Метою роботи є розробка математичної моделі теплообміну в рогівці при інфрачервоному (ІК) -лазерні впливі і визначенні оптимальних довжин хвиль для ефективної і безпечної коагуляції на основі методів математичного моделювання і морфологічних досліджень. Отримані результати дозволили розробити математичну модель теплообміну при ІК-лазерному впливі на рогівку, розрахувати розподіл температури в зоні впливу для будь-якого поєднання параметрів рогівки і режимів роботи лазерної установки з метою оптимізації лазерного впливу, а також визначити найбільш бажаних для ЛТК довжину хвилі 2,12 мкм , що поєднує в собі можливість отримання інтрастромальний коагулята з мінімальним пошкодженням структур рогівки.

Анотація наукової статті за медичними технологіями, автор наукової роботи - Мушкова І. А., Дога А. В., Бессарабов А. Н.


LASER THERMOKERATOPLASTY (LTK): OPTIMIZATION OF THE WAVELENGTH AND ENERGY OF THE RADIATION ON THE BASIS OF ANALYSIS OF THE DISTRIBUTION OF LASER ENERGY IN THE CORNEAL TISSUE

The aim of the study was to develop a mathematical model of heat transfer in the cornea in infrared (IR) laser irradiation and determining the optimum wavelength for efficient and safe coagulation on the basis of mathematical modeling methods and morphological studies. The results allowed to develop a mathematical model of heat transfer in the infrared laser treatment of the cornea to calculate the temperature distribution in the impact area for any combination of the parameters of the cornea and the modes of a laser system to optimize the laser action, as well as to determine the most preferred length for LTK wave 2,12 nm, which combines the possibility of intrastromal coagulate with minimal damage to the structures of the cornea.


Область наук:

  • Медичні технології

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Кубанський науковий медичний вісник


    Наукова стаття на тему 'Лазерна термокератопластіка (ЛТК): оптимізація довжини хвилі і енергії випромінювання на основі аналізу розподілу лазерної енергії в тканини рогівки'

    Текст наукової роботи на тему «Лазерна термокератопластіка (ЛТК): оптимізація довжини хвилі і енергії випромінювання на основі аналізу розподілу лазерної енергії в тканини рогівки»

    ?УДК 617.753.1-089: 615.849.19 Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011

    відповідно, порушуються фізичні властивості тканини кришталика.

    2. З віком знижується потенційна можливість субстратів як ліпідів, так і білків кришталика до окислення, що є ознакою порушення рівноваги між окисленням і антиоксидантної захистом і зниженням можливостей до відновлення пошкоджених структур.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Веселовська З.Ф. Катаракта. - Київ: Книга плюс, 2002. -208 с.

    2. Воробей В. А. Механізми фотосенсибилизации пошкодження білків і ліпідів біологічних мембран / В. А. Воробей, Е. А. Черницький // Дослідження структури, фізичних властивостей і енергетики біологічно активних молекул: Матеріали II координаційної семінару за інтегральною темі науково-технічного співпраці Мінвузу СРСР і ЧССР. - Вільнюс, 1986. - С. 54.

    3. Дєєв О. І., Асейчев А. В., Владимиров Ю. А. Вільнорадикальні аспекти катарактогенезу // Вісник Російської академії медичних наук. - 1999. - № 2. - С. 22-26.

    4. Журавльов А. І. Розвиток ідей Б. Н. Тарусова про роль ланцюгових процесів в біології // Зб. статей «Біоантіокіслітелі в регуляції метаболізму в нормі та патології». - М .: Наука, 1982. - С. 3-36.

    5. Зенков Н.К. Окислювальний стрес. Біохімічний і патофізіологічний аспекти / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б. Мень-щиків. - М .: МАЇК «Наука / Интерпериодика», 2001. - 343 с.

    6. Костюк В. А. Біорадікали і біоантиоксидант / В. А. Костюк, А. І. Потапович. - Мн .: БДУ, 2004. - 174 с.

    7. Мальцев Е. В., Віт В.В., Черняєва С. Н. і ін. Неспецифічні ефекти впливу світла на орган зору // Офтальмологічний журнал. - 1999. - № 2. - С. 88-93.

    8. Тимочко М. Ф., Єлісєєва О. П., Кобілінська Л. Л., Тимочко І. Ф. метаболічні аспекти формирование Кисневий гомеостазу в екстремальних станах. - Львів, 1998. - 58 с.

