RU2772355C1 - Method for excimer laser correction of myopia - Google Patents
Method for excimer laser correction of myopia Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772355C1 RU2772355C1 RU2021100209A RU2021100209A RU2772355C1 RU 2772355 C1 RU2772355 C1 RU 2772355C1 RU 2021100209 A RU2021100209 A RU 2021100209A RU 2021100209 A RU2021100209 A RU 2021100209A RU 2772355 C1 RU2772355 C1 RU 2772355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ablation
- valve
- corneal
- diameter
- depth
- Prior art date
Links
- 208000001491 Myopia Diseases 0.000 title claims description 5
- 230000004379 myopia Effects 0.000 title claims description 5
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims abstract description 56
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 25
- 210000004087 Cornea Anatomy 0.000 claims abstract description 20
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 210000003683 Corneal Stroma Anatomy 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 abstract description 12
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 3
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 2
- 241000710789 Lactate dehydrogenase-elevating virus Species 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000002421 anti-septic Effects 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000004402 high myopia Effects 0.000 description 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 238000010989 Bland-Altman Methods 0.000 description 1
- SNPLKNRPJHDVJA-ZETCQYMHSA-N D-panthenol Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCCO SNPLKNRPJHDVJA-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- 235000004866 D-panthenol Nutrition 0.000 description 1
- 239000011703 D-panthenol Substances 0.000 description 1
- UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N Dexamethasone Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@@H](C)[C@@](C(=O)CO)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N 0.000 description 1
- 229960003957 Dexamethasone Drugs 0.000 description 1
- 229960003949 Dexpanthenol Drugs 0.000 description 1
- 238000001276 Kolmogorov–Smirnov test Methods 0.000 description 1
- 206010058046 Post procedural complication Diseases 0.000 description 1
- 229940010747 Sodium Hyaluronate Drugs 0.000 description 1
- 229920002385 Sodium hyaluronate Polymers 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N Tobramycin Chemical compound N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N 0.000 description 1
- 229960000707 Tobramycin Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000002651 drug therapy Methods 0.000 description 1
- 230000036040 emmetropia Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003862 glucocorticoid Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 201000000766 irregular astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000000860 keratorefractive Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M sodium;(2S,3S,4R,5R,6R)-3-[(2S,3R,5S,6R)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
- 230000004382 visual function Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при проведении эксимерлазерной абляции для коррекции рефракции при тонкой роговице и/или миопии высокой степени.SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to ophthalmology, and can be used during excimer laser ablation for refraction correction in case of thin cornea and/or high myopia.
В процессе эксимерлазерной фотоабляции происходит лазерное испарение слоев роговицы стромального ложа по заданной программе, необходимое для достижения запланированной коррекции миопии.In the process of excimer laser photoablation, laser evaporation of the layers of the cornea of the stromal bed occurs according to a given program, which is necessary to achieve the planned correction of myopia.
У пациентов с недостаточной для использования стандартного алгоритма абляции толщиной роговицы и/или миопией высокой степени повышенный расход аблируемой ткани приводит к истончению роговицы и негативно сказывается на показателях биомеханики, увеличивая риск развития послеоперационных осложнений.In patients with insufficient corneal thickness to use the standard ablation algorithm and/or high myopia, increased consumption of ablated tissue leads to thinning of the cornea and negatively affects biomechanical parameters, increasing the risk of postoperative complications.
У таких пациентов необходима минимизация объема удаляемых тканей.In such patients, minimization of the amount of tissue to be removed is necessary.
Известен так называемый «тканесохраняющий» способ абляции роговичной ткани, принцип работы которого заключается в увеличении переходной зоны при проведении стандартной абляции за счет уменьшения диаметра эффективной оптической зоны (Дога А.В., Вартапетов С.К., Мушкова И.А., Костенев С.В., Майчук И.В., Каримова А.П. Лазерная кераторефракционная хирургия. Российские технологии. // М. Офтальмология, 2018). Однако данное изменение приводит к негативным последствиям для пациента в виде выраженного снижения контрастной чувствительности и качества зрительных функций в мезопических условиях. Поэтому предложенная технология тканесохранения не получила широкого распространения и в настоящее время практически не используется в клинической практике.The so-called "tissue-preserving" method of corneal tissue ablation is known, the principle of which is to increase the transition zone during standard ablation by reducing the diameter of the effective optical zone (Doga A.V., Vartapetov S.K., Mushkova I.A., Kostenev S.V., Maychuk I.V., Karimova A.P. Laser keratorefractive surgery. Russian technologies // M. Ophthalmology, 2018). However, this change leads to negative consequences for the patient in the form of a pronounced decrease in contrast sensitivity and the quality of visual functions in mesopic conditions. Therefore, the proposed technology of tissue preservation is not widely used and is currently practically not used in clinical practice.
