УДК 617.747-089.87

Б.М. АЗНАБАЕВ^1,2, Т.И. ДИБАЕВ^1,2, Т.Р. МУХАМАДЕЕВ^1,2, А.С. ВАФИЕВ², И.Х. ШАВАЛИЕВ²

¹Башкирский государственный медицинский университет, 450008, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3

²ЗАО «Оптимедсервис», 450059, г. Уфа, ул. 50 лет СССР, д. 8

Азнабаев Булат Маратович ― доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой, Генеральный директор ЗАО «Оптимедсервис» тел. (347) 277-62-62, e-mail: office@optimed-ufa.ru

Дибаев Тагир Ильдарович ― кандидат медицинских наук, ассистент кафедры, руководитель научной группы, тел. (347) 277-62-62, e-mail: dibaev@yandex.ru

Мухамадеев Тимур Рафаэльевич ― доктор медицинских наук, доцент кафедры, заместитель Генерального директора по научно-клинической работе, тел. (347) 277-62-62, e-mail: photobgmu@gmail.com

Вафиев Александр Сергеевич ― младший научный сотрудник, тел. (347) 277-62-62, e-mail: a.s.vafiev@gmail.com

Шавалиев Ильмир Халитович ― младший научный сотрудник, тел. (347) 277-62-62, e-mail: ilmir.shav@gmail.com

 В статье представлены результаты сравнительного клинико-экспериментального исследования производительности ультразвукового витреотома 25G с пневматическим гильотинным витреотомом наиболее распространенной конструкции аналогичного калибра. Выявлено, что ультразвуковой витреотом является эффективным инструментом для выполнения витрэктомии, обеспечивая существенный прирост производительности и сокращение времени, необходимого на проведение субтотальной витрэктомии при хирургическом лечении различной витреоретинальной патологии.

Ключевые слова: витрэктомия, ультразвуковая витрэктомия, витреоретинальная патология, витреоретинальная хирургия.

(Для цитирования:  Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р., Вафиев А.С., Шавалиев И.Х. Ультразвуковая витрэктомия: исследование скорости удаления стекловидного тела в эксперименте и клинике. Практическая медицина. 2018)

 

B.M. AZNABAEV^1,2, T.I. DIBAEV^1,2, T.R. MUKHAMADEEV^1,2, A.S. VAFIEV², I.Kh. SHAVALIEV²

¹Bashkir State Medical University, 3 Lenin Str., Ufa, Russian Federation, 450008

²Optimedservis Closed Corporation, 8 50 let SSSR Str., Ufa, Russian Federation, 450059

 Ultrasonic vitrectomy: performance evaluation in experimental and clinical conditions

Aznabaev B.M. ― D. Sc. (medicine), Professor, Head of the Department of Ophthalmology with Postgraduate course, Director General, tel. (347) 277-62-62, e-mail: office@optimed-ufa.ru

Dibaev T.I. ― D. Sc. (medicine), Assistant of the Ophthalmology Department with Postgraduate course, Head of research group, tel. (347) 277-62-62, e-mail: dibaev@yandex.ru

Mukhamadeev T.R. ― D. Sc. (medicine), Associate Professor of the Ophthalmology Department with Postgraduate course, Deputy Director General for Scientific and Clinical Work, tel. (347) 277-62-62, e-mail: photobgmu@gmail.com

Vafiev A.S. ― Junior Researcher, tel. (347) 277-62-62, e-mail: a.s.vafiev@gmail.com

Shavaliev I.Kh. ― Junior Researcher, tel. (347) 277-62-62, e-mail: ilmir.shav@gmail.com

 The article presents the results of comparative experimental and clinical evaluation of ultrasonic 25G vitrector and the pneumatic guillotine vitrector of most common construction. It was detected that ultrasonic vitrector is effective instrument for vitrectomy surgery providing significant increase of performance and decrease of vitrectomy time necessary for subtotal vitrectomy of various vitreoretinal pathologies.

Key words: vitrectomy, ultrasonic vitrectomy, vitreoretinal pathology, vitreoretinal surgery.

