CC BY
21
УДК 617.713-089.874
И.А. ИСКАКОВ1, И.Б. ДРУЖИНИН1, Л.В. ЩЕРБАКОВА2
1Новосибирский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ, 630071, г. Новосибирск, ул. Колхидская, д. 10
2Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины, 630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, д. 175/1
Выбор параметров фемтотрепанации на основе интраоперационного контроля толщины донорской роговицы
Искаков Игорь Алексеевич — доктор медицинских наук, заведующий операционным блоком, тел. (383) 340-44-73, e-mail: i.iskakov@mntk.nsk.ru
Дружинин Игорь Борисович — кандидат медицинских наук, врач-офтальмохирург, тел. (383) 341-57-79, e-mail: druzhinins@rambler.ru Щербакова Лилия Валерьевна — старший научный сотрудник лаборатории клинико-популяционных и профилактических исследований терапевтических и эндокринных заболеваний, тел. +7-913-958-47-92, e-mail: 9584792@mail.ru
В статье представлены результаты интраоперационного исследования толщины консервированной роговицы с помощью портативного оптического когерентного томографа iVue-100. В процессе гипотермического хранения в консервационной среде Eusol-C отмечается увеличение гидратации ткани роговицы. Средняя минимальная толщина донорской роговицы составила 642,9±40,8 мкм. На основе многофакторного регрессионного анализа выявлена статистически достоверная связь толщины сохраняемой в гипотермических условиях донорской роговицы и времени с момента смерти донора. Определены оптимальные параметры фемтолазерного излучения (фемтолазер-ная установка VICTUS) для сквозной трепанации отечной донорской роговицыс различной толщиной, позволяющие произвести качественную полную трепанацию и избежать дополнительного использования режущих инструментов. Снижение сроков хранения донорской роговицы позволяетуменьшить энергетическое воздействие на ткань донорской роговицы.
Ключевые слова: фемтокератопластика, гипотермическая консервация, оптическая когерентная томография.
I.A. ISKAKOV1, I.B. DRUZHININ1, L.V. SHCHERBAKOVA2
Novosibirsk branch of the S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution, 10 Kolkhidskaya Str., Novosibirsk, Russian Federation, 630071
2Scientific-Research Institute for Therapy and Preventive Medicine, 175/1 Bogatkov Str., Novosibirsk, Russian Federation, 630089
Choice of femto-assisted trepanation parameters based on intraoperative thickness control of the donor cornea
Iskakov I.A. — D. Med. Sc., Head of the Operating Department, tel. (383) 340-44-73, e-mail: i.iskakov@mntk.nsk.ru Druzhinin I.B. — Cand. Med. Sc., surgeon-ophthalmologist, tel. (383) 341-57-79, e-mail: druzhinins@rambler.ru
Shcherbakova L.V. — Senior Researcher of the Laboratory of Clinical-Population and Preventive Studies of Therapeutic and Endocrine Diseases, tel. +7-913-958-47-92, e-mail: 9584792@mail.ru
The article presents the results of intra-operative research of the thickness of donor cornea with the portable optical coherent tomograph iVue-100. During hypothermic preservation in storage media Eusol-C, the cornea fiber hydration increases. The average minimum thickness of donor cornea was 642.9±40.8 y. basing on multifactor regression analysis, we have found
| ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
'9 (110) август 2017 г. / том 1
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^ 37
the statistically reliable dependence of the thickness of donor cornea kept under hypothermic conditions on the time period since the donor' death. The optimal femtolaser parameters (VICTUS femtolaser device) for penetrating trepanation of donor cornea were identified, which allowed to carry out complete high-quality trepanation and avoid additional use of cutting tools. The reduction of the storing period of donor cornea allows to decrease the energy impact on the fiber of donor cornea.
Key words: femtokeratoplasty, hypothermic storage, optical coherent tomography.
