Общая характеристика эксимерных лазеров

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 33Следующая ⇒

Активной средой в эксимерных лазерах служат смеси из инертных газов (аргона, криптона и ксенона) с химически весьма активными гало-генидами фтором и хлором. В смеси присутствуют также гелий и неон. При «накачке» электрическим током порядка 25 кВт эти смеси образуют нестойкую «двойную» молекулу нейтрального газа и галогенида («dimer» — от греческого «двойной»), которая при своем распаде и испускает кванты ультрафиолетового излучения. От соединения слов «exited» — возбужденная и «dimer» — двойная молекула и произошло название лазера — эксимерный.

В зависимости от состава молекулы продуцируется излучение разных длин волн в пределах ультрафиолетового диапазона: аргон-флюо-рид (AF) излучает на длине волны 0, 193 мкм, криптон-флюорид (KrF) — 0, 248 мкм, ксенон-хлор (ХеС1) — 0, 308 мкм, ксенон-флюорид (XeF) — 0, 351 мкм. В рефракционной хирургии используется только лазер на аргон-флюориде. Это газовый импульсный лазер с очень короткой длительностью импульса порядка 10—20 не и регулируемой частотой следования импульсов с диапазоном от 1 до 30 Гц.

В отличие от твердотельных, полупроводниковых и неэксимерных газовых лазеров, в которых одна и та же активная среда служит в течение всего срока эксплуатации лазера, двойная газовая молекула — dimer — очень нестойка, поэтому газ в лазерной трубке необходимо довольно часто, с определенной периодичностью менять. Кроме того, га-логениды, содержащиеся в смеси, химически очень активны и взаимодействуют с веществом баллона и трубки, что предъявляет к ним особо жесткие требования. Конструкция емкостей должна быть исключительно надежной, чтобы предотвратить вытекание очень вредных для здоровья галогенидов в атмосферу. Все это объясняет сложность, значительные габариты и чрезвычайно высокую стоимость таких лазеров, достигающую 3—8 сотен тысяч долларов.

Эксимерные лазеры для рефракционной хирургии и лечебного применения, выпускаемые разными фирмами, имеют принципиально одну и ту же компановку (рис. 4.7). В их состав входят генератор ультрафиолетового лазерного излучения, наводочный, или прицельный, обычно полупроводниковый лазер, излучающий в видимой части спектра и коаксиальный с основным лазером, формирующая система с компьюте-82

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РЕФРАКЦИОННОЙ ХИРУРГИИ

Рис. 4.7. Схема устройства эксимерного лазера: 1 — лазер; 2 — полупрозрачное зеркало;

3, 4, 5 — формирующая система; 6 — операционный микроскоп; 7 — операционный

стол; 8 — корпус прибора.

ром для расчета и доставки лазерного излучения к объекту воздействия, операционный микроскоп для наблюдения за ходом операции, кресло для хирурга и регулируемое ложе для пациента.

Наиболее существенное отличие эксимерных лазеров, выпускаемых разными фирмами, заключается в конструктивных особенностях формирующих устройств — наиболее важного узла, определяющего способ доставки излучения к объекту воздействия. В ряде моделей рабочий пучок излучения формируется с помощью управляемой компьютером диафрагмы или вращающегося диска с отверстиями разного диаметра, интегрированными непосредственно в формирующую систему. Глаз пациента при этом не находится в контакте с прибором, поэтому пациент должен фиксировать взор строго на фиксационной метке и избегать движений во время операции.

В большинстве современных систем имеются автоматические устройства слежения, которые отслеживают мелкие отклонения от фиксационного объекта и отключают прибор в случае резких движений с большой амплитудой. Для более надежной фиксации глазного яблока в ряде приборов предусмотрено присасывающееся кольцо, за которое

глава 4

хирург удерживает глазное яблоко в ходе операции, оно же служит и для отсасывания продуктов абляции из операционного поля, так как образующееся газовое облако из испаренной ткани поглощает некоторую часть излучения и может повлиять на конечный результат операции. В некоторых приборах (например, «MEL-60» фирмы «Aesculap-Meditec») управляемая компьютером диафрагма вынесена на периферию и устанавливается непосредственно на присасывающееся кольцо, тем самым позволяя хирургу постоянно контролировать положение глаза в ходе операции.

