MASARYKOVA UNIVERZITA LÉKAŘSKÁ FAKULTA. Historie a současnost refrakční chirurgie. Vedoucí práce: Optika a optometrie

MASARYKOVA UNIVERZITA LÉKAŘSKÁ FAKULTA Historie a současnost refrakční chirurgie Vedoucí práce: doc. MUDr. Zuzana Hlinomazová, Ph.D. Autor: Julie Pecháčková Optika a optometrie Brno, duben 2013

ANOTACE Bakalářská práce se zabývá vývojem refrakční chirurgie od historicky prvních zákroků až po dnešní zavedené postupy v tomto oboru. V úvodní kapitole je ve stručnosti popsán proces fyziologie vidění a optická prostředí lidského oka. Druhá kapitola se zabývá refrakčními vadami. Dále jsou v práci popsány metody refrakční chirurgie a to od svých historických počátků po současně využívané zákroky popsané a rozdělené podle způsobu provedení v poslední kapitole. Klíčová slova: keratotomie, epikeratoplastika, intrakorneální čočky, ICR, LASIK, PRK, LASEK, nitrooční čočky, BIOPTIX, historie refrakční chirurgie ANNOTATION This thesis deals with the development of refractive surgery since historically the first surgery to today's established practices in this field. The introductory chapter briefly describes the process of the physiology of vision and visual environment of the human eye. The second chapter deals with refraction errors. Furthermore, the work described methods of refractive surgery and from its historical beginnings to the present use procedures described and divided according to the implementation in the last chapter. Keywords: keratotomy, epikeratoplasty, intracorneal lenses, ICR, LASIK, PRK, LASEK, intraocular lenses, BIOPTIX, history of refractive surgery

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Historie a současnost refrakční chirurgie vypracovala samostatně a veškerou použitou literaturu a další odborné zdroje jsem uvedla v seznamu literatury. Souhlasím s využitím práce pro studijní účely.... Julie Pecháčková V Brně, dne...

Poděkování Ráda bych poděkovala doc. MUDr. Zuzaně Hlinomazové, Ph.D. za poskytnutí literatury i odborné rady, které přispěly k vypracování této bakalářské práce. Julie Pecháčková

O B S AH Ú V O D... 8 1. Fyziologie vidění... 9 1.1. Oko jako optický systém... 9 1.1.1. Optická prostředí... 9 1.1.2. Užívané modely oka... 10 1.1.3. Rozlišování barev a teorie barevného vidění... 11 1.2. Akomodace... 12 2. Refrakční vady... 14 2.1. Emetropie... 14 2.2. Hypermetropie... 14 2.3. Myopie... 16 2.4. Astigmatismus... 17 2.5. Presbyopie... 18 3. Historie chirurgických metod řešení refrakčních vad... 19 3.1. Počátky refrakční chirurgie... 19 3.2. Historie keratotomie... 19 3.3. Historie umělých nitroočních čoček... 20 3.4. Vznik keratomileusis a ALK... 21 3.5. Vznik excimer laseru a PRK... 21 3.6. Historie LASIKu a LASEKu... 22 4.Současné chirurgické metody řešení refrakčních vad... 24 4.1. Rohovkové nelaserové metody... 24 4.1.1. Radiální keratotomie... 24 4.1.2. Hexagonální keratotomie... 25 4.1.3. Astigmatická keratotomie... 25 4.1.4. Epikeratoplastika... 27 4.1.5. Intrakorneální čočky... 28 4.1.6. Instrastromální korneální kroužek (ICR)... 30 4.2. Rohovkové laserové metody... 31 4.2.1. Laserové zákroky ve stromatu rohovky... 32 4.2.1.1. LASIK... 32

4.2.1.2. Femto-LASIK... 34 4.2.2. Laserové zákroky pod epitelem rohovky... 35 4.2.2.1. PRK... 35 4.2.2.2. LASEK... 36 4.2.2.3. EPI-LASIK... 37 4.3. Nitrooční metody... 37 4.3.1. Fakická nitrooční čočka... 37 4.3.1.1. Předněkomorová fakická čočka... 38 4.3.1.2. Zadněkomorová fakická čočka... 40 4.3.2. Refraktivní výměna čočky (RLE)... 41 4.3.2.1. Pseudofakie... 41 4.3.2.2. Polypseudofakie... 41 4.3.2.3. Monovision... 42 4.3.3. Typy nitroočních čoček... 42 4.3.3.1. Monofokální čočky asférické a tórické... 42 4.3.3.2. Multifokální čočky a čočky multifokální tórické... 42 4.3.3.3. Akomodační čočky... 44 4.3.4. Kombinované metody... 44 4.3.4.1. BIOPTIX... 44 5.Závěr... 46 6. Použité zdroje... 47 7. Seznam zkratek... 53 8. Seznam obrázků... 54

ÚVOD Lidstvo se zajímá o korekci očních vad od pradávna. Již Leonardo da Vinci přemýšlel nad skutečnostmi, které vedou k poruše zraku. Od té doby se vývoj refrakčních chirurgických metod velmi posunul. Došlo k vylepšení chirurgických zákroků i k sestrojení přístrojů, které umožňují v drtivé většině odstranit velmi rychle a snadno většinu refrakčních vad. Díky novým technologiím lze oční vady odstranit během pár minut. Toto téma jsem si vybrala kvůli jeho velkému potenciálu, který v něm vidím. Oblast refrakční chirurgie zaznamenal v posledních letech obrovský technologický pokrok. Jelikož člověk vnímá zrakem až 80% všech informací, znamená to pro pacienty velké zkvalitnění života. Díky těmto pokrokům můžeme nabídnout pacientům život na takové úrovni, která by se jim dříve dostat nemohla. Medicína jako taková zaznamenává rychlý pokrok směrem kupředu. Cílem této práce je popsat refrakční vady a četné možnosti jejich chirurgické korekce, stejně jako vývoj a rozmach refrakčních chirurgických zákroků v průběhu staletí. 8

1. FYZIOLOGIE VIDĚNÍ 1.1. OKO JAKO OPTICKÝ SYSTÉM 1.1.1. Optická prostředí Než se dostane světelný paprsek k sítnici, musí projít čtyřmi optickými prostředími, aby vznikl obraz. Jsou to rohovka, komorová voda, čočka a sklivec (Obr.1). Každé prostředí má optické vlastnosti, které určitým způsobem chod světelného paprsku ovlivňují. Jako první stojí na cestě paprsku slzný film. Tenká vrstva pokrývá spojivku a rohovku. Zvlhčuje přední povrch oka, zajišťuje jeho omývání a částečně se podílí na výživě rohovkového epitelu. Díky svému antibakteriálnímu efektu a udržováním povrchové homeostázy se podílí na ochraně rohovky. Slzný film je složen ze tří vrstev a to vnitřní mucinové vrstvy, střední vodné vrstvy a zevní lipidové vrstvy. Tloušťka vnitřní vrstvy se pohybuje okolo 0,2 µm a obsahuje komplex mukózního glykoproteinu, proteinových elektrolytů a buněčného materiálu. Mění hydrofobní povrch na hydrofilní, díky čemuž může dojít k propojení s vodnou vrstvou. Tato vrstva pokrývá mikroklky rohovkových epitelových buněk. Střední vrstva má tloušťku kolem 10 µm a obsahuje nízkomolekulární substance. Tato vrstva omývá a lubrikuje povrch oka. Bazální sekrece je zajištěna pomocí Krauseho a Wolfringových žláz. Reflexní slzení zajišťuje slzná žláza. Tloušťka zevní vrstvy je kolem 0,1 µm a obsahuje volné mastné kyseliny, volný cholesterol, triglyceridy, sterolové estery, polarizované a nepolarizované lipidy. Jeho schopnost je zvyšovat povrchové napětí slzného filmu, čímž dochází ke snižování jeho odpařování. Sekrece je zajištěna meibomskými žlázami, Zeissovými žlázami a apokrinními žlázkami Mollovými. Slzný film tvoří první optické rozhraní oka. Další významnou vrstvou je rohovka, která tvoří přední část oční koule. Je hladká a průhledná, s vodorovným průměrem zhruba 11 mm a svislým průměrem asi o 1 až 2 mm kratším. Průměrná tloušťka rohovky se pohybuje okolo 1 mm. Nejtlustší je kolem rohovkového okraje, s tloušťkou 1,0 1,2 mm a nejtenčí okolo středu rohovky s 0,8 0,9 mm. Rohovka je pro svůj vysoký obsah nervových vláken nejcitlivější tkání lidského těla. Poloměr zakřivení přední plochy je 7,8 mm, poloměr zadní plochy je udáván 7 mm. Histologicky je rohovka složena z pěti vrstev. Zevně je kryta epitelem, který má 5 6 vrstev a rychlou regenerační schopnost. Od vlastní rohovkové tkáně neboli stromatu, je oddělena Bowmanovou vrstvou, která naopak při poranění neregeneruje. Další vrstvou je stroma 9