Фемтолазезерная диссекция тканей роговицы позволяет выполнять разрезы с высокой точностью и качеством, недоступным при выполнении механической трепанации роговицы [1]. Управление фем-толазером и выбор хирургического способа лечения в современных лазерных установках осуществляется через компьютерную программу, состоящую из блоков: установочные данные, данные пациента, данные предоперационных исследований, тип вмешательства и т.д. Как правило, все возможные способы выполнения фемтокератопластики выделены в отдельный программный блок. Используя одинаковый принцип лазерного воздействия на ткань роговицы, офтальмологические установки разных производителей имеют существенные отличия в физико-технических характеристиках [2]. И хотя производители, как правило, рекомендуют определенные параметры фемтолазерного излучения, подбор оптимальных значений является обязательным условием для эффективной работы конкретной лазерной установки. Известно, что степень прозрачности роговицы донора и реципиента, уровень гидратации роговицы влияют на качество ее фемто-диссекции [3]. Развитие службы глазных банков в РФ приводит к все более широкому использованию для целей кератопластики консервированной роговицы [4, 5 и др.]. При консервации происходит набухание ткани роговицы и увеличение ее толщины, что является результатом изменения активности ионных каналов эндотелиальных клеток [6]. Толщина роговицы, измеренная с помощью ультразвука, может служить мерой степени гидратации ткани и определять параметры иссекаемого с помощью
фемтолазера роговичного трансплантата при послойной кератопластике [7]. Оптическая когерентная томография (ОКТ) роговицы является бесконтактным методом, захватывает большую площадь и обладает высокой разрешающей способностью [8]. Измерение толщины консервированной роговицы с помощью ОКТ может помочь в выборе оптимальных параметров фемтолазерного излучения и размеров трансплантата, для получения качественного трепанированного диска консервированной роговицы.
Цель исследования — на основе интраопера-ционного контроля толщины гидратированной консервированной роговицы определить оптимальные параметры фемтотрепанации для целей сквозной кератопластики.
Материал и методы
В работе использовался материал для восстановления роговицы (МВР) производства глазного банка Айлаб, г. Москва. 48 роговично-склеральных комплексов, сохраняемых в среде Eusol-C (Alchimia, Italy) для консервации в гипотермических условиях, фиксировались в искусственной камере глаза производства «Медин-Урал» г. Екатеринбург непосредственно перед фемтотрепанацией. Удаление эпителиального слоя не производили. Интраопе-рационное измерение минимальной толщины роговицы проводили с использованием портативного оптического когерентного томографа iVue-100 (Optovue, США). Проводили три измерения, фиксировали среднее минимальное значение толщины роговицы в микронах (рис. 1). Сквозную фемтотре-
Рисунок 1.
Предоперационная оптическая когерентная томография донорской роговицы
Таблица 1.
Многофакторный линейный регрессионный анализ зависимости предоперационных ОКТ-данных толщины консервированной роговицы от пола, возраста, времени с момента смерти донора, времени до операции, времени консервации, плотности эндотелиальных клеток, толщины роговицы в центре
Показатель B (SE) p
Пол 14,338 (16,37) 0,386
Возраст -1,128 (0,59) 0,061
Время с момента смерти донора до начала обработки материала 0,896 (1,51) 0,555
Время до операции 0,511 (0,25) 0,049
Время консервации -0,068 (0,24) 0,783
Плотность эндотелиальных клеток -0,020 (0,06) 0,759
Толщина роговицы в центре 0,355 (0,14) 0,013
Таблица 2.
