Лазерная фотодеструкция (ЛФД) тканей лежит в основе современной YAG-лазерной хирургии на структурах переднего отрезка глаза. Наиболее частым показанием к использованию ЛФД является наличие так называемой вторичной катаракты (ВК) — состояния, сопровождающегося послеоперационным помутнением задней капсулы хрусталика (ЗКХ). В этом случае применяется технология лазерной дисцизии (ЛД) ВК. Пациентам с закрытоугольной глаукомой (ЗУГ) или узким углом передней камеры (УПК) глаза показано проведение лазерной иридэктомии (ЛИРЭ). Широко используемые перечисленные лазерные технологии, в основу которых заложен эффект ЛФД тканей, при всех своих положительных сторонах не лишены недостатков, связанных с риском развития лазериндуцированных осложнений [1—3], в том числе со стороны роговицы [4—6]. Основным проявлением таких осложнений выступает прямое или опосредованное лазерным излучением повреждение роговицы. Известно, что значительное увеличение энергии импульса ведет к надрывам десцеметовой мембраны и отеку роговицы [7]. Неправильные условия фокусировки лазерного излучения также способствуют повреждениям роговицы, имеющим вид «сетки». Отсутствие достаточной дистанции между облучаемой структурой и роговицей нередко приводит к повреждению внутреннего слоя роговицы, что неизбежно ведет к дефициту клеток заднего эпителия роговицы (ЗЭР) [8]. Необходимо отметить, что при проведении ЛИРЭ риск лазериндуцированного повреждения роговицы выше, поскольку зона воздействия лазерного излучения расположена ближе к самой роговице [9]. Кроме того, при ЛИРЭ риск повреждения роговицы возрастает в связи с наличием анатомических особенностей, таких как мелкая передняя камера, закрытый УПК глаза, избыточно толстый хрусталик в относительно коротком глазу.
До сих пор основным методом оценки роговицы после YAG-лазерных вмешательств (ЛД, ЛИРЭ) на переднем отрезке глаза является метод зеркальной микроскопии. Однако его использование ограничивается возможностью оценки исключительно ЗЭР.
Возможность проведения прижизненной морфологической оценки роговицы дает другой, более современный метод исследования — конфокальная микроскопия роговицы (КМР), которая расширяет потенциал для проведения исследований и в настоящее время широко используется преимущественно с целью изучения влияния глазных и внутренних заболеваний [10—12], а также хирургических вмешательств на состояние роговицы [13, 14].
Отсутствие достаточного количества научных работ с использованием КМР для оценки безопасности YAG-лазерных фотодеструктивных вмешательств, в частности ЛД ВК и ЛИРЭ, объясняет актуальность проведения дальнейших исследований в этом направлении [15].
Предполагается, что использование метода КМР в настоящей работе позволит изучить возможные структурные преобразования в роговице после ЛФД, что будет способствовать выработке оптимальных алгоритмов, повышающих безопасность лазерного вмешательства.
Цель исследования — изучить с помощью метода конфокальной микроскопии состояние роговицы после проведения лазерной дисцизии вторичной катаракты и лазерной иридэктомии.
Материал и методы
Все пациенты были распределены на две группы. В 1-ю группу вошли пациенты с диагнозом «Артифакия. Вторичная катаракта» — 36 человек (41 глаз). Всем пациентам была проведена ЛД ВК. В свою очередь, пациенты 1-й группы были разделены на две подгруппы в зависимости от исходного состояния роговицы: 1А (22 глаза; 54%) — пациенты с неизмененной роговицей; 1Б (19 глаз; 46%) — пациенты с наличием патологических изменений в роговице, представленных следующим образом: трансплантат роговицы отмечен в шести случаях (32%), из них пять случаев — состояние после сквозной и один случай — после эндотелиальной кератопластики; дегенеративные изменения эндотелия роговицы, сопровождающиеся снижением плотности ЭКР и инициированные хирургическим вмешательством по поводу катаракты, имелись в семи случаях (37%): состояние после радиальной кератотомии — четыре случая (21%), помутнение роговицы после перенесенных воспалительных заболеваний — два случая (10%).