Предлагаемое изобретение решает задачу создания нового оптимального способа абляции роговичной ткани для коррекции миопии с использованием эксимерлазерной установки «Мискроскан Визум» с частотой импульсов 1100 Гц (ООО Оптосистемы», Россия), позволяющего сократить расход ткани роговицы со снижением сферической аберрации и одновременным уплощением вершины роговицы с уменьшением дефокуса.The present invention solves the problem of creating a new optimal method of corneal tissue ablation for the correction of myopia using the excimer laser device "Microscan Visum" with a pulse frequency of 1100 Hz (OOO Optosystems, Russia), which makes it possible to reduce the consumption of corneal tissue with a decrease in spherical aberration and simultaneous flattening of the top of the cornea with defocus reduction.
Стандартный алгоритм абляции заключается в задании целевого рефракционного эффекта, одинакового по всей оптической зоне диаметра 6,0 мм, и нанесении эксимерлазерных воздействий в соответствии с формулой Маннерлина по вышеуказанной зоне с абляцией в переходной зоне необходимого объема (Munnerlyn С.R. Photorefractive keratectomy: а technique for laser refractive surgery / C.R. Munnerlyn, S.J. Koons, J. Marshall // J Cataract Refract Surg. - 1988. - Vol. 14, No. 1. - P. 46-52)The standard ablation algorithm consists in setting the target refractive effect, which is the same over the entire optical zone with a diameter of 6.0 mm, and applying excimer laser effects in accordance with the Mannerlin formula over the above zone with ablation in the transition zone of the required volume (Munnerlyn C.R. Photorefractive keratectomy: a technique for laser refractive surgery / C.R. Munnerlyn, S.J. Koons, J. Marshall // J Cataract Refract Surg. - 1988. - Vol. 14, No. 1. - P. 46-52)
Для математической оценки количества аблируемой ткани принято использовать уравнение Маннерлина, согласно которому для удаления 1,0 дптр миопической рефракции при оптической зоне в 6 мм требуется 12-13 мкм роговичной ткани (Munnerlyn С.R. Photorefractive keratectomy: а technique for laser refractive surgery / C.R. Munnerlyn, S.J. Koons, J. Marshall // J Cataract Refract Surg. - 1988. - Vol. 14, No. 1. - P. 46-52.)For a mathematical assessment of the amount of ablated tissue, it is customary to use the Mannerlin equation, according to which, to remove 1.0 diopters of myopic refraction with an optical zone of 6 mm, 12-13 microns of corneal tissue is required (Munnerlyn C.R. Photorefractive keratectomy: a technique for laser refractive surgery / C. R. Munnerlyn, S. J. Koons, J. Marshall // J Cataract Refract Surg. - 1988. - Vol. 14, No. 1. - P. 46-52.)
Стандартная абляция представляет собой абляцию «сфера-минус-сфера», расчет параметров которой основан на формуле Маннерлина. Абляция такой формы оптимальна для сферической передней поверхности роговицы.Standard ablation is a sphere-minus-sphere ablation, the calculation of which parameters is based on the Mannerlin formula. Ablation of this form is optimal for the spherical anterior surface of the cornea.
Однако, форма передней поверхности роговицы в большинстве случаев отличается от сферической. Как показывает опыт анализа кератотопограмм роговиц без иррегулярного астигматизма, перепад оптической силы в центре и на периферии составляет 3,0-12,0 дптр с соответствующим увеличением радиуса кривизны от центра к периферии. Одним из вариантов асферической формы является параболоид, в котором перепад между центром и периферией составляет приблизительно 6,0 дптр (Huang D. Mathematical model of corneal surface smoothing after laser refractive surgery / D. Huang, M. Tang, R. Shekhar // Am J Ophthalmol. - 2003. - Vol. 135, No. 3. - P. 267-278.).However, the shape of the anterior surface of the cornea in most cases differs from spherical. As the experience of the analysis of keratotopograms of corneas without irregular astigmatism shows, the difference in optical power in the center and on the periphery is 3.0-12.0 diopters with a corresponding increase in the radius of curvature from the center to the periphery. One of the options for the aspherical shape is a paraboloid, in which the difference between the center and the periphery is approximately 6.0 diopters (Huang D. Mathematical model of corneal surface smoothing after laser refractive surgery / D. Huang, M. Tang, R. Shekhar // Am J Ophthalmol - 2003. - Vol. 135, No. 3. - P. 267-278.).
