Хирургическая коррекция зрения: история и современные методы.

Введение

Хирургия для лечения распространенных нарушений зрения

Рефракционная хирургия – это факультативная (необязательная) операция на глазах, используемая для улучшения рефракции глаза и снижения или устранения зависимости от очков или контактных линз. Она может включать различные методы хирургического изменения формы роговицы (кератомилезис), имплантацию или замену хрусталика. Наиболее распространенные современные методы используют эксимерные лазеры для изменения кривизны роговицы. Рефракционные операции на глазах применяются для лечения распространенных нарушений зрения, таких как близорукость, дальнозоркость, пресбиопия и астигматизм.

История

Первая теоретическая работа о потенциале рефракционной хирургии была опубликована в 1885 году офтальмологом из Норвегии Хьялмаром Августом Шиотцем. В 1930 году японский офтальмолог Цутому Сато предпринял первые попытки проведения подобной операции, надеясь скорректировать зрение военных пилотов. Его подход заключался в выполнении радиальных разрезов в роговице, позволяющих корректировать зрение до 6 диоптрий. К сожалению, процедура приводила к высокой частоте дегенерации роговицы и вскоре была отвергнута медицинским сообществом. Первая эффективная техника рефракционной хирургии была разработана в офтальмологической клинике Барракера (Богота, Колумбия) в 1963 году Хосе Барракером. Его метод, называемый кератомилеузисом, что означает переформирование роговицы (от греческого κέρας (kéras: рог) и σμίλευσις (smileusis: резьба)), позволял корректировать не только близорукость, но и дальнозоркость. Он включает в себя удаление слоя роговицы, его замораживание для последующей ручной обработки в необходимую форму и, наконец, повторную имплантацию переформированного слоя в глаз. В 1980 году Свингер впервые в США выполнил операцию кератомилеузиса. Это оставалось относительно неточным методом. В 1974 году в СССР Святослав Федоров разработал рефракционную процедуру, известную как радиальная кератотомия (РК), которая позднее была внедрена в Соединенных Штатах. РК предполагает выполнение ряда разрезов в роговице для изменения ее формы и коррекции рефракционных ошибок. Разрезы выполнялись бриллиантовым ножом. После внедрения РК врачи регулярно корректировали близорукость, дальнозоркость и астигматизм с использованием различных техник разрезов на роговице. Тем временем эксперименты 1970 года с димером ксенона и 1975 года с галогенидами благородных газов привели к изобретению лазера, известного как эксимерный лазер. Хотя эксимерные лазеры первоначально использовались в промышленных целях, в 1980 году Рангасвами Сринивасан, ученый IBM, использовавший эксимерный лазер для создания микросхем в микрочипах для информационного оборудования, обнаружил, что эксимер также можно использовать для разрезания органических тканей с высокой точностью без значительного термического повреждения. Открытие эффективного биологического режущего лазера, а также разработка компьютеров для его управления, позволили разработать новые методы рефракционной хирургии. В 1983 году Стивен Трокель, ученый из Колумбийского университета, в сотрудничестве с Тео Сайлером и Шринивасаном, выполнил первую фоторефракционную кератектомию (ФРК) или кератомилеузис in situ (без отделения слоя роговицы) в Германии. Первый патент на этот метод, который впоследствии стал известен как операция LASIK, был выдан Патентным ведомством США Голаму Али Пейману, доктору медицинских наук, 20 июня 1989 года. Он включает в себя создание лоскута в роговице и его отгибание для обнажения стромы роговицы, затем использование эксимерного лазера для абляции обнаженной поверхности до желаемой формы и, наконец, возвращение лоскута на место. Название LASIK было придумано в 1991 году Университетом Крита и Офтальмологической клиникой Вардинояннион. Патенты, связанные с так называемыми технологиями широкополосного LASIK и ФРК, были выданы американским компаниям, включая Visx и Summit, в период с 1990 по 1995 год на основе фундаментального патента США, выданного IBM (1983), который охватывал использование ультрафиолетового лазера для абляции органических тканей. В 1991 году Цзинь Т. Линь, доктор философии (китайский физик), получил патент США на новую технологию с использованием сканирующего луча для индивидуального LASIK, который в настоящее время используется во всем мире. Первый патент США на использование устройства для отслеживания движения глаз для предотвращения децентрации при процедурах LASIK был выдан другому китайскому физику, доктору С. Лаю, в 1993 году.

The first theoretical work on the potential of refractive surgery was published in 1885 by Hjalmar August Schiøtz, an ophthalmologist from Norway. In 1930, the Japanese ophthalmologist Tsutomu Sato made the first attempts at performing this kind of surgery, hoping to correct the vision of military pilots. His approach was to make radial cuts in the cornea, correcting effects by up to 6 diopters. The procedure unfortunately produced a high rate of corneal degeneration, however, and was soon rejected by the medical community. The first proficient refractive surgery technique was developed in the Barraquer ophthalmologic clinic (Bogotá, Colombia), in 1963, by Jose Barraquer. His technique, called keratomileusis, meaning corneal reshaping (from Greek κέρας (kéras: horn) and σμίλευσις (smileusis: carving)), enabled the correction, not only of myopia, but also of hyperopia. It involves removing a corneal layer, freezing it so that it could be manually sculpted into the required shape, and finally reimplanting the reshaped layer into the eye. In 1980, Swinger performed first keratomileusis surgery in US. it remained a relatively imprecise technique. In 1974 a refractive procedure called Radial Keratotomy (RK) was developed in the USSR by Svyatoslav Fyodorov and later introduced to the United States. RK involves making a number of cuts in the cornea to change its shape and correct refractive errors. The incisions are made with a diamond knife. Following the introduction of RK, doctors routinely corrected nearsightedness, farsightedness, and astigmatism using various applications of incisions on the cornea. Meanwhile, experiments in 1970 using a xenon dimer and in 1975 using noble gas halides resulted in the invention of a type of laser called an excimer laser. While excimer lasers were initially used for industrial purposes, in 1980, Rangaswamy Srinivasan, a scientist of IBM who was using an excimer laser to make microscopic circuits in microchips for informatics equipment, discovered that the excimer could also be used to cut organic tissues with high accuracy without significant thermal damage. The discovery of an effective biological cutting laser, along with the development of computers to control it, enabled the development of new refractive surgery techniques. In 1983, Stephen Trokel, a scientist at Columbia University, in collaboration with Theo Seiler and Srinivasan, performed the first Photorefractive Keratectomy (PRK), or keratomileusis in situ (without separation of corneal layer) in Germany. The first patent for this approach, which later became known as LASIK surgery, was granted by the US Patent Office to Gholam Ali. Peyman, MD on June 20, 1989. It involves cutting a flap in the cornea and pulling it back to expose the corneal bed, then using an excimer laser to ablate the exposed surface to the desired shape, and then replacing the flap. The name LASIK was coined in 1991 by University of Crete and the Vardinoyannion Eye. The patents related to so called broad beam LASIK and PRK technologies were granted to US companies including Visx and Summit during 1990–1995 based on the fundamental US patent issued to IBM (1983) which claimed the use of UV laser for the ablation of organic tissues. In 1991, J. T. Lin, Ph. D. (a Chinese Physicist) was granted a US patent for a new technology using a flying spot for customized LASIK currently used worldwide. The first US patent using an eye tracking device to prevent decentration in LASIK procedures was granted to another Chinese Physicist, Dr. S. Lai in 1993.

Поверхностные процедуры

Эксимерный лазер используется для абляции самой передней части стромы роговицы. Эти процедуры не требуют выполнения частичного разреза в строме. Методы поверхностной абляции различаются только способом обработки эпителиального слоя. Фоторефрактивная кератектомия (ФРК) – это амбулаторная процедура, обычно выполняемая с использованием глазных капель с местной анестезией (как и при ЛАСИК/ЛАСЕК). Это вид рефракционной хирургии, который изменяет форму роговицы путем удаления микроскопических количеств ткани из стромы роговицы с помощью компьютерно-управляемого лазерного луча (эксимерного лазера). Отличие от ЛАСИК заключается в том, что верхний слой эпителия удаляется (и используется повязочная контактная линза), поэтому лоскут не формируется. Время восстановления после ФРК дольше, чем после ЛАСИК, хотя результат (через 3 месяца) примерно одинаков (очень хороший). В последнее время индивидуализированная абляция применяется при ЛАСИК, ЛАСЕК и ФРК. Трансэпителиальная фоторефракционная кератектомия (TransPRK) – это лазерная хирургическая операция для коррекции рефракционных ошибок роговицы глаза. Она использует эксимерный лазер для абляции внешнего слоя роговицы, эпителия, а также соединительной ткани – стромы, для коррекции оптической силы глаза. Лазерная кератомилеузия под эпителием (ЛАСЕК) – это также процедура, изменяющая форму роговицы с помощью эксимерного лазера для удаления ткани из стромы роговицы, расположенной под эпителием роговицы, который в основном сохраняется в целостности и выполняет функцию естественной повязки. Хирург использует спиртовой раствор для размягчения и последующего поднятия тонкого слоя эпителия (обычно толщиной 50 микрометров) с помощью лезвия-трефина. В течение нескольких недель после ЛАСЕК эпителий заживает, не оставляя постоянного лоскута в роговице. Этот процесс заживления может сопровождаться дискомфортом, сопоставимым с таковым при ФРК. EPI LASIK – это новая техника, аналогичная ЛАСЕК, которая использует эпикератом (вместо лезвия-трефина и спирта) для удаления верхнего слоя эпителия (обычно толщиной 50 микрометров), который впоследствии возвращается на место. Для некоторых пациентов она может обеспечить лучшие результаты, чем стандартная ЛАСЕК, поскольку позволяет избежать возможных негативных эффектов спирта, а восстановление может проходить с меньшим дискомфортом. Кастомизированная трансэпителиальная бесконтактная (C TEN) – это инновационная стратегия хирургии роговицы, позволяющая избежать каких-либо манипуляций с роговицей посредством полного лазерного трансэпителиального подхода. Поскольку планирование C TEN основывается на морфологии каждого отдельного глаза, она может применяться для лечения широкого спектра патологий роговицы – от рефракционных до терапевтических. C TEN иногда называют продвинутой поверхностной абляцией (ASA).

The excimer laser is used to ablate the most anterior portion of the corneal stroma. These procedures do not require a partial thickness cut into the stroma. Surface ablation methods differ only in the way the epithelial layer is handled. Photorefractive keratectomy (PRK) is an outpatient procedure generally performed with local anesthetic eye drops (as with LASIK/LASEK). It is a type of refractive surgery which reshapes the cornea by removing microscopic amounts of tissue from the corneal stroma, using a computer controlled beam of light (excimer laser). The difference from LASIK is that the top layer of the epithelium is removed (and a bandage contact lens is used), so no flap is created. Recovery time is longer with PRK than with LASIK, though the outcome (after 3 months) is about the same (very good). More recently, customized ablation has been performed with LASIK, LASEK, and PRK. Transepithelial photorefractive keratectomy (TransPRK) is a laser assisted eye surgery to correct refraction errors of human eye corneas. It uses an excimer laser to ablate the outer layer of the cornea, the epithelium, as well as its connective tissue, the stroma, to correct the eye's optical power. Laser Assisted Sub Epithelium Keratomileusis (LASEK) is also a procedure that changes the shape of the cornea using an excimer laser to ablate the tissue from the corneal stroma, under the corneal epithelium, which is kept mostly intact to act as a natural bandage. The surgeon uses an alcohol solution to loosen then lift a thin layer of the epithelium (usually with a thickness of 50 micrometres) with a trephine blade. During the weeks following LASEK, the epithelium heals, leaving no permanent flap in the cornea. This healing process can involve discomfort comparable to that with PRK. EPI LASIK is a new technique similar to LASEK that uses an epi keratome (rather than a trephine blade and alcohol), to remove the top layer of the epithelium (usually with thickness of 50 micrometres), which is subsequently replaced. For some people it can provide better results than regular LASEK in that it avoids the possibility of negative effects from the alcohol, and recovery may involve less discomfort. Customized Transepithelial No touch (C TEN) is an innovative strategy for corneal surgery that avoids any corneal manipulation via a complete laser assisted trans epithelial approach. Since C TEN is planned on the morphology of each individual eye, it can treat a large variety of corneal pathologies from refractive to therapeutic. C TEN is sometimes referred to as Advanced Surface Ablation (ASA)

Процедуры резания роговицы

Радиальная кератотомия (РК), разработанная российским офтальмологом Святославом Федоровым в 1974 году, использует радиальные разрезы в форме спиц, всегда выполняемые бриллиантовым ножом, для изменения формы роговицы и снижения степени близорукости или астигматизма; при средней и высокой степени рефракции эта техника обычно заменяется другими методами рефракционной хирургии. Аркуатная кератотомия (АК), также известная как астигматическая кератотомия, использует криволинейные разрезы на периферии роговицы для коррекции высоких степеней непатологического астигматизма, до 13 диоптрий. АК часто применяется для коррекции выраженного астигматизма после кератопластики или после хирургического лечения катаракты. Лимбальные расслабляющие разрезы (LRI) – это разрезы, расположенные вблизи лимба (внешнего края) радужной оболочки, используемые для коррекции незначительного астигматизма (как правило, менее 2 диоптрий). Часто выполняется в сочетании с имплантацией внутриглазной линзы.

Обмен рефрактивными линзами

Экстракция прозрачного хрусталика или рефракционная замена хрусталика по сути является той же процедурой, что и операция по удалению катаракты, используемая для замены естественного хрусталика с высокой степенью рефракционной ошибки, когда другие методы неэффективны. Помимо общих осложнений, связанных с операцией по удалению катаракты, экстракция прозрачного хрусталика также может вызвать преждевременную отслойку задней стекловидной оболочки и отслойку сетчатки. Связанной процедурой является имплантация факических внутриглазных линз последовательно с естественным хрусталиком для коррекции зрения при высокой степени рефракционной ошибки. Использование лазеров среднего инфракрасного и ультрафиолетового диапазона для лечения пресбиопии путем абляции склеральной ткани было впервые предложено и запатентовано Дж. Т. Лином, доктором философии, в патентах США № 6 258 082 (в 2001 году) и № 6 824 540 (в 2004 году).

