Способ ультразвуковой фрагментации стекловидного тела глаза
METHOD FOR ULTRASONIC FRAGMENTATION OF VITREOUS BODY OF EYE

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при микрохирургических вмешательствах на глазном яблоке.
Стекловидное тело является гелеобразным веществом, заполняющим пространство глаза между хрусталиком и сетчаткой. Оно состоит из воды, солей, растворимых белков, коллагеновых волокон и гиалуроновой кислоты. Стекловидное тело обладает вязкоупругими свойствами, что в свою очередь обеспечивает механическую защиту окружающих тканей при движении глаз и физической активности. В стекловидном теле выделяют центральную (ядерную) часть и периферическую (кортикальную, преретинальную) часть, которая находится в контакте с сетчаткой.
При многих патологических состояниях, таких как диабетическая пролиферативная витреоретинопатия и гемофтальм возникает необходимость в удалении измененного стекловидного тела, а при макулярном отверстии и регматогенной отслойке сетчатки – стекловидное тело часто удаляется в практически неизмененном виде.
Операция по удалению из глаза части или всего стекловидного тела называется витрэктомией.
Наиболее широко распространенный способ выполнения витрэктомии включает выполнение трансконъюнктивальных склеральных проколов глазного яблока в проекции плоской части цилиарного тела, через которые устанавливаются: ирригационная канюля, эндоосветитель и игла специального инструмента, называемого витреотомом. С помощью витреотома первым этапом удаляются центральные отделы стекловидного тела, при этом волокна стекловидного тела, как правило, окрашиваются суспензией дипроспана для контроля полноты их удаления. После завершения витрэктомии дальнейший ход операции зависит от характера патологии заднего отрезка глаза.
Сам процесс удаления стекловидного тела выполняется за счет гильотинного механизма фрагментации путем последовательного многократного повторения циклов активной аспирации волокон стекловидного тела в просвет витреотома за счет вакуума, создаваемого аспирационным насосом микрохирургической системы с последующим их разрезанием лезвием гильотинного витреотома, который движется возвратно-поступательно (RU 145479, опубл. 20.09.2014 г.). Как правило, при таком способе фрагментации стекловидного тела необходим аспирационный насос, который позволяет создавать уровень вакуума до 600-700 мм рт.ст.
Возможными недостатками такого способа является низкая скорость удаления стекловидного тела из-за особенностей конструкции гильотинных витреотомов (а именно – малого внутреннего просвета, который связан с необходимостью использовать в конструкции две трубки, одна из которых помещена в просвет другой), а также риск ятрогенного повреждения сетчатки из-за флюктуаций аспирационного потока. Повышение частоты резов витреотома позволяет уменьшить выраженность флюктуаций аспирационного потока, поскольку в таком случае зона режущего воздействия, локализованная у рабочего окна витреотома, уменьшается, что снижает риск ненамеренной тракции сетчатки (Nagpal, M. Advanced technology expands the role of microincisional vitrectomy surgery / M. Nagpal // Retina today. – 2012. – №10. – P. 84-88.).
Однако, гильотинный способ фрагментации стекловидного тела не может полностью устранить прерывание и колебание аспирационного потока, которое возникает при движении ножа витреотома через порт и чередовании циклов «аспирация-рез».
Для преодоления этих недостатков возможно использование альтернативных энергетических способов фрагментации стекловидного тела, например с использованием ультразвука. Известен способ, предложенный Л. В. Коссовским и соавторами, который заключается в разрушении стекловидного тела с помощью ультразвукового фрагментатора, при этом аспирация стекловидного тела в рабочее отверстие иглы фрагментатора происходит без участия насоса офтальмохирургической системы, за счет отрицательного давления, создаваемого при продольных ультразвуковых колебаниях иглы, имеющей участок торцевой стенки, снабженный отверстием с режущей кромкой, имеющим диаметр существенно меньше осевого диаметра иглы (SU 1050702, опубл. 30.10.1983 г.). При этом обязательным условием для проведения фрагментации описанным способом является непосредственное соприкосновение ткани, подлежащей удалению, с режущей кромкой наконечника фрагментатора, которая расположена на донышке, по продольной оси.