Для асферической формы с пологой периферией представляется наиболее перспективной абляция «параболоид-минус-параболоид», которая позволяет с одновременным уплощением вершины роговицы уменьшать сферическую аберрацию с соответствующим уменьшением дефокуса. Поэтому, с целью оптимизации стандартного сферического алгоритма для уменьшения расхода ткани роговицы была выведена формула для расчета профиля меридиана передней поверхности роговицы:For an aspherical shape with a shallow periphery, paraboloid-minus-paraboloid ablation seems to be the most promising, which allows, with simultaneous flattening of the cornea apex, to reduce spherical aberration with a corresponding decrease in defocus. Therefore, in order to optimize the standard spherical algorithm to reduce the consumption of corneal tissue, a formula was derived for calculating the meridian profile of the anterior surface of the cornea:
где Н (S) - глубина абляции в точке роговицы (х, у, z),where H (S) - the depth of ablation at the point of the cornea (x, y, z),
D - желаемый рефракционный эффект, дптр,D - desired refractive effect, diopter,
d - диаметр зоны абляции, мм,d - ablation zone diameter, mm,
S - расстояние до оптической оси, то есть, та же величина, что и в формуле P.M. Kiely: S2=х2+у2 - квадрат расстояния между текущей точкой (х, у, z) роговицы и оптической осью.S is the distance to the optical axis, that is, the same value as in the PM Kiely formula: S 2 \u003d x 2 +y 2 - the square of the distance between the current point (x, y, z) of the cornea and the optical axis.
Рассчитаный рефракционный эффект позволяет уменьшить глубину лазерного воздействия от 12 до 14% по сравнению с применением уравнения «сфера-минус-сфера».The calculated refractive effect makes it possible to reduce the depth of laser exposure from 12 to 14% compared to the application of the "sphere-minus-sphere" equation.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности вмешательства, заключающегося в сокращении расхода роговичной ткани без изменения диаметра оптической зоны и качества формируемой поверхности.The technical result from the use of the invention is to increase the effectiveness of the intervention, which consists in reducing the consumption of corneal tissue without changing the diameter of the optical zone and the quality of the formed surface.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.
Пациентам проводят стандартное офтальмологическое обследованиеPatients undergo a standard ophthalmological examination
Операцию выполняют по технологии ФемтоЛАЗИК. Роговичный клапан формируют с помощью фемтосекундной установки Femto LDV Z6 ("Ziemer Ophtalmic Systems AG", Швейцария). В настройках системы устанавливали следующие параметры:The operation is performed using FemtoLASIK technology. The corneal valve is formed using a Femto LDV Z6 femtosecond device (Ziemer Ophtalmic Systems AG, Switzerland). The following parameters were set in the system settings:
- частота повторения импульсов - более 5 МГц;- pulse repetition frequency - more than 5 MHz;
- энергия в импульсе - менее 100 нДж;- pulse energy - less than 100 nJ;
- размер пятна фокусировки - 2 мкм;- focusing spot size - 2 microns;
- растровый паттерн сканирования.- raster scan pattern.
Во всех случаях для формирования роговичного клапана задавались следующие параметры:In all cases, the following parameters were set for the formation of the corneal valve:
- толщина клапана - 100 мкм;- valve thickness - 100 microns;
- диаметр клапана - 9,0 мм;- valve diameter - 9.0 mm;
- угол вреза края клапана - 70 град;- angle of incision of the edge of the valve - 70 degrees;
- расположение ножки клапана на 12-ти часах.- the location of the valve stem at 12 o'clock.
Следующим этапом осуществляют стыковку или «докинг» вакуумного интерфейса с глазом пациента и выполняют формирование роговичного клапана.The next step is the docking or "docking" of the vacuum interface with the patient's eye and the formation of the corneal valve.
Затем с использованием шпателя проводят подъем роговичного клапана, после чего выполнялась лазерная абляция стромы роговицы. Для этого используют отечественную сканирующую эксимерлазерную установку «Микроскан Визум» с частотой повторения импульсов 1100 Гц (ООО «Оптосистемы», Россия), работающую по технологии «летающего пятна». Выбирают стандартный алгоритм лазерной абляции. В зависимости от исходных данных пациента (степени миопической рефракции, кератометрии, толщины роговицы) определяют следующие параметры:Then, using a spatula, the corneal valve is lifted, after which laser ablation of the corneal stroma is performed. To do this, use the domestic scanning excimer laser installation "Microscan Visum" with a pulse repetition rate of 1100 Hz (LLC "Optosystems", Russia), operating on the "flying spot" technology. Select a standard laser ablation algorithm. Depending on the patient's initial data (degree of myopic refraction, keratometry, corneal thickness), the following parameters are determined:
- диаметр оптической зоны;- diameter of the optical zone;
- диаметр переходной зоны;- transition zone diameter;
- глубина абляции;- ablation depth;
- толщина резидуальной стромы;- thickness of the residual stroma;
- длительность лазерной абляции.- duration of laser ablation.
Во всех случаях целевой рефракцией была эмметропия, а расчетная толщина резидуальной стромы составляла не менее 300 мкм.In all cases, the target refraction was emmetropia, and the calculated thickness of the residual stroma was at least 300 µm.
Выполняют лазерную абляцию «параболоид-минус-параболоид», для чего в зависимости от исходных данных пациента (степени миопической рефракции, кератометрии, толщины роговицы) определяют следующие параметры:Paraboloid-minus-paraboloid laser ablation is performed, for which, depending on the patient's initial data (degree of myopic refraction, keratometry, corneal thickness), the following parameters are determined:
- диаметр оптической зоны;- diameter of the optical zone;
- диаметр переходной зоны;- transition zone diameter;
- глубина абляции;- ablation depth;
- толщина резидуальной стромы;- thickness of the residual stroma;
- длительность лазерной абляции.- duration of laser ablation.
Глубину абляции в точке роговицы рассчитывают по формуле:The depth of ablation at the point of the cornea is calculated by the formula:
где Н (S) - глубина абляции в точке роговицы (х, у, z),where H (S) - the depth of ablation at the point of the cornea (x, y, z),
D - желаемый рефракционный эффект, дптр,D - desired refractive effect, diopter,
d - диаметр зоны абляции, мм,d - ablation zone diameter, mm,
S - расстояние до оптической оси, то есть S2=х2+у2 - квадрат расстояния между текущей точкой (х, у, z) роговицы и оптической осью.S is the distance to the optical axis, that is, S 2 =x 2 +y 2 is the square of the distance between the current point (x, y, z) of the cornea and the optical axis.
Во время проведения лазерной абляции у всех пациентов использовался режим слежения за движениями глаза (eye-tracker system).During laser ablation, all patients used the eye tracking mode (eye-tracker system).
После завершения эксимерлазерного этапа выполнялась обработка стромального ложа роговицы солевым раствором (BSS) и репозиция роговичного клапана. Далее проводили снятие блефаростата и инстилляцию антисептика (пиклоксидина дигидрохлорид 0,05%) с дополнительным применением кератопротектора (декспантенол 5,0%). После операции всем пациентам назначалась медикаментозная терапия по следующей схеме:After completion of the excimer laser stage, the corneal stromal bed was treated with saline (BSS) and the corneal valve was repositioned. Next, the blepharostat was removed and an antiseptic was instilled (picloxidine dihydrochloride 0.05%) with the additional use of a keratoprotector (dexpanthenol 5.0%). After surgery, all patients were prescribed drug therapy according to the following scheme:
- антисептик (пиклоксидина дигидрохлорид 0,05%) - 3 раза в день 1 неделю;- antiseptic (picloxidine dihydrochloride 0.05%) - 3 times a day for 1 week;
- антибиотик (тобрамицин 0,3%) - 3 раза в день 1 неделю;- antibiotic (tobramycin 0.3%) - 3 times a day for 1 week;
- глюкокортикостероид (дексаметазон 0,1%) по схеме: 1-я неделя - 3 раза в день, 2-я неделя - 2 раза в день, 3-я неделя - 1 раз в день;- glucocorticosteroid (dexamethasone 0.1%) according to the scheme: 1st week - 3 times a day, 2nd week - 2 times a day, 3rd week - 1 time per day;
- слезозаместитель (натрия гиалуронат 0,1%) - 6-8 раз в день 3-6 месяцев.- tear substitute (sodium hyaluronate 0.1%) - 6-8 times a day for 3-6 months.
В качестве подтверждения эффективности предложенного способа было обследовано238 пациентов (238 глаз) с миопией различной степени (от -1,00 до -9,25 дптр включительно) без или с астигматизмом (до -2,00 дптр включительно), максимально корригированной остротой зрения до операции 0,7 и выше, в возрасте от 18-ти до 45-ти лет, у каждого пациента для исследования случайным методом выбирали один глаз.As a confirmation of the effectiveness of the proposed method, 238 patients (238 eyes) with myopia of varying degrees (from -1.00 to -9.25 diopters inclusive) were examined without or with astigmatism (up to -2.00 diopters inclusive), maximally corrected visual acuity up to operations 0.7 and above, at the age of 18 to 45 years, one eye was randomly selected for each patient for the study.
Все пациенты были разделены на две группы методом случайной выборки, в зависимости от применяемого способа абляции:All patients were randomly divided into two groups, depending on the ablation method used:
Основная группа - 118 пациентов (118 глаз), прооперированных с использованием разработанного способа;The main group - 118 patients (118 eyes) operated on using the developed method;
Контрольная группа - 120 пациентов (120 глаз), прооперированных с использованием стандартного способа абляции.Control group - 120 patients (120 eyes) operated on using the standard ablation method.
Всем пациентам выполнялась операции по технологии ФемтоЛАЗИК. Роговичный клапан формировали с помощью фемтосекундной установки Femto LDV Z6 («Ziemer Ophthalmic Systems AG», Швейцария). Эксимерлазерную абляцию проводили на отечественной сканирующей эксимерлазерной установке «Микроскан Визум» 1100 Гц (Оптосистемы, Россия).All patients underwent operations using FemtoLASIK technology. The corneal valve was formed using a Femto LDV Z6 femtosecond device (Ziemer Ophthalmic Systems AG, Switzerland). Excimer laser ablation was carried out on a domestic scanning excimer laser device "Microscan Visum" 1100 Hz (Optosystems, Russia).
Для количественной оценки диаметра зоны, глубины абляции и качества поверхности после эксимерлазерного воздействия с использованием предложенного способа абляции были рассчитаны специальные скан-файлы для последующей лазерной абляции на пластинах ПММА. Всего было изготовлено 9 скан-файлов со следующими заданными параметрами:To quantify the zone diameter, ablation depth, and surface quality after excimer laser exposure, using the proposed ablation method, special scan files were calculated for subsequent laser ablation on PMMA plates. A total of 9 scan files were made with the following specified parameters:
- величина рефракции: -3, -6 и -9 дптр;- refraction value: -3, -6 and -9 diopters;
- диаметр оптической зоны: 6,0, 6,5 и 7,0 мм;- diameter of the optical zone: 6.0, 6.5 and 7.0 mm;
- кератометрия: 43,0 дптр.- keratometry: 43.0 diopters.
Далее на специальной пластине, изготовленной из полиметилметаакрила (ПММА) и прошедшей калибровку в заводских условиях, для формирования профилей абляции, соответствующих расчетам скан-файлов, было проведено эксимерлазерное воздействие с использованием разработанного оптимизированного алгоритма абляции на установке «Микроскан Визум» с частотой 1100 Гц.Further, on a special plate made of polymethylmethacryl (PMMA) and calibrated at the factory, in order to form ablation profiles corresponding to the calculations of scan files, an excimer laser treatment was carried out using the developed optimized ablation algorithm on the Microscan Visum device with a frequency of 1100 Hz.
Полученные экспериментальные образцы были доставлены в лабораторию для проведения последующей микроскопии. Исследование экспериментальных образцов выполнялось с помощью оптического 3D-цифрового микроскопа Hirox КН-8700 и сканирующего когерентного интерференционного микроскопа ТорМар TMS-150. По результатам проведенного микроскопического исследования экспериментальных образцов была проведена количественная оценка следующих параметров сформированных на ПММА профилей абляции: диаметра зоны абляции, глубины абляции и качества аблируемой поверхности.The obtained experimental samples were delivered to the laboratory for subsequent microscopy. The experimental samples were studied using a Hirox KN-8700 optical 3D digital microscope and a TorMar TMS-150 scanning coherent interference microscope. Based on the results of the microscopic examination of experimental samples, a quantitative assessment was made of the following parameters of the ablation profiles formed on PMMA: the diameter of the ablation zone, the ablation depth, and the quality of the ablated surface.
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием специализированного программного обеспечения: компьютерных программ Statistica 10.0 («StatSoft», США) и Microsoft Office Excel 2007 («Microsoft», США). Характер распределения данных оценивали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Полученные данные анализировались методами описательной (дескриптивной) статистики и были представлены в формате М±σ, где М (Mean) - среднее арифметическое значение, σ - стандартное отклонение. Для сравнения данных в экспериментальных исследованиях разброс значений и их смещение относительно друг друга оценивали с помощью описательного метода Бланда-Альтмана - оценки согласованности измерений, выполненных двумя разными способами. Для сравнения средних и оценки достоверности различий использовали t-критерий Стьюдента для независимых и зависимых выборок. Статистически достоверными признавали различия, при которых уровень достоверности (р) менее 0,05 (р<0,05).Statistical processing of the study results was carried out using specialized software: computer programs Statistica 10.0 (StatSoft, USA) and Microsoft Office Excel 2007 (Microsoft, USA). The nature of the data distribution was assessed using the Kolmogorov-Smirnov test. The obtained data were analyzed by methods of descriptive (descriptive) statistics and were presented in the format M±σ, where M (Mean) is the arithmetic mean, σ is the standard deviation. To compare data in experimental studies, the scatter of values and their shift relative to each other were assessed using the descriptive Bland-Altman method - an assessment of the consistency of measurements performed in two different ways. To compare the means and assess the significance of differences, Student's t-test was used for independent and dependent samples. Differences were recognized as statistically significant if the significance level (p) was less than 0.05 (p<0.05).
