Лазерный витреолизис

Суть лазерного витреолизиса заключается в испарении (вапоризации) и структурной дезинтеграции плавающих помутнений, представляющих собой в основном конгломераты коллагена. Идея подобной процедуры была очень проста, но ее реализация осложнялась отсутствием необходимого технического оснащения. Требовалась аппаратура, позволяющая неинвазивно доставить до мишеней в стекловидном теле поток энергии высокой плотности мощности и произвести испарение с высокой точностью.

Первые попытки создания такой технологии были проведены с помощью Nd:YAG лазеров (длина волны 1064 нм), работающих в режиме свободной генерации (длительность импульса порядка миллисекунды – сотен микросекунд). Не вполне удовлетворительный результат применения режима свободной генерации Nd:YAG лазера вызван недостаточной плотностью энергии в зоне воздействия для реализации эффекта вапоризации.

Прорыв в технологии наступил с созданием новой лазерной системы на основе Nd:YAG лазера с модулированной добротностью, которая способна генерировать короткоимпульсное излучение (Q-switched технология, длина импульса несколько наносекунд).

Пионерами в применении короткоимпульсных лазеров в офтальмологии были Даниэль Арон-Роза (Danielle Aron-Rosa) во Франции и Франк Фанхаузер (Frank Fankhauser) в Швейцарии [1] в конце 1970-х - начале 1980-х годов.

Впервые Q-switched лазер в офтальмологии применил профессор Франк Фанхаузер (Frank Fankhouser), опубликованные исследования 1985 году [1] получили широкое распространение среди офтальмологов. Tsai WF с соавт. в 1993 году впервые опубликовали результаты успешного использования Nd-YAG-лазера для лечения плавающих помутнений стекловидного тела у 15 пациентов и отметили, что лечение является «простым, безопасным и эффективным» [2].

В настоящее время YAG-лазерный витреолизис можно рассматривать как альтернативный метод лечения симптоматических плавающих помутнений стекловидного тела, имеющий ряд преимуществ: неинвазивный характер процедуры, низкий процент интра- и послеоперационных осложнений, экономическая целесообразность [3–6]. В связи с этим, YAG-лазерный витреолизис успешно используется в клинической практике во всем мире (рис. 1). Это обусловлено, в первую очередь, появлением современных установок для лазерного витреолизиса.

Рис.1. Схематическое изображение YAG-лазерного витреолизиса. А – схема лазерного витреолизизиса при отсутствии ЗОСТ; А1 – QR-код схемы лазерного витреолизиса без ЗОСТ, В – схема лазерного витреолизизиса кольца Вейса на фоне ЗОСТ; В1- QR- код схемы лазерного витреолизиса кольца Вейса на фоне ЗОСТ.

Компания «Ellex Medical Lasers, Pty» (Австралия, www.ellex.com) первой изобрела механизм использования YAG-лазера с модуляцией добротности в положении «on-axis» и соответственно стала пионером в исследовании лазерного витреолизиса. В конструкции лазеров UltraQ Reflex и Tango Reflex (Ellex Medical Pty, Австралия)  используется технология «Reflex^TM», представляющее собой так называемое «падающее зеркало».

В момент наведения и прицеливания это зеркало работает как верхняя часть осветительной призмы, обеспечивая коаксиальность линии взора врача и освещения, как при стандартном исследовании на щелевой лампе. В момент выстрела зеркало складывается и не препятствует прохождению лазерного пучка. Затем зеркало вновь занимает первоначальное положение. Время складывания и возврата настолько мало, что глаз врача не успевает отследить изменение, поэтому сохраняется контроль над процедурой (рис. 2). 

Рис. 2. Изображение системы «падающее зеркало» (технология «Reflex^TM») лазерной установки Ultra Q Reflex. А – фотография системы «падающее зеркало»; В – QR-код со ссылкой на видео работы «падающее зеркало» технологии «Reflex^TM».

Nd:YAG лазер

Кристалл иттрий-алюминиевого граната для генерации лазерного излучения активирован ионами неодима (Nd³⁺:Y₃Al₅O₁₂) (используются различные обозначения: Nd:YAG, ИАГ лазер). Излучение этого лазера находится в ближнем инфракрасном диапазоне, длина волны 1064 нм [7, 8].

Такие лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Мощность, достигаемая лазером такого типа, может быть особенно высокой - до нескольких сотен ватт.

На основе Nd:YAG лазера можно получить излучение зеленой части спектра. При помещении в оптический резонатор такого лазера кристалла титанил-фосфата калия (КТР) за счёт оптических нелинейных эффектов обеспечивается удвоение пространственной частоты излучения до длины волны 532 нм. Такой лазер также может работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме.

Nd: YAG Q-switched лазер

Режим модулированной добротности (в англоязычной литературе Q-switching или Q-switched) позволяет получать генерацию лазерного излучения в виде коротких импульсов (длительность от нескольких наносекунд до нескольких десятков наносекунд) c высокой пиковой мощностью [9].