    9. Треушников В. М. Катаракта і процеси старіння клітин: можливі механізми старіння і уповільнення цих процесів // Візит до офтальмолога. - 2009. - № 12. - С. 10-45.

    10. Храпова Н. Г. Про взаємозамінності природних і синтетичних антиоксидантів // Зб. статей «Біоантіокіслітелі в регуляції метаболізму в нормі та патології». - М .: Наука, 1982. -С. 59-72.

    11. Borchman D., Lamba O. P., Yappert M. C. Structural characterization of lipid membranes from clear and cataractous human lenses // Exp. eye res. - тисяча дев'ятсот дев'яносто три Aug. - V. 57. № 2. - P. 199-208.

    12. Cenedella R. J., Fleschner C. R. Selective assotiation of crystallins with lens «native» membrane during dynamic cataractogenesis // Curr. eye res. - 1992. - № 11 (8). - P. 801-815.

    13. Deyev A. I., Sitartchuk I. A., Aseychev A. V. et al. // Phys. chem. med. - 1996. - Vol. 3. № 2. - P. 38-42.

    14. Feng J., Smith D. L., Smith J. B. Human lens beta-crystallin solubility // J. biol. chem. - 2000 Apr. - V. 275. № 16. - P. 11 58511 590.

    15. Garner M. H. // Proc. Nat. acad. sci. USA. - 1981. - Vol. 78. -P. 1892-1895.

    16. Weale R. A. A Biography of the Eye: Development, Growth, Age, H. K. - Lewis, London, 1982.

    17. Zigler J. S., Hess H. H. // Invest. ophthal. - 1983. - Vol. 24. -P. 75.

    18. Zigman S., Paxhia T., Marinetti G., Girsch S. Lipids of human lens fiber cell membranes // Curr. eye res. - 1984, Jul. - V. 3. № 7. -P. 887-896.

    надійшла 25.09.2010

    І. А. МУШКОВА, А. В. ДОДА, А. Н. Бессарабії

    Лазерна Термокератопластіка (ЛТК): ОПТИМІЗАЦІЯ ДОВЖИНИ ХВИЛІ І ЕНЕРГІЇ ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ РОЗПОДІЛУ лазерної ЕНЕРГІЇ В ТКАНИНИ рогівки

    ФДМ «МНТК« Мікрохірургія ока »ім. академіка С. Н. Федорова Росмедтехнології »,

    Росія, 127486, г. Москва, Бескудніковскій б-р, 59а. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Метою роботи є розробка математичної моделі теплообміну в рогівці при інфрачервоному (ІК) лазер-ном впливі і визначенні оптимальних довжин хвиль для ефективної і безпечної коагуляції на основі методів математичного моделювання і морфологічних досліджень. Отримані результати дозволили розробити математичну модель теплообміну при ІК-лазерному впливі на рогівку, розрахувати розподіл температури в зоні впливу для будь-якого поєднання параметрів рогівки і режимів роботи лазерної установки з метою оптимізації лазерного впливу, а також визначити найбільш бажаних для ЛТК довжину хвилі - 2,12 мкм, що поєднує в собі можливість отримання інтрастромальний коагулята з мінімальним пошкодженням структур рогівки.

    Ключові слова: лазерна термокератопластіка, радіаційно-кондуктивний теплообмін.

    I. A. MUSHKOVA, А. V. DOGA, А. N. BESSARABOV

    LASER THERMOKERATOPLASTY (LTK): OPTIMIZATION OF THE WAVELENGTH AND ENERGY OF THE RADIATION ON THE BASIS OF ANALYSIS OF THE DISTRIBUTION OF LASER ENERGY IN THE CORNEAL TISSUE

    FGU «MNTK« Eye microsurgery »them. acad. S. N. Fyodorov,

    Russia, 127486, Moscow, Beskudnikovskiy blvd, 59a. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    The aim of the study was to develop a mathematical model of heat transfer in the cornea in infrared (IR) laser irradiation and determining the optimum wavelength for efficient and safe coagulation on the basis of mathematical modeling methods and morphological studies. The results allowed to develop a mathematical model of heat transfer in the infrared laser treatment of the cornea to calculate the temperature distribution in the impact area for any combination of the parameters of the cornea and the modes of a laser system to optimize the laser action, as well as to determine the most preferred length for LTK wave - 2,12 nm, which combines the possibility of intrastromal coagulate with minimal damage to the structures of the cornea.

