопе-рационной ОКТ при РН дает возможность оценивать площадь и структуру неоваскуляр-ных разрастаний, что является полезным в профилактике интраоперационных геморрагических осложнений [18].

Ограничения интраоперационной ОКТ. Одним из наиболее существенных ограничений является экранирование ОКТ-сканов хирургическими инструментами (степень экранирования зависит от материала инструмента). Так, J.P. Ehlers et al. сообщают, что металлические инструменты вызывают полное экранирование ткани, инструменты из полиамидных материалов - субтотальное экранирование, силиконовые инструменты - минимальное экранирование [2,8]. В связи с этим ведутся разработки так называемых ОКТ-совместимых хирургических инструментов из материалов, обладающих минимальным эффектом экранирования [9]. В исследовании H. Kunikata и соавт. (2015) показано, что при использовании вит-реоретинальных инструментов калибра 27g эффект «затенения» глубжележащих тканей выражен меньше, чем при использовании инструментов 25g [16]. К другим ограничениям можно отнести относительно менее широкое поле визуализации и меньшую скорость сканирования (по сравнению с настольными ОКТ-системами), а также зависимость качества изображения от ширины зрачка [5,16].

Заключение

В настоящее время происходит трансформация интраоперационной ОКТ из исключительно исследовательского в повседневный хирургический инструмент. Использование данной технологии позволяет более глубоко понимать изменения микроанатомии сетчатки, стекловидного тела и других структур глазного яблока во время операции. Благодаря внедрению интраоперационной ОКТ появляются широкие перспективы оценивать в реальном времени влияние хирургических манипуляций на состояние нейроэпителия сетчатки, совершенствовать хирургические подходы и технику, расширять показания к лечению и более точно прогнозировать послеоперационные анатомические и функциональные результаты.

Сведения об авторах статьи: Азнабаев Булат Маратович - д.м.н., профессор, зав. кафедрой офтальмологии с курсом ИДПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347) 275-97-65.

Мухамадеев Тимур Рафаэльевич - к.м.н., доцент кафедры офтальмологии с курсом ИДПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347) 275-97-65. E-mail: [email protected]. Дибаев Тагир Ильдарович - младший научный сотрудник ЗАО «Оптимедсервис». Адрес: г. Уфа, ул. 50 лет СССР, 8. Тел.: 8(347) 277-60-60.

ЛИТЕРАТУРА

1. A novel technique using spectral-domain optical coherence tomography (Spectralis, SD-OCT + HRA) to image supine non-anaesthezied infants: Utility demonstrated in agressive posterior retinopathy of prematurity / A. Vinekar [et al.] // Eye. - 2010. - Vol. 24. - P. 379-382.

2. Analysis of pars plana vitrectomy for optic pit-related maculopathy with intraoperative optical pit-related maculopathy with intraoperative optical coherence tomography: a possible connection with the vitreous cavity / J.P. Ehlers [et al.] // Arch. Ophthalmol. - 2011. -Vol. 129. - P. 1483-1486.

3. Ehlers, J.P. Intraoperative OCT today and tomorrow: The PIONEER Study Two-year Results and Beyond / J. Ehlers // Retinal Physician. - 2014. - Vol. 11. - P. 24, 25, 28, 29.

4. Ehlers, J.P. Intraoperative optical coherence tomography using the RESCAN 700: preliminary results from the DISCOVER study / J.P. Ehlers, P.K. Kaiser, S.K. Srivastva // Br. J. Ophthalmol. - 2014. - Vol. 98. - P. 1329-1332.

5. Ehlers, J.P. The value of intraoperative optical coherence tomography imaging in vitreoretinal surgery / J.P. Ehlers, Y.K. Tao, S.K. Srivastava // Curr. Opin. Ophthalmol. - 2014. - Vol. 25. - P. 221-227.

6. Feasibility of intrasurgical spectral-domain optical coherence tomography / S. Binder [et al.] // Retina. - 2014. - Vol. 31. - P. 1332-1336.

7. Insights into advanced retinopathy of prematurity using handheld spectral domain optical coherence tomography imaging / S.H. Chavala [et al.] // Ophthalmology. - 2009. - Vol. 116. - P. 2448-2456.

8. Integration of a spectral domain optical coherence tomography system into a surgical microscope for intraoperative imaging / J.P. Ehlers [et al.] / Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2011. - Vol. 52. - P. 3153-3159.

9. Integrative advances for OCT-Guided ophthalmic surgery and intraoperative OCT: Microscope integration surgical instrumentation, and Heads-Up display surgeon feedback / J. P. Ehlers [et al.] // PLOS One. - 2014. - Vol. 9.

10. Intraoperative microscope-mounted spectral domain optical coherence tomography for evaluation of retinal anatomy during macular surgery / R. Ray [et al.] // Ophthalmology. - 2011. - Vol. 118. - P. 2212-2217.

11. Intraoperative Optical Coherence Tomography (OCT): A new frontier in Vitreo-retinal Surgery / V. Kumar [et al.] // Delhi Journal of Ophthalmology - 2016. - Vol. 26. - P. 192-194.

12. Intraoperative Optical Coherence Tomography Using the RESCAN 700: Preliminary Results in Collagen Crosslinking [Электронный ресурс] / N. Pahuja [et al.] // BioMed Research International. - 2015. - режим доступа: http://dx.doi.org/10.1155/2015/572698. - (дата обращения: 27.02.2016).

13. Intraoperative SD-OCT in macular surgery / F. Pichi [et al.] // Ophthalmic Surg. Lasers Imaging. - 2012. - Vol. 43. - P. 54-60.

14. Intraoperative use of handeld spectral domain optical coherence tomography imaging in macular surgery / P.N. Dayani [et al.] // Retina. -2009. - Vol. 29. - P. 1457-1468.

15. Intrasurgical dynamics of macular hole surgery: an assessment of surgery-induced ultrastructural alterations with intraoperative optical coherence tomography / J. P. Ehlers [et al.] // Retina. - 2014. - Vol. 34. - P. 213-221.

16. Kunikata, H. Intraoperative optical coherence tomography-assisted 27-Gauge vitrectomy in Eyes with Vitreoretinal Diseases / H. Ku-nikata, T. Nakazawa // Case Rep. Ophthalmol. - 2015. - Vol. 6. - P. 216-222.

17. Macular surgery using intraoperative spectral domain optical coherence tomography / M. Raizi-Esfahani [et al.] // J. Ophthalmic. Vis. Res. - 2015. - Vol. 10. - P. 309-315.

18. Microscope-integrated optical coherence tomography: A new surgical tool in vitreoretinal surgery / C. Jayadev [et el.] // Indian Journal of Ophthalmology. - 2015. - Vol. 63. - P. 399-403.

19. Novel microarchitectural dynamics on rhegmatogenous retinal detachments identified with intraoperative optical coherence tomography / J.P. Ehlers [et al.] // Retina. - 2013. - Vol. 33. - P. 1428-1434.

20. The prospective intraoperative and perioperative ophthalmic imaging with optical coherence tomography (PIONEER) study: 2-year results / J.P. Ehlers [et al.] // Am. J. Ophthalmol. - 2014. - Vol. 158. - P. 999-1008.

21. Utility of intraoperative optical coherence tomography during vitrectomy for vitreomacular traction syndrome / J.P. Ehlers [et al.] // Retina. - 2014. - Vol. 34. - P. 1341-1346.

УДК 617.7:577.118 - 057.875 © Коллектив авторов, 2016

А.Е. Апрелев, Н.П. Сетко, А.М. Исеркепова, Р.В. Пашинина ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА СОСТОЯНИЕ ОРГАНА ЗРЕНИЯ У СТУДЕНТОВ

ГБОУ ВПО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Оренбург

В течение последнего времени проблема оценки здоровья студентов является предметом пристального интереса. В связи с наибольшим распространением миопии одним из основных показателей состояния здоровья студентов является оценка состояния органа зрения. Миопия - наиболее частый дефект зрения, который встречается у каждого 3-4-го взрослого жителя России. Организм человека находится в тесном взаимодействии с внешней средой, и все обменные процессы, происходящие в нем, протекают с обязательным участием микроэлементов. Определение роли микроэлементного статуса позволит разобраться в механизме развития данного заболевания, новых возможностях ранней диагностики и патогенетического лечения с целью предотвращения прогрессирования миопии, возникновения осложнений в молодом и трудоспособном возрасте.

Ключевые слова: миопия, микроэлементы, волосы.

A.E. Aprelev, N.P. Setko, A.M. Iserkepova, R.V. Pashinina IMPACT OF MICROELEMENTS ON STATE OF ORGAN OF VISION IN STUDENTS

Recently, the problem of assessment of students' health has gained great interest. Because of large myopia prevalence, one of the main indices of students' health state is assessment of state of organ of vision. Myopia is the most common defect of vision, which occurs in every 3rd - 4th adult inhabitant of Russia. The human body is in close interaction with the environment, and all the metabolic processes occurring in it, proceed with the obligatory presence of trace elements. Definition of the role of the microele-