Ожидания

Исследование, проведенное Исследовательским центром коррекции зрения Магилла при Медицинском университете Южной Каролины, показало, что общий уровень удовлетворенности пациентов после первичной операции LASIK составил 95,4%. В исследовании также была проведена дифференциация между LASIK при близорукости (95,3%) и LASIK при дальнозоркости (96,3%). Исследователи заключили, что подавляющее большинство (95,4%) пациентов остались довольны результатом операции LASIK. Офтальмологи используют различные методы для анализа результатов рефракционной хирургии и совершенствуют свои техники для достижения лучших результатов в будущем. Некоторые из этих методов встроены в приборы, используемые офтальмологами для измерения рефракции глаза и формы роговицы, такие как компьютерная топография роговицы.

Риски

Хотя рефракционная хирургия становится все более доступной и безопасной, она может быть не рекомендована для всех. Людям с определенными заболеваниями глаз, затрагивающими роговицу или сетчатку, беременным женщинам, а также пациентам с такими заболеваниями, как глаукома, диабет, неконтролируемые сосудистые заболевания или аутоиммунные заболевания, рефракционная хирургия не подходит. Кератоконус, прогрессирующее истончение роговицы, является распространенным заболеванием роговицы. Кератоконус, возникающий после рефракционной хирургии, называется корнеальной эктазией. Считается, что дальнейшее истончение роговицы в результате рефракционной хирургии может способствовать прогрессированию заболевания, что в конечном итоге может потребовать трансплантации роговицы. Поэтому кератоконус является противопоказанием к рефракционной хирургии. Топография и пахиметрия роговицы используются для выявления аномалий роговицы. Кроме того, форма глаз у некоторых людей может не позволить провести эффективную рефракционную хирургию без удаления чрезмерного количества ткани роговицы. Тем, кто рассматривает возможность лазерной коррекции зрения, необходимо пройти полное обследование глаз. Хотя риск осложнений снижается по сравнению с ранними этапами развития рефракционной хирургии, все еще существует небольшая вероятность серьезных проблем. К ним относятся нарушения зрения, такие как двоение, ореолы, звездочки, двойное зрение и синдром сухого глаза. При операциях, создающих постоянный лоскут в роговице (например, LASIK), также существует вероятность случайного травматического смещения лоскута спустя годы после операции, что при отсутствии своевременной медицинской помощи может привести к катастрофическим последствиям. У пациентов с косоглазием необходимо тщательно оценивать риск осложнений, таких как диплопия и/или увеличение угла косоглазия. В случае необходимости проведения как рефракционной, так и операции по поводу косоглазия, рекомендуется сначала выполнить рефракционную операцию.

Дети

Педиатрическая рефракционная хирургия сопряжена с иными рисками, чем рефракционная хирургия у взрослых, однако она может быть показана, особенно детям, у которых когнитивное или зрительное развитие нарушается из-за рефракционной ошибки, в частности, при двусторонней высокой рефракционной ошибке, анизометрической амблиопии или аккомодативной эзотропии. Вмешательства у маленьких детей могут потребовать общей анестезии, чтобы избежать рисков, связанных с непроизвольными движениями, а у детей выше риск трения или манипуляций с глазами после операции. Необходимо учитывать изменения рефракционной ошибки, происходящие в процессе нормального возрастного развития, и у детей повышен риск развития послеоперационного помутнения роговицы. Этот риск особенно актуален для детей с миопией. В одном исследовании оценивались результаты операций LASEK у 53 детей в возрасте от 10 месяцев до 16 лет с анизометропической амблиопией. Выбор LASEK был обусловлен тем, что считалось, что он вызывает меньше осложнений, чем LASIK, и меньше послеоперационной боли, чем PRK. Во время операции, проводившейся под общей анестезией, рефракционная ошибка в более слабом глазу была скорректирована для балансировки рефракционной ошибки другого глаза. При необходимости, операция по поводу косоглазия выполнялась позднее. Через год у более чем 60% пациентов улучшилась острота зрения с наилучшей коррекцией (BCVA) в более слабом глазу. Важно отметить, что более 80% продемонстрировали стереопсис после операции, в то время как до операции стереопсис наблюдался менее чем у 40%. Помимо процедур рефракции роговицы (LASIK, PRK и LASEK), у детей также выполняются внутриглазные рефракционные процедуры (факические внутриглазные линзы, замена рефракционной линзы и экстракция прозрачного хрусталика).