Эпидемиологические исследования демонстрируют значительный рост заболеваемости миопией в разных странах и регионах мира в течение последних десятилетий [1, 2]. Так, по ряду оценок, во всем мире миопия в настоящее время встречается не менее чем у 28% населения Земли, а к 2050 г. этот показатель может увеличиться до 50%, что может быть связано с меняющимися условиями среды и увеличением зрительной работы на близких дистанциях [3, 4]. На этом фоне выбор оптимального метода коррекции зрения был и остается одной из наиболее значимых проблем в офтальмологии.
Для коррекции разного рода аметропий широкое распространение получила рефракционная хирургия [5—7]. Количество кераторефракционных операций неуклонно растет, при этом появляются и быстро внедряются более совершенные методики, основанные на применении фемтолазерных технологий [8, 9]. В частности, по технологии ReLEx SMILE (Small Incision Lenticule Extraction), предложенной в 2008 г. и считающейся наиболее безопасной в сравнении с остальными методиками ввиду отсутствия поверхностного лоскута и нарушения структурной организации поверхностных слоев роговицы, к сентябрю 2018 г. в мире было выполнено 1,5 млн операций, а к 2019 г. число прооперированных пациентов превысило 2,5 млн [7, 10, 11].
Вопросы контроля и лечения миопии тесно связаны с изучением биомеханических свойств роговицы [12, 13]. При этом влияние кераторефракционных вмешательств на биомеханику роговицы является предметом продолжающихся исследований ввиду потенциальных рисков проводимых операций [12, 14—16]. В частности, опыт широкого применения радиальной кератотомии показал существенное нарушение каркасных свойств роговицы после нанесения на нее надрезов [12, 17]. Одновременно анализ клинических данных выявил более высокий риск формирования кератэктазий после проведения кераторефракционных вмешательств с выкраиванием лоскута (в частности, LASIK) в сравнении с вмешательствами, предусматривающими поверхностную абляцию (фоторефракционная кератэктомия) [13, 18]. С учетом того что многие вопросы биомеханики глаза и его структур в отдельности остаются до конца не раскрытыми и до последнего времени в арсенале исследователей было мало инструментов, позволяющих прижизненно оценивать биомеханические свойства роговицы, появление новых диагностических приборов может помочь ответить на многие нерешенные вопросы, касающиеся как патофизиологии роговицы, так и возможных эффектов проводимых кераторефракционных вмешательств [12, 17, 18].
Цель исследования — изучить изменение биомеханических свойств роговицы после проведения кераторефракционных вмешательств по методикам ReLEx SMILE и FemtoLASIK у пациентов с миопией.
Материал и методы
Работа выполнена в Санкт-Петербургском филиале ФГАУ «НМИЦ «МНТК “Микрохирургия глаза” им. акад. С.Н. Федорова»» Минздрава России в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации (в редакции 2003 г.) в 2020—2021 гг. Все пациенты подписывали информированное согласие на диагностическое обследование и хирургическое вмешательство.
В исследование был включен 41 пациент (82 глаза) с миопией, из них 17 мужчин и 24 женщины, в возрасте от 18 до 44 лет (средний возраст — 28±11,12 года). Участвующие в исследовании пациенты были разделены на две группы в зависимости от выбранной у каждого пациента методики кераторефракционного вмешательства. В первой группе (группа SMILE: 23 человека, 46 глаз) проводили рефракционное вмешательство по методике ReLEx SMILE. Во второй группе (группа FemtoLASIK: 18 человек, 36 глаз) рефракционное вмешательство проводили по методике FemtoLASIK. Контролем служили показатели тех же пациентов перед проведением рефракционного вмешательства.
