Применение лазеров в офтальмологии

Катаракта встречается в любом возрасте. Бывает врожденная катаракта, травматическая, осложненная, лучевая, катаракта, вызванная общими заболеваниями организма. Но чаще всего встречается возрастная (старческая) катаракта, которая развивается у людей после 50 лет.

Рисунок 17 - Схема работы глаза здорового человека.

Рисунок 18 - Схема работы глаза при катаракте.

Близорукость (миопия) -- заболевание, при котором человек плохо различает предметы, расположенные на дальнем расстоянии. При близорукости изображение приходится не на определенную область сетчатки, а расположено в плоскости перед ней. Поэтому оно воспринимается нами как нечеткое. Происходит это из-за несоответствия силы оптической системы глаза и его длины. Обычно при близорукости размер глазного яблока увеличен (осевая близорукость), хотя она может возникнуть и как результат чрезмерной силы преломляющего аппарата (рефракционная миопия). Чем больше несоответствие, тем сильнее близорукость.

Врачи-офтальмологи разделяют миопию на:

- слабую (до 3,0 D (диоприй) включительно);

- среднюю (от 3,25 до 6,0 D);

- высокую (более 6 D). Высокая миопия может достигать весьма значительных величин: 15, 20, 30 D.

Близорукие люди нуждаются в очках для дали, а многие и для близи: когда миопия превышает 6-8 и более диоптрий. Но очки, увы, не всегда корректируют зрение до высокого уровня, что связано с дистрофическими и др. изменениями в оболочках близорукого глаза.

Близорукость может быть врожденной, а может появиться со временем, иногда начинает усиливаться --прогрессировать. При близорукости человек хорошо различает даже мелкие детали вблизи, но чем дальше расположен предмет, тем хуже он его видит. Задача любой коррекции близорукости -- ослабить силу преломляющего аппарата глаза так, чтобы изображение пришлось на определенную область сетчатки (то есть вернулось "в норму").

Близорукость и сетчатка

Обычно близорукость сопровождается увеличением глазного яблока, что приводит к растяжению сетчатки. Чем сильнее степень близорукости, тем выше вероятность возникновения проблем связанных с сетчаткой глаза.

Рисунок 19 - Схема работы глаза здорового человека.

Рисунок 20 - Схема работы глаза человека при близорукости.

Дальнозоркость (гиперметропия) -- вид рефракции глаза, при котором изображение предмета фокусируется не на определенной области сетчатки, а в плоскости за ней. Такое состояние зрительной системы приводит к нечеткости изображения, которое воспринимает сетчатка.

Причины дальнозоркости

Причиной дальнозоркости может быть укороченное глазное яблоко, либо слабая преломляющая сила оптических сред глаза. Увеличив ее, можно добиться того, что лучи будут фокусироваться там, где они фокусируются при нормальном зрении.

С возрастом, зрение особенно вблизи все больше ухудшается из-за уменьшения аккомодативной способности глаза вследствие возрастных изменений в хрусталике -- снижается эластичность хрусталика, ослабевают мышцы, удерживающие его, и как следствие снижается зрение. Именно поэтому возрастная дальнозоркость(пресбиопия) наличествует практически у всех людей после 40-50 лет.

Степени дальнозоркости

Врачи офтальмологи выделяют три степени гиперметропии:

- слабую -- до + 2,0 D;

- среднюю -- до + 5,0 D;

- высокую -- свыше + 5,00 D;

При малых степенях дальнозоркости обычно сохраняется высокое зрение и вдаль, и вблизи, но могут быть жалобы на быструю утомляемость, головную боль, головокружение. При средней степени гиперметропии -- зрение вдаль остается хорошим, а вблизи затруднено. При высокой дальнозоркости -- плохое зрение и вдаль, и вблизи, так как исчерпаны все возможности глаза фокусировать на сетчатке изображение даже далеко расположенных предметов.

Дальнозоркость, в том числе и возрастная, может быть выявлена только при проведении тщательногодиагностического обследования (при медикаментозном расширении зрачка хрусталик расслабляется и проявляется истинная рефракция глаза).

Рисунок 21 - Схема работы глаза здорового человека.

Рисунок 22 - Схема работы глаза человека при дальнозоркости.

Что такое астигматизм объяснить (также, как и исправить) довольно трудно. Астигматизм -- одна из самых распространенных причин низкого зрения. Часто астигматизм сочетается с близорукостью (миопический астигматизм) или с дальнозоркостью (гиперметропический астигматизм).