Во 2-ю группу вошло 20 человек (24 глаза) с диагнозами: «ЗУГ» — 15 (62,5%) случаев, «Подозрение на ЗУГ» — 9 (37,5%) случаев. Пациентам 2-й группы была проведена ЛИРЭ.
Исследование состояния роговицы с помощью КМР до и после лазерных вмешательств проводили, используя прибор HRT-III (Heidelberg, Германия) с насадкой Rostock Cornea. Исследовали следующие параметры: среднюю плотность ЭКР (количество клеток в 1 мм2), выраженность плеоморфизма и полимегатизма ЭКР, состояние нервных волокон роговицы, наличие депозитов на внутренней поверхности роговицы, плотность клеток Лангерганса (КЛ). При этом изучали наиболее важную и оптически деятельную центральную зону роговицы. КМР позволяла получить двухмерное изображение, состоящее в двух измерениях из 384×384 пикселей и покрывающее соответственно площадь роговицы, равную 0,4×0,4 мм. При отборе пациентов в 1-ю группу учитывали степень выраженности помутнений ЗКХ и их оптическую плотность, которые определяли методом биомикроскопии, применяя щелевую лампу Opton (Германия) и с помощью сканирующей системы для исследования переднего отрезка глаза Pentacam HR (Oculus, Германия).
Гониоскопию осуществляли по стандартной методике с использованием гониолинзы Magna view (Ocular, США). При осмотре оценивали профиль и степень открытия УПК по классификации Shaffer. Наличие закрытого или очень узкого УПК являлось основным критерием для определения пациентов во 2-ю группу. Глубину передней камеры и расстояние от ЗКХ до роговицы, толщину роговицы в центре оценивали с помощью оптического когерентного биометра IOL Master 700 (Zeiss, Германия).
Операции проводили на Nd:YAG-лазерном офтальмодеструкторе LPULSA SYL-9000 Premio фирмы LightMed (Тайвань — США), λ=1,064 мкм. Рассекаемые лазерным деструктором ткани (ЗКХ, радужка) имели различную толщину и плотность. В связи с этим при подборе энергетических параметров в каждом случае использовали тактику постепенного увеличения энергии до получения эффекта «пробоя» в ткани. Такую тактику применяли в подгруппе 1А и во 2-й группе. В подгруппе 1Б рассечение ЗКХ проводили по методике последовательной модификации ткани при минимально возможных значениях энергии, что было связано с наличием имеющихся изменений в роговице и высокой вероятностью ее дополнительной травматизации в связи с проведением лазерного вмешательства. С этой целью получения эффекта достигали не за счет повышения уровня энергии, а за счет увеличения кратности лазерных импульсов. Медикаментозное сопровождение заключалось в назначении глазных капель с нестероидным противовоспалительным препаратом перед лазерной операцией и после ее проведения.
Результаты и обсуждение
Определение оптической плотности помутнений в ЗКХ позволило подразделить пациентов 1-й группы на имеющих условно «мягкие» пленки (псевдорегенераторная форма ВК) и условно «твердые» (фиброзная форма ВК). В подгруппе 1А мягкие пленки ВК выявлены в 17 случаях (77%), твердые — в пяти (23%), в подгруппе 1Б наличие мягких пленок ВК имелось в 10 случаях (53%), твердых — в 9 (47%).
