УДК 617.753.2-089

 Е.Г. ПОГОДИНА¹, И.А. МУШКОВА², А.Н. КАРИМОВА², А.Д. СЕМЕНОВ², В.Г. МОВШЕВ³

¹Оренбургский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ, 460047, г. Оренбург, ул. Салмышская, д. 17

²МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова МЗ РФ, 127486, г. Москва, Бескудниковский бульвар, д. 59а

³ООО «Оптосистемы», 142191, Московская обл., г. Троицк, ул. Промышленная, д. 1-А

Погодина Елена Геннадьевна ― врач отделения лазерной хирургии, e-mail: elenapogodina56@yandex.ru

Мушкова Ирина Альфредовна ― врач-офтальмохирург, доктор медицинских наук, заведующая отделом лазерной рефракционной хирургии, e-mail: i.a.mushkova@yandex.ru

Каримова Аделя Насибуллаевна ― врач-офтальмохирург, кандидат медицинских наук, научный сотрудник отдела лазерной рефракционной хирургии, e-mail: adelya.k.n@mail.ru

Семенов Александр Дмитриевич ― доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, главный научный консультант отдела лазерной рефракционной хирургии, e-mail: nauka@mntk.ru

Мовшев Виктор Григорьевич ― кандидат физико-технических наук, заведующий сектором медицинских лазеров в тематическом конструкторском отделе №7, тел. (495) 851-08-95/0211, e-mail: vmovshev@yahoo.com

В статье представлены результаты анализа остроты зрения, функциональной оптической зоны (ФОЗ), изменений до- и послеоперационной конической константы у пациентов с миопией, которым были выполнены эксимерлазерные операции с использованием асферического алгоритма воздействия на установках «Микроскан-ЦФП» и WaveLight EX500. Для анализа использовались данные 23 глаз 12 пациентов с миопией со средним сфероэквивалентом -4.34 Дптр +/-1.54, прооперированные на «Микроскан-ЦФП» и данные 19 глаз 10 пациентов со средним сфероэквивалентом -3.83 Дптр +/-1.96 на WaveLight EX500. Для расчета ФОЗ в нашем исследовании была принята методика, описанная в работе Camellin M. и Arba Mosquera S. [10]. На установке «Микроскан-ЦФП» определена тенденция к уменьшению ФОЗ при переходе от слабой к высокой степени миопии при использовании асферического алгоритма абляции с заданной конической константой, нарастание мультифокальности при увеличении степени корригируемой миопии, что является недостатком существующего асферического алгоритма данной установки и нуждается в его оптимизации. На установке WaveLight EX500 выявлена зависимость увеличения размера ФОЗ при увеличении сфероэквивалента при выполнении асферических операций c использованием алгоритма оптимизации по волновому фронту (WFO) и алгоритма, персонализированного по Q-фактору. Выявленные случаи непомерно большой мультифокальности, выраженная зависимость Q-сдвига от предоперационной кератометрии при коррекции слабой степени миопии на WaveLight EX500 нуждаются в оптимизации подхода к выбору алгоритма операции.

Ключевые слова: асферичность, коническая константа, функциональная оптическая зона.

 

E.G. POGODINA¹, I.A. MUSHKOVA², A.N. KARIMOVA², A.D. SEMENOV², V.G. MOVSHEV³

¹Orenburg branch of the S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution, 17 Salmyshskaya Str., Orenburg, Russian Federation, 460047

²The S. Fyodorov Eye Microsurgery Federal State Institution, 59a Beskudnikovsky blvrd, Moscow, Russian Federation, 127486

³«Optosistemy» LLC, 1-A Promyshlennaya Str., the Moscow Region, Troitsk, Russian Federation, 142191

Results of operations for myopia on excimer laser devices WaveLight and «Microscan-TFP» (preliminary study)

 Pogodina E.G. ― Doctor of the Laser Surgery Department, tel. +7-903-367-17-78, e-mail: elenapogodina56@yandex.ru
Mushkova I.A― eye surgeon, D. Med. Sc., Head of the Laser Refractive Surgery Department, tel. +7-903-150-21-33, e-mail: i.a.mushkova@yandex.ru

