Оценка воздействия лазерного излучения среднего инфракрасного диапазона на ткани глаза (экспериментальное исследование)

Цель — оценить воздействие лазерного излучения среднего инфракрасного диапазона с длиной волны 3,0 мкм на ткани глаза. Материалы и методы. Использована экспериментальная лазерная установка «Лазерный скальпель среднего ИК-диапазона 2–8 мкм для прецизионной хирургии». Диапазон спектра излучения, генерируемого этим лазером, совпадает с пиками спектрального поглощения таких хромофоров биологической ткани, как вода, белки и холестериновые эфиры, что дает возможность применения данного лазера в прецизионной хирургии (офтальмология, нейрохирургия, сосудистая хирургия). В исследовании выбрана длина волны лазерного излучения 3 мкм, что совпадает с пиком спектрального поглощения воды. В качестве биологического объекта использовали сетчатку, сосудистую оболочку, склеру свиных и кадаверных глаз. Воздействие лазерного излучения на ткань проводилось в воздушной среде. Нанесение коагулятов выполняли в разных режимах: 1) одиночные импульсы, 2) имитация реза скальпеля в непрерывном режиме. Оценку воздействия лазерного излучения на ткани глаза осуществляли с помощью сканирующего электронного микроскопа. Результаты. При воздействии одиночным лазерным импульсом с энергией даже 1 мДж наблюдался сквозной дефект сетчатки. При воздействии одиночным лазерным импульсом на собственно сосудистую оболочку глаза с энергией от 1 до 3 мДж глубина кратера составила 110–130 мкм, ширина кратера — 97–122 мкм, зона коллатерального повреждения — 22–28 мкм. При воздействии одиночным лазерным импульсом на склеру с энергией от 1 до 3 мДж глубина кратера составила 170–201 мкм, ширина кратера — 260–303 мкм, зона коллатерального повреждения — 57–72 мкм. При непрерывном воздействии лазерным излучением на хориоидею и склеру глубина, ширина коагулята, зона коллатерального повреждения при аналогичных параметрах лазера были больше, чем при одиночном импульсе. Заключение. С помощью данного лазера при длине волны излучения, равной 3 мкм, возможно выполнить резы на сетчатке, хориоидее, склере. При определенных параметрах лазерного излучения возможно добиться реза ткани глаза на необходимую глубину. Однако для этого необходимы дальнейшие исследования по оптимизации таких параметров лазера, как количество импульсов в пакете, длительность и энергия импульса. В перспективе данные подходы могут быть применены в витреоретинальной хирургии при ретинотомии, выкраивании комплекса «хориоидея — пигментный эпителий», при непроникающей глубокой склерэктомии.

1. Patel CKN. Continuous-Wave Laser Action on Vibrational-Rotational Transitions of CO2. Physical review journals archive. 1964;136(5):1187–1193. doi: 10.1103/PhysRev.136.A1187.

2. Blackwell RE, Jemison DM, Foy BD. The holmium: Yttrium-aluminum-garnet laser in wrist arthroscopy: A five-year experience in the treatment of central triangular fibrocartilage complex tears by partial excision. J. Hand Surg. 2001;26A:77–84. doi: 10.1053/jhsu.2001.20157.

3. Ceccato P, Flasse S, Tarantola, S. Detecting vegetation leaf water content using reflectance in the optical domain. Remote Sens. Environ. 2001;77:22–33. doi: 10.1016/S0034-4257(01)00191-2.

4. Anderson RR, Parrish JA. Selective photothermolysis: Precise microsurgery by selective absorption of pulsed radiation. Science. 1983;220:524–527. doi: 10.1126/science.6836297.

5. Peyman GΑ, Katoh N. Effects of an erbium: YAG laser on ocular structures. Int Ophthalmol. 1987;10(4):245–253. doi: 10.1007/BF00155632.

6. D’Amico DJ, Moulton RS, Theodossiadis PG. Erbium:YAG Laser Photothermal Retinal Ablation in Enucleated Rabbit Eyes. Am J Ophthalmol. 1994;117(6):783–790. doi: 10.1016/s0002-9394(14)70323-x.

7. Hutchens TC, Darafsheh A, Fardad A. Detachable microsphere scalpel tips for potential use in ophthalmic surgery with the erbium:YAG laser. J Biomed Opt. 2014;19(1):18003. doi: 10.1117/1.JBO.19.1.018003.

8. Schastak S, Yafai Y, Yasukawa T. Flexible UV Light Guiding System for Intraocular Laser Microsurgery. Lasers Surg Med. 2007;39(4):353–357. doi: 10.1002/lsm.20480.

9. Borirakchanyavat S, Puliafito CA, Kliman GH. Holmium-YAG Laser Surgery on Experimental Vitreous Membranes. Arch Ophthalmol. 1991;109(11):1605–1609. doi: 10.1001/archopht.1991.01080110143052.

10. Астахов Ю.С., Белехова С.Г., Даль Н.Ю. Толщина хориоидеи в норме и при возрастной макулярной дегенерации. Офтальмологические ведомости. 2014;7(1):4–7.

11. Дога А.В., Магарамов Д.А., Соломин В.А. Диагностическая ценность измерения толщины хориоидеи у пациентов с субмакулярной неоваскулярной мембраной. Офтальмохирургия. 2014;2:40–43.

12. Klink T, Schlunck G, Lieb W. CO2, Excimer and Erbium:YAG Laser in Deep Sclerectomy. Ophthalmologica. 2008;222(2):74–80. doi: 10.1159/000112622.