    Key words: laser thermokeratoplasty (LTK), radiative-conductive heat transfer.

    Методи інфрачервоної лазерної корекції гіпер-Метропія останнім часом набули широкого поширення. Це пов'язано з тим, що для рефракційних хірургів завжди була приваблива можливість посилення оптики рогівки шляхом впливу тільки на периферичну її частина без зміни товщини рогівки в центральній зоні [1, 3, 5, 8]. Цим вимогам відповідає метод лазерної термокератоко-агуляціі (ЛТК) - вплив на рогівку лазерів з різними довжинами хвиль інфрачервоного (ІК) діапазону. Випромінювання в цій частині спектра є перспективним для рефракційної хірургії і може стати найбільш універсальною альтернативою ексимерним лазерів [11, 13].

    Ефективність та безпечність методу ЛТК залежать від багатьох термодинамічних характеристик, головними з яких є довжина хвилі і енергія впливу лазера. Це обумовлено необхідністю створення всередині тканини рогівки певної зони із заданою підвищеною температурою і незмінною, по можливості, або мінімально підвищеною температурою поза межі цієї зони. Особливо небезпечно підвищення температури в області ендотелію. Фізична реалізація даної технології ЛТК визначається величиною енергії в зоні лазерного впливу і величиною його загасання в тканинах рогівки [6, 10, 12, 14, 15].

    Аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури дозволив зробити наступний висновок: немає даних експериментальних досліджень теплових процесів в рогівці при ІК-лазерному впливі.

    Це визначило мету даної роботи, яка полягала в розробці математичної моделі теплообміну в рогівці при ІК-лазерному впливі і визначенні оптимальних довжин хвиль для ефективної і безпечної коагуляції.

    Для реалізації мети вирішували наступні завдання: 1. Розробити математичну модель теплообміну при ІК-лазерному впливі на рогівку; 2. На основі порівняння температурних режимів в обраному діапазоні визначити оптимальні довжини хвиль, які можуть бути використані для ефективної і безпечної коагуляції; 3. Підтвердити безпеку запропонованих режимів ІК-лазерного впливу результатами морфологічного дослідження.

    матеріали та методи

    Дана робота проводилася з використанням методів математичного моделювання і морфологічних досліджень. Вимоги до ідеального коагулятов по температурі формулювали на підставі численних клінічних даних по Термокератопластіка.

    Для проведення теплових розрахунків моделювали розподіл температур в тканини рогівки для різних джерел лазерного випромінювання в ІЧ-діапа-зоні. При завданні вихідних даних враховували сфо-

    кусірованное в стромі рогівки лазерне випромінювання. У розрахунку розподілу температур в тканинах рогівки використовували експериментальну інформацію залежності поглинання теплової енергії від довжини хвилі, отриману нами раніше методом спектроскопії [6].

    Об'єктом для морфологічних досліджень служили 24 очі 12 кролів породи шиншила масою 2,2-2,8 кг. Кроликам під місцевою анестезією 1% -ного розчину дикаїну наносилися 24 лазерних кератоапплікаціі по двох кіл діаметром 6,0 і 7,0 мм. На правому оці вплив вироблялося Але YAG-лазером з довжиною хвилі 2,12 мкм, а на лівому - Nd YAG-лазером з довжиною хвилі 1,32 мкм відповідно до плану дослідження впливу довжини хвилі і енергії випромінювання на стан рогівки.

    Величина енергія лазерного випромінювання визначалася проведеними розрахунками, що забезпечують мінімальне і максимальне значення температури в обраному діапазоні від 63 до 99 градусів в епіцентрі впливу. Мінімальний вплив досягалося при використанні лазера 1,32 мкм (ліве око), а максимальне - при 2,12 мкм (праве око).

    Виведення тварин з експерименту здійснювалося через 1 годину, на 7-й день (4 кролика, 8 очей) і через 3 місяці методом повітряної емболії. З кожної рогівки готувалися напівтонкої зрізи, підфарбовані толуїдиновим синім, які піддавалися світлової мікроскопії.

