Амир Габбасов - Лазерная коррекция зрения
Все имплантаты для исправления рефракции глаза можно разделить на следующие группы.
Факичные линзы (PRL, Phakic Refractive Lens) – устанавливаются параллельно с живым хрусталиком.
ИОЛ, заменяющий живой хрусталик.
Склеральные имплантаты (SEBs, Scleral Expansion Bands).
Внутрироговичные кольца (ICR, Intra Corneal Ring).
На сегодняшний день существует около 1500 моделей ИОЛ, изготавливаемых более чем 30 компаниями по всему миру.
В лечении пресбиопии лидируют две технологии – дополнительные склеральные сегменты, или склеральные имплантаты (SEBs, Scleral Expansion Bands) и факичные пресбиопические ИОЛ.
Внутрироговичные кольца (см. выше). Принципиальным отличием этой операции по замыслу авторов является обратимость метода. Имплантат можно удалить, если требуется коррекция зрения или есть неудовлетворенность роговичными кольцами.
Телескопические ИОЛ. Существует заболевание сетчатки – возрастная макулодистрофия (ВМД), которое приводит к потере центрального зрения и искажениям геометрии воспринимаемого изображения, а также полной потере зрения. Для коррекции изображения используют специальные телескопические очки, лупы и видеоувеличители текстов.
Рис. 18.
Некоторые модели интраокулярных линз (ИОЛ) и различные формы гаптики
[1]– гаптика (крепление), [2]– оптическая часть (линза). А – переднекамерная факичная линза; B,C,G – линзы для замены хрусталика (помещаются в капсулу хрусталика); B,D,E – заднекамерные факичные линзы; F – линза для закрепления на радужке.
Использование аккомодирующих ИОЛ. Фронтальная оптическая часть ИОЛ Synchrony, обладающая большей оптической силой, способна к трехмерному движению – более интенсивному в переднезаднем направлении, и менее – под углом, тангенциальным оптической оси глаза. Осевое движение – основа изменения рефракции, однако тангенциальный сдвиг передней линзы может приводить к изменению градиента рефракции оптики, что способствует увеличению глубины фокуса и улучшает зрение вблизи.
Перспективы ИОЛ. В будущем количество различных моделей ИОЛ будет только увеличиваться. Уже сейчас существуют линзы с хромофорным веществом, выполняющим роль желтого светофильтра. Это необходимо для защиты сетчатки от вредного ультрафиолетового излучения, которое в здоровом глазе частично задерживает живой хрусталик. Также в ИОЛ внедряют микродатчики для контроля внутриглазного давления. Но основные усилия будут направлены на устранение основных минусов ИОЛ: глэр-эффекта, оптических аберраций, потерю аккомодации и появления светящихся ореолов вокруг ярких источников света. Оптические аберрации пропорциональны толщине линзы, поэтому будущие ИОЛ будут очень тонкими.
Недавно компанией Medennium была изобретена линза Smart Lens. Эта ИОЛ способна изменять свою форму при температуре тела от твердого стержня до сферичного гелеподобного аккомодирующего хрусталика, который полностью заполняет капсулярную сумку. В настоящий момент это устройство по свойствам наиболее приближено к естественному хрусталику. Их можно делать на заказ, используя данные магнитно-резонансного изображения о точном размере капсулярной сумки, и имплантировать через разрез размером всего лишь 1,0 мм.
В будущем также появится возможность моделирования оптической силы линзы в послеоперационный период.
Благодаря чересчур оптимистичному освещению со стороны СМИ наибольшим количеством мифов окружена работа ученых по разработке электрических имплантатов. И это не удивительно. На сегодняшний день электрические имплантаты являются наиболее перспективным направлением для лечения необратимой слепоты. Поражения сетчатки и зрительного нерва сейчас рассматриваются как приговор – восстанавливать такое количество погибших нервных клеток человечество пока не научилось. А развитие электрических имплантатов дает надежду на преодоление слепоты.
На сегодняшний день существует около 15 групп ученых по всему миру, занимающиеся практическими исследованиями и разработками искусственных сетчаток.
Схема работы электрических имплантатов искусственной сетчатки следующая.