Формирующие системы лазеров могут создавать также пучок лазерного излучения разного профиля, который определяет способ абляции. Она может производиться широким пучком («broad beam») одновременно по всей площади роговицы, подлежащей удалению. При этом распределение энергии в пучке должно обеспечивать более интенсивную абляцию в центральной зоне и плавно уменьшающуюся к периферии — «Гауссовский профиль». Эта задача решается с помощью специальной газовой ячейки, «магической пластинки» из набора микролинз на кварцевой плате («дифрактивный оптический элемент», созданный фирмой «InPro») и других способов. В ряде приборов используется узкий прямоугольный пучок излучения, который перемещается по роговице, поочередно сканируя всю ее поверхность. Наконец, в приборах последнего поколения используется пучок излучения диаметром порядка 1 мм (flying spot или scanning spot — летающее или сканирующее пятно), который, на первый взгляд, беспорядочно перемещаясь по поверхности роговицы, поочередно испаряет ее поверхность. На самом деле это кажущееся беспорядочным перемещение строго управляется компьютером и позволяет создавать практически любой профиль на поверхности роговицы (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Три метода сканирования роговицы, применяемые в различных моделях экси-мерных лазеров: а — широким пучком («broad beam»); б — щелью; в — узким пучком

(«flying spot»).

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Б РЕФРАКЦИОННОЙ ХИРУРГИИ

Любой из перечисленных способов сканирования эффективно используется для ФРК, тем не менее лазеры с системой «flying spot» постепенно вытесняют с рынка приборы с другими формирующими системами. Такие лазеры создают меньшую энергетическую нагрузку на единицу поверхности роговицы, так как испаряют разные ее участки с разрывом во времени и дают большую свободу выбора профиля роговицы. Это особенно важно для лечения пациентов с нестандартным профилем роговицы (неправильный астигматизм и другие ситуации) при использовании индивидуализированной абляции на основе данных кератотопографии или аберрометрии, когда приборы с широким пучком или щелью вообще не могут быть использованы. Есть также сведения о том, что сканирование пятном или щелью уменьшает вероятность возникновения центральных островков неравномерного преломления, которые иногда имеются на поверхности роговицы после операции [137].

4.3. Модели эксимерных лазерных установок

Одним из пионеров в производстве эксимерных лазеров является фирма «Aesculap-Meditec» из Йены (ФРГ). Как упомянуто выше, еще в 1986 г. этой фирмой был создан первый офтальмологический экси-мерный лазер, который использовался для лазерной кератотомии, а в 1990 г.— модель «MEL-60» для ФРК, широко использующаяся во многих странах, в том числе в России (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Эксимерная лазерная установка немецкой фирмы «Aesculap-Meditec»

«MEL-60».

Лазер в сканирующем режиме обеспечивает плотность энергии на поле 9x10 мм 250 мДж/см², а в лечебном режиме при использовании пятна малого диаметра 1, 5 мм можно создавать плотность энергии до

глава 4

1200 мДж/см². Газовый баллон обеспечивает 120 наполнений трубки, каждое наполнение позволяет оперировать 8—10 пациентов. Питание прибора от сети переменного тока 220 В — 25 А. Лазер оснащается операционным микроскопом фирмы «Moeller-Wedel» и управляемым дистанционно ложем для пациента «Akrus».

В приборе для уменьшения стрессовых нагрузок на роговицу использован принцип многократного сканирования зоны абляции с помощью узкого прямоугольного лазерного пучка, испаряющего за один проход около 1 мкм ткани. Формирующая система в виде специальной насадки с управляемой компьютером диафрагмой вынесена на периферию и устанавливается во время операции непосредственно на присасывающееся кольцо на глазу пациента, что обеспечивает хирургу полный контроль за движениями глазного яблока и наглядное представление о процессе абляции.