rohovky zaujímající většinu průřezu rohovky. Stroma je od poslední vrstvy endotelu odděleno Descemetovou membránou, která je odolná při infekcích i různých poraněních. Výživa rohovky je uskutečněna pomocí komorové vody, slz a cévních pletení v oblasti limbu rohovky. Dalším optickým prostředím je komorová voda, která je produkována v řasnatém tělísku a obsahuje látky pro výživu rohovky a čočky. Ze zadní komory proudí skrz zornici do přední komory, kde cirkuluje a odtéká Schlemmovým kanálem. Její index lomu je 1,336. Čočka je bikonvexní tělísko s průměrem asi 10 mm a tloušťkou 3,5 mm. Je zavěšena na závěsném aparátu, který pomocí svých vláken mění její tvar. Změna tvaru je závislá na stupni akomodace oka a také na stáří. Čočka je složena z pouzdra, jádra a vlastního čočkového stromatu. S věkem čočka ztrácí svou elasticitu a tím i schopnost akomodace. Sklivec je rosolovitá hmota, vyplňující prostor mezi čočkou a vnitřní vrstvou sítnice o indexu lomu 1,336. Svým tlakem udržuje tvar oční koule. [1, 2, 6] 1.1.2. Užívané modely oka Obr. 1 Průřez okem [1] Vzhledem k odchylkám v optických vlastnostech lidských očí je nutno vycházet z modelu oka, který je vyjádřen pomocí průměrných hodnot. Jedním z modelů nejčastěji užívaných je zjednodušený model Gullstrandův (Obr.2). Vychází z představy oka jako centrované optické soustavy, která má schopnost automatického zaostřování. Už však nebere ohled na rozdíly v zakřivení přední a zadní plochy rohovky ani rozdíly v indexu lomu jádra a okraje čočky. Tento model odpovídá dioptrické soustavě skutečného oka a umožňuje dostatečně přesné 10

výpočty. Optický systém oka má všechny vlastnosti složitého optického systému, kvůli čemuž je znesnadněna přesná konstrukce obrazu, nutná pro správný výklad fyziologických vlastností oka. Snaha o zjednodušení vedla ke vzniku tzv. redukovaného oka. Hlavní optické struktury oka tvoří přední plocha rohovky se 40 45 D a čočka s 20D, přičemž celkovou lomivou sílu oka činí hodnota 58-59 D. Celý optický systém je nahrazen jednou lomivou plochou o poloměru křivosti 5,73 mm, který odděluje vnější a vnitřní prostředí o indexech lomu 1 a 1,336. Uzlový bod této soustavy leží 17 mm před sítnicí. Redukované oko má význam spíše pro schématické zobrazování, není vhodné pro přesnější výpočty. Vlivem optických vlastností lomivých prostředí oka se na sítnici vytváří obrazy zmenšené a převrácené. Díky projekci optickými drahami do zrakového centra mozkové kůry jsme schopni si uvědomovat tyto obrazy ve správné poloze. [2, 3] Obr. 2 Parametry Gullstrandova schématického oka. Hodnoty v závorkách odpovídají maximální akomodaci [2] 1.1.3. Rozlišování barev a teorie barevného vidění Schopnost rozlišovat barvu neboli vlnovou délku části spektra, která se od předmětu odráží nebo jím prochází, mají vlastní světločivné elementy sítnice čípky a tyčinky. K tomu potřebují určitou hladinu osvětlení. Funkce čípků převládá v pásmu, které se nazývá fotopické. Slouží tedy k vidění za světla a díky nim dochází k rozlišování detailů a k vidění barev. Jejich maximální citlivost je pro vlnovou délku 555 nm, která odpovídá žlutozelené 11

barvě. Ve skotopickém pásmu vidění, při nižší hladině osvětlení, není oko schopné již barvy vnímat a funkci receptorů přebírají v tomto případě tyčinky. Nejcitlivější jsou na zelenomodré světlo, které má vlnovou délku 507 nm. Oba druhy receptorů mohou fungovat v pásmu mezopickém, což je úzké pásmo mezi pásmem při denním vidění a viděním za šera. Oko je schopné vnímat barvy v rozmezí zhruba od 400 nm do 800 nm (Obr.3). Nejlepší vnímání barev je ve žluté skvrně, směrem k periferii sítnice ubývá rozlišovací schopnost pro barvy a to postupně pro zelenou, červenou a modrou. [3, 4] Nejznámějšími teoriemi barevného vidění jsou Young Helmholtzova trichromatická teorie barevného vidění a Heringova teorie protibarev. Trichromatická teorie předpokládá, že jsou v sítnici přítomny tři druhy čípků s různou spektrální citlivostí a to pro červenou, zelenou a modrou barvu. Pokud dojde k podráždění jednoho druhu, dojde k počitku příslušné základní barvy. Při podráždění všech tří druhů čípků nerovnoměrně dojde ke vjemu smíšené barvy a naopak rovnoměrné podráždění všech čípků vyvolá vjem barvy bílé. (3,6) Podle Heringovy teorie existují tři dvojice protibarev a to červená-zelená, modrá-žlutá a černá-bílá. Aktivace jednoho členu z páru inhibuje aktivitu druhého. Vzhledem k této skutečnosti nemohou být vnímány obě barvy naráz, což vysvětluje, proč nejsme schopni vidět barvu jako modro-žlutou nebo červeno-zelenou. Proces vztahující se k černá-bílá nese informaci pouze o intenzitě světla, nikoliv o barvě. [8, 9, 10] Obr. 3 Viditelné spektrum [3] 1.2. AKOMODACE Akomodace nám zajišťuje ostré vidění na různé vzdálenosti. To je dáno schopností čočky měnit svou optickou mohutnost podle polohy pozorovaného předmětu. Dosahuje se toho vyklenutím čočky a to především její přední plochy, zadní plocha čočky mění své zakřivení jen nepatrně. Míra akomodace je určena vzdáleností mezi vzdáleným bodem (punctum 12