    результати

    Проведені розрахунки привели до створення математичної моделі теплообміну при ІК-лазерному впливі на рогівку. Отримана модель ґрунтується на рівнянні теплопровідності та крайових умов [4, 9, 10], основними параметрами якого є: температура в будь-якої заданої точки рогівки, час її поширення, довжина хвилі випромінювання, координата будь-якої заданої точки рогівки по оптичної осі, рівень енергії впливу, теплоємність. Створена математична модель дозволяє розраховувати розподіл температури в зоні впливу для будь-якого поєднання параметрів рогівки і режимів роботи лазерної установки. Результати моделювання представлені на графіках (рис. 1).

    Аналіз малюнка 1 (а, б) показує, що при температурі в епіцентрі коагулята 63,5 ° С і довжині хвилі

    1,32 і 1,54 мкм ширина коагулята становить сприятливу для отримання рефракційного ефекту величину 500 мкм, але внаслідок високого значення коефіцієнта пропускання, температура у ендотелію на глибині 650 мкм перевищує 50 ° С. Отже, дані температурні режими не відповідають умовам безпеки. При використанні випромінювання з довжиною хвилі 1,88 мкм зона ефективної коагуляції по ширині складає лише 150 мкм і глибині 95 мкм,

    Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011

    Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011

    а

    б

    Мал. 1. Розподіл температури всередині коагулята по глибині (а) і ширині (б) при температурі 63,5 ° С в епіцентрі

    що визначає даний режим як безпечний, але реф-

    ракціонно недостатній. При випромінюванні з довжиною хвилі 2,06 і ​​2,08 мкм ширина коагулята становить близько 300-340 мкм. При цьому температура на ендотелії становить 30 ° С. Режим досить ефективний і безпечний. Випромінювання з довжиною хвилі 2,12 і 1,44 мкм утворює коагулят, ширина якого становить близько 370 мкм. При цьому температура на ендотелії не перевищує 50 ° С. Режим безпечний і найбільш ефективний з розглянутих варіантів.

    Аналіз малюнка 2 (а, б) показує більш виражену залежність профілю розподілу температури в коагулятов від довжини хвилі. Так, при довжині хвилі

    1.32 і 1,54 мкм і температурі в епіцентрі коагулята 99 ° С ширина області рогівки з температурою денатурації може сягає 1300 мкм. Але внаслідок високого значення коефіцієнта пропускання температура ендотелію на глибині 500 мкм перевищує 55 ° С при довжині хвилі 1,54 мкм і 76 ° С при довжині хвилі

    1.32 мкм. Отже, дані температурні режими не можуть бути використані для безпечної кератокоагуляціі. При використанні випромінювання з довжиною хвилі 1,88 мкм зона коагуляції становить лише 240 мкм по ширині і 120 мкм по глибині. Тому в цьому температурному діапазоні даний режим можна вважати безпечним, але за об'ємом не-

    достатнім. При випромінюванні з довжиною хвилі 2,06 і ​​2,08 мкм ширина коагулята становить близько 540 660 мкм. Температура падає до норми в середніх шарах рогівки, і температура на ендотелії не змінюється. Режим досить ефективний і безпечний. Випромінювання з довжиною хвилі 2,12 і 1,44 мкм утворює коагулят, ширина якого становить близько 800 мкм. Ефективна коагуляція - зона з температурою денатурації, має глибину 420 мкм. При цьому температура на ендотелії не перевищує 50 ° С. Режим безпечний навіть при піковому значенні температури і оптимальний за обсягом коагуляції.

    Таким чином, при порівнянні температурних режимів при мінімальному і максимальному значеннях температури в епіцентрі коагулята в обраному температурному діапазоні від 63 до 99 ° С нами визначені оптимальні довжини хвиль - 1,44 і 2,12 мкм, які можуть бути використані для ефективної і безпечної кератокоагуляціі . Ми віддали перевагу випромінювання з довжиною хвилі 2,12 мкм, так як при генерації випромінювання з довжиною хвилі 1,44 мкм технічно ускладнена селекція даної довжини хвилі від випромінювання 1,32 і 1,06 мкм, яке, як ми вже відзначали вище, має підвищену проникаючу здатність в рогівці. У той час як довжина хвилі 2,12 мкм - когерентне випромінювання в заданому оптичному діапазоні. результати

    Глибина коагулята, мкм

    а

    г ^ 5?