Прибор оснащен набором масок для различных видов рефракции (рис. 4.10). Для коррекции сферической миопии и для фототерапевтических целей используется маска 1 с ирисовой круглой диафрагмой, которая постепенно суживается во время фотоабляции, обеспечивая тем самым наименьшую абляцию по периферии и наибольшую — в центре оптической зоны (рис. 4.10, а). Для коррекции миопического астигматизма до 4 дптр предназначена маска 2 (рис. 4.10, б), имеющая

Рис. 4.10. Набор масок для для коррекции аметропии к лазеру «MEL-60»: а — для коррекции сферической миопии; б — для коррекции миопического астигматизма до 4 дптр;

в — для коррекции астигматизма до 10 дптр; г — для коррекции гиперметропии. 86

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РЕФРАКЦИОННОЙ ХИРУРГИИ

вращающийся экран с фигурным вырезом, в пределах которого происходит неравномерная абляция в заданных меридианах.

Маска 3 щелевидной формы (рис. 4.10, в) предназначена для коррекции астигматизма высокой степени до 10 дптр; маска 4 (рис. 4.10, г) с вращающимся фигурным экраном — для коррекции гиперметропии и ги-перметропического астигматизма. Компьютерный модуль прибора обеспечивает управление процессом абляции автоматически, так что врачу необходимо лишь ввести в компьютер рефракцию пациента в таком же виде, в каком она обозначается при выписке очков.

В настоящее время эту модель сменил лазер третьего поколения — «MEL-70», который обеспечивает новые возможности в рефракционной хирургии (рис. 4.11). Он имеет формирующую систему типа летающего пятна с диаметром 1, 8 мм, обеспечивает плотность мощности до 180 мДж/см² и максимальный диаметр абляции 10 мм. Коррекция миопии 5 дптр занимает всего 30 с при 5-миллиметровой зоне абляции. В отличие от предыдущей модели, лазер не имеет масок, но снабжен системой активного трекинга (слежения за мелкими движениями глаза), что позволяет повысить точность центровки.

Рис. 4.11. Эксимерный лазер «MEL-70» фирмы «Zeiss-Meditec» (ранее — «Aesculap-Meditec») с формирующей системой типа «flying spot».

Для выполнения программы абляции в стандартном варианте нужно ввести в компьютер лазера только данные субъктивной очковой рефракции с отрицательным знаком сферы и цилиндра при миопии и с положительным — при гиперметропии. Пределы коррекции для ФРК — 12 дптр для миопии и 8 дптр для гиперметропии. Диаметр зоны абляции

__^______________ глава 4

можно выбрать в диапазоне от 4 до 7 мм при миопии и до 9 мм при ги-перметропии. При использовании технологии ЛАЗИК максимальные возможности лазера распространяются до теоретического предела в 24 дптр при миопии и 16 дптр при гиперметропии при диаметре абляции 4—6 мм для миопии и 7, 5 мм для гиперметропии.

Важным достоинством «MEL-70» является наличие системы отсоса продуктов абляции, образующихся над роговицей во время операции, а также мощного программного обеспечения для получения прямой информации от корнеотопографа и аберрометра, что позволяет использовать лазер для индивидуализированной абляции, о чем подробно будет сказано в последующих главах.

Эксимерные лазеры примерно такого же технического уровня производят в ФРГ также фирмы «SCHWIND» и «WaveLight», однако в нашей стране они мало известны.

Рис. 4.12. Эксимерный лазер «ЕС-5000» янонской фирмы «Nidek».