Зафиксированный пороговый уровень энергии имел значительную разницу в группах сравнения ввиду неоднородной плотности облучаемых вариантов ЗКХ с помутнениями и радужки. Средний уровень энергии в импульсе соответственно составлял: в подгруппе 1А — 2,77 мДж, в подгруппе 1Б — 2,55мДж, во 2-й группе — 3,7 мДж. Средние показатели суммарной энергии составили: в подгруппе 1А — 212,5 мДж, в подгруппе 1Б — 180 мДж, во 2-й группе — 430,5мДж. Среднее расстояние от роговицы до облучаемой структуры (ЗКХ или радужки) составляло: в подгруппе 1А — 4,47 мм, в подгруппе 1Б — 4,43 мм, во 2-й группе — 2,45 мм. Выше уже указывалось, что исходное состояние роговицы в группах различались из-за изначально имеющейся сопутствующей патологии роговицы в подгруппе 1Б. В связи с этим для изучения безопасности лазерных вмешательств представляло интерес исследование изменений роговицы до и после лазерного воздействия. В табл. 1 приведены результаты сравнительного анализа отдельных показателей, демонстрирующих состояние роговицы в динамике.
Таблица 1. Динамика показателей роговицы в группах сравнения до и через 1 мес после лазерного вмешательства
| Показатель | Подгруппа 1А | Подгруппа 1Б | 2-я группа |
| Толщина роговицы, мкм: | |||
| исходно | 552 | 561 | 559 |
| через 1 мес | 554 | 569 | 570 |
| p | 0,508 | 0,027 | <0,001 |
| Плотность ЭКР, кл/мм2: | |||
| исходно | — | — | — |
| через 1 мес | — | — | — |
| p | — | — | — |
Из табл. 1 следует, что показатель толщины роговицы в подгруппе 1А после лазерного вмешательства значительно не менялся (p>0,05), в то же время данный показатель в подгруппе 1Б и во 2-й группе хотя и имел небольшие отличия, но выражался значимым увеличением (p<0,05). Показатель, отражающий динамику плотности ЭКР, при его сравнении до и после лазерного воздействия также имел значимые различия в каждой из групп (p<0,05).
Исследование роговицы методом КМР позволило выявить и другие изменения разной степени выраженности во всех случаях после ЛД ВК и ЛИРЭ. В подгруппе 1А в большинстве случаев выявлены единичные гиперрефлектирующие депозиты с четкими границами, округлой формы, расположенные на поверхности эндотелия роговицы. Минимальная, но достоверная потеря ЭКР (до ЛД ВК — 2259 кл/мм2, после — 2188 кл/мм2) объясняла сохранность правильной гексагональной формы клеток, что указывало на отсутствие признаков заметного уменьшения плеоморфизма и/или усиления полимегатизма (рис. 1).
Рис. 1. Картина конфокальной микроскопии роговицы пациента из подгруппы 1А.
а — до лазерного вмешательства: слой ЭКР не изменен; б — после лазерного вмешательства: слой ЭКР выглядит интактным, отмечаются единичные гиперрефлектирующие включения белого цвета (обозначены красными стрелками), гексагональная форма ЭКР сохранена.
В подгруппе 1Б было отмечено лазериндуцированное уменьшение плотности ЭКР. Так, при среднем количестве ЭКР до ЛД ВК 1395 кл/мм2 данный показатель после лазерного вмешательства снизился до уровня 1286 кл/мм2. Кроме того, отмечено заметное относительно исходного состояния уменьшение плеоморфизма и увеличение полимегатизма ЭКР за счет снижения плотности клеток на единицу площади, их перераспределения и компенсаторного увеличения размера. Наряду с перечисленными изменениями в подгруппе 1Б после ЛД определялось умеренное количество гиперрефлектирующих депозитов на эндотелии роговицы, а также повышение рефлективности ядер ЭКР (рис. 2). Перечисленные изменения в подгруппе 1Б отличались большей степенью выраженности при сравнении с подгруппой 1А.
Рис. 2. Картина конфокальной микроскопии роговицы пациента из подгруппы 1Б.
а — до лазерного вмешательства: отмечаются умеренно выраженный плеоморфизм и полимегатизм ЭКР; б — после лазерного вмешательства: определяется умеренное количество гиперрефлектирующих депозитов, частично экранирующих ЭКР (указаны желтыми стрелками); в — проявления полимегатизма и плеоморфизма эндотелиальных клеток роговицы на фоне исходного и дополнительно индуцированного лазерным излучением дефицита ЭКР (на снимке красным цветом обведены границы измененных по форме и размеру клеток, зеленым цветом — граница неизмененной по форме и размеру клетки).
Во 2-й группе после проведения ЛИРЭ выявлялось большое количество полиморфных и разноразмерных гиперрефлектирующих депозитов, заметно экранирующих эндотелиальный слой роговицы. Вероятно, столь многочисленные депозиты, покрывающие самый внутренний слой роговицы, могут являться в том числе продуктами лазерной абляции радужки, формирующимися в процессе проведения ЛИРЭ. Их большое количество, в отличие от 1-й группы, связано с непосредственной близостью роговицы к зоне лазерного воздействия. Характерным для пациентов 2-й группы являлось повышение рефлективности ядер ЭКР и уменьшение количества клеток до уровня 1910 кл/мм2, при исходной средней плотности ЭКР 2056 кл/мм2. Также отмечено заметное уменьшение плеоморфизма ЭКР и увеличение полимегатизма клеток (рис. 3).
Рис. 3. Картина конфокальной микроскопии роговицы пациента из 2-й группы.
а — до лазерного вмешательства: слой ЭКР выглядит интактным и содержит нормальные по форме и размеру клетки; б — после лазерного вмешательства: отмечено появление большого количества (до нескольких сотен в поле зрения) гиперрефлектирующих депозитов разных размеров, в том числе крупных (обозначены стрелками), расположенных на эндотелии роговицы, и повышение рефлективности ядер ЭКР; в — на фоне относительного уменьшения плотности ЭКР отмечаются усиление их полимегатизма и уменьшение плеоморфизма (на снимке красным цветом обведены границы измененных по форме и размеру клеток, зеленым цветом — граница неизмененной по форме и размеру клетки), а также повышение рефлективности клеточных ядер.
Состояние нервных волокон роговицы (НВР) оценивали до и после лазерных фотодеструктивных вмешательств. В автоматическом режиме с использованием программы Liner 1.2S [16] изучали толщину НВР, оценивали их ход, направленность, рефлективность. Следует отметить, что проведение лазерных вмешательств существенным образом не повлияло на указанные параметры (в качественном и количественном выражении) ни в одной из групп. Во 2-й группе, где значения суммарной энергии намного превышали ее значения в 1-й группе, даже в условиях повышенного риска для роговицы на фоне сокращения безопасной дистанции от роговицы до облучаемой структуры (радужки), проведение лазерного вмешательства не привело к заметным изменениям НВР (рис. 4).
Рис. 4. Картина конфокальной микроскопии НВР пациента из 2-й группы.
а — до лазерного вмешательства; б — после лазерного вмешательства: толщина, ход, направленность и рефлективность нервных волокон не изменились. Зелеными стрелками указаны НВР.
Использование КМР в работе позволило не только оценить состояние роговицы и НВР, но и визуализировать КЛ — гетерогенные полигональные клетки с разветвленными отростками (дендритами), которые относят к разновидности макрофогальных клеток [17—19]. Цитоплазма КЛ содержит лизосомы и фагоцитированные гранулы меланина. КЛ являются не вполне тканеспецифическими для роговицы человека и в норме содержатся в небольшом количестве в субэпителиальном слое. Ограниченная популяция многоотростчатых макрофагов представлена и на периферии стромы роговицы [20]. Количество КЛ с дендритами (от двух до пяти коротких отростков) в центре роговицы минимально и увеличивается по мере приближения к лимбу (до 62 кл/мм2). По разным данным, в центре роговицы количество КЛ может колебаться в среднем от одного до двух десятков на 1 мм2. При этом нередко КЛ, по данным тех же авторов, могут и вовсе отсутствовать в центральной зоне роговицы [21, 22]. Согласно данным литературы, присутствие КЛ или увеличение их содержания может свидетельствовать о наличии активного воспалительного процесса в роговице [21].
Результаты настоящего исследования с использованием КМР во всех случаях свидетельствовали о присутствии КЛ в субэпителиальном слое роговицы после проведения лазерных вмешательств. Количество КЛ и длина их отростков отличались большой вариабельностью. Отмечено, что чем активнее была воспалительная реакция (локальная перикорнеальная гиперемия), тем выше было содержание КЛ в роговице. Кроме того, зафиксирован факт утолщения самих макрофагов и удлинения их отростков. В среднем число отростков в КЛ варьировало от трех до шести, а количество самих макрофагов в среднем достигало уровня 10—15 клеток в поле зрения. Наибольшее количество КЛ было выявлено в подгруппе 1Б, чуть меньше — во 2-й группе. Содержание КЛ в подгруппе 1А было минимальным. На фоне противовоспалительной терапии через 1 мес после лазерных вмешательств в подавляющем большинстве случаев КЛ не визуализировались, что указывало на стихание реактивного воспалительного процесса и обратимый характер данных изменений (рис. 5).
Рис. 5. Картина конфокальной микроскопии субэпителиального слоя роговицы пациента из подгруппы 1Б.
а — субэпителиальный слой роговицы после ЛФД: множественные КЛ (указаны красными стрелками), НВР (отмечено зеленой стрелкой); б — субэпителиальный слой роговицы через 1 мес после ЛФД (красной стрелкой указана единичная КЛ, зеленой стрелкой — НВР).
Лазериндуцированные изменения роговицы с учетом их выраженности были распределены на три степени: минимальные, умеренные, заметные (табл. 2).
Таблица 2. Классификация лазериндуцированных изменений роговицы по данным КМР
| Изучаемые параметры роговицы по данным КМР | Изменения роговицы после лазерных вмешательств | ||
| минимальные | умеренные | заметные | |
| Толщина роговицы, мкм | Без изменений/недостоверное увеличение, до 5 | Увеличение, от 6 до 10 | Увеличение, более 10 |
| Гиперрефлектирующие депозиты на ЗЭР | Единичные, до 50 в поле зрения | Умеренное количество, от 50 до 100 в поле зрения | Большое количество, более 100 в поле зрения |
| Снижение плотности ЭКР, кл/мм2 | Менее чем на 50 | От 50 до 100 | Более чем на 100 |
| Степень рефлективности ядер ЭКР | Слабая | Повышенная | Повышенная |
| Полимегатизм ЭКР (коэффициент вариабельности клеток), % | Увеличение до 5 | Увеличение на 5—10 | Увеличение более чем на 15 |
| Плеоморфизм ЭКР, доля относительно исходного уровня, % | Снижение менее чем на 5 | Снижение на 5—10 | Снижение более чем на 10 |
| Нервные волокна роговицы | Не изменены | Не изменены | Не изменены |
| КЛ (количество клеток после ЛФД) | До 10 в поле зрения | 11—20 в поле зрения | Более 20 в поле зрения |
В ходе исследования с помощью КМР не только фиксировали лазериндуцированные изменения в роговице, но и изучали возможное влияние на их развитие следующих факторов: параметров лазерного вмешательства (энергия одиночного импульса, суммарные значения энергии — энергия одиночного импульса/количество импульсов); расстояния от роговицы до облучаемой структуры; исходного состояния роговицы; толщины облучаемой структуры (в данном случае — только радужки). Зависимость изменений роговицы от некоторых из перечисленных факторов, представлена в табл. 3.