Этот метод реализован в ряде офтальмологических лазерных систем с Nd:YAG лазером, генерирующим излучение с длиной волны 1064 нм. Длительность импульса в таких системах составляет порядка нескольких наносекунд, а энергия одиночного импульса достигает 10 мДж. Для лазерных систем Ultra Q, Ultra Q Reflex (Ellex Medical Lasers, Австралия, www.ellex.com) длительность импульса равна 4 нс, а энергия импульса – 0.3-10 мДж.

Лазерная установка Ultra Q Reflex способна сконцентрировать энергию до 10 мДж (за один импульс в 4 нс) в пучке диаметром 8 мкм. В этом случае на поверхности ткани-мишени достигаются огромные плотности энергии, вызывающие вапоризацию плавающих помутнений стекловидного тела (рис. 4). 

Рис. 4. Лазерный витреолизис плавающего помутнения по типу кольца Вейса (пациент А., 73 года).  Изображения (А – С): этапы вапоризации на лазерной системе Ultra Q Reflex. Желтая стрелка указывает на помутнение стекловидного тела, синяя стрелка – на вапоризацию во время проведения YAG-лазерного витреолизиса; D – QR-код со ссылкой на видео лазерного витреолизиса.

Ultra Q Reflex обеспечивает бестеневую визуализацию стекловидного тела за счет обеспечения соосности направления взгляда оператора, щелевой лампы-осветителя и лазерного луча. Это делает Ultra Q Reflex™ идеальным для наведения на плавающие помутнения стекловидного тела и сводит к минимуму вероятность ошибок фокусировки и риск повреждения хрусталика или сетчатки при витреолизисе .

Преимущества и достоинства системы визуализации True Coaxial Illumination (TCI; Ellex Medical, Adelaide, Australia), реализованных в Ultra Q Reflex™, подробно описаны в работе I.P. Singh [10].

Следует отметить, что любой вариант достижения коаксиальности освещения YAG-лазерной системы требует значительных усилий адаптации врача к системе наведения, отслеживания корректности юстировки. Успешность и эффективность проведения лазерного витреолизиса зависит не только от современного оборудования, но и от знаний и опыта специалиста, который на этапе обследования проведет полную диагностику состояния всех сред глаза и особенно витреоретинального интерфейса, подготовку и отбор пациентов, а при необходимости - своевременную профилактическую лазерную ретинопексию.

Таким образом, к настоящему времени решен целый ряд технических задач, сдерживавших внедрение лазерного витреолизиса в офтальмологическую практику:

• созданы лазерные источники, обеспечивающие генерацию лазерного излучения с необходимой для фрагментации и испарения плавающих помутнений плотностью мощности;

• созданы современные системы визуализации и коаксиального освещения, что обеспечивает точность наведения лазерного пучка для разрушения плавающих помутнений и контроль расстояния фокуса лазера от критических структур (сетчатка, хрусталик);

• лазерные источники и системы визуализации объединены в лазерные установки, позволяющие в амбулаторных условиях проводить процедуры лечения.

Все эти достижения позволяют сделать технологию лазерного витреолизиса плавающих помутнений безопасной и эффективной процедурой лечения.

Более подробно о лечении можно ознакомиться в атласе «Плавающие помутнения стекловидного тела: диагностика, лечения, осложнения».

Список литературы

1. Fankhauser F, Kwasniewska S, Klapper RM. Neodymium Q-switched YAG laser lysis of iris lens synechiae. Ophthalmology. 1985;92(6):790-2. doi: 10.1016/s0161-6420(85)33970-2

2. Tsai WF, Chen YC, Su CY. Treatment of vitreous floaters with neodymium YAG laser. Br J Ophthalmol. 1993;77:485-8. doi: 10.1136/bjo.77.8.485

3. Vogel A, Hentschel W, Holzfuss J, Lauterborn W. Cavitation bubble dynamics and acoustic transient generation in ocular surgery with pulsed neodymium: YAG lasers. Ophthalmology. 1986;93(10):1259-69. doi: 10.1016/s0161-6420(86)33576-0

4. Milston R, Madigan MC, Sebag J. Vitreous floaters: Etiology, diagnostics, and management. Surv Ophthalmol. 2016;61(2):211-27. doi: 10.1016/j.survophthal.2015.11.008

5. Karickhoff JR. Laser treatment of eye floaters. Washington: Washington Medical Publishing, LLC; 2019.

6. Singh IP. Modern vitreolysis-YAG laser treatment now a real solution for the treatment of symptomatic floaters. Surv Ophthalmol. 2020;65(5):581-8. doi: 10.1016/j.survophthal.2020.02.006

7. Berlien HP, Müller GJ, eds. Applied Laser Medicine. Berlin, Heidelberg: Springer; 2003. doi: 10.1007/978-3-642-18979-1

8. Zgoda F. Laser Systems. In: Kramme R, Hoffmann KP, Pozos RS, eds. Springer Handbook of Medical Technology. Berlin, Heidelberg: Springer; 2011:557-78. doi: 10.1007/978-3-540-74658-4_29

9. Svelto O. Principles of Lasers.  Heidelberg: Springer; 2010.

10. Singh IP. Modern vitreolysis-YAG laser treatment now a real solution for the treatment of symptomatic floaters. Surv Ophthalmol. 2020;65(5):581-8. doi: 10.1016/j.survophthal.2020.02.006