remotum), který je viděn ostře bez akomodace a u normálně vidícího oka leží v nekonečnu, a blízkým bodem (punctum proximum), který je naopak ostře viděn s akomodací maximální. Jeho vzdálenost se mění s věkem a to směrem od oka, kvůli ubývající akomodační schopnosti. U presbyopického oka se nachází blízký bod ve větší vzdálenosti než 25cm, která je označována za konvenční zrakovou vzdálenost pro čtení. Akomodační šíři, schopnost využití akomodace, můžeme vyjádřit v dioptriích pomocí rozdílu mezi dynamickou a statickou refrakcí oka, neboli rozdílu mezi převrácenou hodnotou vzdálenosti blízkého a vzdáleného bodu. V předškolním věku dosahuje akomodační šíře zhruba 14 D, což znamená, že blízký bod se nachází asi v 7 cm. Tato hodnota lineárně klesá a ve věku 45 let je již na hodnotě 4 D, což odpovídá vzdálenosti blízkého bodu ve 25 cm. V 60 letech je blízký bod ve vzdálenosti 1 m a akomodační šíře na hodnotě 1 D. Akomodace je závislá na elasticitě čočky, stahu ciliárního svalu a uvolnění závěsného aparátu (Obr.4). Při pohledu do dálky je ciliární sval relaxován a závěsný aparát pomocí svých zonul napíná čočku, díky čemuž je přední plocha čočky maximálně zploštělá. Při akomodaci nablízko se uvolňuje tah závěsného aparátu a dochází ke stahu ciliárního svalu. Díky elasticitě čočky dochází k vyklenutí její přední stěny a díky plasticitě čočkového pouzdra se mění tvar čočky na více sférický. Při akomodaci klesá poloměr zakřivení přední plochy na 6 mm a předozadní průměr se zvětšuje. Spolu s věkem klesá i elasticita čočkového pouzdra a plasticita čočkového obsahu. I při správné neporušené akceschopnosti ciliárního svalu je změna čočky stále menší a kolem 65. roku života je při relaxaci zonul závěsného aparátu změna tvaru čočky téměř nulová. Akomodaci provází dvě souhlasné akce a to konvergence a zúžení zornic. Konvergencí dochází při pohledu do blízka k projekci obrazů do foveolární oblasti. Zornice svým zúžením redukuje přicházející paprsky, čímž zlepšuje ostrost sítnicového obrazu a takzvanou hloubku ostrosti. [2, 3, 4] Obr. 4 Akomodace. Změna čočky při pohledu do dálky a do blízka [4] 13

2. R EF RAK Č NÍ VADY Refrakce oka je vyjádřena poměrem délky v optické ose a optických mohutností jeho lomivých prostředí. Oko, jehož optický systém zobrazuje bodově a tvoří obrazové ohnisko na sítnici, nazýváme okem emetropickým. Pokud je jedna z těchto podmínek porušena a obrazové ohnisko neleží na sítnici nebo nezobrazuje-li optický systém oka bodově, označujeme toto oko jako ametropické. Ametropii lze rozdělit na dvě hlavní skupiny, a to sférickou a asférickou. U sférické ametropie je zachováno bodové zobrazení, ale obrazové ohnisko lze nalézt buď před sítnicí krátkozrakost (myopie), nebo za sítnicí dalekozrakost (hypermetropie). Příčinou mohou být jiné poloměry křivosti lámavých ploch nebo změněné indexy lomu ametropie lomivá (refrakční) nebo jiná délka oka ametropie osová (axiální). Daleký bod takového oka leží v jiné vzdálenosti než v nekonečnu. Pod asférické ametropie můžeme zařadit astigmatismus. Optický systém tohoto oka má lámavé plochy s nesouměrným sférickým tvarem, což má za následek nestejnou optickou mohutnost ve všech meridiánech. [3, 5] 2.1. EMETROPIE Jak je již zmíněno výše, emetropické oko je takové, které zobrazuje bodově a obrazové ohnisko tvoří na sítnici. Je schopné vytvořit ostrý obraz bez pomoci umělé korekce. Při zachování všech svých funkcí má oko dospělého člověka ostré vidění od blízkého bodu 25 cm do vzdáleného bodu umístěného v nekonečnu. Délka oka, která činí zhruba 24 mm, odpovídá při pohledu do dálky optické mohutnosti oka +59 D. [12, 13] 2.2. HYPERMETROPIE U hypermetropie čili dalekozrakosti, leží v klidovém stavu oka ohnisko paralelně dopadajících paprsků za sítnicí. To bývá způsobeno malou předozadní délkou oka vůči jeho optické mohutnosti neboli zkrácením předozadní osy oka pod 24mm. Tento typ je nazýván osovou (axiální) hypermetropií a nepřesahuje +6 D. U stavů patologických, jako je např. mikroftalmus, může dojít ke vzniku vady i nad +20 D. Zkrácení oka o 1 mm představuje asi 3 D refrakční vady. Při nedostatečném zakřivení některé z lomivých ploch vzniká kurvaturní hypermetropie. Nejčastěji je způsobena plochou rohovkou, tzv. cornea plana, a to buď v důsledku zranění, nebo vrozeně. Velmi vzácně je příčinou plochá čočka. Snížený index lomu čočkové tkáně vyvolává indexovou hypermetropii, která je příčinou fyziologické hypermetropie staršího věku. Další možné rozdělení je na hypermetropii vrozenou nebo 14

získanou (patologickou) v důsledku nějakého úrazu (např. subluxace čočky, onemocnění, které mohou změnit polohu sítnice nebo nádorové onemocnění). Při narození jsou všechny oči hypermetropickými kvůli své délce zhruba 16 mm. Do 3 let vzrůstá délka bulbu na 23 mm a do pubertálního věku se zvyšuje již jen o 1 mm. Právě v tomto období se projevují vady zraku nejvíce. Hypermetropické oko má mělčí přední komoru, proto je u něj častý výskyt glaukomu s uzavřeným úhlem. Zvláštní druh hypermetropie je afakie, neboli chybění čočky. Vzácná je vrozená afakie, při které není vyvinuta přední komora a rohovka, častější je nepřítomnost čočky v důsledku úrazu nebo po operaci katarakty. Afakické oko je silně hypermetropické, s úplnou ztrátou akomodace a s omezením zorného pole, kvůli sférické aberaci silného afakického skla. Pokud má takové oko normální axiální délku, je většinou korigováno sklem s +10 D. [5,6] Sítnicový obraz hypermetropického oka je menší než oka emetropického, neboť sítnice leží blíže uzlovému bodu. Paprsky, které vychází ze sítnice, jsou po průchodu optického systému dalekozrakého oka divergentní, což má za následek neschopnost vidět do dálky i do blízka bez dostatečné konvergentní optické síly. Ta může být buď vlastní, pomocí akomodace, nebo zevní, pomocí plusových brýlových skel (Obr.5). Hypermetropie nebývá progresivní. Její zdánlivé zvyšování je dáno poklesem schopnosti akomodace. U dětí předškolního věku předepisujeme brýle pouze u strabismu nebo u vysokých vad. U školních dětí a mladých dospělých u vad nad + 3D. [4, 5] Obr. 5 Hypermetropické oko bez korekce a se spojnou korekcí [5] Obr. 6 Myopické oko bez korekce a s rozptylnou korekcí [5] 15

2.3. MYOPIE Rovnoběžné paprsky po průchodu myopickým okem v klidu tvoří ohnisko před sítnicí, jeho délka je tedy příliš velká. Většina myopií je způsobena zvětšeným předozadním průměrem nad 24 mm, hovoříme tedy o axiální myopii. Kurvaturní myopie vzniká změnou zakřivení rohovky nebo čočky. Při zmenšení poloměru zakřivení rohovky o 1 mm dojde přibližně k myopizaci -6 D. Indexová myopie se objevuje u začínajících nukleárních katarakt. Myopii můžeme rozdělit podle počtu dioptrií na myopii lehkou (simplex) do -3 D, myopii střední (modica) od -3,25 D do -6 D a myopii vysokou (gravis) na -6 D. Podle nárůstu potom na myopii stacionární a progresivní. Pod myopii stacionární řadíme myopii školní, která začíná zhruba s nástupem do školy a končí spolu se somatickým růstem těla, obvykle nepřekročí hodnotu -6 D. Stacionární je také pozdní myopie, která začíná po 18. roku života a obvykle nepřekročí -3 D. Vrozenou myopii můžeme zařadit taktéž pod stacionární druh myopie. Dosahuje hodnot nad -10 D, ale většinou neprogreduje. U progresivní myopie může docházet k nárůstu až -4 D za rok. Pravděpodobně je způsobena dědičnými činiteli, za příčinu se uvádí malá odolnost bělimy, která ustupuje nitroočnímu tlaku. Aby na sítnici vznikl ostrý obraz, musí být přicházející paprsky divergentní, nikoliv paralelní s optickou osou. Takové paprsky se po svém lomu soustředí na sítnici. V klidovém stavu může myopické oko vidět ostře pouze objekt ve svém vzdáleném bodě. Bod umístěný blíže může vidět ostře pouze s pomocí akomodace nebo plusové čočky, bod umístěný dále než je vzdálený bod pomocí minusové čočky (Obr.6). Sítnice je u myopického oka umístěna dále od uzlového bodu, takže vzniká obraz větší než u oka emetropického. Ten svou velikostí částečně kompenzuje rozostření. U myopie tedy shledáváme celé oko větším, přední komora je hlubší a skléra ztenčená. Ciliární sval může být atrofický vzhledem k oslabení akomodačních stimulů. Vysoká myopie je až u 25 % případů spojena s glaukomem. U korigování myopie se snažíme vyvarovat překorigování. U nízké a střední myopie se doporučuje plné korigování a stálé nošení brýlí, čímž se, při používání korekce i na blízko, zachovává funkce ciliárního svalu. U vysoké myopie nebývá plná korekce snášena. [4, 5, 11] 16

2.4. ASTIGMATISMUS Nejčastěji je astigmatismus způsoben nepravidelně zakřivenou rohovkou, méně častý je astigmatismus čočkový nebo sítnicový. Čočkový astigmatismus může částečně kompenzovat astigmatismus rohovkový. Po průchodu rovnoběžných paprsků astigmatickým okem nevznikne ohnisko v jedné, ale ve dvou různých rovinách. Vzdálenost mezi těmito ohnisky nazýváme fokální interval a jeho délka udává stupeň astigmatismu. Každé lidské oko má nízký fyziologický astigmatismus, který je způsoben větší lomivostí vertikálního zakřivení rohovky. Astigmatismus můžeme základně rozdělit na pravidelný (regularis) a nepravidelný (irregularis). Astigmatismus nepravidelný se dá korigovat pouze v některých případech, např. tvrdou kontaktní čočkou, korekce brýlovou čočkou není možná. U nepravidelného astigmatismu není možné najít hlavní řez s maximálním a minimálním účinkem. Objevuje se například u poúrazových stavů nebo u keratokonu. Pokud jsme schopni pomocí cylindrické nebo sférocylindrické čočky docílit fokusace paprsků na sítnice, hovoříme o astigmatismu pravidelném (Obr.7). Je u něj možno najít dva na sebe kolmé meridiány s opačným účinkem. Cílem korekce je přiblížit ohniskové linie a změnit je v na sítnici ležící bod. Pravidelný astigmatismus můžeme dále dělit na: astigmatismus podle pravidla (rectus), kdy je vertikální meridián více lomivý astigmatismus proti pravidlu (inversus), kdy je více lomivý meridián v horizontálním směru astigmatismus šikmý (obliquus), který má dva meridiány na sebe kolmé, s maximálně odlišnou lomivostí, ale nenacházejí se u osy 90 ani 180, proto nejde určit, který je vertikální a který horizontální astigmatismus ryze smíšený, který má jednu ohniskovou rovinu hypermetropickou a druhou myopickou, stejně vzdálené od sítnice. astigmatismus jednoduchý (simplex), u kterého se jedna ohnisková linie tvoří na sítnici a druhá za (hypermetropický) nebo před sítnicí (myopický) astigmatismus složený (compositus), má obě ohniskové linie před sítnicí (myopický) nebo za sítnicí (hypermetropický) 17

astigmatismus smíšený (mixtus), má jeden meridián myopický a druhý hypermetropický, což znamená jednu ohniskovou linii před sítnicí a druhou za sítnicí [5, 6, 11] Obr. 7 Druhy pravidelného astigmatismu [6] 2.5. PRESBYOPIE Presbyopie neboli stařecká vetchozrakost je zapříčiněna poklesem elasticity pouzdra čočky a čočkové substance, sníženým účinkem závěsného aparátu, jehož počet vláken se s věkem snižuje, ale také změnami v ciliárním svalu (Obr.8). Dochází ke snižování akomodační šíře, prodlužuje se čtecí vzdálenost v důsledku posunu blízkého bodu směrem dál od oka. Věk, ve kterém se presbyopie projeví, závisí i na předchozí sférické refrakční vadě. Například latentní hypermetrop využívá akomodaci již při pohledu do dálky, proto se u něj obtíže projeví dříve než u emetropa nebo myopa. Hodnota korekční čočky musí být taková, aby mohl presbyop využívat při své pracovní vzdálenosti 2/3 své akomodační šíře. Rozdíl mezi korekcí do blízka a korekcí do dálky se nazývá adice, která se liší v různých věkových skupinách. [5, 11] Obr. 8 Presbyopické změny oka. Materiál oční čočky degeneruje, obraz se posouvá za sítnici [7] 18

3. H I S TORI E CHIRURGICKÝCH M ETOD ŘEŠENÍ REF R A K ČNÍ CH VAD 3.1. POČÁTKY REFRAKČNÍ CHIRURGIE Počátky výzkumu refrakčních vad sahají až do začátku 16. století, kdy Leonardo da Vinci zkoumal, jaké mohou mít poruchy zraku příčiny. V roce 1619 Scheiner začal měřit přední plochu rohovky. Tyto jeho pokusy velmi napomohli k pochopení a rozvoji refrakční chirurgie, neboť většina refrakčních vad je zapříčiněna změnou zakřivení přední plochy rohovky. V roce 1746 přišel Boerhaave s myšlenkou odejmutí čočky za účelem korekce vysoké myopie. K opravdovým pokrokům však došlo až po řádném pochopení vývoje a funkce očí. Po roce 1823, kdy J. Ev. Purkyně objevil Purkyňovy obrazy, mohlo dojít k rozvoji teorií o akomodaci a k rozvoji měření zakřivení rohovky. Několik desítek let poté došlo k vytvoření očních kapek s lokální anestezií, což vedlo k rozvoji chirurgie katarakty. V roce 1867, po nástupu keratometru, mohli díky němu lékaři změřit astigmatismus, který nastal po operaci katarakty. [14] 3.2. HISTORIE KERATOTOMIE Holandský lékař Leendert Lan Jans, pracující v té době na svém doktorátu, začal okolo roku 1896 systematicky studovat a definovat principy keratotomie. Jeho výzkum byl tak komplexní a zásadní, že se brzy stal standartem v refrakční chirurgii. Lans rozvíjel principy rohovkového oploštění pomocí incizí na přední ploše rohovky a snažil se je dostat do podvědomí tehdejší společnosti. Dokázal počtem incizí, jejich směrem i tvarem korigovat konečný výsledek refrakční vady. Až ve 40. letech 20. století byl profesor Tsutomu Sato z univerzity v Tokyu první oftalmolog, který se pokusil o tento zákrok. Vypozoroval u pacientů s keratokonem, že při hojení Descemetovy membrány dochází k oploštění rohovky. Zjistil také, že hojení při poranění Descemetovy membrány má větší vliv než hojení Bowmanovy vrstvy, proto usoudil, že operace na vnitřní ploše rohovky bude mít větší účinek. Později byly přidány incize na přední ploše pro zvýšení efektivity zadních incizí. Tuto metodu aplikoval i při léčbě astigmatismu a to narušením rohovkového endotelu. Kvůli následnému otoku se však tato metoda za jeho života neuchytila. Další rozvoj se udál v 60. letech, kdy sovětský oftalmolog Svyatoslav Fyodorov objevil radiální keratotomii. To se přihodilo náhodou, když za ním přišel pacient po pádu z kola, kdy 19

se mu rozbily brýle a střepy se mu dostaly do očí. Fyodorov je odstranil a zašil své radiální řezy, které směřovaly od periferie rohovky směrem k duhovce, jako špice na kole. Další den zjistil, že operované oko, které bylo před úrazem korigováno brýlovou čočkou o optické hodnotě -6 D, je bez jakékoliv refrakční vady. Uvědomil si, že pokud jsou incize vedeny záměrně určitým směrem a určitým způsobem, může dojít ke snížení nebo úplnému odstranění myopie. Tvrdil, že největší efekt radiální keratotomie je po 16 nebo méně incizích na přední ploše rohovky. Po mnoha studiích získala radiální keratotomie v roce 1978 schválení od FDA ve Spojených státech amerických. V průběhu let byl tento zákrok pozměněn řadou amerických vědců. Změnily směr incizí i jejich počet na 8 a na 4. [14, 15, 16] 3.3. HISTORIE UMĚLÝCH NITROOČNÍCH ČOČEK Vývoj umělých nitroočních čoček začal ve 40. letech minulého století. Anglický oftalmolog Harold Ridley si tehdy všiml, že akrylátové kousky z kokpitu letadla, které se dostaly pilotům při haváriích do oka, jsou organismem dobře snášeny. Ridley díky těmto zkušenostem vyvinul čočku z akrylátu, kterou v roce 1949 implantoval do lidského oka a to do čočkového vaku po extrakapsulární extrakci. S různými obměnami je tento materiál i Ridleyho technika používána dodnes. Do roku 1959 implantoval několik stovek nitroočních čoček. Díky Ridleymu došlo k rozvoji této metody, například roku 1958 Strampelli publikoval své zkušenosti s implantací nitroočních čoček do přední komory. Kvůli nesprávnému typu čočky však docházelo k častým komplikacím. V roce 1967 Binkhorst a v roce 1976 Worst publikovali své práce o implantaci čoček fixovaných na duhovku. I tato metoda však skýtala spoustu komplikací, proto Binkhorst vyvinul čočku, která byla implantována do čočkového pouzdra a uchycena pomocí zornice. V roce 1977 John Pierce implantoval čočku do čočkového pouzdra bez další fixace, čímž dal podnět k vývoji moderní nitrooční čočky. Další vývoj byl umožněn pomocí nových materiálů, technologií i nových operačních technik. V Československu začal provádět první pokusy s používáním umělých hmot v očním lékařství profesor Vanýsek. V roce 1949 byla vyrobena nitrooční čočka pro korekci afakie se třemi výběžky sloužícími pro fixaci v duhovko-rohovkovém úhlu. Až po operaci provedené Ridleym se k této tématice Vanýsek vrátil a prováděl obsáhlé výpočty správných rozměrů čočky a výzkum technologických postupů výroby. Konečná čočka byla vyrobena ze superakrylu, bylo možno ji sterilizovat varem a její snášenlivost, co se týče materiálu, byla bez problému. V roce 1954 provedl profesor Vanýsek v Hradci Králové jako první implantaci nitrooční čočky a to na 3 pacientech. Zkušenosti plynoucím z těchto operací 20

však nebyly dostačující k obecnějším závěrům. V roce 1955 odešel Vanýsek do Brna, kde s implantacemi pokračoval. Začal využívat předněkomorové čočky s optickou částí vyrobenou z methyl-metakrylátu a se závěsnými kličkami vyrobenými z nylonového vlákna. [6, 7] 3.4. VZNIK KERATOMILEUSIS A ALK Velmi významným mužem byl José Ignacio Barraquer, který je pokládán za otce moderní refrakční chirurgie. V roce 1949 tento oftalmolog z Kolumbie jako první navrhl odebrání nebo přidání rohovkové tkáně jako možnost jak změnit refrakční sílu oka. V roce 1963 vyvinul metodu zvanou keratomileusis. Nejprve tuto metodu prováděl ručně, později vyvinul mikrokeratom pro větší přesnost. Barraquer odebral tenkou část rohovky ve formě disku, která byla hluboce zmrazena a poté opracována do požadovaného tvaru, jako kontaktní čočka. Tento opracovaný disk byl poté navrácen a přišit zpět na pacientovu rohovku. Metoda byla velmi účinná, ale také velmi náročná na provedení. Student Barraquera, Luis Ruiz, později vyvinul automatický mikrokeratom, který napomohl rozmachu refrakční chirurgie a metoda se začala nazývat automatická lamerální keratoplastika (ALK). Výhody této metody byla rychlá a jednoduchá operace a rychlá obnova zraku, nicméně častou komplikací byl nepravidelný astigmatismus. [17] 3.5. VZNIK EXCIMER LASERU A PRK První excimerový laser byl vytvořen v roce 1975 Stuartem Searlesem (IBM) k vytváření obvodů v počítačových čipech. V průběhu 70. let si uvědomil výzkumník IBM, doktor Srinivasan, možnost nahrazení chirurgických nožů a skalpelů právě excimerovým laserem. Tím začala éra výzkumů a možností použití laserů na biologický materiál. V roce 1981 John Taboada ohlásil, že argon-fluoridový laser má schopnost pozměnit oční tkáň. Další práce se soustředila na výzkum ablace rohovkové tkáně, po které by došlo k oploštění rohovky. K prvnímu použití excimerového laseru došlo v 90. letech 20. století v Německu a to na slepém oku doktorem Seilerem. Tato metoda byla pojmenována jako fotorefraktivní keratektomie. Jde o odstranění epitelu rohovky a následné laserové ablaci. Jako první se začal teoreticky o tuto metodu zabývat americký lékař Steven Trokel, který sepsal práci o potenciálních možnostech užití excimerového laseru. V roce 1985 a 1986 vznikly dvě společnosti, které uvedly excimerový laser na oftalmologický trh v USA, a to VISX a Summit Technology, Inc. Po několika studiích The Foof and Drug Administration ve Spojených státech schválila v roce 1995 používání excimerového laseru Summit pro korekci myopie 21

metodou PRK. Schválení pro používání laserů od VISX přišlo v roce 1996. O rok později byl tento laser schválen i pro korekci myopického astigmatismu. Schválení bylo založeno na pozorování asi 1600 očí po dobu tří let. Schválení předcházelo i prostudování studií z Kanady a Evropy, kde se tato metoda používá od roku 1987. Excimerové lasery zvýšily úroveň refrakční chirurgie svou lepší bezpečností i přesností, které by se jinými technikami dosáhnout nedalo. Díky tomuto vynálezu se mohla vyvíjet další důležitá metoda refrakční chirurgie a to LASIK. [14, 18, 19] 3.6. HISTORIE LASIKU A LASEKU K vytvoření těchto zákroků by nedošlo bez rozvoje předchozích refrakčních zákroků. Na začátku 90. let italský oftalmolog Buratto a řecký oftalmolog Pallikaris zkombinovali techniku keratomileusis a metodu PRK, čímž vytvořili základní koncept metody LASIK. Na rozdíl od PRK lékaři používali na vytvoření lamely automatický mikrokeratom, který dokázal vytvořit tenkou lamelu rohovkové tkáně. Ta není z oka odstraněna úplně, ale pouze odklopena. Následně odstranili předem určené množství tkáně a to na základě předoperačních vyšetření. Lamela je poté navrácená na své místo a v průběhu pár hodin začíná epitel růst přes okraje řezu a umisťuje lamelu do správné pozice. Doktor Buratto školil lékaře Sladea a Brinta. Brint se poté vrátil do New Orleans a provedl první LASIK zákrok ve Spojených státech. Ve stejné době lékaři Trokel MD, Masrshall PhD a Munnerlyn PhD začali testovat LASIK s VISX laserem. Jeho schválení pro metodu LASIK v roce 1998 mělo za následek ještě větší přijetí a důvěru v laserovou refrakční chirurgii po celém světě. Také španělský doktor José Güell se velmi angažoval v rozvinutí LASIKu. Güell a jeho tým se nejprve domnívali, že bude možné korigovat jakýkoliv stupeň myopie až po 20 D. Časem ale zjistili, že LASIK není vhodný pro korekci vysoké myopie, neboť hrozí ektázie a narušení kvality optických prostředí. Trvalo dalších 5 až 6 let než se stanovily hranice. Doktor Güell v polovině 90. let publikoval svou práci, ve které nepředpokládá velký úspěch zákroku při korekci myopie nad +12 D. Tyto závěry ho přivedly k možnosti kombinace LASIKu s fakickou nitrooční čočkou, což by, jak předpokládal, vedlo k dosažení vyšší korekce. Dalším jeho zjištěním byla možnost použití LASIKu ke korekci zbytkových vad po jiných refrakčních výkonech nebo ke korekci astigmatismu vzniklého po decentraci ablace. Snažil se o edukaci lékařů v Německu, Francii, Velké Británii a jiných evropských státech, čímž se stal LASIK číslem jedna v refrakčních zákrocích po celé Evropě. Na koci 90. let se díky spolehlivějšímu vybavení a lepším výsledkům dostal LASIK do hlavního proudu a začal nahrazovat PRK. Chirurgové spolu s profesorem Neuhannem pochopili důležitost správné 22

centrace ablace a pomohli vytvořit technologii eye-tracking. V roce 1999 rozšířil italský lékař Massimo Camellin indikaci excimerového laseru i na tenké rohovky s vyšší myopií a to zavedením LASEKu. Zhruba ve stejnou dobu se stejným výzkumem zabýval i doktor Sunil Shah z Anglie. Představil svou studii, ve které nechal podstoupit 36 pacientů zákrok PRK na jednom oku a zákrok PRK s epiteliální lamelou na oku druhém. Lepší výsledky vypozoroval na oku s epiteliální lamelou. [20, 21, 22] 23

4.S O U Č AS N É C H I R U R GI CKÉ METODY ŘE Š E NÍ R EF R AK ČNÍ CH VAD 4.1. ROHOVKOVÉ NELASEROVÉ METODY Rohovkové nelaserové metody můžeme rozdělit na incizní a neincizní. Při incizní keratotomii, pod kterou spadá radiální keratotomie, hexagonální keratotomie a astigmatická keratotomie, se mění nářezem původní povrchové zakřivení rohovky. Transverzální keratotomie se používá pro oploštění rohovky v místě řezu a to v nejstrmějším meridiánu. Radiální neboli paprsčitá keratotomie je opakem, kdy dojde k zestrmení rohovky v místě řezu a proto se aplikuje tam, kde je rohovka nejplošší. U neincizních zákroku nedochází k řešení vady naříznutím nebo laserovým zákrokem, ale implantací. Pod tyto techniky můžeme zařadit epikeratoplastiku, intrastromální korneální kroužek nebo intrakorneální čočky. 4.1.1. Radiální keratotomie Je považována za mezník moderní rohovkové chirurgie. Ve svých počátcích byl počet incizí prakticky neomezený. V 80. letech se začalo od této metody při léčbě myopie upouštět. V dnešní době se již tato metoda využívá spíše jako doplňková chirurgická metoda při korekci myopického astigmatismu po penetrující keratoplastice. Používají se dvě základní metody. První metoda je označována jako uphill neboli ruská metoda, při které se provádí radiální centripetální incize. Druhá metoda využívá centrifugální incize a je nazývána jako metoda downhill nebo také americká metoda (Obr.9). Doporučený počet incizí je 4 nebo 8 (Obr.10). Počet incizí stejně jako jejich hloubka spolu s věkem pacienta a šíří optické zóny ovlivňují konečný výsledek zákroku. Hloubka všech zářezů by měla být stejná a to přibližně 90% tloušťky rohovky v jejím nejtenčím místě. Obecně se dá tvrdit, že čím starší pacient, tím větší efekt. S velikostí optické zóny souvisí i problémy s glare a nočním vidění. Čím menší optická zóna, tím větší efekt zákroku, ale s tím spojené jmenované potíže. [6, 23] Obr. 9 Radiální keratotomie. Downhill technika a uphill technika [2] 24

Obr. 10 Oko po zákroku radiální keratotomie [8] 4.1.2. Hexagonální keratotomie Tento typ keratotomie má význam spíše historický. Vznikla jako možná alternativa korekce hypermetropie, ale v praxi se příliš neosvědčila a proto se přestala provádět. Cílem bylo zestrmit centrální partie rohovky. Při zmenšení optické zóny z původních 7,5 mm na 4,5 mm se docílilo korekce až do 4 dioptrií. [6, 23] Obr. 11 Hexagonální keratotomie [2] 4.1.3. Astigmatická keratotomie Astigmatická keratotomie spočívá ve změně zakřivení rohovky, které je způsobeno oploštěním v místě řezu (Obr.12). Řezy jsou vedeny přesným diamantovým nožem při okraji rohovky. Tvar, délka, hloubka incizí i vzdálenost od centra rohovky se mění s věkem pacienta a stupněm astigmatismu. Pokaždé jsou ale řezy vedeny v ose nejstrmějšího meridiánu. Počet incizí, stejně jako jejich tvar a délku můžeme vyhledat v příslušných normogramech. Efekt zákroku se zvyšuje s posunem řezu směrem k centru rohovky. Jak již bylo zmíněno výše, malá optická zóna sebou přináší i negativní vedlejší optické prvky. U 25

mladšího pacienta je efekt celkového zákroku nižší než u pacienta staršího a to vzhledem k jeho elasticitě rohovky. Nejčastějšími technikami jsou arkuátní keratotomie (AK) podle Lindströma a tangenciální či transverzální incize (T-cuts) podle Friedlandera. Astigmatickou keratotomií odstraňujeme pouze rohovkový astigmatismus, jiný typ astigmatismu se nedoporučuje odstranit touto korekcí. Arkuátní keratotomie je obloukový řez o délce popisované ve stupních výseče kruhu o poloměru optické zóny. Nejčastěji se používají šíře od 45 přes 60 až do 90. Délka řezu u této metody je 3 mm a její efekt je odpovídající AK o šíři 45 v optické zóně 6 mm. Počet incizí spolu s jejich tvarem a délkou můžeme vyhledat v již zmiňovaných normogramech, které jsou rozlišeny i podle věku pacienta. Arkuátní keratotomie i transverzální incize se může použít jak pro primární korekci astigmatismu, tak pro řešení astigmatismu po předchozím operačním zákroku, jako je operace katarakty nebo perforující keratoplastika. Limbální relaxační incize (LRI) se používá pro redukci astigmatismu od 0,5 D do 3,0 D. Nad 3D se mohou provádět zdvojené LRI. Incize se umisťují na okraj rohovky do osy nejstrmějšího meridiánu (Obr.13). Jejich délka se pohybuje většinou okolo 6-8 mm, podle stupně astigmatismu. Hloubka řezů LRI je nejčastěji 600 µm. Efekt operačního zákroku můžeme zvýšit, pokud založíme rohovkové stehy v ose kolmé na operační osu. Jestliže provádíme incize v meridiánu nejstrmějším, umístíme stehy v meridiánu nejplošším. Dalším takovým možným zesílením je doplnění limbální relaxační incize arkuátní keratotomií v optické zóně 8 mm. U astigmatické keratotomie se při nastavení hloubky řezů vychází z individuální pachymetrie pacienta. Hloubka se pohybuje mezi 90-95% této naměřené hodnoty. U zákroku limbální relaxační incize je však paušálně nastavena hodnota 600 µm. Pro LRI zákrok se mohou proto použít i jednorázové nože s kovovou zarážkou, jinak se používá kalibrovaný diamantový nůž s obdélníkovým profilem zbroušených řezných ploch. Při nesprávném nastavení hloubky řezu může dojít k perforaci rohovky. U mikroperforací je nápomocná aplikace měkké kontaktní čočky, u větších perforací je však třeba zákrok zastavit a stehy založit. Největší efekt oploštění můžeme očekávat v zóně 4 mm, to je ale doprovázeno velkým počtem optických potíží. Za zónou 7 mm je efekt AK již minimální, proto se nejčastěji provádí v kompromisní zóně 6 mm. Operace se provádí v lokální anestezii. 26

V prvních 4 až 8 týdnech může dojít výkyvům vidění, způsobeným hojením rány. Po operaci vzniká rohovkový edém, který v průběhu spánku oplošťuje rohovku. Přes den se tento stav upravuje a spolu se stabilizací rány tyto problémy zcela odstupují. [6, 24, 25] Obr. 12 Astigmatická keratotomie [2] Obr. 13 Limbální relaxační incize (LRI) [9] 4.1.4. Epikeratoplastika Epikeratoplastika je určena pro takové případy, které nelze vyřešit aplikací kontaktní čočky. Původně byla používána pro korekci afakie, časem i keratokonu či keratoglobu. Povrchové zakřivení rohovky se v tomto případě změní přišitím dárcovské lamely nebo biokompatibilního syntetického terče, čímž dojde ke stlačení nerovného povrchu (Obr.14). Dárcovská lamela obsahuje Bowmanovu vrstvu a přední stroma, epitelu je zbavena. Pro korekci afakie a myopie se používají transplantáty s vnějším průměrem 8,5 mm, u keratokonu je to vnější průměr 9 mm. Po zmrazení jsou všechny buňky v dárcovské lamele zničeny, aby se snížila možnost odmítnutí dárcovského štěpu, a začíná opracování, jehož výsledkem je čočkovitá lamela. Podle zamýšleného refrakčního efektu je konkávního nebo konvexního tvaru. Po odběru je dárcovský terč uchováván například v McCarreyovu-Kaufmanovu médiu, následně je zbaven epitelu, obarven pro lepší vizualizaci a lyofilizován, aby mohl být obráběn do požadované dioptrické mohutnosti a požadovaného tvaru. Následně je terč vakuově balen s 27

životností kolem 2 měsíců. Před operací je rehydratován a nasycen antibiotiky po dobu alespoň 20 minut. Z povrchu pacientova oka je odstraněna vrchní vrstva epitelu v rozsahu velikosti dárcovské lamely, která v průběhu několika dní po operaci přeroste přes povrch dárcovského terče. V periferii rohovky je buď manuálně nebo pomocí přístroje zvaného trepan proveden zářez, do kterého jsou vtlačeny okraje terče a takto usazená lamela je přišita. Postupem času vrostou buňky do dárcovského terče a vznikne permanentní živá kontaktní čočka. Po operaci je třeba lokálně aplikovat antibiotika, která jsou později nahrazena kortikoidy. Po 3 8 týdnech je možné extrahovat stehy. Při potížích epitelizace rohovkového terče je možné aplikovat měkkou kontaktní čočku, která chrání terč při jeho zotavování. Syntetická epikeratoplastika se snaží řešit problémy v etické a technické rovině, co se týče přípravy dárcovského terče. Syntetický materiál musí být dlouhodobě snášený a propustný pro ionty i výživné látky, musí být schopný přilnout k rohovce a umožnit překrytí epitelem. Dalším požadavkem je optická čistota materiálu. Materiály, které se v průběhu vývoje syntetického terče zkoušely, byly purifikované kolageny, kolagen-kopolymery i různé syntetické látky. Tyto pokusy sebou přinesly velký počet komplikací, jako například proteolýzu, ale zároveň byly základem pro rozvoj intrakorneálních čoček. [6, 27] Obr. 14 Epikeratoplastika. Umístění dárcovského terče [2] 4.1.5. Intrakorneální čočky Korneální čočky můžeme rozdělit na onlay nebo inlay čočky. Onlay implantáty se umisťují na rohovku tak, aby její vnější vrstvy mohly růst a pokrýt implantát. Inlay čočky jsou chirurgicky implantovány do rohovky pod vrstvu rohovkové tkáně (Obr.15). Refrakční síla rohovky může být změněna pomocí změny tvaru její přední ploch, jiným indexem lomu implantátů nebo obojím. Průměr intrakorneálních čoček je 4,5 mm až 5,5 mm s efektivní šíří optické zóny alespoň 5,25 mm. Jejich tloušťka v centrální části se pohybuje od 30 µm do 60 28

µm, což snižuje riziko halo efektu a deformace obrazu. Materiály, které se používají na výrobu intrakorneálních čoček, jsou polysulfon a hydrogel. Intrakorneální čočky jsou pro řešení nízké a střední myopie. Kroužek či segmenty jsou implantovány do zhruba dvou třetin tloušťky rohovky a to na její periferii. Centrální část je poté napnuta, přičemž dojde k jejímu oploštění. Výhoda tohoto zákroku je jeho reverzibilita nebo minimální zásah do rohovky, nevýhodou potom možnost vzniku nepravidelného astigmatismu nebo zavlečení infekce. Výhoda čoček vyrobených z polysulfonu je jejich vysoký refrakční index, který činí 1, 633, oproti tomu velkou nevýhodou je jeho minimální permeabilita pro vodu a ostatní látky. Poloměr zakřivení těchto čoček stejně jako tloušťka čočky je relativně malá. Kvůli špatné propustnosti je materiál v rohovkové tkáni velmi špatně tolerován. Může docházet k opouzdření materiálu, což má za následek špatnou průhlednost rohovky. Dalšími problémy je neovaskularizace nebo až vznik aseptické nekrózy, po které dochází k vytlačení implantátu z rohovky ven. Po vyznačení středu rohovky a centrální zóny o velikosti 5 mm, se vytvoří pomocí techniky zvané clear corneal incision 6 mm dlouhý rohovkový řez za hranicí limbu a to v hloubce asi 80% tloušťky rohovky. V rozsahu vyznačené optické zóny se mechanickou separací lamel stromatu vytvoří kapsa, do které je následně implantována čočka. Rohovková rána je posléze zafixována suturou. Podle profesora Kuchynky docházelo při krátkodobém sledování k převaze pozitivních refrakčních výsledku, naopak u dlouhodobějšího sledování docházelo k již zmíněnému opouzdření, neovaskularizaci nebo aseptické nekróze. Výzkum tohoto materiálu pokračuje, ale pro jeho časté komplikace se používají spíše implantáty z hydrogelu. Hydrogelové implantáty obsahují oproti polysulfonovým vysoký obsah vody (78%), čímž je zajištěno správné přilnutí rohovkové lamele. Jejich rozdíl je také v propustnosti výživných látek. Refrakční index hydrogelových čoček je velmi blízký indexu lomu zdravé rohovkové tkáně (1,376) a to 1,385, čímž se snižuje riziko rozptylu světla. Jelikož má hydrogelová čočka větší rozměry, je implantována pod rohovkovou lamelu o šířce 8,5 mm a tloušťce 250 µm až 300 µm, která je vytvořena mikrokeratomem. Do vzniklého prostoru je implantována čočka a okraje lamely jsou sešity buď jednotlivými stehy anebo kontinuální suturou, která je v oku ponechána 3-4 měsíce. Tolerance hydrogelových čoček je lepší než u polysulfonových čoček, četnost komplikací je mnohem nižší. Dnes můžeme všechny řezy provádět femtosekundovým laserem. 29