    - // / N Л Ч ' "З

    / / / \ \ \ N 1 = 1,32 1 = 1,44 1 = 1,54

    / / 1/1 \ \ N \

    // / 1 / \ \ \ \\

    // / I / \ \ \\ 1 = 2,06 1 = 2,08 1 = 2,12

    '/ / \ \\

    / / \

    // / / \ \ \\

    л У 0 V V

    -500-450-400-350-300-250-200-150-100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

    Відхилення від осі коагулята, мкм

    б

    Мал. 2. Розподіл температури всередині коагулята по глибині (а) і ширині (б) при температурі 99 ° С в епіцентрі

    обчислювального експерименту послужили основою для оптимізації параметрів лазерного впливу.

    Оцінку безпеки обраної довжини хвилі 2,12 мкм з розрахунково-оптимальним коефіцієнтом пропускання і піковими значеннями температурного режиму ЛТК - 99 ° С проводили на основі морфологічних досліджень 12 рогівки 12 кроликів (1-я група). Для порівняння була взята 2-я група кроликів (12 рогівки, 12 кроликів), на рогівку яких впливав лазер з довжиною хвилі 1,32 мкм з максимальним з аналізованих коефіцієнтом пропускання, при мінімальній розрахунковій температурі в епіцентрі коагулята 63,5 ° С.

    Проведені морфологічні дослідження показали, що через 1 годину після ЛТК при дослідженні зразків напівтонку зрізів рогівки кроликів 2-ї групи (рис. 3а), виведених з експерименту відразу після впливу, формувався інтрастромальний коагулят на всю товщину рогівки. Над зоною лазерної дії визначалися ділянку відсутності епітелію і виражений набряк всіх шарів рогівки. Це підтверджувалося збільшенням відстані між волокнами. Колагенові волокна впорядковані, без порушення структури, зі звичайним кількістю клітинних елементів.

    При коагуляції з довжиною хвилі 2,12 мкм (1-я група) утворювався коагулят на 90% товщини рогівки (рис. 3б). Над зоною лазерного впливу відзначалося порушення цілісності поверхневого епітеліального пласта. У зоні коагулята візуалізувалися хаотично орієнтовані колагенові пластини. на-

    Спостерігається набряк всіх шарів рогівки. Про набряку строми свідчили просвітлені проміжки між волокнами. Останні в результаті впливу придбали хвилеподібний вигляд. Набряк викликав практично рівне розтягнення непошкоджених Боуменовой і десцеметовой мембран. На 7-у добу після ЛТК відзначається резорбція стромального набряку при обох енергетичних режимах ЛТК (рис. 4а, б). Розташування волокон повернулося до відносно нормального стану зі збереженою рихлістю, більш вираженою у 2-й групі, в порівнянні з щільними ділянками поза зоною впливу. Новим елементом на даному етапі у 2-й групі після проведення ЛТК з довжиною хвилі

    1,32 мкм стала поява пухкої ретрокорнеальной мембрани, що складається з волокнистих структур і свідчить про переважне пошкодженні ендотеліального шару (рис. 4а). При впливі лазерного випромінювання на рогівку кроликів в 1-й групі формування ретрокорнеальной мембрани не відбувалося ні в одному випадку (рис. 4б). Через 3 місяці після ЛТК у 2-й групі було виявлено подальший розвиток патологічних змін: деструктуризація епітелію - багатошаровість, порушення стратифікації шарів з ознаками відмирання поверхневих клітинних елементів, зміна ендотелію і наявність ретрокорнеальной мембрани. У 1-й групі будова рогівки наблизилося до нормального (рис. 5б), за винятком ділянки строми в проекції лазерного втручання. Ендотелій не змінений, ретрокорнеальная

    Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011

    Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011

    а б

    Мал. 3. напівтонкої гістологічні зрізи: фрагмент строми рогівки через 1 годину після ЛТК з довжиною хвилі 1,32 мкм, 63,5 ° С в епіцентрі. Збільшення: х100 (а) і з довжиною хвилі 2,12 мкм, 99 ° С в епіцентрі.

    Збільшення: х50 (б). Фарбування толуїдиновим синім

    аб

    Мал. 4а, б. Напівтонкої гістологічні зрізи: фрагмент строми рогівки на 7-у добу після ЛТК з довжиною хвилі 1,32 мкм, 63,5 ° С в епіцентрі (а) і з довжиною хвилі 2,12 мкм, 99 ° С в епіцентрі (б). Фарбування толуїдиновим синім. Збільшення: х100. А - ретрокорнеальная мембрана

    б

    Мал. 5а, б. Напівтонкої гістологічні зрізи: фрагмент строми рогівки через 3 місяці після ЛТК з довжиною хвилі 1,32 мкм, 63,5 ° С в епіцентрі (а), збільшення: х50 і з довжиною хвилі 2,12 мкм, 99 ° С в епіцентрі (б ), збільшення: х100. Фарбування толуїдиновим синім.