Таблица 3. Факторы, влияющие на параметры роговицы после YAG-лазерных фотодеструктивных вмешательств, M±σ, по группам (подгруппам)
| Изменения роговицы по данным КМР / число глаз | Энергия импульса, мДж | Суммарная энергия, мДж | Расстояние от роговицы до капсулы/радужки, мм | Толщина радужки, мкм | ||||||
| 1А | 1Б | 2 | 1А | 1Б | 2 | 1А | 1Б | 2 | 2 | |
| Минимальные | 2,25± 0,27* | 2,17± 0,3* | 3,63± 0,56*** | 149,7± 74,9** | 147,6± 59,2*** | 226,8± 117,69* | 4,5± 0,48*** | 4,24± 1,24*** | 2,59± 0,56* | 313,22± 16,82* |
| Число глаз | 15 | 4 | 5 | 15 | 4 | 5 | 15 | 4 | 5 | 5 |
| Умеренные | 2,81± 0,46* | 2,64± 0,41* | 3,64± 0,63*** | 168,7± 74,7** | 169,6± 90,9*** | 4 66,1± 59,26* | 4,37± 0,76*** | 4,54± 0,23*** | 2,45± 0,22* | 360,1± 8,09* |
| Число глаз | 5 | 7 | 8 | 5 | 7 | 8 | 5 | 7 | 8 | 8 |
| Заметные | 3,57± 0,45* | 3,15± 0,3* | 4,14± 0,6*** | 361,3± 182,8** | 264± 203,1*** | 726± 145,72* | 4,51± 0,85*** | 4,64± 0,37*** | 2,18± 0,29* | 393,4± 8,56* |
| Число глаз | 2 | 8 | 11 | 2 | 8 | 11 | 2 | 8 | 11 | 11 |
Примечание. Влияние на роговицу показателей уровня энергии лазерного излучения и топографических параметров, значимость различий: * — p=0,000—0,005; ** — p=0,02; *** — p>0,05.
Из табл. 3 следует, что изменения роговицы после ЛД ВК в подгруппе 1А зависели от уровня выбранной энергии (p<0,05), в меньшей степени — от ее суммарных значений (p=0,02). Фактор расстояния от ЗКХ до роговицы существенного влияния в подгруппе 1А не имел (p>0,05).
Состояние роговицы после ЛД ВК в подгруппе 1Б в значительной степени зависело только от уровня энергии одиночного импульса. Увеличение этого показателя значимо влияло на параметры роговицы (p<0,05), заметно усугубляя ее состояние. Суммарные значения энергии, так же как и фактор расстояния от ЗКХ до роговицы, значимого влияния на состояние роговицы не оказывали (p>0,05).
У пациентов 2-й группы после проведения ЛИРЭ лазериндуцированные изменения в роговице во многом зависели от суммарной энергии, расстояния от роговицы до радужки (p<0,05), исходной толщины радужки (p<0,05).
Заключение
Результаты исследования с применением метода КМР наглядно продемонстрировали возможность развития после ЛД ВК и ЛИРЭ изменений со стороны роговицы, наиболее частыми из которых являются снижение популяции ЭКР и связанные с этим уменьшение гексагональности и усиление полимегатизма клеток. Отмечено появление связанных с лазерным вмешательством гиперрефлектирующих депозитов на ЗЭР, усиление рефлективности ядер клеток ЗЭР, умеренное увеличение толщины роговицы и повышение содержания КЛ. Доказано, что риск развития лазериндуцированных изменений роговицы в определенной степени связан с ее исходным состоянием и повышается с уменьшением фокусного расстояния «роговица — облучаемая структура» прежде всего при проведении ЛИРЭ. Увеличение уровня энергии лазерного излучения и ее суммарных значений также способствует повреждению роговицы, что возможно при плотной ВК или толстой радужке.
Таким образом, полученные в ходе работы результаты позволяют судить о возможных лазериндуцированных изменениях в роговице и раскрывают основные факторы риска, способствующие повреждению роговицы в результате YAG-лазерных вмешательств на тканях переднего отрезка глаза, что может и должно учитываться при разработке алгоритмов лазерных операций с целью повышения их безопасности.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования: А.Г., Е.М.
Сбор и обработка материала: Е.М., З.С.
Статистическая обработка данных: Е.М., О.Б.
Написание текста: А.Г., Е.М., З.С.
Редактирование: А.Г., Ю.Ю.
Авторы заявляют об отсутствие конфликта интересов.