Характеристика консервированной роговицы и данные донора
Показатель M±a, n=48
Предоперационная минимальная толщина консервированной роговицы, мкм 642,9±40,8
Возраст донора, лет 51,7±9,9
Время с момента смерти донора до операции, час 151,8±43,9
Плотность эндотелиальных клеток, клеток/мм2 2782,0±94,4
панацию выполняли на фемтолазерной установке VICTUS (Bausch&Lomb, США). Качество фемтотре-панации оценивали следующим образом: хорошее — свободное удаление трепанированного диска консервированной роговицы с помощью пинцета и шпателя, удовлетворительное — удаление трепанированного диска и использованием дополнительных режущих инструментов (алмазный нож типа «Соха», роговичные ножницы). Статистическую обработку данных проводили с использованием программы SPSS (v. 13.0). При статистическом анализе использовали предоставляемые глазным банком сведения о доноре (пол, возраст, время с момента смерти донора до начала обработки материала), а также данные исследований роговиц (плотность эндотелиальных клеток, ОКТ-данные толщины роговицы в центре). Статистический анализ включал в себя: дескриптивный анализ числовых характеристик признаков (средние значения, стандартные отклонения); множественный линейный регрессионный анализ. В качестве зависимого показателя использовался изучаемый параметр предоперационных ОКТ-данных минимальной толщины роговицы; в качестве независимых переменных в модель включали возраст и пол донора, время с момента смерти донора до начала обработки материала и до операции, время консервации, толщину роговицы в центре и плотность эндотелиальных клеток.
Результаты
В таблице 1 приведены результаты многофакторного регрессионного анализа зависимости предоперационных ОКТ-данных толщины консервированной роговицы от возраста и пола донора, времени с момента смерти донора до начала обработки мате-
риала и до операции, времени консервации. Анализ показал, что статистически значимыми показателями являются: время с момента смерти до операции (прямая зависимость), толщина роговицы в центре по ОКТ-данным глазного банка (прямая зависимость). Пол донора, возраст, продолжительность консервации и плотность эндотелиальных клеток не являлись статистически значимыми показателями.
В таблице 2 представлены результаты средней минимальной толщины консервированной роговицы по данным предоперационного ОКТ-исследования, а также приведены средние показатели времени с момента смерти донора до операции, возраста донора, плотности эндотелиальных клеток (ПЭК).
Рекомендуемые фирмой-производителем параметры фемтодиссекции для сквозной кератопластики гидратированной донорской роговицы были следующими: Depth — 1250 мкм, Diameter — 800 мкм (на 200 мкм больше диаметра трепанации на глазу реципиента), Energy — 1800 nJ, Spot Spacing — 5.0 мкм, Line Spacing — 2.0 мкм, RimCutAngle — 100°, Rim Height Bonus Top — 200 мкм.
Опираясь на собственный опыт работы на фемтолазерной установке FEMTEC 520 F (Technolas Perfect Vision, Германия), параметры фемтодиссекции были изменены. В случаях, когда предоперационное минимальное значение толщины консервированной роговицы не превышало 650 мкм использовались следующие параметры фемтодиссекции: Depth — 1100 мкм, Diameter — 800 мкм (на 200 мкм больше диаметра трепанации на глазу реципиента), Energy — 1100 nJ, Spot Spacing — 5.5 мкм, Line Spacing — 2.5 мкм, Rim Cut Angle — 90°, Rim Height Bonus Top — 100 мкм (рис. 2). При минимальной
'9 (110) август 2017 г. / том 1 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^^ 39
Рисунок 2.
Протокол сквозной фемтотрепанации донорской роговицы с толщиной до 650 мкм
РКР
Data
Procedure Execution Completed
Depth -1100 (jm
Diameter 8000 |jm
Energy 1100 nJ
Spot Spacing 5,5 мт
Line Spacing 2.5 *jm
Rim Cut Angle 90°
Rim Height Bonus Top 100 мт
Additional Z Offset 0 |jm
After РКР
ОрСАМ OCT-Bscan 0" / OCT-Cscan
V.JM
толщине 650-700 мкм: Depth — 1200 мкм, Diameter
— 800 мкм (на 200-300 мкм больше диаметра трепанации на глазу реципиента), Energy — 1200 nJ. При минимальной толщине более 700 мкм: Depth
— 1250 мкм, Diameter — 800 мкм (на 200-300 мкм больше диаметра трепанации на глазу реципиента), Energy — 1300 nJ. Spot Spacing, Line Spacing, Rim Cut Angle, Rim Height BonusTop не менялись.
При таких параметрах фемтодиссекции во всех случаях отмечалось полное фемтотрепанирование консервированной роговицы. Как правило, отмечалось вскрытие трепанированной роговицы в секторе нескольких часов с истечением сбалансированного раствора из искусственной передней камеры. Фемто «мостики» были деликатными и не требовали использования дополнительных режущих инструментов для выделения роговичного диска. Ро-говичный диск захватывался пинцетом и отделялся от окружающей ткани роговицы с легким усилием.
Обсуждение результатов
Функциональные и биологические результаты кератопластики во многом определяются качеством трепанации роговицы донора и реципиента [9]. Трепанация роговицы с помощью излучения фем-тосекундного лазера обеспечивает высокое качество выполнения разрезов в роговице реципиента при различных патологических состояниях, сопровождающихся тем или иным нарушением прозрачности роговичной ткани [10, 11]. Существуют особенности воздействия фемтолазерного излучения на ткани роговицы при нарушении ее прозрачности [12]. Имеет значение возможность выполнения качественной фемтотрепанации не только в глазу реципиента, но и в отечной ткани консервированной роговицы, без сопутствующих процедуре фемтодис-секции грубых структурных изменений в иссекаемом роговичном диске [13, 14]. Рекомендованные
производителем параметры лазерного излучения не всегда являются оптимальными. Некоторые авторы на основе анализа собственных результатов самостоятельно определяют оптимальные параметры для минимизации энергетического воздействия лазерного излучения, получения более качественной диссекции роговичной ткани [15].
Одним из методов консервации роговицы является способ гипотермического хранения в консер-вационных средах, в многокомпонентный состав которых входят декстран и хондроитин-сульфат. Использование этих препаратов призвано уменьшить гидратацию ткани роговицы в процессе хранения [16, 17]. В проведенном исследовании оценены результаты фемтотрепанации консервированной роговицы с использованием параметров лазерного излучения, оптимизированных с учетом интраоперационной минимальной толщины донорской роговицы, измеренной с помощью оптической когерентной томографии. Многофакторный анализ указывает на достоверную положительную связь между толщиной консервированной роговицы, определяемой непосредственно перед фемто-трепанацией, и временем с момента смерти донора до операции (151,8±43,9 часов). Уменьшение этого временного параметра снижает показатели гидратации ткани консервированной роговицы. Несмотря на выявленную статистически значимую положительную зависимость предоперационной минимальной толщины консервированной роговицы от толщины роговицы в центре, измеренной в Глазном банке, проводить четкие параллели затруднительно, так как измерения проводились на разных приборах. Исследования разных авторов показывают, что клинические результаты кератопластики сопоставимы при использовании роговицы от доноров в широком возрастном диапазоне [18, 19]. В нашем исследовании также не было выявлено статисти-
чески достоверной связи предоперационной минимальной толщины роговицы с возрастом донора. Обратная зависимость этого показателя может быть объяснена количеством наблюдений. В целом используемый нами подход выбора параметров фем-толазерной энергии обеспечивал во всех случаях качественную полную фемтотрепанацию консервированной роговицы разной толщины.
Заключение
Предоперационное измерение толщины консервированной роговицы с помощью оптической когерентной томографии позволяет оценить степень гидратации ткани роговицы в разные сроки в условиях гипотермического хранения. Правильный выбор параметров фемтолазерного излучения для сквозной трепанации отечной консервированной роговицы с различной толщиной позволяет произвести полную фемтотрепанацию, избежать использования дополнительного режущего инструмента, и тем самым повысить качество трепанации и уменьшить травматизацию донорской ткани.
ЛИТЕРАТУРА
1. Mian S.I., Shtein R.M. Femtosecond laser-assisted corneal surgery // Curr. Opin. Ophthalmol. — 2007. — Vol. 18, №4. — P. 295-299.