Karimova A. N. ― eye surgeon, Cand. Med. Sc., Researcher of the Laser Refractive Surgery Department, tel. +7-903-106-51-41, e-mail: adelya.k.n@mail.ru

Semenov A. D. ― D. Med. Sc., Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Chief Scientific Consultant of the Laser Refractive Surgery Department, tel. +7-985-767-23-82, e-mail: nauka@mntk.ru

Movshev V.G. ― Cand. Phys. and Tech. Sc., Head of Medical Lasers in the Thematic Design Department №7, tel. (495) 851-08-95/0211, e-mail: vmovshev@yahoo.com

The results of the analysis of visual acuity, functional optical zone (FOZ), changes in pre- and postoperative conic constants in patients with myopia, who have undergone excimer laser surgery at Microscan-PIC and WaveLight EX500 using aspherical algorithm of exposure, are presented in the article. For the analysis, data from 23 eyes of 12 patients with myopia with a mean spherical equivalent of -4.34 Dpt +/- 1.54, operated at «Microscan PIC», and data from 19 eyes of 10 patients with a mean spherical equivalent of -3.83 Dpt +/- 1.96, operated at WaveLight EX500, were used. The technique described by Camellin M. and Arba Mosquera S. [10] was used for calculation of FOZ in the study. By using «Microscan-PIC» device was determined the tendency to decrease in FOZ at transfer from a weak to a high degree of myopia using aspherical ablation algorithm with a given conic constant, growth of multifocality with an increase of degree of corrected myopia, which is a drawback of the existing aspherical algorithm of this device and needs its optimization. At WaveLight EX500 device we determined the dependence of the increase of FOZ on the increase in the spherical equivalent when performing aspheric operations using the wavefront optimization (WFO) algorithm and an algorithm that is personalized in Q-factor. The revealed cases of excessive multifocality, the expressed dependence of Q-shift from preoperative keratometry in the correction of weak degree of myopia at WaveLight EX500 require an optimization of the approach to the choice of the surgery algorithm.

Key words: asphericity, conic constant, functional optical zone.

 

В статье представлены результаты анализа остроты зрения, функциональной оптической зоны (ФОЗ), изменений до- и послеоперационной конической константы у пациентов с миопией после проведения асферической абляции на эксимерлазерных установках «Микроскан-ЦФП» и WaveLight EX500. Алгоритм абляции, оптимизированный по конической константе, формирует профиль роговицы более близкий к естественному, по сравнению со стандартной операцией. Он позволяет минимизировать послеоперационные сферические аберрации, обеспечивает гарантированную величину функциональной оптической зоны, что в целом выполняет задачи сохранения тонких функций зрения [1].

 Цель работы ― оценка функциональной оптической зоны после проведения эксимерлазерного воздействия с использованием асферического профиля на установках «Микроскан-ЦФП» и WaveLight EX500 у пациентов с миопией, сравнение остроты зрения и аберраций высокого порядка, а именно сферической аберрации.

 Материал и методы

В процессе исследования были использованы эксимерлазерные установки «Микроскан-ЦФП» (Россия, г. Троицк) с частотой следования импульсов 300 Гц и диаметром пятна 0,8 мм и WaveLight EX500 с частотой следования импульсов 500 Гц и диаметром пятна 0,95 мм. Для создания асферической послеоперационной поверхности на установке «Микроскан-ЦФП» был использован алгоритм коррекции, оптимизированный по конической константе с заданным ее значением [2]. При асферических операциях на установке WaveLight EX500, соответственно, алгоритм оптимизации по волновому фронту (WFO) и алгоритм, персонализированный по Q-фактору [3-5].

Для анализа группы, оперированной на установке «Микроскан-ЦФП», использовались данные 23 глаз 12 пациентов с миопией со средним сфероэквивалентом -4.34 Дптр +/-1.54 в диапазоне от -1.75 до -7.25 Дптр. Для анализа группы, оперированной на установке WaveLight EX500, использовались данные 19 глаз 10 пациентов со средним сфероэквивалентом -3.83 Дптр +/-1.96 в диапазоне от -1.37 до -7.5 Дптр.

По определению функциональной оптической зоной (ФОЗ) называется часть области абляции роговицы, которая получает полную предполагаемую коррекцию рефракции [6]. ФОЗ можно рассчитать вручную по кератотопограмме. Это зона, в пределах которой оптическая сила роговицы меняется не более чем на 0,5 Дптр относительно ее центра [7, 8]. Другой способ определения ФОЗ заключается в анализе нарастания аберраций корнеального волнового фронта при увеличении зрачка. Наибольший вклад в аберрации высокого порядка вносит сферическая аберрация. Поэтому для определения ФОЗ анализируется нарастание сферической аберрации.

Величину коэффициента Цернике для сферической аберрации выраженную в микронах удобно конвертировать в диоптрии эквивалентного дефокуса:

,

где PD ― диаметр зрачка (мм),

RMS ― величина коэффициента Цернике (мкм),

EquivDefocus ― величина эквивалентного дефокуса (Дптр) [9].

Для расчета ФОЗ в нашем исследовании была принята методика, описанная Camellin M., Arba Mosquera S. [10]. Для разностной карты высот дооперационной и послеоперационной кератотопограммы определялся коэффициент Цернике для сферической аберрации при размерах зрачка от 3.0 до 6.5 мм с помощью модернизированной программы Кераскан. Коэффициенты Цернике в мкм конвертировались в эквивалентный дефокус. Определялась разность эквивалентных дефокусов ― мультифокальность послеоперационной роговичной поверхности между текущим размером зрачка и 3-х мм размером зрачка. Если разность не превышала 0.25 Дптр, то такой роговичный волновой фронт определялся как монофокальный, и такой размер зрачка определял величину функциональной оптической зоны (ФОЗ). Это явилось основным параметром исследования ФОЗ. Разность между эквивалентным дефокусом при размере зрачка 6.5 мм и при размере зрачка 3.0 мм определила полную мультифокальность корнеального волнового фронта. Это стало дополнительным параметром для анализа ФОЗ.

Результаты

Средняя постоперационная острота зрения у пациентов, прооперированных на установке «Микроскан-ЦФП», составила 1.08+/-0.11 в диапазоне от 0.8 до 1.2. Средняя постоперационная острота зрения для пациентов, прооперированных на установке WaveLight EX500, составила 0.68+/-0.33, в диапазоне от 0.2 до 1.2.

Была определена следующая зависимость ФОЗ от сфероэквивалента для установок «Микроскан-ЦФП» и WaveLight EX500: тенденция к уменьшению ФОЗ при переходе от низкой к высокой степени миопии при асферических операциях на установке «Микроскан-ЦФП» и увеличение размеров ФОЗ при увеличении сфероэквивалента при асферических операциях на установке WaveLight EX500, при сохранении в целом большей средней величины ФОЗ при асферических операциях на установке «Микроскан-ЦФП», чем при асферических операциях на WaveLight EX500. Средняя величина ФОЗ при исследовании пациентов, оперированных на «Микроскан-ЦФП», составила 5.71+/-0.92 мм, в диапазоне от 4.0 до 7.0 мм. Средняя величина ФОЗ при исследовании пациентов, оперированных на WaveLight EX500, составила 5.48+/-1.50 мм, в диапазоне от 3.5 до 7.0 мм (рис. 1).

Рисунок 1. 

Зависимость ФОЗ от сфероэквивалента для «Микроскан-ЦФП» и WaveLigh EX500

Примечание: на точечных диаграммах представлены прямые линейной регрессии.

Была определена зависимость величины ФОЗ от значения Q-фактора на установке «Микроскан-ЦФП». Прямая линейной регрессии показала тенденцию к увеличению ФОЗ с изменением величины Q-фактора от Q=0 до Q=- 0.4 (рис. 2).

Рисунок 2.