Одним из параметров для оценки предсказуемости разработанного оптимизированного алгоритма абляции является диаметр оптической зоны лазерного воздействия, исследовать который в условиях эксперимента возможно с помощью проведения количественной оценки сформированного профиля абляции на пластинах ПММА. Эксимерлазерное воздействие на плоской пластине имеет отличия от аналогичного лазерного воздействия на выпуклой поверхности, что приводит к формированию более широкого фактически полученного диаметра зоны абляции по сравнению с исходно запланированным диаметром оптической зоны. Кроме того, при анализе сформированного на пластине ПММА профиля абляции отсутствует возможность четкого объективного определения границы между оптической и переходной зонами, вследствие чего в условиях эксперимента проводится измерение общего фактического диаметра зоны абляции. Фактический диаметр зоны абляции условно включает в себя диаметр полученной оптической зоны и, частично, область переходной зоны, сформированные в результате лазерного воздействия.One of the parameters for assessing the predictability of the developed optimized ablation algorithm is the diameter of the optical zone of laser exposure, which can be studied under experimental conditions by quantitatively evaluating the formed ablation profile on PMMA plates. The excimer laser action on a flat plate differs from the similar laser action on a convex surface, which leads to the formation of a wider actually obtained diameter of the ablation zone compared to the initially planned diameter of the optical zone. In addition, when analyzing the ablation profile formed on the PMMA plate, there is no possibility of a clear objective determination of the boundary between the optical and transition zones, as a result of which, under experimental conditions, the total actual diameter of the ablation zone is measured. The actual diameter of the ablation zone conditionally includes the diameter of the obtained optical zone and, in part, the region of the transition zone formed as a result of laser exposure.
Результаты экспериментального исследования количественной оценки профиля абляции после эксимерлазерного воздействия с использованием предложенного способа показали, что фактический диаметр зоны абляции на ПММА во всех случаях превышал запланированный диаметр оптической зоны независимо от степени рефракции (Таблица 1).The results of an experimental study of the quantitative assessment of the ablation profile after excimer laser exposure using the proposed method showed that the actual diameter of the ablation zone on PMMA in all cases exceeded the planned diameter of the optical zone, regardless of the degree of refraction (Table 1).
По данным сравнительного анализа средняя разница между измерениями составила 0,36, что свидетельствует об отсутствии систематического расхождения. Кроме того, отсутствует зависимость разницы измерений от величины рефракции и диаметра запланированной оптической зоны. Таким образом, измерения, полученные обоими способами, хорошо согласуются друг с другом.Based on the comparative analysis, the average difference between measurements was 0.36, which indicates that there is no systematic discrepancy. In addition, there is no dependence of the measurement difference on the refraction value and the diameter of the planned optical zone. Thus, the measurements obtained by both methods are in good agreement with each other.
Следующим параметром для оценки предсказуемости разработанного оптимизированного алгоритма абляции представлена глубина лазерного воздействия, которая также исследуется с помощью проведения количественной оценки сформированного профиля абляции на пластинах ПММА в условиях эксперимента. Необходимо отметить, что скорость лазерного воздействия отличается на различных поверхностях. Так, например, абляция на пластинах из ПММА всегда проходит медленнее по сравнению с абляцией тканей роговицы. Поэтому фактическая глубина абляции на ПММА всегда получается меньше запланированной. В связи с этим, для выполнения дальнейшего сравнительного анализа проводится перерасчет с учетом специальных коэффициентов абляции.The next parameter for assessing the predictability of the developed optimized ablation algorithm is the depth of laser exposure, which is also studied by quantitatively evaluating the formed ablation profile on PMMA plates under experimental conditions. It should be noted that the speed of laser exposure is different on different surfaces. For example, ablation on PMMA plates is always slower compared to ablation of corneal tissue. Therefore, the actual depth of ablation on PMMA is always less than planned. In this regard, in order to perform further comparative analysis, a recalculation is carried out taking into account special ablation coefficients.