Из продукции других зарубежных фирм наиболее распространенными в России являются эксимерные лазерные установки «ЕС-5000» японской фирмы «Nidek», которые эксплуатируются рядом частных центров коррекции зрения, а также головной организацией МНТК «Микрохирургия глаза» и некоторыми его филиалами (рис. 4.12). Эта установка создана на базе лазера немецкой фирмы «Lambda Physik», в котором активной средой служит ArF. Этот лазер создает плотность энергии на роговице свыше 200 мДж/см² при частоте импульсов 5—50 Гц. Процесс операции также управляется компьютером.

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РЕФРАКЦИОННОЙ ХИРУРГИИ

Лазер оснащен активной следящей системой за положением глазного яблока, которая способна перемещать лазерный пучок синхронно с его небольшими подвижками. При резких движениях, выходящих за пределы контролируемой амплитуды, лазер автоматически отключается. Абляция производится сканированием щелью, которая в процессе абляции меняет направление своего движения, тем самым, по данным фирмы, снижая вероятность избыточного нагрева ткани во время абляции. В последних моделях лазера есть возможность использовать для абляции не только щель, но и точку.^ч

Менее известны у нас эксимерные лазеры американских производителей. Между тем в США несколько фирм производят лазерные установки очень высокого технического уровня. Одним из старейших в США производителей эксимерных лазеров является фирма «VISX®», на приборах которой выполнено уже более 2 миллионов операций. В настоящее время она выпускает модель «STAR S-3» с возможностью выбора диаметра луча, с мощной системой трекинга и с расширенным диаметром зоны абляции при миопии до 6, 5 мм. Лазер также обеспечивает отсос продуктов абляции, имеет мощное компьютерное обеспечение, которое позволяет проводить в комплекте с топографом и аберро-метром индивидуализированную абляцию.

В последнее время в рефракционную хирургию активно внедряется крупнейшая американская корпорация «Bausch & Lomb», которая после слияния с фимой «Chiron Vision» поставляет на рынок ее новейшую разработку — лазер «Technolas-217z». Особенностью данной установки является сканирование роговицы только с помощью «летающего пятна» диаметром 2 мм, обеспечивающего минимальный термический эффект и очень точное моделирование поверхности роговицы при различных аномалиях рефракции. В комплекте с аберрометром и одним из лучших на сегодняшний день топографом «ORBSCAN» он составляет серьезную конкуренцию другим американским производителям аналогичной техники.

В конкурентную борьбу в этом сегменте рынка позже других вступила транснациональная компания по производству техники и медикаментов для офтальмологии «ALCON Int.», которая приобрела фирму «Summit Techn.» и начала поставлять ее лазер «LADARVISION 4000» также в комплекте с диагностической аппаратурой для индивидуализированной абляции (рис. 4.13). Наконец, стоит упомянуть компанию «LASER SIGHT Techno!., Inc.», которая производит один из наиболее компактных лазеров «LaserScan LSX» в комплекте с первым в мире сте-реокорнеотопографом.

В России эксимерный лазер для рефракционной хирургии создан в МНТК «Микрохирургия глаза» совместно с Институтом общей физики АН СССР еще в 1986 году также на базе лазера фирмы «Lambda

глава 4

Рис. 4.13. Эксимерный лазер «LADAR Vision» фирмы «Alcon» (США)

Physik». Конструкция лазера постоянно совершенствуется, и сейчас создана установка 4-го поколения «Профиль-500». Она имеет оригинальную формирующую систему на базе газовой ячейки, которая позволяет создавать сложный профиль роговицы гауссовского типа с плавным изменением рефракции по всей зоне абляции. При этом обеспечивается возможность проведения операции без предварительной деэпителизации роговицы. После абляции поверхность стромы не имеет круговых ступенек, гребней и островков, искажающих световой пучок и снижающих остроту зрения. Этот лазер обеспечивает более быструю эпителизацию роговицы и минимальную склонность к рубцеванию.

«Профиль-500» дает возможность варьировать зону абляции в пределах 0, 5—10 мм (наиболее часто используемый диаметр — 6—7 мм). Частота следования импульсов снижена до 10 Гд, что уменьшает термическую нагрузку на роговицу, хотя и несколько увеличивает длительность абляции. Лазер можно использовать для коррекции миопии, гиперме-тропии и астигматизма как в режиме ФРК, так и лазерного кератомиле-за. Важным достоинством прибора является и невысокая по сравнению с зарубежными моделями цена (около 250 000 долларов США).