Важным моментом при выполнении витрэктомии является визуальный контроль за процессом попадания удаляемого стекловидного тела в порт витреотома для предотвращения попадания сетчатки и ее ятрогенного повреждения. Поэтому в современных витреотомах порт, как правило, располагают на боковой стенке дистального конца иглы витреотома (US 8844566, опубл. 30.09.2014 г.).
Способ фрагментации стекловидного тела с помощью ультразвука, описанный выше, не позволяет осуществлять визуальный контроль за удалением стекловидного тела за счет обязательного расположения рабочего отверстия на донышке наконечника, перпендикулярно продольной оси иглы наконечника ультразвукового фрагментатора, а вектор распространения используемых при способе продольных ультразвуковых колебаний направлен перпендикулярно сетчатке, что может вызвать ее ультразвуковое повреждение при работе в непосредственной близости от сетчатки.
Так же известен способ ультразвуковой фрагментации стекловидного тела глаза, характеризующийся тем, что вводят в витреальную полость через трансконъюнктивальные склеральные проколы глазного яблока в проекции плоской части цилиарного тела магистраль интраокулярной ирригации и иглу ультразвукового витреотома с рабочим отверстием на боковой стенке у дистального конца этой иглы, при этом располагают рабочий конец этой иглы с освещением для визуального контроля за попаданием стекловидного тела в рабочее отверстие, которое сообщают с аспирационной магистралью офтальмохирургической системы, а для удаления стекловидного тела формируют на рабочем конце иглы в зоне ее рабочего отверстия ультразвуковые колебания с последующим удалением фрагментов стекловидного тела через аспирационную магистраль офтальмохирургической системы (см. Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р. "Оценка эффективности ультразвуковой витрэктомии 25G при хирургическом лечении различной витреоретинальной патологии", "Современные технологии в офтальмологии" № 1, 2018 г., выложена в сети Интернет по адресу: https://eyepress.ru/article.aspx?26935 на сайте "РОССИЙСКАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЯ ОНЛАЙН").
Это решение принято в качестве прототипа.
Клинико-экспериментальные исследования производительности ультразвукового витреотома 25G показали, что ультразвуковой витреотом является эффективным инструментом для выполнения витрэктомии, обеспечивая существенный прирост производительности и сокращение времени, необходимого на проведение субтотальной витрэктомии при хирургическом лечении различной витреоретинальной патологии.
Недостаток этого способа заключается в наличии опасности повреждения сетчатки при работе в непосредственной близости от нее в связи с тем, что вектор ультразвуковых колебаний направлен перпендикулярно сетчатке. Известно, что ультразвуковые колебания обладают высокой энергией. которая быстро уменьшается по мере увеличения расстояния от источника изучения. Ультразвуковые колебания так же ускоряют обменные процессы, провоцируя или усиливая развитие тех процессов, которые уже имеют место. Поэтому при проведении витрэктомии необходимо предусмотреть, чтобы волновой процесс излучения не стал источником прогрессирования тех биологических процессов, которые при такой операции не стоит затрагивать и оказывать на них косвенное влияние.
Ультразвук (УЗ) при воздействии на биологические системы вызывает различные эффекты, складывающиеся из механических, тепловых и физико-химических факторов. К механическим факторам относят давление, акустические течения, колебательные смещения частиц, перепады давления. Тепловой эффект обусловлен классическим превращением звуковой энергии в тепловую. Физико-химические факторы заключаются в ускорении протекания свойственных объекту обменных химических реакций, в структурном перестроении некоторых крупных молекул и в возникновении новых химических реакций, обусловленных кавитацией.
Так, в многочисленных исследованиях установлена дозозависимая связь между УЗ и изменениями в тканях глаза. Доказана зависимость между экспозицией и мощностью УЗ и степенью повреждения заднего эпителия роговицы. Ito K. (1970) и Нарбут Н.П. (1975) вскрыли корреляционную связь параметров УЗ и характера наступающих изменений в радужке и сетчатке. Лившиц С.А. (1998) исследовал дозозависимые эффекты морфологических изменений в стекловидном теле, радужке и трабекулярной зоне. Золоторевский А.В. (1996) рекомендовал безопасные параметры УЗ на основании развития минимальных изменений в тканях глаза. Повреждающий эффект УЗ на сетчатую оболочку глаза связан с нарушением морфофункциональной организации всей внутриклеточной мембранной системы фоторецепторов. Негативное влияние ультразвуковой факоэмульсификации на сетчатку заключается, прежде всего, в нарушениях морфофункционального состояния её центральной области (Чупров А.Д., Демакова Л.В., Кудрявцева Ю.В., Замыров А.А. "Влияние ультразвуковых параметров факоэмульсификации катаракты на возникновение артифакичных отслоек сетчатки", "Современные технологии в офтальмологии" М., № 4, 2015 г.)..
Задачей изобретения является эффективное и безопасное выполнение витрэктомии, уменьшение флюктуации аспирационного потока в процессе витрэктомии и снижение тракционных воздействий со стороны удаляемого стекловидного тела на сетчатку, профилактика ятрогенных осложнений.
Техническим результатом изобретения является плавное удаление стекловидного тела в полном объеме без флюктуаций аспирационного потока, снижение выраженности тракционного воздействия на сетчатку в процессе витрэктомии, снижение вероятности ятрогенных повреждений, а также возможность безопасного проведения витрэктомии в непосредственной близости от поверхности сетчатки (область зубчатой линии, крайняя периферия, удаление преретинально расположенного стекловидного тела в проекции макулярной зоны и диска зрительного нерва).
Указанный технический результат достигается тем, что способ витрэктомии, заключающийся в выполнении трансконъюнктивальных склеральных проколов глазного яблока в проекции плоской части цилиарного тела, введении в витреальную полость интраокулярной ирригации и иглы витреотома, при этом иглу витреотома вводят, располагая рабочее отверстие витреотома, расположенное на боковой стенке у дистального конца иглы витреотома таким образом, чтобы осуществлять визуальный контроль за попаданием стекловидного тела в рабочее отверстие, а фрагментацию и удаление стекловидного тела выполняют за счет ультразвуковых колебаний иглы витреотома, основной вектор распространения ультразвуковых колебаний направлен параллельно сетчатке и сконцентрирован в зоне рабочего отверстия витреотома.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - схема расположения инструментов при проведении операции по ультразвуковой фрагментации стекловидного тела глаза.
Согласно настоящего изобретения рассматривается новый способ безопасного выполнение витрэктомии с применением ультразвука, позволяющий уменьшить флюктуации аспирационного потока в процессе витрэктомии и снизить тракционные воздействия со стороны удаляемого стекловидного тела на сетчатку и ятрогенные осложнения.
Так, в общем случае, заявленный способ ультразвуковой фрагментации стекловидного тела глаза включает в себя следующие базовые действия:
- введение в витреальную полость через трансконъюнктивальные склеральные проколы глазного яблока в проекции плоской части цилиарного тела магистрали интраокулярной ирригации и иглы ультразвукового витреотома с рабочим отверстием на боковой стенке у дистального конца этой иглы;
- расположение рабочего конца этой иглы под эндоосвещением для визуального контроля за попаданием стекловидного тела в рабочее отверстие иглы;
- сообщение внутреннего канала иглы с аспирационной магистралью офтальмохирургической системы;
- формирование на рабочем конце иглы ультразвуковых колебаний;
- удаления стекловидного тела рабочим концом иглы;
- удаление фрагментов стекловидного тела через аспирационную магистраль офтальмохирургической системы путем выкачивания фрагментов по внутреннему каналу иглы.
Особенностью заявленного способа, придающей ему новизну, является то, что на рабочем конце иглы в зоне ее рабочего отверстия ультразвуковые колебания организуют с вектором их распространения вдоль иглы параллельно сетчатке. Это позволяет вывести большую часть ультразвукового излучения из зон, не подвергаемых фрагментации и не участвующих в операции витрэктомии, то есть исключается негативное влияние ультразвуковых волн на сетчатку.
Технически это осуществимо, так как ультразвуковые волны, как и световые и звуковые волны, могут менять свое направление, например, путем отражения от поверхности. Значения амплитуды и частоты излучения формируются источником (генератором ультразвуковых волн), а направление волны (продольное, поперечное) зависит от формы оконечной части излучателя. Распространение высокочастотных упругих волн происходит по аналогии с законами геометрической оптики. Упругая волна в направлении распространения несет определенную энергию, и по мере удаления от излучателя интенсивность волн (количество энергии, переносимое волной сквозь поверхности, нормальной к направлению распространения волны) падает, и амплитуда колебаний частиц убывает. При этом энергетическое воздействие продольной ультразвуковой волны в поперечном направлении ограничено размахом амплитуды, что позволят говорить о наличии узкополосной волны. Применение такой волны позволяет рассматривать ее как параллельную по отношению к смежно расположенным тканям глаза и исключить энергетическое воздействие на эти смежно расположенные ткани.
Опытным путем установлено, что оптимальное значение частоты ультразвуковых колебаний для осуществления данного способа составляет от  30 до 40 кГц, амплитуды ультразвуковых колебаний – 15-30 мкм, внешний диаметр наконечника ультразвукового витреотома – 25G (500 мкм), расположение порта – на расстоянии 250 мкм от дистального конца наконечника на боковой стенке, форма порта щелевидная, ширина щели – 150 мкм.
Сущность изобретения поясняется следующими фигурами:
На фиг. 1 демонстрируется удаление стекловидного тела 1 с помощью иглы витреотома 2 с боковым расположением рабочего отверстия 3 для осуществления визуального контроля за попаданием стекловидного тела 1 в рабочее отверстие 3, при этом основной вектор распространения ультразвуковых колебаний 4 направлен параллельно сетчатке 5 и сконцентрирован в зоне рабочего отверстия 3.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После местной анестезии в проекции плоской части цилиарного тела устанавливают три порта 20, 23, 25, 27G или меньшего калибра. Через первый порт устанавливается постоянная интраокулярная ирригация физиологического раствора в витреальную полость глаза, через второй порт в витреальную полость устанавливается эндоосветитель, а через третий порт вводится игла ультразвукового витреотома. Производится центральная витрэктомия, после чего игла ультразвукового витреотома перемещается к основанию стекловидного тела для витрэктомии, при этом эндоосветитель располагают таким образом, чтобы освещать удаляемый участок периферического стекловидного тела, а иглу витреотома подводят к сетчатке, располагая рабочее отверстие витреотома таким образом, чтобы осуществлять визуальный контроль за попаданием стекловидного тела в рабочее отверстие. С помощью ультразвуковых колебаний, основной вектор распространения которых направлен параллельно сетчатке и сконцентрирован в проекции рабочего отверстия, удаляют стекловидное тело в максимально полном объеме. После этого порты удаляются и проводится субконъюнктивальная инъекция антибактериального препарата, накладывается стерильная повязка.
Представленный способ позволяет безопасно по отношению к сетчатке, избегая значимых флюктуаций аспирационного потока и витреоретинальных тракций, проводить витрэктомию в полном объеме, с визуальным контролем за рабочим отверстием иглы ультразвукового витреотома. Вектор распространения ультразвуковых колебаний, направленный параллельно сетчатке и сконцентрированный в проекции рабочего отверстия витреотома, позволяет избежать ятрогенной травмы сетчатки ультразвуковыми колебаниями.
Эффективность предлагаемого способа иллюстрируется следующим клиническим примером.
Пример 1. Пациент А., 65 лет. При обращении: OS – жалобы на появление «завесы» перед взором.
Диагноз: OS – Субтотальная регматогенная отслойка сетчатки с захватом макулярной зоны. Острота зрения 0,05, не корригируется. Произведено хирургическое лечение: субтотальная витрэктомия с предварительным удалением основного объема стекловидного тела, периферическая витрэктомия предложенным способом, тампонада витреальной полости ПФОС, циркулярная лазеркоагуляция сетчатки с заменой ПФОС на силиконовое масло с вязкостью 1300 сСт. Через 3 месяца силиконовое масло было удалено, сетчатка прилежит во всех секторах, острота зрения составила 0,5 без коррекции.