Фотодетектор преобразует свет в электрический сигнал. Преобразователь (микропроцессор) перекодирует полученный электрический сигнал в такую последовательность импульсов, которая может быть воспринята нейронами. Электроды, получив сигнал от преобразователя, стимулируют нейроны, тем самым вызывая потенциалы действия и дальнейшую передачу информации в нервные центры.
По размещению фотодетекторы различают:
внутренний (матрица фотодетекторов, устанавливаемая на глазное дно);
внешний (камера, устанавливаемая в специальные очки).
Физически преобразователь является микропроцессором, поэтому должен снабжаться энергией. Энергии света недостаточно, чтобы подпитывать преобразователь и электроды, поэтому должен быть внешний возобновляемый источник энергии. Такой источник располагается вне организма человека и питается от аккумуляторов. Передача же энергии осуществляется беспроводным путем на основе электромагнитной индукции: для этого на «ушках» специальных очков размещают передающую катушку, а в склеру глаза имплантируют принимающую катушку, соединенную с микросхемами и электродами. Это не относится к технологии ArtificalSiliconRetina (ASR), где преобразователя нет вообще, а стимуляция электродами производится за счет энергии света. Artifical Silicon Retina представляет собой силиконовый чип диаметром 2 мм и толщиной 25 мкм, на котором размещаются 5000 электродов. К каждому электроду подключен фотодиод, преобразующий свет в электроимпульсы, которые затем передаются клеткам сетчатки. Чип питается только от энергии света и не требует внешних источников питания. Доклинические испытания показали наличие сигналов на электроретинограмме (ЭРГ) и иногда визуально-вызванных потенциалов (VEPs) в мозге.
По месту размещения электродов различают:
эпиретинальную технологию (EPI-RET). В эпиретинальной технологии электроды размещаются над сетчаткой и стимулируют ее ганглиозные клетки;
субретинальную технологию (SUB-RET). Субретинальная технология предполагает размещение электродов между пигментным слоем и рецепторами сетчатки;
размещение имплантатов у зрительного нерва. Группа ученых в рамках европейского проекта MIVIP (Microsystems Based Visual prosthesis) изучает стимулирование электродами непосредственно зрительного нерва. Протез включает в себя внешнюю камеру, нейростимулятор в титановом корпусе со спиральным электродам в виде манжетки и интерфейс для передачи информации и энергии посредством радиоволн. Электрод вживляется за глазным яблоком в свободное место, где зрительный нерв не покрыт мозговой оболочкой, которая ослабила бы стимулирование;
размещение имплантатов в зрительных зонах коры головного мозга. Исследования по внедрению систем искусственного зрения в зрительную зону коры больших полушарий ведутся с 1960-х годов. Вся система протеза представляет собой наружную камеру, преобразователь, набор электродов и интерфейс для передачи информации и энергии беспроводным путем. Нейростимулятор представляет собой матрицу игольчатых электродов из биосовместимых материалов: Si или IrOx. Кремний предпочтительнее, так как в него можно встраивать микропроцессорные элементы. Мозг – вязкоупругий материал, поэтому внедрение электродов должно быть очень быстрым (1 м/c). Иначе возникают повреждения сосудов и деформация корковой поверхности. Электроды устанавливаются в первичной зрительной коре (зона V1, или 17 поле по Бродману).
Офтальмология не стоит на месте. Каждый год появляются новые решения. Развитие химии, электроники и компьютерных технологий позволяет сегодня использовать высококачественные имплантаты для устранения последствий различных глазных заболеваний. Несмотря на психологический барьер, который надо переступить человеку для согласия операции по вживлению имплантатов, а также многочисленные возможные осложнения, для многих людей имплантация – единственный шанс восстановить зрение и повысить свое качество жизни.
Краткий словарь терминов
Аберрация (от лат. aberrare – уклоняться, заблуждаться) – погрешности изображения, обусловленные отклонением светового луча в реальной оптической системе от его направления в идеальной оптической системе. К аберрациям относят миопию, гиперметропию, астигматизм, кому, дисторсию, нерегулярные аберрации и др.
Абляция (фотоабляция) – вид действия лазерного излучения на живую ткань, заключающийся в ее удалении, испарении производимого путем расщепления молекулярных связей. Абляция строго дозирована, имеет ровные края и не сопровождается повышением температуры окружающих тканей. Основными параметрами фотоабляции при проведении лазерной коррекции являются:
