Лазерный кератомилез in situ (LASIK) стал одним из наиболее эффективных и безопасных методов коррекции аметропий с помощью лазерного воздействия на роговицу, что подтверждается большим количеством публикаций в рецензируемых научных изданиях, накопленных за длительный период.

В последние годы беслезвийная LASIK-хирургия с использованием фемтосекундного лазера (название обусловлено сверхкороткими импульсами длительностью в несколько фемтосекунд, т.е. 10⁻¹⁵ секунды) как альтернатива механическому микрокератому для формирования роговичного лоскута получила широкое клиническое применение с улучшенными результатами.

Второй лазер, участвующий в процедуре LASIK, — эксимерный, выполняющий абляцию, также претерпел значительную эволюцию за последние двадцать лет.

Большинство современных эксимерных лазеров для рефракционной хирургии работают с высокой частотой повторения импульсов (более 400 Гц), используют «летающее пятно» и могут выполнять индивидуализированную абляцию, включая абляционные профили с асферикой, волновым фронтом или топографически-управляемые протоколы лечения.

Эти усовершенствования позволили улучшить клинические результаты процедуры LASIK, стремясь не только корректировать сфероцилиндрическую рефракционную ошибку, но и аберрации высшего порядка за счет снижения индуцированной сферической и других аберраций при миопической абляции.

Метод трассировки лучей

Трассировка лучей (ray tracing) представляет собой компьютерный метод расчета профиля абляции для рефракционного лазера, использующий данные, полученные при нескольких типах измерений. Учитывая все оптические поверхности глаза, такие как задняя и передняя поверхности роговицы и хрусталика, трассировка лучей обеспечивает максимально возможную точность для улучшения рефракционной предсказуемости роговичной лазерной хирургии или имплантации интраокулярных линз.

Оптимальная острота зрения не может быть достигнута с помощью хирургического плана, рассчитанного на основе одного диагностического измерения, как это происходит при существующих методах. Даже индивидуализированные расчеты абляционных профилей с использованием данных волнового фронта опираются на данные только одного метода измерения. Поскольку один тип измерений не может предоставить все данные, необходимые для достижения максимальной индивидуализации, по-прежнему используются приблизительные и средние значения, взятые из литературы, что теоретически снижает точность планирования лечения.

Первые результаты индивидуализированной миопической LASIK с использованием автоматизированной оптимизации на основе трассировки лучей продемонстрировали улучшенные и предсказуемые результаты. Процедура управляется искусственным интеллектом и представляет собой явный шаг вперед в технологии LASIK.

Корни технологии уходят в топографически-управляемое лечение, внедренное в Европе в начале 2000-х годов. Подход трансформировался в Афинский протокол (Athens Protocol), объединяющий топографически-управляемую и частичную транслителиальную ФРК (фоторефракционную кератэктомию) с роговичным кросслинкингом. По словам А. Джона Канеллопулоса (A. John Kanellopoulos), доктора медицины, из клинического и научно-исследовательского института глаза LaserVision в Афинах, Греция, и Медицинской школы Нью-Йоркского университета, топографически-управляемое лечение применялось для больных или проблемных глаз с увеличением оптической зоны и коррекцией иррегулярностей, например, наблюдаемых при кератоконусе.

Прогресс технологии демонстрируется возможностью хирурга лечить, например, герпетический рубец. Топографически-управляемая процедура способна вернуть роговицу к нормальному состоянию; в отличие от этого, до появления этой технологии пациенту с непереносимостью контактных линз могли бы предложить кератопластику.

Одним из уроков, извлеченных благодаря новой возможности лечения иррегулярных роговиц, стало то, что технология топографически-модифицированной рефракции (topography-modified refraction, TMR) также может использоваться для лечения нормальных глаз. По словам Канеллопулоса, использование TMR на обычных миопических глазах не только позволяет достичь эмметропии, но и расширяет границы возможностей для значительного улучшения остроты зрения в послеоперационном периоде.