2. Костенев С.В., Черных В.В. Фемтосекундная лазерная хирургия. — Новосибирск: Наука, 2012. — 142 с.
3. Mannis M.J., Holland E.J., Gal R.L., et al. The Effect of Donor Age on Penetrating Keratoplasty for Endothelial Disease: Graft Survival after 10 Years in the Cornea Donor Study // Ophthalmology. — 2013. — Vol. 120, №12. — 10 p.
4. Борзенок С.А. Медико-технологические и методологические основы эффективной деятельности глазных тканевых банков России в обеспечении операций по сквозной трансплантации роговицы: автореф. дис. ... док. мед. наук. — М., 2008. — 50 с.
5. Заболотний А.Г., Сахнов С.Н., Киселев А.В. Организация региональной службы тканевого донорства «Глазной банк» — ор-
ганизационно-методическое обеспечение высокотехнологичной кератотрансплантологии в Краснодарском крае // Вестник ТГУ. — 2014. — Т. 19, вып. 4. — С. 1120-1123.
6. Mergler S., Pleyer U. The human corneal endothelium: new insights into electrophysiology and ion channels // Prog. Retin Eye Res. — 2007. — Vol. 26, №4. — P. 359-378.
7. Малюгин Б.Э., Паштаев Н.П., Паштаев А.Н. и др. Фемтолазер-ная передняя послойная кератопластика: пилотное клиническое исследование // Офтальмохирургия. — 2014. — №2. — С. 24-28.
8. Костенев С.В., Литасова Ю.А., Черных В.В. Исследование изменений формы и толщины роговицы после Laser in situ keratomileusis (LASIK) // Офтальмохирургия. — 2010. — №2. — С. 4-7.
9. Копаева В.Г. Современные аспекты сквозной субтотальной кератопластики: автореф. дис. ... док. мед. наук. — M., 1982. — 32 с.
10. Искаков И.А., Дружинин И.Б. Фемтосопровождение при различных видах кератопластики // Современные технологии в офтальмологии. — 2015. — Т. 8, вып. 4. — С. 138-140.
11. Farid M., Steinert R.F. Femtosecond laser-assisted corneal surgery // Curr. Opin. Ophthalmol. — 2010. — Vol. 21, №4. — P. 288-292.
12. Nuzzo V. Mechanisms of femtosecond laser-cornea interaction in keratoplasty // https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005010.
13. Holzer M.P., Rabsilber T.M., Auffarth G.U. Penetrating keratoplasty using femtosecond laser // Am. J. Ophthalmol. — 2007. — Vol. 143, №3. — P. 524-526.
14. Nuzzo V., Aptel F., Savoldelli M. et al. Histologic and ultrastructural characterization of corneal femtosecond laser trephination // Cornea. — 2009. — Vol. 28, №8. — P. 908-913.
15. Serrao S., Buratto L., Lombardo G. et al. Optimal parameters to improve the interface quality of the flap bed in femtosecond laserassisted laser in situ keratomileusis // J. Cataract. Refract. Surg. — 2012. — Vol. 38, №8. — P. 1453-1459.
16. Федоров С.Н., Мороз З.И., Борзенок С.А. и др. Среда для консервации роговицы глаза // Патент РФ №2069951, 10.12.1996.
17. Pels E., Beele H.,Claerhout I. Eye bank issues: II. Preservation techniques: warm versus cold storage // Int. Ophthalmol. — 2008. — Vol. 28, №3. — P. 155-163.
18. Cornea Donor Study Investigator Group. The Effect of Donor Age on Corneal Transplantation Outcome: Results of the Cornea Donor Study // Ophthalmology. — 2008. — Vol. 115, №4. — P. 620-626.
19. Meltendorf C., Schroeter J., Reinhold B. et al. Corneal trephination with the femtosecond laser // Cornea. — 2006. — №25. — P. 1090-1092.