По данным разных авторов, значения коэффициента «ПММА - роговица» варьируют от 2,3 до 2,9 (Dorronsoro С.Experiments on РММА models to predict the impact of corneal refractive surgery on corneal shape. / Dorronsoro C., Cano D., Merayo-Lloves J., Marcos S. // Optics Express. - 2006. - Vol. 14. - No 13. - P. 6142-6156). В данном исследовании для количественной оценки сформированного профиля абляции использовали коэффициент 2,65, который был использовался в работах К. Дорронсоро. Для этого, полученная в эксперименте фактическая глубина абляции была увеличена в 2,65 раза и, только затем, сравнивалась с запланированными значениями (Таблица 2).According to different authors, the values of the coefficient "PMMA - cornea" vary from 2.3 to 2.9 (Dorronsoro C. Experiments on PMMA models to predict the impact of corneal refractive surgery on corneal shape. / Dorronsoro C., Cano D., Merayo-Lloves J., Marcos S. Optics Express 2006 Vol 14 No 13 P 6142-6156 In this study, a coefficient of 2.65 was used to quantify the formed ablation profile, which was used in the works of C. Dorronsoro. For this, the actual ablation depth obtained in the experiment was increased by 2.65 times and, only then, compared with the planned values (Table 2).
Результаты исследования количественной оценки профиля абляции после эксимерлазерного воздействия с использованием оптимизированного алгоритма показали отсутствие статистически значимой разницы между запланированной глубиной абляции и фактической глубиной абляции с учетом коэффициента «ПММА - роговица» (р>0/05).The results of the study of the quantitative assessment of the ablation profile after excimer laser exposure using an optimized algorithm showed no statistically significant difference between the planned ablation depth and the actual ablation depth, taking into account the coefficient "PMMA - cornea" (p>0/05).
Таким образом, измерения, полученные обоими способами, хорошо согласуются друг с другом.Thus, the measurements obtained by both methods are in good agreement with each other.
Для определения степени шероховатости поверхности, формируемой эксимерлазерным воздействием, в условиях эксперимента проводилась количественная оценка поверхности пластины ПММА в области абляции. Оценивались параметры шероховатости (Ra, Rz, Rzjis), принятые ГОСТом в виде стандартных для определения степени гладкости поверхностей.To determine the degree of surface roughness formed by the excimer laser action, a quantitative assessment of the surface of the PMMA plate in the ablation region was carried out under experimental conditions. The roughness parameters (Ra, Rz, Rzjis) adopted by GOST as standard for determining the degree of surface smoothness were evaluated.
Средние значения параметров шероховатости аблируемой поверхности ПММА по данным оптической 3D микроскопии и интерферометрии после эксимерлазерного воздействия с использованием предлагаемого способа абляции представлены в таблице 3. При этом, результаты количественной оценки качества поверхности после лазерной абляции свидетельствуют об отсутствии статистически достоверной разницы между видами проводимой микроскопии (р>0,05).The average values of the roughness parameters of the ablated PMMA surface according to optical 3D microscopy and interferometry after excimer laser exposure using the proposed ablation method are presented in Table 3. At the same time, the results of a quantitative assessment of the surface quality after laser ablation indicate the absence of a statistically significant difference between the types of microscopy (p >0.05).
Таким образом полученные в эксперименте результаты количественной оценки профиля абляции с использованием предлагаемого способа показали отсутствие статистически значимой разницы между фактически полученными и запланированными параметрами, что свидетельствует о высокой предсказуемости формирования диаметра зоны и глубины абляции, а также высоком качестве поверхности после эксимерлазерного воздействия. Сравнительный анализ количественной оценки глубины абляции выявил статистически достоверное уменьшение фактической глубины лазерного воздействия при использовании предлагаемого способа по сравнению со стандартным (р<0,05). Результаты послеоперационных исследований подтверждают эффективность предлагаемого способа.Thus, the results of a quantitative assessment of the ablation profile obtained in the experiment using the proposed method showed no statistically significant difference between the actually obtained and planned parameters, which indicates a high predictability of the formation of the zone diameter and ablation depth, as well as a high surface quality after excimer laser exposure. A comparative analysis of the quantitative assessment of the ablation depth revealed a statistically significant decrease in the actual depth of laser exposure when using the proposed method compared to the standard (p<0.05). The results of postoperative studies confirm the effectiveness of the proposed method.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772355C1 true RU2772355C1 (en) | 2022-05-19 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2196499C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-01-20 | Государственное учреждение Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" | Method for predicting full myopia correction in performing excimer laser photorefraction keratectomy |