Výhodou tohoto zákroku je jeho reverzibilita, například při nutné vyjmutí čočky po odklopení lamely, stejně tak jako jeho regulovatelnost, při potřebě změny polohy čočky nebo při její nutné výměně. [6,28,29] Obr. 15 Intrakorneální čočka [2] 4.1.6. Instrastromální korneální kroužek (ICR) Metoda ICR stojí na principu oploštění centrální části rohovky napnutím její periferie (Obr.16). Existují dva typy implantátů a to již zmíněný intrastromální kroužek a jeho obměna intrastromální korneální segmenty (ICRS) (Obr.17). Segmenty těchto kroužků jsou vyrobeny z polymeru, který se používá v chirurgii katarakty již 40 let. Například kroužky firmy KeraVision se vyrábí z polymetylmetakrylátu (PMMA), s rozměry vnitřního průměru 7 mm, vnějšího průměru 8,1 mm a tloušťkou mezi 0,25 a 0,45 mm. Segmenty mají místo 360 kruhu, jak je tomu u ICR, dva půlkruhy v rozsahu 150. Segmenty jsou designově navrženy tak, aby zůstaly permanentně na svém místě, ale při potřebě je možné jejich odstranění nebo přemístění podle změn zraku v důsledku stárnutí oka. Nejlepšími kandidáty pro tento zákrok, jsou pacienti s nízkou a střední myopií, kteří nemají více jak 1 D v cylindrech. Pacienti by měli mít také alespoň 21 let s neměnným refrakčním stavem oka minimálně jeden rok. Operace se provádí v lokální anestezii. Na horním okraji rohovky se provede radiální incize o délce 2-3 mm a to zhruba do 70% tloušťky rohovky, optická zóna je 7-8 mm. Na oko se přisaje fixační prstenec rohovkového separátoru, který slouží i k zavedení separačního cirkulačního nože s rozsahem 360 v případě intrastromálního kroužku a s rozsahem 180 pro pravý a levý segment. V důsledku tlaku tupého separačního nože vzniká ve stromatu rohovky pravidelný intrastromální tunel, do kterého je pinzetou vpraven kroužek nebo segmenty a rána je překryta kontaktní čočkou. Dnes můžeme používat pro tvorbu tunelu femtosekundový laser. Refrakční efekt tohoto zákroku je 1,5 3,5 dioptrií. Komplikací může být perforace rohovky fixačním separátorem při nešetrném zavádění nebo depozita v intrastromálním tunelu. Tato metoda je oblíbena i u korekce keratokonu, který není možný korigovat tvrdými 30

kontaktními čočkami nebo brýlovými skly a ještě není nutno přistoupit k perforující keratoplastice. Celý zákrok je prováděn ambulantně a zabere asi 15 minut na každém oku. [6, 26] Obr. 16 Intrastromální korneální kroužek [10] Obr. 17 Intrastromální korneální segmenty (ICRS) [10] 4.2. ROHOVKOVÉ LASEROVÉ METODY Laser je akronymem anglického Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, neboli zesilování světla stimulovanou emisí záření. Je optickým zdrojem elektromagnetického záření. Světlo vycházející z laseru je ve formě úzkého svazku a je monochromatické a koherentní, má tedy téměř nulovou rozbíhavost a stejnou vlnovou délku. Zdroj energie dodává do aktivního média, které je umístěno do rezonátoru, energii. Ta vybudí elektrony aktivního média z jejich základní energetické hladiny do vyšší energetické hladiny, čímž dojde k jejich excitaci. Vybuzena je většina elektronů a dojde ke vzniku inverzní populace. Při zpětném přechodu elektronu na nižší hladinu dojde k emisi fotonů, které vzájemně působí na další elektrony inverzní populace. Díky tomu dojde ke stimulované emisi fotonů, které mají stejnou fázi i frekvenci. V rezonátoru, který je nejčastěji tvořen zrcadly, dochází k odrazu fotonů a k jejich znovuvstoupení do aktivního média. Tím dochází 31

k zesilování toku fotonů a výsledný paprsek, po získání dostatečné energie, prochází skrz jedno polopropustné zrcadlo rezonátoru. [37] Excimerový laser je plynový pulsní laser. Název je odvozen od slov excited a dimer. Aktivní prostředí tohoto laseru je tvořeno takzvanými excimery, které vznikají při srážce atomu plynu se svazkem elektronů, které mají vysokou energii. Ty mohou existovat pouze ve vybuzeném stavu, při přechodu do stavu základního se rozpadnou. Plynová náplň těchto laserů je nejčastěji kombinace halogenů a vzácných plynů. Díky paprskům ultrafialového záření o vlnové délce 193 nm dojde k fotochemickému ději, který má za následek ablaci kolagenních makromolekul. Kvůli absorpci záření se tvoří molekulární fragmenty, které se mění na plyn. Celý tento proces se nazývá fotoablací. Každý pulz snese 0,25 µm tkáně rohovky. [28, 37] Femtosekundový laser je pevnolátkový laser, který pracuje s ultrakrátkými impulzy o vlnové délce 1100 1600 nm. Energie těchto krátkých impulsů je soustředěna do malého prostoru, kde dojde k vysoké energetické hustotě. Dojde tak k mikroevaporaci tkáně a rohovka je okamžitě proměněna na plyn. [39] 4.2.1. Laserové zákroky ve stromatu rohovky 4.2.1.1. LASIK Indikací pro metodu LASIK (laser in situ keratomileusis) jsou refrakční vady myopie od - 3 D do -10 D, hypermetropie od +3 D do +5 D a astigmatismus nad ±2 D. LASIK, stejně jako ostatní laserové zákroky, se provádí ambulantně po znecitlivění oka anestetickými kapkami. V první fázi zákroku je vytvořena rohovková lamela. K tomu slouží zařízení zvané mikrokeratom, které je součástí přísavného kroužku na fixaci bulbu. Tento kroužek působí jako vodící lišta, ve které se mikrokeratom pohybuje a napomáhá k dosažení vysokého vakua (65 torrů), které je nutné pro vytvoření lamely. Tloušťka lamely se určuje podle pachymetrie pacienta, většinou jsou to hodnoty od 130 µm až po 180 µm. Lamely mohou být s můstkem umístěným superiorně nebo s můstkem umístěným nazálně, podle typu použitého mikrokeratomu. Lamela je po dokončení řezu nadzvednuta na opačné straně než je můstek a je odklopena. V další fázi se pod lamelou provádí po zaměření excimerového laseru fotoablace stromálního lůžka. Poté je lamela přiklopena zpět a uhlazena do konečné polohy (Obr.18). Zároveň je proplachován prostor pod lamelou. Lamelu není potřeba zašívat, v průběhu 12 48 hodin se pevně přisaje. Při korekci myopie je odstraňována centrální část 32