Астигматизм в переводе с латыни -- отсутствие (фокусной) точки. Астигматизм возникает вследствие неправильной (не сферичной) формы роговицы (реже -- хрусталика). В нормальном состоянии роговица и хрусталик здорового глаза имеют ровную сферическую поверхность. При астигматизме их сферичность нарушена. Она обладает разной кривизной по разным направлениям. Соответственно, при астигматизме в разных меридианах поверхности роговицы присутствует разная преломляющая сила и изображение предмета при прохождении световых лучей через такую роговицу получается с искажениями. Некоторые участки изображения могут фокусироваться на сетчатке, другие -- "за" или "перед" ней (бывают и более сложные случаи). В результате вместо нормального изображения человек видит искаженное, в котором одни линии четкие, другие -- размытые. Представление об этом можно получить, если посмотреть на свое искаженное отражение в овальной чайной ложке. Аналогичное искаженное изображение формируется при астигматизме на сетчатке глаза.

Специалисты различают роговичный и хрусталиковый астигматизм. Но влияние роговичного астигматизма на зрение больше, чем хрусталикового, так как роговица обладает большей преломляющей способностью. Разница в преломлении самого сильного и самого слабого меридианов характеризует величину астигматизма в диоптриях. Направление меридианов будет характеризовать ось астигматизма, выраженную в градусах.

Специалисты выделяют три степени астигматизма:

- астигматизм слабой степени -- до 3 D;

- астигматизм средней степени -- от 3 до 6 D;

- астигматизм высокой степени -- выше 6 D.

По природе возникновения астигматизм разделяют на врожденный и приобретенный.

Врожденный астигматизм до 0.5 D встречается у большинства детей и относится к "функциональному", то есть такой вид астигматизма не влияет на остроту зрения и на развитие его бинокулярности. Однако если астигматизм превышает 1 D и более, то он значительно понижает зрение и требует лечения в виде очковой коррекции.

Приобретенный астигматизм появляется вследствие грубых рубцовых изменений на роговице после травм, повреждений, хирургических вмешательств на глазах.

На сегодняшний день существует три способа коррекции астигматизма: очки, контактные линзы и эксимер-лазерная коррекция.

При астигматизме чаще всего выписывают специальные "сложные" очки со специальными цилиндрическими линзами. Специалисты упоминают о том, что ношение "сложных" очков у пациентов с высокой степенью астигматизма может вызывать неприятные симптомы, например, такие как: головокружение, резь в глазах, зрительный дискомфорт. В отличие от простых очков, в рецепте на астигматические "сложные" очки появляются данные о цилиндре и оси его расположения. Очень важно, чтобы до подбора очков пациенту была проведена тщательная диагностика. Так как нередко бывают случаи, когда человеку с диагнозом "астигматизм" приходится по нескольку раз менять свои очки.

Говоря об исправлении астигматизма при помощи контактных линз, важно отметить, что до недавнего времени корригировать астигматизм возможно было только при помощи жестких контактных линз. Такая модель линз не только доставляла неудобства в процессе ношения, но и оказывала плохое влияние на роговицу. Однако, медицина не стоит на месте и сегодня для исправления астигматизма применяются специальные торические контактные линзы.

Кератоконус -- генетически обусловленное заболевание роговичной ткани, приводящее к ее дистрофии и истончению. В результате чего, роговица, вместо сферической (как это должно быть в норме), принимает неправильную (коническую) форму, что вызывает значительные и необратимые искажения в оптике глаза.

Из-за конусовидной формы роговицы лучи света в ее различных точках преломляются неравномерно, поэтому острота зрения снижается (так же, как при близорукости), человек видит предметы искаженными, линии -- изломанными (также, как при астигматизме). В развитых стадиях кератоконуса происходит истончение роговицы (вплоть до разрыва), сопровождающееся выраженным болевым синдромом.

Это заболевание встречается не часто, но в последние годы, согласно статистике, количество случаев возникновения кератоконуса резко возросло. До сих пор точно не выяснено, что же является причиной возникновения этого заболевания.

Рисунок 23 - Кератоконус.

При начальной стадии кератоконуса проводится процедура кросс-линкинга, которая позволяет укрепить строму роговицы, стабилизировать прогрессирование кератоконуса, остановить истончение роговицы, а самое главное -- предотвратить необходимость пересадки роговицы. Примерно через месяц после проведения кросс-линкинга выполняется имплантация стромальных колец в роговицу. Эти кольца, выполненные из инертного материала, дозировано деформируют поверхность роговицы и тем самым изменяют ее рефракцию. В более сложных случаях рекомендуется проведение кератопластики.