| RU2197200C2 (en) * | 2000-05-26 | 2003-01-27 | ГУ МНТК "Микрохирургия глаза" | Method for detecting energetic parameters for operation of an exymerlaser photorefraction keratectomy at correction of myopia |
| RU2322220C1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-04-20 | Государственное Учреждение Научно-Исследовательский Институт Глазных Болезней Российской Академии Медицинских Наук | Method for determining differential indications to applying primary excimer laser high degree myopia correction accompanied with physiologic myopic astigmatism or myopic astigmatism of low degree |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2197200C2 (en) * | 2000-05-26 | 2003-01-27 | ГУ МНТК "Микрохирургия глаза" | Method for detecting energetic parameters for operation of an exymerlaser photorefraction keratectomy at correction of myopia |
| RU2196499C2 (en) * | 2001-01-17 | 2003-01-20 | Государственное учреждение Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" | Method for predicting full myopia correction in performing excimer laser photorefraction keratectomy |
| RU2322220C1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-04-20 | Государственное Учреждение Научно-Исследовательский Институт Глазных Болезней Российской Академии Медицинских Наук | Method for determining differential indications to applying primary excimer laser high degree myopia correction accompanied with physiologic myopic astigmatism or myopic astigmatism of low degree |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Дога А.В. и др. Сравнительная оценка клинико-функциональных результатов операции фемтолазик, выполненной на различных эксимерлазерных установках, у пациентов с миопией слабой и средней степеней. Офтальмохирургия. 2019. 2. С. 38-43. Huang D. et al. Mathematical model of corneal surface smoothing after laser refractive surgery. Am J Ophthalmol. - 2003. - Vol. 135, No. 3. - P. 267-278. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mastropasqua et al. | Photorefractive keratectomy with aspheric profile of ablation versus conventional photorefractive keratectomy for myopia correction: six-month controlled clinical trial | |
| Seitz et al. | Posterior corneal curvature changes after myopic laser in situ keratomileusis | |
| Luger et al. | Consecutive myopia correction with transepithelial versus alcohol-assisted photorefractive keratectomy in contralateral eyes: one-year results | |
| Siedlecki et al. | Surface ablation versus CIRCLE for myopic enhancement after SMILE: a matched comparative study | |
| Esteve-Taboada et al. | Posterior chamber phakic intraocular lenses to improve visual outcomes in keratoconus patients | |
| Camellin et al. | Corneal-Wavefront guided transepithelial photorefractive keratectomy after corneal collagen cross linking in keratoconus | |
| Schwarzenbacher et al. | One-year results of arcuate keratotomy in patients with low to moderate corneal astigmatism using a low-pulse-energy femtosecond laser | |
| Lukenda et al. | Excimer laser correction of hyperopia, hyperopic and mixed astigmatism: past, present, and future | |
| Maldonado | Undersurface ablation of the flap for laser in situ keratomileusis retreatment | |
| Prakash et al. | A prospective randomized comparison of four femtosecond LASIK flap thicknesses | |
| RU2772355C1 (en) | Method for excimer laser correction of myopia | |
| Vinciguerra et al. | Excimer laser tissue interactions in the cornea | |
| Utine et al. | Radial keratotomy for the optical rehabilitation of mild to moderate keratoconus: more than 5 years’ experience | |
| Katz et al. | Flap-induced astigmatism in eyes with sphere myopia correction: superior hinge using a rotating microkeratome versus nasal hinge using a linear microkeratome | |
| RU2400197C1 (en) | Method of surgical correction of residual refraction disorder following previous lasik surgery | |
| Raoof-Daneshvar et al. | Femtosecond laser-assisted astigmatism correction | |
| RU2300359C1 (en) | Method for treating the cases of ectasia and combined astigmatism after penetrating keratoplasty | |
| Igarashi et al. | Aspheric laser in situ keratomileusis for the correction of myopia using the technolas 217z100: comparison of outcomes versus results from the conventional technique | |
| RU2313322C1 (en) | Method for treating hypermetropia and hypermetropic astigmatism cases | |
| RU2812175C1 (en) | Method for preparing ultrathin grafts for posterior lamellar keratoplasty | |
| Pietilä | Flap Creation in Laser-Assisted in Situ Keratomileusis: From Microkeratome to Femtosecond Laser | |
| de la Cruz et al. | LASIK for Myopia, Hyperopia, and Astigmatism | |
| Sorkin et al. | Factors Predicting the Need for Re-treatment After Laser Refractive Surgery in Patients With Mixed Astigmatism | |
| Alió et al. | Intraoperative Complications of LASIK and SMILE | |
| Chen et al. | Corneal optical regularization and biomechanical stabilization in keratoconus and irregular astigmatism by use of topography-guided custom ablation and corneal cross-linking |