Канеллопулос отметил, что изначально эта технология была теоретической и сложной в реализации из-за необходимости обширной командной диагностики и расчетов со стороны хирургической бригады. Появление метода трассировки лучей впервые подтвердило целесообразность попыток вывести рефракционную хирургию на новый уровень, превосходящий волновым фронтом оптимизированное лечение и стандартную клиническую рефракцию.

Тестирование метода

Канеллопулос и Дилан Стивенс (Dylan Stevens), доктор медицины, также представляющий клинический и научно-исследовательский институт глаза LaserVision в Афинах (Греция) и Медицинскую школу Нью-Йоркского университета, в рамках серии последовательных клинических случаев оценили оба глаза 25 пациентов, которым была выполнена фемтосекундным лазером ассистированная миопическая LASIK. Глаза были оценены по всем рефракционным параметрам.

Отличие этих процедур от стандартного метода заключалось в использовании новой платформы на основе искусственного интеллекта, которая рассчитывает профиль абляции на основе измерений с одного устройства — Sitemap (Alcon). Это устройство выполняет три типа измерений для каждого пациента: аксиальную длину глаза с помощью интерферометрии, Шаймпфлюг-томографию и анализ волнового фронта по Гартманну-Шэку. Исследователи оценивали остроту зрения, рефракционную ошибку, кератометрию, топографию, аберрации высшего порядка и контрастную чувствительность в течение 3 месяцев наблюдения.

Процесс расчета аберраций низшего и высшего порядка с помощью искусственного интеллекта программного обеспечения InnovEyes для каждого глаза включает 4 этапа и трассировку лучей в двух противоположных направлениях в модели глаза с использованием ранее полученных измерений аксиальной длины. Затем измерения топографии роговицы используются для расчета распространения 2000 световых лучей через переднюю поверхность роговицы, роговичную строму, заднюю поверхность роговицы, через переднюю камеру и на переднюю поверхность хрусталика. Данные волнового фронта используются для расчета прохождения лучей через глаз от сетчатки, через стекловидную полость, на заднюю поверхность хрусталика через естественный хрусталик и на переднюю поверхность хрусталика. Наконец, рассчитывается наклон между хрусталиком и роговицей. По словам Канеллопулоса, этот процесс значительно быстрее предыдущего — секунды вместо часов, что позволяет рассматривать глаз как единую оптическую систему, то есть как систему множества рефракционных элементов.

Результаты на 25 глазах показали, что у пациентов с широким диапазоном миопии до 8 диоптрий и значительным астигматизмом у некоторых пациентов через 3 месяца после операции наблюдались высокозначимые изменения: средняя рефракционная ошибка снизилась с -5,06 ± 2,54 D (диапазон от -8,0 до -0,50 D) до -0,11 ± 0,09 D; рефракционный астигматизм — с -1,07 ± 0,91 D (диапазон от -4,25 до 0 D) до -0,15 ± 0,04 D; топографический астигматизм — с -1,65 ± 0,85 D до -0,26 ± 0,11 D.

По словам Канеллопулоса, 65% глаз показали улучшение на 1 строку зрения, а 38% — на 2 строки. Среднеквадратичное значение (RMS) изменилось с 0,25 мкм до 0,35 мкм, а контрастная чувствительность в послеоперационном периоде улучшилась. «Зрительные результаты были замечательными», — отметил он.

Эти предварительные результаты, полученные с помощью новой индивидуализации эксимерного лазера путем оптимизации трассировки лучей, выполняемой искусственным интеллектом для лечения миопии методом LASIK, объединили диагностику в одном устройстве, которое до этого момента использовалось раздельно, и индивидуализированную модель глаза для каждого случая. «Эта технология обладает потенциалом для улучшенных и более предсказуемых результатов за счет использования данных об аберрациях всего глаза и расчета рефракции методом трассировки лучей, и эти данные убедительны», — заключил он. Данные этого исследования впоследствии были опубликованы в рецензируемой научной литературе.