Применение методики "кросс-линкинга" позволяет укрепить строму роговицы, стабилизировать прогрессирование кератоконуса, остановить истончение роговицы, а самое главное -- предотвратить необходимость пересадки роговицы (кератопластики).

Рисунок 24 - Кросс-Ликинг.

3.3 Современные методы коррекции зрения с помощью лазеров

В лечении глазных заболеваний обычно применяются: эксимерный лазер (с длиной волны 193 нм); аргоновый (488 нм и 514 нм); криптоновый (568 нм и 647 нм); диодный (810 нм); ND:YAG-лазер с удвоением частоты (532 нм), а также генерирующий на длине волны 1,06 мкм; гелий-неоновый лазер (630 нм); 10-углекислотный лазер (10,6 мкм). Длина волны лазерного излучения определяет область применения лазера в офтальмологии. Например, аргоновый лазер излучает свет в синем и зеленом диапазонах, совпадающий со спектром поглощения гемоглобина. Это позволяет эффективно использовать аргоновый лазер при лечении сосудистой патологии: диабетической ретинопатии, тромбозах вен сетчатки, ангиоматозе Гиппеля-Линдау, болезни Коатса и др.; 70% сине-зеленого излучения поглощается меланином и преимущественно используется для воздействия на пигментированные образования. Криптоновый лазер излучает свет в желтом и красном диапазонах, которые максимально поглощаются пигментным эпителием и сосудистой оболочкой, не вызывая повреждения нервного слоя сетчатки, что особенно важно при коагуляции центральных отделов сетчатки.

Диодный лазер незаменим при лечении различных видов патологии мокулярной области сетчатки, так как липофусцин не поглощает его излучение. Излучение диодного лазера (810 нм) проникает в сосудистую оболочку глаза на большую глубину, чем излучение аргонового и криптонового лазеров. Поскольку его излучение происходит в ИК-диапазоне, пациенты не ощущают слепящего эффекта во время коагуляции. Полупроводниковые диодные лазеры компактнее, чем лазеры на основе инертных газов, могут питаться от батареек, им не нужно водяное охлаждение. Лазерное излучение можно подводить к офтальмоскопу или к щелевой лампе с помощью стекловолоконной оптики, что дает возможность использовать диодный лазер амбулаторно или у больничной койки.

Неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате (Nd:YAG-лазер) с излучением в ближнем ИК-диапазоне (1,06 мкм), работающий в импульсном режиме, применяется для точных внутриглазных разрезов, рассечения вторичных катаракт и формирования зрачка. Источником лазерного излучения (активной средой) в данных лазерах служит кристалл иридий-алюминиевого граната с включением в его структуру атомов неодимия. Назван этот лазер "ИАГ" по первым буквам излучающего кристалла. Nd:YAG-лaзep с удвоением частоты, излучающий на длине волны 532 нм, является серьезным конкурентом аргоновому лазеру, так как может использоваться и при патологии макулярной области.

He-Ne-лазеры - низкоэнергетические, работают в непрерывном режиме излучения, обладают биостимулирующим действием.

Эксимерные лазеры излучают в ультрафиолетовом диапазоне (длина волн - 193-351 нм). С помощью этих лазеров можно удалять определенные поверхностные участки ткани с точностью до 500 нм, используя процесс фотоабляции (испарения).

Выделяют следующие направления использования лазеров в офтальмологии:

1. Лазеркоагуляция. Используют термическое воздействие лазерного излучения, которое дает особенно выраженный терапевтический эффект при сосудистой патологии глаза: лазеркоагуляция сосудов роговицы радужки, сетчатки, трабекулопластика, а также воздействие на роговицу ИК-излучением (1,54-2,9 мкм), которое поглощается стромой роговицы, с целью изменения рефракции. Среди лазеров, позволяющих коагулировать ткани, в настоящее время по-прежнему наиболее популярным и часто используемым является аргоновый лазер.

2. Фотодеструкция (фотодисцизия). Благодаря высокой пиковой мощности под действием лазерного излучения происходит рассечение тканей. В его основе лежит электрооптический "пробои" ткани, возникающий вследствие высвобождения большого количества энергии в ограниченном объеме. При этом в точке воздействия лазерного излучения образуется плазма, которая приводит к созданию ударной волны и микроразрыву ткани. Для получения данного эффекта используется инфракрасный YAG-лазер.

3. Фотоиспарение и фотоинцизия. Эффект заключается в длительном тепловом воздействии с испарением ткани. С этой целью используется ИК СО2-лазер (10,6 мкм) для удаления поверхностных образований конъюнктивы и век.