Зависимость ФОЗ от Q-фактора для «Микроскана-ЦФП»

Также была определена зависимость мультифокальности послеоперационной зоны от сфероэквивалента на установках «Микроскан-ЦФП» и WaveLight EX500. Выявлено нарастание мультифокальности послеоперационной поверхности роговицы при увеличении целевого сфероэквивалента при проведении асферических операций на «Микроскан-ЦФП» (рис. 3).

Рисунок 3.

Зависимость мультифокальности от сфероэквивалента для «Микроскана-ЦФП» и WaveLigh EX500

На установке WaveLight EX500 имели место случаи непомерно большой мультифокальности послеоперационной зоны при коррекции исходной миопии слабой степени. Такая высокая мультифокальность послеоперационной роговичной поверхности характерна для операций, выполняющихся по поводу пресбиопии [11, 12]. Не принимая во внимание случаи с полученной высокой послеоперационной мультифокальностью при операциях при исходной миопии слабой степени, мультифокальность послеоперационной зоны сохраняется в коридоре 0.5 Дптр во всем диапазоне целевой коррекции.

В ходе исследования была определена сильная зависимость Q-сдвига (разницы до и послеоперационной конической константы) от предоперационной кератометрии на установке WaveLight EX500 (рис. 4).

Рисунок 4.

Зависимость Q-сдвига от предоперационной кератометрии для WaveLigh EX500

 

Выводы

При анализе результатов лазерной хирургической коррекции миопии на установке «Микроскан-ЦФП» была определена более высокая средняя острота зрения в сравнении с WaveLight EX500. На установке «Микроскан-ЦФП» она составляла 1.08+/-0.11, на установке WaveLight EX500, соответственно, – 0.68+/-0.33. При исследовании ФОЗ пациентов, оперированных на «Микроскан-ЦФП», было показано, что ФОЗ уменьшается от 6.5 до 4.0 мм с увеличением целевой рефракции. При увеличении целевого сфероэквивалента при асферических операциях на установке «Микроскан-ЦФП» выявлено нарастание мультифокальности послеоперационной роговичной поверхности, что является недостатком существующего асферического алгоритма данной установки и нуждается в его оптимизации. Выявлены случаи непомерно большой мультифокальности послеоперационной поверхности роговицы и непомерно большого постоперационного Q-фактора при исходной предоперационной кератометрии менее 42 Дптр при асферической коррекции миопии слабой степени на установке WaveLight EX500, что требует оптимизации подхода к выбору алгоритма операции для случаев сочетания слабой степени миопии и плоской роговицы с исходной кератометрией менее 42 Дптр.

ЛИТЕРАТУРА

1. Holladay Jack T., Janes Joseph A. Topographic changes in corneal asphericity and effective optical zone after laser in situ keratomileusis // J. Cataract Refract. Surg. ― 2002. ― Vol. 28. ― P. 942-947.
2. Atezhev V.V., Barchunov B.V., Vartapetov S.K., et al. Laser technologies in ophthalmic surgery // Laser Physics. ― Vol. 26. ― №8. ― P. 1-20.
3. Mrochen M., Donitzky C., Wüllner C., Löffler J. Wavefront-optimized ablation profiles: theoretical background // J. Cataract Refract. Surg. ― 2004. ― Vol. 30, №4. ― P. 775-785.
4. Koller T., Iseli H.P., Hafezi F., Mrochen M., Seiler T. Q-factor customized ablation profile for the correction of myopic astigmatism // J. Cataract Refract. Surg. ― 2006. ― Vol. 32, №4. ― P. 584-589.
5. Stojanovic A., Wang L., Jankov M.R., Nitter T.A., Wang Q. Wavefront optimized versus custom-Q treatments in surface ablation for myopic astigmatism with the WaveLight ALLEGRETTO laser // J. Refract. Surg. ― 2008. ― Vol. 24, №8. ― P. 779-789.
6. Drum B. The Evolutionof the Optical Zone in Corneal Refractive Surgery // 8^th International Wavefront Congress, Santa Fe, USA; February 2007.
7. Rojas M.C., Manche E.E. Comparison of videokeratographic functional optical zones in conductive keratoplasty and LASIK for hyperopia // J. Refract. Surg. ― 2003. ― Vol. 19. ― P. 333-337.
8. Блинкова Е.С., Фокин В.П., Солодкова Е.Г. Способ расчета диаметра оптической зоны роговицы и его влияние на уровень аберраций после ЛАЗИК // Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии ― 2012: Сб. науч. статей. ― 2012. ― С. 184-188.
9. Thibos L.N., Hong X., Bradley A., Cheng X. Statistical variation of aberration structure and image quality in a normal population of healthy eyes // J. Opt. Soc. Am. A Opt. Image Sci Vis. ― 2002. ― Vol. 19, №12. ― P. 2329-2348.
10. Camellin M., Arba Mosquera S. Aspheric Optical Zones: The Effective Optical Zone with the SCHWIND AMARIS // J. Refract. Surg. ― 2011. ― Vol. 27, №2. ― P. 135-146.
11. Koller T1., Seiler T. Four corneal presbyopia corrections: simulations of optical consequences on retinal image quality // J. Cataract Refract. Surg. ― 2006. ― Vol. 32, №12. ― P. 2118-2123.
12. Alfredo Amigó MD; Sergio Bonaque-González Q Factor Presbylasik. Fundamentals and therapeutic approach // J. Emmetropia. ― 2012. ― №3. ― P. 167-171.