Критерии включения в исследование: миопия менее 6,0 дптр, роговичный астигматизм менее 1,0 дптр, стабильная рефракция на протяжении не менее 12 мес, толщина роговицы в центре не менее 500 мкм, перед обследованием и лечением пациенты как минимум в течение 2 нед не использовали контактные линзы. Критерии исключения: ранее перенесенные операции на роговице, в том числе кераторефракционные, предполагаемые или подтвержденные кератэктазии, миопия высокой степени, осевая миопия с длиной переднезадней оси (ПЗО) более 26,5 мм, рассчитанное послеоперационное остаточное стромальное ложе менее 250 мкм, сопутствующая глазная патология (катаракта, глаукома, дистрофические заболевания роговицы).
Анализ биомеханических свойств роговицы. Кроме рутинных методов обследования, проводимых перед рефракционными операциями и включающих в том числе кератометрию, биометрию и пахиметрию, всем пациентам проводили исследование биомеханических свойств роговицы на приборе бесконтактной тонометрии и оценки биомеханических свойств роговицы CORVIS ST (Oculus, Германия) перед проведением лечения и через 7 сут после выполненной операции. Прибор CORVIS ST позволяет не только анализировать толщину роговицы, уровень внутриглазного давления (ВГД), но и проводить всестороннюю оценку биомеханических свойств роговицы с расчетом большого перечня параметров (рис. 1) по ее реакции на воздушный импульс тонометра посредством высокоскоростной Шаймпфлюг-камеры [19]. Оценка биомеханических свойств роговицы проводилась по основным параметрам и коэффициентам (табл. 1), имеющим статистически значимые различия у пациентов с оперированной (кераторефракционные вмешательства) и неоперированной миопией [20]. Исследование проводилось одним оператором в одно и то же время (утренние часы с 9:00 до 12:00), при этом для оценки использовали только снимки надлежащего качества, в соответствии с рекомендациями производителя прибора.
Рис. 1. Сравнение изменений биомеханических свойств роговицы между группами ReLEx SMILE и FemtoLASIK с использованием параметров CORVIS ST.
DA — амплитуда деформации; DA ratio — коэффициент деформации; SP-A — параметр жесткости; ICR — обратное значение интегрированного радиуса; SSI — индекс модуля жесткости; PD — пиковая дистанция.
Таблица 1. Параметры Oculus Corvis ST, характеризующие биомеханические свойства роговицы, использованные в исследовании
| Показатель | Описание |
| ВГД и ВГД корректированное, мм рт.ст. | ВГД без учета и ВГД с учетом биомеханических свойств роговицы соответственно |
| Амплитуда деформации (Deformation Amplitude, DA), мм | Описывает амплитуду деформации роговицы по времени, позволяет косвенно оценить «мягкость» роговицы |
| Коэффициент деформации (DA ratio) | Указывает на соотношение амплитуд смещения роговицы в центре и в 2-мм зоне от апекса, что позволяет судить о степени «жесткости» роговицы (чем меньше показатель, тем больше жесткость) |
| Пиковая дистанция (Peak Distance, PD), мм | Описывает расстояние между двумя наивысшими точками роговицы (темпоральной и назальной) при прогибе во время наибольшего вдавления |
| Параметр жесткости роговицы (Stiffness Parameter А1, SP-A1) | Описывается в виде формулы силы, деленной на смещение роговицы, и определяется конечным значением давления, разделенным на амплитуду прогиба в точке A1 |
| Обратное значение интегрированного радиуса (Inverse Concave Radius, ICR), мм–1 | Обратное значение вписанного радиуса кривизны роговицы |
| Индекс модуля жесткости (Stress-Strain Index SSI) | Описывает модуль жесткости роговицы |
| Толщина роговицы в центральной зоне, мкм | Толщина роговицы в центральной зоне |
| Биомеханический индекс Corvis (Corvis Biomechanical Index, CBI) | Сочетает в себе биомеханические свойства роговицы и данные пахиметрической прогрессии |
Техника хирургического вмешательства. Пациентам группы SMILE выполнялась операция по технологии ReLex SMILE с использованием фемтосекундного лазера VisuMax (Carl Zeiss, Германия), пациентам группы FemtoLasik — по технологии FemtoLasik (лазер MEL-80; Carl Zeiss, Германия). Все вмешательства выполнялись по одному протоколу для каждой методики одним и тем же оператором.