Результатом дальнейшего усовершенствования установки «Профиль-500» явилась разработка совместно с Центром физического при-90

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В РЕФРАКЦИОННОЙ ХИРУРГИИ

боростроения Института общей физики РАН нового эксимерного лазера «МикроСкан-2000» с формирующей системой типа «летающего пятна» диаметром 1, 1 мм. Этот прибор имеет мощное программное обеспечение и аспирацию продуктов абляции из операционной зоны, что позволяет использовать его для индивидуализированной абляции как на основе кератотопографии, так и на основе аберрометрии. Лазер имеет металлокерамическую головку, что освобождает потребителя от частой смены газа. Все эти усовершенствования выводят отечественную технику на уровень мировых стандартов (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Отечественный эксимерный лазер последнего поколения «МикроСкан-2000».

Несмотря на достигнутый высочайший уровень технической оснащенности и компьютерного обеспечения приборов для лазерной коррекции аномалий рефракции, работы по совершенствованию технологии продолжаются. Одно из направлений развития — совершенствование компьютерного обеспечения операций и создание замкнутых комплексов в составе лазер — аберрометр или корнеотопограф — программное обеспечение для автоматической абляции. Создаются и новые, более компактные и дешевые ультрафиолетовые лазеры.

Так, фирма «Novatec» (США) уже разработала твердотельный ультрафиолетовый лазер, излучающий на длине волны 210 мкм. Такие лазеры имеют значительно меньшие габариты, отсутствуют проблемы, связанные с использованием агрессивных газов и их заменой; они

работают бесшумно и, наконец, они значительно дешевле и, следовательно, доступнее для стран с менее высоким уровнем жизни, чем США и страны Западной Европы. Активно идет совершенствование и газовых эксимерных лазеров по линии уменьшения их габаритов, повышения частоты импульсов для сокращения времени операций и совершенствования формирующих систем для повышения точности абляции и создания более гладкой поверхности роговицы.

ФОТОРЕФРАКТИВНАЯ КЕРАТЭКТОМИЯ

ГЛАВА 5 фоторефрактивная кератэктомия

5.1. Отбор пациентов и предоперационная подготовка

Критерии отбора пациентов на ФРК мало отличаются от тех, которые изложены выше в разделе, посвященном кератотомии. Еще на этапе предварительной беседы с пациентом и общесоматического обследования в качестве кандидатов на ФРК также не должны рассматриваться пациенты с такими системными заболеваниями, как диабет, болезни соединительной ткани, СПИД, и с другими заболеваниями, требующими регулярного приема кортикостероидов и гормонов. Не следует оперировать пациенток в период беременности, кормления ребенка грудью, а также в тех случаях, когда пациентка планирует зачатие в течение ближайшего после операции года. ФРК нельзя рекомендовать пациентам, пользующимся кардиостимуляторами, так как магнитное поле лазера может неблагоприятно повлиять на их работу.

Сохраняется и возрастной «ценз» — ФРК не делают детям, рекомендованный минимальный возраст для кандидатов на операцию, по разным данным, составляет 18—20 лет, некоторые авторы считают, что он должен составлять не менее 21 года [138]. Максимальный возраст не установлен, но при планировании операций для людей, вступающих в «пресбиопиче-ский» возраст, необходимо, как и при других видах рефракционных операций, предупреждать пациентов о необходимости пользоваться очками для близи в случае выхода на эмметропию в результате операции.

глава 5

Объем предоперационного офтальмологического обследования также мало отличается от предусмотренного для других операций, хотя в некоторых нюансах имеются и различия. Так, у кандидатов на ФРК нужно особенно внимательно исследовать с помощью пахиметра толщину центрального оптического участка роговицы, которая не должна быть менее 450 мкм. Это связано с тем, что толщина роговицы после испарения оптической зоны не должна составить менее 300 мкм во избежание развития кератоконуса. Как правило, обычной автокерато-метрии недостаточно для получения полного представления о рефракции роговицы в разных ее отделах, поэтому кератотопографическая установка должна быть обязательным офтальмологическим прибором, использующимся на этапе диагностики.

Выявление нерегулярностей в отражении миры, прерывистость колец в центральной зоне указывают на нецелесообразность лазерного вмешательства в стандартном варианте; такие пациенты должны рассматриваться как кандидаты на индивидуализированную абляцию. Для ФРК нет необходимости в эластотонометрии, но измерение внутриглазного давления является обязательным, поскольку в послеоперационном периоде пациентам на длительный срок назначаются стероиды, которые нередко провоцируют гипертензию.

Самым тщательным образом должна быть исследована клиническая рефракция с циклоплегией и без нее, так как для расчета толщины и диаметра обычной абляции компьютером лазера это единственно необходимые данные, от которых зависит рефракционный результат операции.

Противопоказаниями к операции со стороны органа зрения являются хронические воспалительные и дистрофические заболевания век и глазного яблока, глаукома, васкуляризация и рубцы роговицы, ширина зрачка на свету 7 мм и более, наличие прогрессирующей миопии. Наличие роговичных рубцов после кератотомии, термо- и лазерной ке-ратокоагуляции не является абсолютным противопоказанием к корригирующей операции, о чем детальнее будет сказано ниже.

В процессе предоперационного обследования рекомендуется определить ведущий глаз. Установлено, что у 64% пациентов ведущим является правый глаз, у 36% пациентов — левый. Как правило, именно ведущий глаз используется в тех случаях, когда требуется только монокулярное зрение (стрельба, пользование телескопом и т.д.), поэтому именно к нему предъявляются наиболее строгие требования с точки зрения рефракции. Рекомендуется начинать ФРК с неведущего глаза, чтобы можно было затем внести поправки в программу операции в случае отклонения от расчетной рефракции [139].

D.Daush и соавт. (1994) [138] рекомендуют при миопии до 3 дптр начинать, наоборот, с ведущего глаза, поскольку такие пациенты часто удовлетворяются операцией только на нем и отказываются опериро-94

ФОТОРЕФРАКТИВНАЯ КЕРАТЭКТОМИЯ

вать второй глаз, и только при миопии свыше 4 дптр оперировать первым не ведущий глаз.

ФРК может быть использована для коррекции миопии, гиперме-тропии и астигматизма. При сферической миопии ее возможности лимитируются только критической толщиной испаряемой стромы роговицы, и некоторые офтальмологи прибегают к ней при миопии вплоть до 25 дптр [138]. Вообще же максимальное значение миопии, корригируемой эксимерным лазером, колеблется в значительных пределах в разных учреждениях и зависит от личного опыта хирурга и получаемых им непосредственных и отдаленных результатов, типа применяемого лазера и его сканирующей системы. Установлено, что оптимальные результаты с помощью всех современных приборов можно гарантировать при миопии 0, 5—6 дптр. Наш опыт работы с лазерами фирмы «Asclepion-Meditec» показывает, что верхней границей сферической миопии, при которой еще можно использовать ФРК в чистом виде, является величина в — 12 дптр, рекомендованная изготовителем приборов, однако такой подход используется лишь в исключительных случаях.

При миопическом астигматизме коррекция возможна с помощью специальной программы вплоть до 10 дптр. Максимально возможная полная коррекция гиперметропии, обеспечиваемая техникой, составляет + 8 дптр, а при гиперметропическом астигматизме сумма сферической и цилиндрической составляющей не должны превышать эту цифру, при том что величина цилиндра не должна быть более 4 дптр. Однако следует иметь в виду при отборе пациентов, что удовлетворительные результаты ФРК при гиперметропии могут быть получены только до 3—4 диоптрий.

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