Термическая безопасность системы для ультразвуковой аспирации кортикальных масс хрусталика

¹ Введение. Ультразвуковая факоэмульсифика-ция катаракты является одним из самых распространенных оперативных вмешательств как в России, так и во всем мире [1, 2]. Несмотря на постоянное медико-техническое совершенствование методики операции, все же сохраняются проблемы, которые остаются нерешенными [3, 4]. Одной из них является удаление плотных и вязких кортикальных масс [5]. В таких случаях нередко возникает окклюзия аспирационного отверстия, для разрешения которой требуются дополнительные манипуляции ирригационным наконечником, в некоторых случаях хирурги применяют наконечник факоэмульсификатора для энергетического разрушения кортикальных масс [6]. Все это повышает риск повреждения задней капсулы, радужки, связочного аппарата хрусталика [7, 8].

Для решения данной проблемы на базе отдела микрохирургического оборудования ЗАО «Оптимед-сервис» разработана система для удаления кортикальных масс с возможностью дозированной подачи ультразвука низкой мощности.

Использование ультразвуковой энергии сопровождается образованием и выделением тепла, что может являться причиной термического повреждения глазных структур, в частности роговицы в области разреза [9–12]. Ожог роговицы может приводить к нарушению герметизации операционной раны, удлинять реабилитационный период, ухудшать клиникофункциональные результаты операции (увеличивать выраженность послеоперационного индуцированного астигматизма) [11, 13, 14]. По данным R. Mencucci et al., дезорганизация структуры роговицы наблюдается при воздействие температурой 50°С в течение 10 секунд [15]. Другие авторы сообщают, что необратимые повреждения коллагеновых волокон роговицы происходят уже при достижении температуры 45°С [11, 16, 17]. В связи с этим актуальным является ис-

следование термической безопасности разработанной системы.

Цель: экспериментально оценить термическую безопасность системы для удаления кортикальных масс хрусталика с возможностью дополнительного воздействия дозированного ультразвука низкой мощности.

Материал и методы. Система для удаления кортикальных масс с возможностью дополнительного воздействия дозированного ультразвука низкой мощности состоит из специально разработанной ультразвуковой рукоятки и наконечника калибра 21G с диаметром аспирационного отверстия 0,3 мм (заявка на патент РФ, № 2017143868) [18] реализована на базе универсальной офтальмологической хирургической системы «Оптимед Профи» (РУ №ФСР 2011/11396 от 11.11.2013 г.). Для оценки ее термической безопасности проводилась дистанционная инфракрасная термометрия с использованием тепловизора Testo 882 (Testo AG, Германия) с температурной чувствительностью NETD <60 мК, разрешением в 76800 температурных точек, температурным диапазоном до 550°С, погрешностью измерения ±2% от измеряемого значения. Настройки системы для ультразвуковой аспирации кортикальных масс при проведении экспериментов были следующие: производительность аспирации 12 мл/мин, предел вакуума 400 мм рт.ст., высота ирригационной емкости 60 см, рабочая частота ультразвука 32 кГц, мощность ультразвука 30%, время активации ультразвука 10 секунд, режим ультразвука — постоянный. В качестве ирригационного раствора использовали физиологический раствор комнатной температуры (25°С).

Эксперименты проводились с использованием свежих сепаратных свиных глаз (n=10) в условиях, максимально приближенных к реальным. Глаз фиксировали в титановом глазодержателе, под контролем микроскопа вводили наконечник ультразвукового инструмента до середины зрачка через парацентез размером 1,1 мм на меридиане 9 часов. Ирригационный наконечник вводили через парацентез 1,1 мм на меридиане 3 часов (рис. 1). Тепловизор устанав- ливали на штативе в вертикальном положении на расстоянии 20 см от исследуемой области. Фокус тепловизора настраивали на область парацентеза роговицы (место контакта разреза с рабочей частью ультразвукового инструмента). Затем последовательно включали ирригацию, аспирацию в и через 10 секунд регистрировали исходную температуру (t1). После этого активировали ультразвук в течение 10 секунд и регистрировали конечную температуру (t2). Подъемом температуры считали разность между конечной и исходной температурами.

Для обработки полученных изображений использовано программное обеспечение Testo IRSoft, версия 4.3 (рис. 2).

Анализ статистических данных проводился с использованием прикладной компьютерной программы Microsoft Excel 2016. Использованы методы описательной статистики (средние значения и стандартное отклонение; распределение близко к нормальному).

Результаты. Анализ полученных данных показал, что ни в одной серии экспериментов не достигнут критический в отношении ожога роговицы уровень температуры. Максимальное зафиксированное значение температуры составило 33,5°С, средний подъем температуры 5,1±1,4°С. Пример полученной термограммы приведен на рис. 3.

Обсуждение. Нагрев зоны разреза складывается из двух компонентов: нагрев собственно металла при работе ультразвука и трение рабочей части инструмента о края разреза [10, 11]. Причиной возникновения ожога может быть длительная окклюзия аспирационной линии, длительное использование высоких значений мощности ультразвука, несоответствие рабочей части инструмента и размера разреза, отсутствие внешнего охлаждения рабочей части ультразвукового инструмента ирригационным раствором [11, 13, 14]. Разработанная система для удаления кортикальных масс с возможностью дополнительного воздействия дозированного ультразвука низкой мощности подразумевает использование ультразвукового аспирационного наконечника без манжеты. В ряде работ доказана термическая безопасность такого подхода при удалении ядра хрусталика, где используются гораздо более высокие значения мощности ультразвука [19, 20].

В ходе экспериментов задавались заведомо более жесткие параметры по сравнению с режимами, в которых предполагается работа ультразвукового инструмента в условиях операционной: завышенные значения мощности ультразвука, заниженные значения производительности аспирации, что было сделано с целью приближения условий эксперимента к условиям частичной окклюзии аспирационной линии. Несмотря на это, ни в одном из экспериментов не достигнут критический уровень температуры.

Заключение. Проведенные термометрические исследования позволяют заключить, что разработанная система для удаления кортикальных масс хрусталика с возможностью дополнительного воздействия дозированного ультразвука низкой мощности является термически безопасной в отношении ожога разреза роговицы.