(For citation: Aznabaev B.M., Dibaev T.I., Mukhamadeev T.R., Vafiev A.S., Shavaliev I.Kh. Ultrasonic vitrectomy: performance evaluation in experimental and clinical conditions. Practical Medicine. 2018)

 

Заболевания сетчатки и стекловидного тела на сегодняшний день являются одной из наиболее актуальных проблем офтальмологии, составляя 25% всех причин инвалидности взрослого населения в Российской Федерации [1, 2]. Основными заболеваниями по частоте встречаемости являются: регматогенная отслойка сетчатки, диабетическая пролиферативная ретинопатия и патология витреомакулярного интерфейса [2-4, 5]. Стандартом лечения данных заболеваний в подавляющем большинстве случаев является трансконъюнктивальная трехпортовая витрэктомия с применением витреотомов гильотинного типа [6]. Одним из главных направлений технологического совершенствования витрэктомии является повышение скорости и безопасности процесса удаления стекловидного тела, достигаемое повышением частоты резов [7], уменьшением калибра инструментов и инвазивности операции в целом [8]. В аспекте дальнейшего развития витрэктомии актуальным является использование ультразвуковой энергии для фрагментации стекловидного тела [9]. Коллективом кафедры офтальмологии с курсом ИДПО БашГМУ совместно с отделом микрохирургического оборудования ЗАО «Оптимедсервис» разработана отечественная система для ультразвуковой витрэктомии калибра 25G на базе отечественной офтальмохирургической системы «Оптимед Профи» (РУ № ФСР 2011/11396) [10-13].

 Цель исследования ― сравнить скорость удаления стекловидного тела при использовании ультразвукового и пневматического гильотинного витреотомов 25 G в эксперименте и клинике при выполнении витрэктомии.

 Материал и методы

Экспериментальный этап исследования выполняли на тестовом стенде собственной разработки [14]. Схематическое изображение тестового стенда представлено на рисунке 1. В качестве субстрата для экспериментальной витрэктомии использовали стекловидное тело сепаратных свиных глаз (не более 24 часов после забоя).

Рисунок 1.

Тестовый стенд для оценки производительности витреотомов

Ультразвуковой и пневматический гильотинный витреотом калибра 25 G подключали к отечественной универсальной офтальмологической хирургической системе «Оптимед Профи», поочередно устанавливали и фиксировали в штативе, при этом рабочую часть витреотомов помещали в градуированную емкость с мерной шкалой, заполненную стекловидным телом. Измерение убыли стекловидного тела производили за единицу времени (60 секунд) путем регистрации уровня стекловидного тела до и после витрэктомии. Детальное описание настроек офтальмохирургической системы представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Настройки офтальмохирургической системы во время проведения экспериментальной витрэктомии

	Ультразвуковой витреотом	Пневматический гильотинный витреотом
Мощность, %	10	—
Частота, рез/мин	2600000	6000
Уровень вакуума, мм рт. ст.	100-600	100-600
Время, сек.	60	60

На клиническом этапе было прооперированно 82 пациента (82 глаза), средний возраст 65,0±8,79 лет, с различной витреоретинальной патологией, которые были разделены на 2 группы (табл. 2). В основной группе (n=53) витрэктомия была выполнена при помощи ультразвукового витреотома, в контрольной (n=29) ― с помощью пневматического гильотинного витреотома.

Таблица 2.

Распределение пациентов исследуемых клинических групп по основному офтальмологическому диагнозу

Офтальмологический диагноз	Группы пациентов
	Основная группа, ультразвуковой витреотом (n=53)	Контрольная группа, пневматический гильотинный витреотом (n=29)
Витреомакулярный тракционный синдром	24 (45,3%)	9 (31,0%)
Регматогенная отслойка сетчатки	18 (34,0%)	14 (48,3%)
Диабетическая пролиферативная ретинопатия	11 (20,7%)	6 (20,7%)

Витрэктомию проводили на отечественной универсальной офтальмохирургической системе «Оптимед Профи». Все операции были выполнены одним хирургом. В обеих группах использовалась идентичная техника операции в зависимости от диагноза. Настройки мощности ультразвука, частоты резов, уровня вакуума для инициации задней отслойки стекловидного тела (ЗОСТ) аспирационно-тракционным методом и проведения витрэктомии выбирались хирургом в зависимости от клинической необходимости.

Фиксировали время работы витреотома (в секундах), затраченное на проведение субтотальной витрэктомии. Данный параметр рассчитывался как время, в течение которого витреотом находился в активированном состоянии путем нажатия педали, и регистрировался автоматически программным обеспечением офтальмохирургической системы.