4. Фотоабляция (фотодекомпозиция). Заключается в дозированном удалении биологических тканей. Речь идет об эксимерных лазерах, работающих в жестком УФ-диапазоне (193 нм). Область использования: рефракционная хирургия, лечение дистрофических изменении роговицы с помутнениями, воспалительные заболевания роговицы, оперативное лечение птеригиума и глаукомы.

5. Лазерстимуляция. С этой целью в офтальмологии используется низкоинтенсивное красное излучение He-Ne-лазеров. Установлено, что при взаимодействии данного излучения с различными тканями в результате сложных фотохимических процессов проявляются противовоспалительный, десенсибилизирующий, рассасывающий эффекты а также стимулирующее влияние на процессы репарации и трофики. Лазерстимуляция в офтальмологии применяется в комплексном лечении увеитов склеритов, кератитов, экссудативных процессов в передней камере глаза, гемофтальмов, помутнений стекловидного тела, преретинальных кровоизлияний, амблиопий, после операционных вмешательств ожогов, эрозий роговицы, некоторых видах ретино- и макулопатии. Противопоказаниями являются увеиты туберкулезной этиологии, гипертоническая болезнь в стадии обострения, кровоизлияния сроком давности менее 6 дней.

Первые четыре направления использования лазеров в офтальмологии относятся к хирургическим, а лазерстимуляция - к терапевтическим методам лечения.

Лазеры применяются также при диагностике офтальмологических заболеваний. Лазерная интерферометрия позволяет сделать заключение о ретинальной остроте зрения при мутных глазных средах, например перед операцией по поводу катаракты. Сканирующая лазерная офтальмоскопия дает возможность исследовать сетчатку без получения оптического изображения. При этом плотность мощности излучения, падающего на сетчатку, в 1000 раз ниже, чем при использовании метода офтальмоскопии, к тому же нет необходимости расширять зрачок. С помощью лазерного допплеровского измерителя скорости можно определить скорость кровотока в сосудах сетчатки.

Увеличение размеров глазного яблока при миопии в большинстве случаев сопровождается истончением и растяжением сетчатки, ее дистрофическими изменениями. Подобно натянутой нежной вуали, она местами "расползается", в ней появляются мелкие отверстия, что может вызвать отслойку сетчатки - самое тяжелое осложнение близорукости, при котором значительно, вплоть до слепоты, может снижаться зрение. Для предупреждения осложнений при дистрофических изменениях сетчатки применяется периферическая профилактическая лазерная коагуляция. В ходе операции излучением аргонового лазера производится "приваривание" сетчатки в участках ее истончения и вокруг разрывов.

Когда патологический рост глаза остановлен и проведена профилактика осложнений, становится возможной рефракционная хирургия близорукости.

Заключение

Основные результаты курсовой работы состоят в следующем:

1. Изучены механизмы лечения различных болезней органов зрения с помощью лазеров.

2. Рассмотрены различные виды лазеров, каждый лазер подбирается для определенной формы болезни и ее диагностики

3. Офтальмология за последние 30 лет хорошо развивается благодаря применению, все новых и улучшенных лазеров, благодаря которым становится возможным лечить и диагностировать разнообразные болезни органов зрения.

Список использованных источников

1. Лазерные биомедицинские технологии (часть 1) / Беликов А.В., Скрипник А.В - Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - 116 с.

2. Modeling Heat Transfer in the Eye during Cataract Surgery / Akkar S., Bharadwaj K., Paya N., Shai A. - Cornell University, 2009

3. Fetd computation of the temperature distribution induced into a human eye by a pulsed laser / Cvetkovic M., Poljakl D., Peratta A - Progress In Electromagnetics Research, 2011, Vol. 120, 403-421

Диссертация, автореферат диссертации

4. Подольцев А.С. Теплофизические процессы в тканях глаза при воздействии импульсного лазерного излучения: автореф. дис. кан. физ.-мат. наук: 15.10.1989 / А.С. Подольцев: Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова, Минск - 15 с.

Монография, книга: один, два, три автора

5. Т. Бирич, Л. Марченко, А. Чекина "Современное применение лазеров в офтальмологии". - 243 с.

6. В.Г. Копаева "Глазные болезни" 2012. - 125 с.

7. Приезжев А.В., Тучин В.В., Шубочкин Л.П. Лазерная диагностика в биологии и медицине / А.В. Приезжев - М.: Наука. Гл. ред. Физ-мат. Лит., 2005. - 240 с.:ил. - (Пробл. Науки и техн. прогресса).

8. Е.А. Шахно. Физические основы применения лазеров медицине. - СПб: НИУ ИТМО, 2012. - 129 с.

Размещено на Allbest.ru