Статистическая обработка данных. Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы Statistica 7.0 (StatSoft Inc., США). Все количественные данные представлены в формате M±m. Сравнение значений количественных показателей в группах до и после проведения рефракционной хирургии проводили с использованием критерия Вилкоксона, при нормальном распределении в выборках был применен парный двухвыборочный t-тест Стьюдента для средних. Сравнение показателей между группами выполнялось с помощью непараметрического U-критерия Манна—Уитни. Для определения связи между параметрами в группах использовали расчет рангового коэффициента корреляции. Статистически значимыми считали результаты с уровнем значимости p<0,05.
Результаты
Демографические и общие параметры перед лечением. Сформированные при проведении исследования группы значимо не отличались друг от друга по сопоставляемым демографическим параметрам: в группах было сходное распределение по полу и возрасту (p>0,05; табл. 2). Распределение в группах по степени миопии также значимо не различалось: значение сферической рефракции составило –3,8±1,8 дптр в группе SMILE и –3,5±1,3 дптр в группе FemtoLASIK (p=0,77). Биометрический показатель ПЗО (размер глазного яблока) значимо не различался в исследуемых группах и составил в группе SMILE 24,40±0,76 мм, в группе FemtoLASIK — 24,28±1,28 мм (p=0,84; см. табл. 2). При предоперационной кератометрии также не было выявлено значимых различий в значениях К1 и К2 между группами (p=0,85 и p=0,26 соответственно; см. табл. 2).
Таблица 2. Основные характеристики сформированных в исследовании групп (предоперационные показатели)
| Показатель | Группа | p | |
| SMILE: 23 пациента (46 глаз) | FemtoLASIK: 18 пациентов (36 глаз) | ||
| Мужчины/женщины | 7/16 | 6/12 | 0,67 |
| Возраст, лет | 26,9±5,92 | 30,6±6,8 | 0,24 |
| Сферическая рефракция, дптр | –3,8±1,8 | –3,5±1,3 | 0,77 |
| Роговичный астигматизм, дптр | –0,76±0,18 | –0,64±0,22 | 0,76 |
| Кератометрия, дптр: | |||
| K1 | 41,98±0,99 | 41,75±2.20 | 0,85 |
| K2 | 43,38±1.32 | 43,88±1,14 | 0,26 |
| Длина ПЗО, мм | 24,40±0,76 | 24,28±1.28 | 0,84 |
| Толщина роговицы в центральной зоне, мкм | 544,35±38,15 | 543,5±16,26 | 0,44 |
Динамика показателей биомеханических свойств роговицы в группах SMILE и FemtoLASIK после лечения. В группе SMILE наблюдали разнонаправленные изменения исследуемых показателей (табл. 3): толщина роговицы в центре в ходе вмешательства значимо уменьшилась с 546,7±40,41 до 455,45±34,16 мкм (p=0,0001), при этом значимо уменьшились показатели ВГД после проведения вмешательства (с 16,5±2,5 до 14,79±1,96 мм рт.ст., p=0,001), но значения ВГД с учетом биомеханических свойств роговицы значимо не изменились (p=0,21). После вмешательства значимо увеличились такие параметры, как DA ratio (p=0,0001), PD (p=0,02) и ICR (p=0,003), одновременно уменьшились значения SP-A1 (p=0,0001) и индекса CBI (p=0,0001), значимо не изменились параметры DA (p=0,95) и SSI (p=0,61; см. табл. 3).
Таблица 3. Изменение показателей при исследовании биомеханических свойств роговицы до и после рефракционного вмешательства в группах SMILE и FemtoLASIK, M±m
| Показатель | Группа SMILE | Группа FemtoLASIK | ||
| До вмешательства | После вмешательства | До вмешательства | После вмешательства | |
| ВГД, мм рт.ст. | 16,5±2,50 | 14,79±1,96** | 16,72±2,4 | 14,66±1,8*** |
| ВГД корректированное, мм рт.ст. | 16,27±2,11 | 16,69±1,90 | 16,17±2,11 | 16,22±1,17 |
| DA, мм | 1,07±0,14 | 1,07±0,23 | 1,04±0,66 | 1,06±0,44 |
| DA ratio | 4,07±0,47 | 4,92±0,64*** | 4,07±0,49 | 5,42±0,61*** |
| PD, мм | 5,06±0,27 | 5,18±0,25* | 5,02±0,35 | 5,1±0,28* |
| Параметр жесткости SP-A1 | 121,65±20,95 | 101,46±19,64*** | 118,98±16,81 | 95,96±11,94*** |
| ICR, мм–1 | 7,98±0,96 | 9,89±1,23** | 7,52±0,88 | 9,94±1,27*** |
| SSI | 0,96±0,14 | 0,98±0,18 | 0,96±0,13 | 0,94±0,19 |
| Толщина роговицы в центральной зоне, мкм | 546,7±40,41 | 455,45±34,16*** | 547,44±20,1 | 472,11±17,3*** |
| Индекс CBI | 0,3±0,28 | 0,04±0,02*** | 0,22±0,16 | 0,21±0,13 |
Примечание. * — p<0,05; ** — p<0,01; *** — p<0,001.
В группе FemtoLASIK получены сходные результаты (см. табл. 3): толщина роговицы в центре в ходе вмешательства значимо уменьшилась с 547,44±20,1 до 472,11±17,3 мкм (p=0,0001), показатели ВГД при этом значимо уменьшились с 16,72±2,4 до 14,66±1,8 мм рт.ст. (p=0,0003), но значения ВГД с учетом биомеханических свойств роговицы, как и в группе SMILE, значимо не изменились (p=0,89). После вмешательства увеличились параметры DA ratio (p=0,0002), PD (p=0,04) и ICR (p=0,0002), значимо уменьшились значения SP-A1 (p<0,0001) и значимо не изменились параметры DA (p=0,09), SSI (p=0,37) и индекс CBI (p=0,14).
Сравнение динамики показателей биомеханических свойств между группами. При сравнении разницы в измерениях показателей до и после кераторефракционного вмешательства между группами SMILE и FemtoLASIK выявлены значимые различия по некоторым показателям (рис. 1). В сравнении с группой FemtoLASIK, в группе SMILE значимо меньше изменились показатели DA (p=0,04), DA ratio (p=0,0009) и SP-A1 (p=0,0003). При хирургическом лечении изменения показателей ICR, SSI и PD были сходными и значимо не различались между группами с разными методами кераторефракционного вмешательства (см. рис. 1).
Взаимосвязь показателей тонометрического ВГД и интраоперационного изменения толщины роговицы, показателей биомеханических свойств, измеряемых с помощью CORVIS ST. В обеих группах выявлена значимая прямая умеренная корреляционная связь изменения значений ВГД от величины интраоперационного истончения роговицы: в группе SMILE коэффициент корреляции составил R=0,54, в группе FemtoLASIK — соответственно R=0,5 (p<0,01), при этом такой зависимости не выявлено для значений ВГД с учетом биомеханических свойств роговицы (R=0,04 в группе SMILE и R=0,08 в группе FemtoLASIK). В группе SMILE отмечено наличие умеренной корреляционной связи изменения тонометрического ВГД с показателями DA (R=0,52, p=0,03) и SP-A1 (R=0,66; p=0,01). В группе FemtoLASIK отмечено наличие умеренной корреляционной связи изменения тонометрического ВГД с показателями DA (R=0,65; p=0,01) и параметром PD (R=0,58; p=0,02).
Взаимосвязь показателей биомеханических свойств, измеряемых с помощью CORVIS ST, и интраоперационного изменения толщины роговицы. В группе SMILE при проведении рефракционного вмешательства среднее уменьшение толщины роговицы составило 91,43±19,43 мкм. При проведении корреляционного анализа связи изменений биомеханических параметров, определяемых с помощью анализатора CORVIS ST, с величиной операционного истончения роговицы значимая умеренная прямая связь выявлена для показателя ICR (R=0,52; p=0,02; рис. 2); для других показателей не было выявлено значимой связи.
Рис. 2. Корреляция изменений биомеханических параметров роговицы, по данным CORVIS ST, с изменением толщины роговицы при рефракционном вмешательстве в исследуемых группах.
В группе FemtoLASIK при проведении рефракционного вмешательства среднее уменьшение толщины роговицы было значимо меньше, чем в группе SMILE, и составило 75,33±32,3 мкм (p=0,002). При проведении корреляционного анализа связи изменений биомеханических параметров, определяемых с помощью CORVIS ST, с величиной операционного истончения роговицы значимая умеренная прямая связь выявлена для показателя ICR (R=0,65; p=0,001; см. рис. 2); для других показателей не было выявлено значимой связи.
При анализе зависимости индекса CBI от изменений толщины роговицы не было выявлено значимой корреляционной связи ни в одной из групп (p>0,05).
Обсуждение
Исследование биомеханических свойств роговицы становится обязательным атрибутом в обследовании пациентов перед кераторефракционным вмешательством ввиду необходимости своевременного выявления уже существующих кератэктазий и предрасположенных к таковым роговиц [15—17].
До недавнего времени в клинической практике для оценки биомеханических свойств роговицы in vivo использовался только анализатор глазного ответа ORA (Ocular Response Analyzer; Reichert Ophthalmics, США), рассчитывающий такие значимые для диагностики кератэктазий биомеханические характеристики, как корнеальный гистерезис и фактор резистентности роговицы [13]. Новый анализатор CORVIS ST, разработанный в 2015—2016 гг. и появившийся в России только в 2020 г., проводит оценку биомеханических свойств роговицы, рассчитывая показатели не по значениям ВГД в разные фазы воздействия воздушного импульса, как это происходит в ORA, а анализируя в режиме реального времени динамику процесса деформации роговицы при дозированном вдавлении воздушным потоком с помощью высокоскоростной Шаймпфлюг-камеры, регистрирующей весь процесс со скоростью 4300 кадров в секунду в течение 100 мс [19, 21].
Технология CORVIS ST разработана относительно недавно, и количество работ, в которых проводилось исследование биомеханических свойств роговицы в зависимости от различных факторов, в том числе вариантов кераторефракционных вмешательств, ограничено [22]. Также практически отсутствуют результаты при обследовании пациентов в отдельных популяциях (странах), включая Российскую Федерацию, что накладывает потенциальные ограничения в интерпретации получаемых данных.
При анализе CORVIS ST рассчитывает большой перечень различных новых биомеханических параметров, являющихся производными взаимодействия трех факторов: давления воздушного импульса, ВГД и биомеханических свойств роговицы [21]. В проведенной работе при сравнении рефракционных вмешательств учитывали не все параметры, вычисляемые в программном обеспечении прибора, а только ряд показателей, для которых ранее в работах были показаны значимые изменения на фоне проводимых вмешательств (см. табл. 1) [16, 20]. В результате при проведении ReLEx SMILE и FemtoLASIK было выявлено значимое изменение таких параметров, как центральная толщина роговицы, ВГД, DA ratio, PD, SP-A1, ICR и индекс CBI.
Сформированные в исследовании группы включали пациентов с миопией слабой и средней степени, при этом группы значимо не различались между собой по исходным показателям (демографическим, биометрическим), поэтому изменение биомеханических параметров CORVIS ST в группах прямо зависело от типа рефракционного вмешательства.