REFERENCES

1. Holladay Jack T., Janes Joseph A. Topographic changes in corneal asphericity and effective optical zone after laser in situ keratomileusis. J Cataract Refract Surg, 2002, Vol. 28, pp.942–947.
2. Atezhev V.V., Barchunov B.V., Vartapetov S.K., Zav’yalov A.S., Lapshin K.E., Movshev V.G., Shcherbakov I.A. Laser technologies in ophthalmic surgery. Laser Physics, 2016, vol. 26, no. 8, pp. 1-20.
3. Mrochen M., Donitzky C., Wüllner C., Löffler J. Wavefront-optimized ablation profiles: theoretical background. J Cataract Refract Surg, 2004, vol. 30, no. 4, pp.775–785.
4. Koller T., Iseli H.P., Hafezi F., Mrochen M., Seiler T. Q-factor customized ablation profile for the correction of myopic astigmatism. J Cataract Refract Surg, 2006, vol. 32, no. 4, pp. 584-589.
5. Stojanovic A., Wang L., Jankov M.R., Nitter T.A., Wang Q. Wavefront optimized versus custom-Q treatments in surface ablation for myopic astigmatism with the WaveLight ALLEGRETTO laser. J Refract Surg, 2008, vol. 24, no.8, pp.779-789.
6. Drum B. The Evolutionof the Optical Zone in Corneal Refractive Surgery. 8th International Wavefront Congress, 2007.
7. Rojas M.C., Manche E.E. Comparison of videokeratographic functional optical zones in conductive keratoplasty and LASIK for hyperopia. J Refract Surg, 2003, vol. 19, pp. 333– 337.
8. Blinkova E.S., Fokin V.P., Solodkova E.G. Method for calculating the diameter of the optical zone of the cornea and its effect on the level of aberrations after LASIK. Sovremennye tekhnologii kataraktal’noy i refraktsionnoy khirurgii, 2012, pp.184-188. (in Russ.).
9. Thibos L.N., Hong X., Bradley A., Cheng X. Statistical variation of aberration structure and image quality in a normal population of healthy eyes. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis., 2002, vol. 19, no. 12, pp. 2329-2348.
10. Camellin M, Arba Mosquera S. Aspheric Optical Zones: The Effective Optical Zone with the SCHWIND AMARIS. J Refract Surg., 2011, vol. 27, no.2, pp.135-146.
11. Koller T.I., Seiler T. Four corneal presbyopia corrections: simulations of optical consequences on retinal image quality. Cataract Refract Surg, 2006, Vol. 32, no. 12, pp. 2118-2123.
12. Alfredo Amigó MD; Sergio Bonaque-González Q Factor Presbylasik. Fundamentals and therapeutic approach. J Emmetropia, 2012, no.3, pp.167-171.