Критерием полноты субтотальной витрэктомии считали отсутствие видимого стекловидного тела в витреальной полости при использовании панорамной линзы 120D на операционном микроскопе CarlZeiss OPMI Lumera 700. Во всех случаях панорамную линзу устанавливали на одинаковом расстоянии от глаза. При этом время работы витреотома, затраченное на прецизионные манипуляции (например, периферическую витрэктомию при отслойке сетчатки или рассечение фиброваскулярной ткани при диабетической пролиферативной ретинопатии), в данном исследовании не учитывали.

Всеми пациентами было подписано добровольное информированное согласие на медицинское вмешательство, исследование было проведено в соответствии с этическими нормами Хельсинской декларации. Протокол данного клинического исследования был одобрен на заседании локального этического комитета ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, протокол №7 от 18.10.17 г.

Статистическую обработку выполняли в пакете прикладных программ Statistica v.10.0.0 StatSoft^®, Microsoft Excel 2011 с подсчетом описательных статистик (средняя арифметическая (М), стандартное отклонение (m)) и межгрупповых различий по критерию Манна ― Уитни. Значимость (р) при проверке статистических гипотез принималась ≤0,05.

 Результаты и обсуждение

По результатам экспериментальной витрэктомии обнаружено, что производительность офтальмохирургической системы при использовании ультразвукового витреотома на всех значениях вакуума была статистически значимо выше, по сравнению с традиционным пневматическим гильотинным витреотомом (табл. 3).

Таблица 3.

Производительность офтальмохирургической системы во время проведения экспериментальной витрэктомии с использованием ультразвукового и пневматического гильотинного витреотомов на различных значениях вакуума

Вакуум, мм рт. ст.	Производительность, мл/мин (M±m)
	Ультразвуковой витреотом, 25G	Пневматический гильотинный витреотом, 25G
100	2,73±0,51*	0,70±0,13
200	3,46±0,70*	0,95±0,20
300	4,48±0,90*	1,15±0,34
400	5,64±0,79*	1,69±0,33
500	6,03±0,97*	1,88±0,61
600	6,88±0,65*	2,06±0,51

Примечание: * ― различия статистически значимы (p<0,05)

Как видно из таблицы 3 и рисунка 2, ультразвуковая витрэктомия позволяет достичь почти трехкратного повышения объема удаленного стекловидного тела за единицу времени. Необходимо отметить, что полученные нами значения производительности для традиционного гильотинного витреотома сопоставимы с результатами других исследований, согласно которым данные значения находятся в пределах 1-2 мл/мин [15, 16, 7]. Применение наиболее современной технологии twindutycycle, согласно последним сообщениям, позволяет почти двукратно (до 4,2 мл/мин) увеличить производительность [7], однако, даже в этом случае ультразвуковая витрэктомия имеет значительное преимущество.

Рисунок 2.

Значения производительности ультразвукового и пневматического гильотинного витреотомов 25G на различных уровнях вакуума при проведении экспериментальной витрэктомии

По результатам клинического исследования выявлено, что время, затраченное на выполнение субтотальной витрэктомии, при использовании ультразвукового витреотома было статистически значимо ниже, по сравнению с контрольной группой, и составило 318,3±108,83 с. и 496,31±186,62 с. соответственно (рис. 3). Как видно из таблицы 4, при использовании ультразвукового витреотома требовались более низкие значения вакуума как для этапа инициации ЗОСТ, так и собственно для проведения витрэктомии.

Таблица 4.

Параметры универсальной офтальмологической хирургической системы при выполнении витрэктомии основной и контрольной группах

	Основная группа, ультразвуковой витреотом 25G (n=53)	Контрольная группа, пневматический гильотинный витреотом 25G (n=29)
Мощность, %	15,51±6,14	—
Частота, рез/мин	2600000	2500-6000
Уровень вакуума при инициации ЗОСТ* (min-max (M±m), мм рт. ст.	350-600 (367,02±63,65)	600
Уровень вакуума при витрэктомии (min-max (M±m), мм рт. ст.	100-400 (256,68±100,49)	300-600 (481,70±92,46)

Примечание: *ЗОСТ ― задняя отслойка стекловидного тела

Рисунок 3.

Показатели времени, затраченного на проведение субтотальной витрэктомии, при выполнении эндовитреальных вмешательств пациентам с различной витреоретинальной патологией

Обнаруженные особенности связаны с тем, что разработанный нами ультразвуковой витреотом имеет рабочую часть, состоящую из единственной трубки с существенно большим внутренним просветом и пропускной способностью аспирационного канала, в отличие от гильотинных инструментов, имеющих внутри рабочей части дополнительную движущуюся трубку с ножом. Другим, не менее важным преимуществом ультразвукового витреотома является принципиально иной механизм витрэктомии, заключающийся в эмульсификации стекловидного тела, благодаря чему становится возможным его более плавное и быстрое удаление [10].

 Заключение

Ультразвуковой витреотом калибра 25G является эффективным инструментом для проведения витрэктомии, обеспечивая существенный прирост производительности витрэктомической системы и сокращение времени, необходимого на проведение субтотальной витрэктомии при хирургическом лечении различной витреоретинальной патологии. Оригинальная конструкция рабочей части ультразвукового витреотома позволяет эффективно выполнять витрэктомию на более низких настройках вакуума и с большей скоростью, открывая перспективы для дальнейшего уменьшения калибра инструментов и снижения инвазивности эндовитреальных вмешательств.

 ЛИТЕРАТУРА

1. Либман Е.С., Калеева Э.В., Рязанов Д.П. Комплексная характеристика инвалидности вследствие офтальмопатологии в Российской Федерации // Российская офтальмология. ― ― №5. ― C. 24-26.
2. Нероев В.В. Инвалидность по зрению в Российской Федерации. Докл. на офтальмологическом конгрессе «Белые ночи ― 2017». ― Санкт-Петербург, 2017.
3. Стебнев В.С. Микроинвазивная хромовитрэктомия в лечении больных с витреомакулярной адгезией: дис. … д-ра мед. наук: 14.01.07. ― Самара, 2016. ― 309 с.
4. Столяренко Г.Е., Колчин А.А., Диденко Л.В. Особенности витреомакулярного интерфейса при эпиретинальном фиброзе // X Съезд офтальмологов России. Тез. докл. ― ― C. 162.
5. Mitry D. et al. The epidemiology of rhegmatogenous retinal detachment: geographical variation and clinical associations // British Journal of Ophthalmology. ― ― Vol. 94, №6. ― P. 678-684.
6. Charles S., Calzada J., Wood B. Vitreous Microsurgery. ― 5-е изд. ― Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer business, 2011. ― 259 p.
7. Pavlidis M. Two-Dimensional Cutting (TDC) Vitrectome: In vitro flow assessment and prospective clinical study evaluating core vitrectomy efficiency versus standard vitrectome // Hindawi Journal of Ophthalmology. ― ― P. 1-6.
8. Mohamed S., Claes C., Tsang C.W. Review of Small Gauge Vitrectomy: Progress and Innovations // Hindawi Journal of Ophthalmology. ― ― P. 1-9.
9. Pastor-Idoate S. et al. Histopathological findings after pars plana vitrectomy with a new hypersonic vitrector // PLOS One. ― ― Vol. 94. ― P. 1-16.
10. Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р., Рахимов А.Ф. Экспериментальное исследование производительности ультразвукового витреотома // Катарактальная и рефракционная хирургия. ― ― Т. 17, №2. ― C. 48-51.
11. Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р., Рахимов А.Ф. Ультразвуковая витрэктомия: экспериментальные аспекты // Х Российский общенациональный офтальмологический форум. Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием. ― Москва. 3-5 октября 2017 г. ― ― C. 501-505.
12. Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р. Клинические аспекты ультразвуковой витрэктомии // Вестник Башкирского государственного медицинского университета. ― ― №6. ― C. 8-17.
13. Азнабаев Б.М., Дибаев Т.И., Мухамадеев Т.Р. Оценка эффективности ультразвуковой витрэктомии 25G при хирургическом лечении различной витреоретинальной патологии // Современные технологии в офтальмологии. ― ― №1. ― C. 17-21.
14. Азнабаев Б.М., Ширшов М.В., Мухамадеев Т.Р., и др. Новые алгоритмы управления витрэктомической системой // Катарактальная и рефракционная хирургия. ― ― Т. 13, №2. ― C. 37-40.
15. Abulon D.J.K., Buboltz D.C. Porcine Vitreous Flow Behavior During High-Speed Vitrectomy up to 7500 Cuts per Minute // Translational Vision Science & Technology. ― ― Vol. 5, №1. ― P. 1-5.
16. Hubschman J.P. et al. Effect of cutting phases on flow rate in 20-, 23-, and 25-gauge vitreous cutters // Retina. ― ― Vol. 29, №9. ― P.1289-1293.

REFERENCES

1. Libman E.S., Kaleeva E.V., Ryazanov D.P. Complex characterization of disability due to ophthalmopathology in the Russian Federation. Rossiyskaya oftal’mologiya, 2012, no. 5, pp. 24-26 (in Russ.).
2. Neroev V.V. Invalidnost’ po zreniyu v Rossiyskoy Federatsii. Dokl. na oftal’mologicheskom kongresse “Belye nochi-2017” [Disability by sight in the Russian Federation. Dokl. at the ophthalmological congress «White Nights — 2017»]. Saint Petersburg, 2017.
3. Stebnev V.S. Mikroinvazivnaya khromovitrektomiya v lechenii bol’nykh s vitreomakulyarnoy adgeziey: dis. … d-ra med. nauk [Microinvasive chromovirrectomy in the treatment of patients with vitreomacular adhesion. Dis. Dr med. sciences]. Samara, 2016. 309 p.
4. Stolyarenko G.E., Kolchin A.A., Didenko L.V. Osobennosti vitreomakulyarnogo interfeysa pri epiretinal’nom fibroze [Features vitreomakulyarnogo interface with epiretinal fibrosis]. X S»ezd oftal’mologov Rossii. Tez. dokl., 2015. P. 162.
5. Mitry D. et al. The epidemiology of rhegmatogenous retinal detachment: geographical variation and clinical associations. British Journal of Ophthalmology, 2010, vol. 94, no. 6, pp. 678-684.
6. Charles S., Calzada J., Wood B. Vitreous Microsurgery. 5-e izd. Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer business, 2011. 259 p.
7. Pavlidis M. Two-Dimensional Cutting (TDC) Vitrectome: In vitro flow assessment and prospective clinical study evaluating core vitrectomy efficiency versus standard vitrectome. Hindawi Journal of Ophthalmology, 2016, pp. 1-6.
8. Mohamed S., Claes C., Tsang C.W. Review of Small Gauge Vitrectomy: Progress and Innovations. Hindawi Journal of Ophthalmology, 2017, pp. 1-9.
9. Pastor-Idoate S. et al. Histopathological findings after pars plana vitrectomy with a new hypersonic vitrector. PLOS One, 2017, vol. 94, pp. 1-16.
10. Aznabaev B.M., Dibaev T.I., Mukhamadeev T.R., Rakhimov A.F. Experimental study of ultrasound vitreotome performance. Kataraktal’naya i refraktsionnaya khirurgiya, 2017, vol. 17, no. 2, pp. 48-51 (in Russ.).
11. Aznabaev B.M., Dibaev T.I., Mukhamadeev T.R., Rakhimov A.F. Ul’trazvukovaya vitrektomiya: eksperimental’nye aspekty [Ultrasound vitrectomy: experimental aspects]. XX Rossiyskiy obshchenatsional’nyy oftal’mologicheskiy forum. Sbornik trudov nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, Moscow, 3-5 October, 2017. Pp. 501-505.
12. Aznabaev B.M., Dibaev T.I., Mukhamadeev T.R. Clinical aspects of ultrasound vitrectomy. Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta, 2017, no. 6, pp. 8-17 (in Russ.).
13. Aznabaev B.M., Dibaev T.I., Mukhamadeev T.R. Evaluation of the effectiveness of ultrasound vitrectomy 25G in the surgical treatment of various vitreoretinal pathology. Sovremennye tekhnologii v oftal’mologii, 2018, no. 1, pp. 17-21 (in Russ.).
14. Aznabaev B.M., Shirshov M.V., Mukhamadeev T.R. et al. New algorithms for managing the vitrectomy system. Kataraktal’naya i refraktsionnaya khirurgiya, 2013, vol. 13, no. 2, pp. 37-40 (in Russ.).
15. Abulon D.J.K., Buboltz D.C. Porcine Vitreous Flow Behavior During High-Speed Vitrectomy up to 7500 Cuts per Minute. Translational Vision Science & Technology, 2016, vol. 5, no. 1, pp. 1-5.
16. Hubschman J.P. et al. Effect of cutting phases on flow rate in 20-, 23-, and 25-gauge vitreous cutters. Retina, 2009, vol. 29, no. 9, pp. 1289-1293.