В исследовании установлено значимое изменение показателя тонометрического ВГД в обеих группах, которое коррелировало с уменьшением толщины роговицы в центральной ее зоне, что подтверждает достаточно изученный факт зависимости уровня тонометрического ВГД от толщины роговицы [13, 14]. Тем не менее корреляционная связь с изменением толщины роговицы, по результатам исследования, была умеренной. Из этого следует зависимость изменения показателей ВГД не только от истончения роговицы, но и от изменения ее каркасных, вязкоупругих свойств в ходе вмешательства, что подтверждается результатами расчета коэффициента корреляции между параметрами CORVIS ST и изменением значения тонометрического ВГД: в обеих группах обнаружена значимая связь с показателем DA, в группе SMILE также выявлена связь с параметром жесткости SP-A1, в группе FemtoLASIK — с показателем PD. При этом рассчитываемый CORVIS ST показатель ВГД с учетом биомеханических свойств роговицы (ВГД корректированное) значимо не изменился и не зависел от уровня интраоперационного истончения роговицы, что указывает на возможность использования показателя в будущем для более точной оценки ВГД у пациентов с глаукомой, ранее перенесших кераторефракционные вмешательства.
В обеих группах было отмечено значимое изменение показателей, характеризующих жесткостные свойства роговицы: увеличение DA ratio, PD и индекса ICR при снижении SP-A1, что говорит о снижении жесткости роговицы в ходе операции и соответствует имеющимся данным проведенных ранее исследований [16, 23]. Тем не менее величина показателя CBI, отражающего возможность формирования кератэктазий, после вмешательств в обеих группах не увеличилась, а наоборот, в группе с вмешательством по технологии SMILE значимо уменьшилась, что подтверждает более безопасный с точки зрения возможности формирования кератэктазий профиль процедуры [8].
Несмотря на то что в группе SMILE интраоперационное истончение роговицы было значимо больше, чем в группе FemtoLASIK, результаты CORVIS ST указывают на менее выраженное изменение биомеханических свойств роговицы при проведении SMILE, что согласуется с имеющимися данными [8, 15]. Так, при выполнении ReLEx SMILE производится только боковой врез в роговицу в отличие от периферического клапана при FemtoLASIK, при этом меньше повреждаются передние слои стромы, обеспечивающие значительную часть биомеханической силы роговицы из-за более крепкой связки интраламеллярного коллагена [22, 23]. Отсутствие корреляции величины интраоперационного истончения роговицы с параметрами CORVIS ST, за исключением параметра ICR, также указывает на ведущее значение в изменении биомеханических свойств роговицы техники и объема рефракционного воздействия.
Проведенное исследование имеет ряд ограничений, в первую очередь связанных с размером выборок и сроками наблюдения. Тем не менее полученные результаты согласуются с имеющимися данными [24], а распространение анализатора CORVIS ST в клиниках, занимающихся кераторефракционными вмешательствами, на территории России позволит расширить знания об особенностях изменений биомеханических свойств роговицы в различных условиях, в том числе после тех или иных операций на роговице с учетом популяционных особенностей [21].
Заключение
Таким образом, исследование биомеханических свойств роговицы с помощью нового анализатора CORVIS ST в глазах с миопией слабой и средней степени свидетельствует об изменении параметров CORVIS ST, характеризующих «жесткость» роговицы, в сторону ее снижения при проведении как FemtoLASIK, так и ReLEx SMILE. Тем не менее биомеханические свойства роговицы, определяемые по параметрам CORVIS ST, после рефракционных операций по технологии ReLEx SMILE изменяются в меньшей степени по сравнению с FemtoLASIK.
Благодарности:
Работа проведена при поддержке именного Гранта профессора Э.Э. Эйхвальда СЗГМУ им. И.И. Мечникова
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования: Е.Т., Э.Б.
Сбор и обработка материала: Е.Т., И.Л., А.С.
Статистическая обработка: Е.Т., А.С.
Написание текста: Е.Т., А.С., Э.Б.
Редактирование: Э.Б., А.К., А.С.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.