    А - деструктуризація епітелію, В - ретрокорнеальная мембрана

    мембрана була відсутня. Морфологічна картина метри ідеального кератокоагулята і накладають

    не мала специфічних відмінностей від описаної в більш ранні терміни.

    Обговорення

    Проведені розрахунки ЛТК грунтувалися на результатах Термокератопластіка, що визначають пара-

    обмеження на можливості застосування ІК-лазерів:

    1. Стиснення колагенових волокон, що забезпечують зміну радіуса кривизни рогівки, відбувається при температурі 57,7-65 ° С [7, 14]; 2. Температура строми не повинна перевищувати 100 ° С [2, 11]; 3. Температура ендотелію не повинна перевищувати 50 ° С [2, 7]; 4. Для

    а

    досягнення рефракційного ефекту необхідний коагулят діаметром 600-700 мкм з фокусуванням на 2/3 товщини рогівки [2, 7, 11, 14].

    В експериментальному дослідженні малого обсягу рогівки проблематично вимірювати температуру, а зміна довжини хвилі і параметрів лазера практично означає створення нових установок, тому теоретичні моделі повинні прояснити картину протікання термічних процесів в рогівці при лазерному впливі, оцінити їх динаміку, виявити ступінь впливу конструктивних і режимних факторів на результати, сформулювати вимоги до параметрів лазерної установки.

    Застосування розробленої математичної моделі теплообміну в обраному температурному діапазоні від 63 до 99 ° С дозволило визначити безпечні навіть при максимальному піковому значенні температури в епіцентрі коагулята (99 ° С), довжини хвиль - 1,44 і 2,12 мкм. Ми віддали перевагу випромінювання з довжиною хвилі 2,12 мкм, так як при генерації випромінювання з довжиною хвилі 1,44 мкм технічно ускладнена селекція даної довжини хвилі від випромінювання 1,32 і 1,06 мкм, що мають підвищену проникаючу здатність в рогівці. У той час як довжина хвилі 2,12 мкм - когерентне випромінювання в заданому оптичному діапазоні. Результати обчислювального експерименту послужили основою для оптимізації параметрів лазерного впливу. Для визначення важливості параметра коефіцієнта пропускання випромінювання в проблемі безпеки впливу була обрана довжина хвилі

    1,32 мкм з максимальним з аналізованих коефіцієнтом пропускання, але при мінімальній розрахунковій температурі в епіцентрі коагулята 63,5 ° С. За результатами проведеного математичного моделювання внаслідок високого значення коефіцієнта пропускання випромінювання даної довжини хвилі при обраному режимі температура ендотелію на глибині 650 мкм перевищує 50 ° С, що теоретично не відповідає умовам безпеки. Для перевірки теоретичних передумов нами були реалізовані крайні режими з допомогою створених лазерних установок: Але YAG-лазер з довжиною хвилі 2,12 мкм і Ш YAG-лазер з довжиною хвилі 1,32 мкм. Оцінку безпеки обраної довжини хвилі і температурних режимів ЛТК проводили на основі морфологічних досліджень рогівки кроликів.

    Проведені дослідження показали, що після впливу Ш YAG-лазера з довжиною хвилі 1,32 мкм навіть в сприятливому температурному режимі було виявлено розвиток патологічних змін в рогівці. Глибоко проникаюче лазерне випромінювання з довжиною хвилі 1,32 мкм викликало руйнування волокон строми, клітин епітелію і ендотелію (ушкоджує ефект). Як наслідок, розвинулися такі явища: епітеліальна пробка, ретрокорнеальная проліферація, деструкція деяких верств строми. Можливо, це свідчило про декомпенсації стану рогівки, т. К. Процеси носили дегенеративний характер, що викликає в кінцевому підсумку переродження структури всієї рогівки в зоні впливу.

    Вплив лазерної енергії з довжиною 2,12 мкм призвело до тимчасових змін строми рогівки. Набряк на ранніх термінах, що призвів до разволокненію і розтягування строми і потовщення епітеліальних шарів, був повністю компенсований до закінчення 3-го місяця. Зміни товщини волокон строми привели

    до витончення рогівки в області впливу, без дегенеративних змін епітелію і ендотелію.

    висновки

    1. Створена математична модель радіа-Онно-кондуктивного теплообміну при ІК-лазерному впливі на рогівку дозволяє розраховувати розподіл температури в зоні впливу для будь-якого поєднання параметрів рогівки і режимів роботи лазерної установки з метою оптимізації параметрів лазерного впливу.

    2. Для ЛТК найкращим є ІК-лазерне випромінювання з довжиною хвиль 2,12 мкм, так як поєднує в собі можливість отримання Интраст-ромального коагулята з мінімальним пошкодженням структур рогівки.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. БалашевічЛ. І. Хірургічна корекція аномалій рефракції і акомодації. - СПб, 2009. - С. 296.

    2. ГудечковВ. Б. Кератокоагуляція в хірургічній корекції астигматизму // Хірургія аномалій рефракції ока. - М., 1981. -С. 78-83.

    3. Куликова І. Л. Лазерна термокератопластіка в корекції індукованого посттравматичного астигматизму рогівки у дітей // Російська педіатр. офтальм. - 2009. - № 1. - С. 34-36.

    4. Ландсберг Г. С. Оптика. - М., 1976. - 562 с.

    5. Паштаев Н. П., Сусликов С. В., Мишкіна Т. З., Вартапе-тов С. К. Лазерна кератопластика на установці «ЛІК-100» для корекції гіперметропії і астигматизму // Федоровські читання-2002. Науково-практ. конф. з питань корекції аномалій рефракції: Зб. науч. ст. - М., 2002. - С. 263-267.

    6. Семенов А. Д., Дога А. В., Мушкова І. А., та ін. Лазерна термокератопластіка (ЛТК): калориметричні, спектроскопічні та морфологічні дослідження // Офтальмохірургії. - 2005. -№ 3. - С. 4-11.

    7. Федоров С. М., Гудечков В. Б., Александрова О. Г., Коршунова Н. К. Корекція гиперметропии методом ТКК // Хірургічні методи лікування далекозорості і короткозорості. - М., 1988. - С. 3-7.

    8. Bend T., Jean B., Oltrup T. Laser thermal keratoplasty using a continuous wave diod laser // J. refract. surg. - 1999. - № 15. Р. 16-22.

    9. Brinkmann R., Droge G., Koop N., Wordemann A., Shirber G., Birngruber R. Invextigation on laser thermokeratoplasty // Lasers and light in ophthalmology. - 1994. - Vol. 6. № 4. - P. 259-270.

    10. Brinkmann R., Radt B., Flamm C., Kampmeier J., Koop N., Birngruber R. Influence of temperature and time on thermally induced forces in corneal collagen and the effect on laser thermokeratoplasty // J. cataract. refract. surg. - 2000. - Vol. 26 (5). - P. 744-754.

    11. Eggink C. A., Meurs P., Bardak Y., Deutman A. F. Holmium laser thermal keratoplasty for hyperopia and astigmatism after photorefractive keratectomy // J. refract. surg. - 2000. - Vol. 16. Р. 317-322.

    12. Ooi E. H., Ang W. T., Ng E. Y. A boundary element model of the human eye undergoing laser thermokeratoplasty // Comput. biol. med. - 2008. - Vol. 38 (6). - Р. 727-737.

    13. Rosman M., Chua W. H., Tseng P. S., at al. Diffuse lamellar keratitis after laser in situ keratomileusis associated with surgical marker hens // J. cataract refract. surg. - 2008. - Vol. 34. № 6. -P.974-979

    14. Stringer H., Parr J. Shrickeeqe temperature of eye collagen // Nature. - 1964. - Vol. 4965.

    15. Shaw E. L., Cassel A. R. Thermokeratoplasty temperature profile // Invest. ophthalmol. vis. sci. - 1974. - Vol. 13. - P. 181-186.

    надійшла 28.09.2010

    Кубанський науковий медичний вісник № 1 (124) 2011


    Ключові слова: Лазерна термокератопластіка /РАДІАЦІЙНО-кондуктивно ТЕПЛООБМІН /LASER THERMOKERATOPLASTY (LTK) /RADIATIVE-CONDUCTIVE HEAT TRANSFER

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити