Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật epilasik trong điều trị cận và loạn cận

Cầu sai Spherical Aberration Cầu tương đương Spherical Equivalent Dao cắt giác mạc Microkeratome Dao tách biểu mô Epikeratome EpiLASIK bỏ vạt EpiLASIK off EpiLASIK để vạt EpiLASI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2010

TRẦN HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

KỸ THUẬT EPILASIK TRONG ĐIỀU TRỊ CẬN VÀ LOẠN CẬN

Chuyên ngành: NHÃN KHOA

Mã số 62.72.56.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

Người hướng dẫn khoa học

PGS TS LÊ MINH TUẤN

PGS TS LÊ MINH THÔNG

Thành phố Hồ Chí Minh - 2010

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

1.1 GIẢI PHẪU, SINH LÝ VÀ MÔ HỌC GIÁC MẠC 4

1.5.3 Phản ứng giác mạc sau phẫu thuật laser excimer 28

1.5.5 Các biến chứng trong và sau phẫu thuật laser excimer 39

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

3.2.6 Chất lượng thị giác 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Excimer Excited Dimer

TGF- β1 Transforming growth factor beta 1

Cầu sai Spherical Aberration

Cầu tương đương Spherical Equivalent

Dao cắt giác mạc Microkeratome

Dao tách biểu mô Epikeratome

EpiLASIK bỏ vạt EpiLASIK off

EpiLASIK để vạt EpiLASIK on

Ghép bồi giác mạc Keratophakia

Giường nhu mô Stromal bed

Hệ số phi cầu Asphericity quotient

Kính nội nhãn Intraocular Lens

Lá lưới Reticular lamina

Laser excimer Excimer laser

Laser femto Femtosecond laser

Liên kết vòng bịt Tight junctional complex

Nguyên bào xơ cơ Myofibroblast

Phẫu thuật cắt lớp Lamellar surgery

Quang bóc lớp Photoablation

Quang hủy Photodisruption

Quang sai bậc cao Higher Order Aberration

Quang sai bậc cao tổng Root Mean Square

Rạch giác mạc hình nan hoa Radial Keratotomy

Tế bào giác mạc Keratocyte

Thể kết dính Desmosome

Thị lực không kính Uncorrected visual acuity

Thị lực tối đa với kính Best corrected visual acuity

Thoái triển cận thị Myopic regression

Tự chết tế bào Apoptosis

Viêm mặt cắt tỏa lan Diffuse Lamellar Keratitis

Vùng quang học Optical zone

Yếu tố tăng trưởng Growth factor

Yếu tố tăng trưởng chuyển đổi beta Transforming growth factor beta

Yếu tố tăng trưởng chuyển đổi beta 1 Transforming growth factor beta 1

Hình 1.2 Tế bào nông qua kính hiển vi điện tử cắt lớp 6

Hình 1.3 Màng đáy 7

Hình 1.4 Lý thuyết về sự triệt tiêu tán xạ ánh sáng 10

Hình 1.5 TBGM bào nằm khít giữa các phiến collagen 11

Hình 1.6 Một phần TBGM và các sợi collagen với các hướng khác nhau 11

Hình 1.7 Phẫu thuật laser excimer .19

Hình 1.8 Xung laser kiểu Q-swichted 21

Hình 1.9 Bức xạ tự động (A), bức xạ kích thích (B) 23

Hình 1.10 Sơ đồ tác động của laser excimer lên mô 24

Hình 1.11 Vùng tác động laser trên GM 25

Hình 1.12 Mờ giác mạc sau PRK 29

Hình 1.13 Nhu mô trên kính hiển vi điện tử 31

Hình 1.14 Nguyên bào xơ cơ sau PRK trên mắt thỏ 32

Hình 1.15 Tăng sinh tế bào (chấm xanh lá cây) 33

Hình 1.16 Màng đáy sau PT (dưới kính hiển vi điện tử) 36

Hình 1.17 Ba ngày sau EpiLASIK (trái - bỏ vạt, phải - để vạt) 37

Hình 1.18 Biến chứng cắt phạm nhu mô (EpiLASIK) 40

Hình 1.19 Biến chứng xâm lấn biểu mô dưới vạt (LASIK) 40

Hình 2.1 Máy Laser Technolas và bộ điều khiển Moria 52

Hình 2.2 Epikeratome (1), Microkeratome (2) 52

Hình 2.3 Đo khúc xạ chủ quan (1) và khách quan (2) 54

Hình 2.4 Đo độ nhạy tương phản 55

Hình 2.5 Đo bản đồ GM và quang sai bậc cao (1), công suất GM (2) 56

Hình 2.6 Thước thể hiện độ đau nhức 56

Hình 2.7 Test Schirmer (1); Test vỡ màng phim nước mắt (2) 57

Hình 2.8 Cảm giác kế Cochet Bonnet 57

Hình 2.9 Đo kích thước đồng tử (1) và chiều dày GM (2) 58

Hình 4.1 Quá trình tái tạo biểu mô 95

Bảng 1.2 Các biến chứng và tác dụng không mong muốn 39

Bảng 1.3 Tóm tắt kết quả một số nghiên cứu về EpiLASIK 42

Bảng 2.1 Các biến số và thời điểm thu thập dữ liệu 53

Bảng 2.2 Giá trị TL tương phản ứng với số thứ tự của tiêu thử 55

Bảng 3.1 Khúc xạ và thị lực trước phẫu thuật 64

Bảng 3.2 Phân bố theo mức độ cận trước phẫu thuật 65

Bảng 3.3 Độ nhạy tương phản trước phẫu thuật 65

Bảng 3.4 Quang sai bậc cao trước phẫu thuật 66

Bảng 3.5 Các thông số liên quan đến chức năng 66

Bảng 3.6 Các thông số liên quan đến giải phẫu 67

Bảng 3.7 Chỉ số an toàn 69

Bảng 3.8 Thay đổi thị lực tối đa so với trước phẫu thuật 69

Bảng 3.9 Chỉ số hiệu quả 70

Bảng 3.10 Thị lực không kính sau phẫu thuật 71

Bảng 3.11 Khúc xạ tồn dư sau phẫu thuật 71

Bảng 3.12 Khúc xạ theo thời gian 73

Bảng 3.13 Quang sai bậc cao theo thời gian 77

Bảng 3.14 Tình trạng khô mắt sau phẫu thuật 84

Bảng 3.15 Chiều dày giác mạc sau phẫu thuật 85

Bảng 3.16 Biến chứng trong và sau phẫu thuật 88

Bảng 3.17 Kết quả 12 tháng 88

Bảng 3.18 Mức độ hài lòng 89

Bảng 4.1 So sánh tính an toàn 98

Bảng 4.2 So sánh tính hiệu quả 99

Bảng 4.3 So sánh tính chính xác 101

Bảng 4.4 Mờ giác mạc sau EpiLASIK 109

Bảng 4.5 Đề xuất chung về lựa chọn phương pháp PT 123

Biểu đồ 3.2 Phân bố tật khúc xạ 64

Biểu đồ 3.3 Số lượng bệnh nhân tái khám 67

Biểu đồ 3.4 Đau nhức sau EpiLASIK 68

Biểu đồ 3.5 Tốc độ tái tạo biểu mô sau EpiLASIK 68

Biểu đồ 3.6 TLKK sau PT ≥ TLTĐ trước PT 70

Biểu đồ 3.7 EpiLASIK – SE sau 12 tháng 72

Biểu đồ 3.8 LASIK – SE sau 12 tháng 72

Biểu đồ 3.9 Độ cầu trung bình theo thời gian 74

Biểu đồ 3.10 Độ trụ trung bình theo thời gian 74

Biểu đồ 3.11 SE trung bình theo thời gian 75

Biểu đồ 3.12 Biên độ dao động SE 75

Biểu đồ 3.13 Thoái triển theo mức độ cận 76

Biểu đồ 3.14 Quang sai bậc cao sau EpiLASIK 78

Biểu đồ 3.15 Quang sai bậc cao sau LASIK 79

Biểu đồ 3.16 Biên độ tăng quang sai bậc cao so với trước PT 79

Biểu đồ 3.17 Độ nhạy tương phản trước và sau EpiLASIK 80

Biểu đồ 3.18 Độ nhạy tương phản trước và sau LASIK 80

Biểu đồ 3.19 Mức độ thay đổi ĐNTP so với trước PT tại thời điểm 12 tháng 81

Biểu đồ 3.20 Thay đổi mức độ mờ giác mạc theo thời gian 82

Biểu đồ 3.21 Tỷ lệ mờ giác mạc của nhóm EpiLASIK 82

Biểu đồ 3.22 Cảm giác GM trước và sau PT 83

Biểu đồ 3.23 Công suất KX GM theo thời gian 85

Biểu đồ 3.24 Chiều dày GM 86

Biểu đồ 3.25 Nhãn áp 87

Biểu đồ 3.26 Mật độ tế bào nội mô 87

Sơ đồ 1.2 Phản ứng GM sau chấn thương biểu mô 28

Sơ đồ 2.1 Qui trình phẫu thuật 48

Sơ đồ 2.2 Qui trình nghiên cứu 50

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tật khúc xạ nói chung và cận thị nói riêng là một trong những vấn đề được xã hội rất quan tâm Cận thị có thể điều chỉnh bằng kính gọng hoặc kính tiếp xúc, tuy nhiên chất lượng cuộc sống của người bệnh bị giảm sút khi sử dụng các phương tiện hỗ trợ quang học Có những ngành nghề không tiếp nhận những người có thị lực không kính dưới 10/10, vì vậy phẫu thuật khúc

xạ là giải pháp được nhiều người lựa chọn

Các nghiên cứu đầu tiên về phẫu thuật khúc xạ được thực hiện vào những thập niên cuối của thế kỷ thứ 19 [82], [119], [183] khởi đầu từ những phương pháp thô sơ [37], [106], [179] đến những phương pháp có tính an toàn

và hiệu quả cao hơn [183]

Nhưng phẫu thuật khúc xạ chỉ thực sự khởi sắc kể từ thập niên 90 của thế kỷ 20 khi laser excimer được ứng dụng [140] Tới năm 2006, trên toàn thế giới có khoảng 8 triệu ca phẫu thuật khúc xạ bằng laser excimer được thực hiện [24] Đặc biệt, LASIK, sự kết hợp giữa phương pháp cắt lớp giác mạc với laser excimer đã đạt được hầu hết các tiêu chuẩn của phẫu thuật khúc xạ:

an toàn, chính xác, hiệu quả, ổn định, nhanh phục hồi thị lực, thời gian hậu phẫu ngắn, không đau, chế độ chăm sóc đơn giản, không làm gián đoạn nhịp sống và công việc thường ngày của người bệnh Chính vì vậy, LASIK đã trở thành phẫu thuật chính yếu trong ngành khúc xạ [58], [122]

Nhược điểm lớn nhất của LASIK là biến đổi đặc tính cơ sinh học của giác mạc Sau khi tạo vạt, giác mạc vĩnh viễn bị chia thành hai lớp, làm thay đổi cấu trúc giải phẫu, khiến thành giác mạc yếu đi và được cho là nguyên nhân gây dãn phình giác mạc sau phẫu thuật [59] Vạt giác mạc còn hạn chế biên độ điều trị của LASIK, điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp giác mạc mỏng Các biến chứng liên quan đến vạt LASIK không những có thể xảy ra trong lúc phẫu thuật, năm đầu sau phẫu thuật mà thậm chí có thể xảy ra nhiều năm sau phẫu thuật [45], [80], [99], [115], [130], [136], [158], [180],

[184], [189] LASIK không phải là phương pháp lựa chọn đối với những người có đặc thù nghề nghiệp và phong cách sống dễ gặp chấn thương Bên cạnh đó, vạt giác mạc trong phẫu thuật LASIK còn được cho là nguyên nhân làm gia tăng quang sai sau phẫu thuật, giảm chất lượng thị giác, gây nguy cơ xuất hiện quầng, tia quanh nguồn sáng ban đêm [40], [46], [149], [175], [192], [198]

Phương pháp nào hạn chế các nhược điểm này của LASIK? Đó là bóc bay bề mặt bằng laser excimer Nhưng phẫu thuật bóc bay bề mặt lại có các nhược điểm: đau, cộm, xốn, chói sáng, chảy nước mắt, chậm phục hồi thị lực, nguy cơ mờ giác mạc sau phẫu thuật Vì vậy, mặc dù PRK là phẫu thuật bóc bay bề mặt đầu tiên, có trước LASIK, nhưng từ khi xuất hiện LASIK, số ca phẫu thuật bằng phương pháp PRK đã giảm xuống dưới 2% vào năm 2000 [91] Phẫu thuật bóc bay bề mặt bằng kỹ thuật LASEK kỳ vọng giữ được những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm của PRK và LASIK [42] Nhưng LASEK chưa thể hiện được sự vượt trội, trong khi độc tính của cồn pha loãng đối với giác mạc còn là vấn đề bàn cãi [48] Cạnh đó, thao tác tách vạt biểu mô bằng tay, phức tạp, tỉ mỉ, thời gian phẫu thuật lâu, xác suất hỏng vạt phải chuyển qua PRK cao làm cho LASEK ít hấp dẫn và không phổ biến [23], [41], [50], [68], [72], [113], [133], [160]

EpiLASIK – phẫu thuật bóc bay bề mặt tiên tiến với các tiêu chí: ít xâm lấn, ít làm tổn hại cấu trúc, tạo vạt biểu mô tự động, kỹ thuật đơn giản, được Pallikaris giới thiệu lần đầu vào năm 2003 [148], [150] Kể từ đó phẫu thuật bóc bay bề mặt dần lấy lại được sự quan tâm của giới chuyên môn, số lượng phẫu thuật bóc bay bề mặt tăng trở lại, chiếm 25% trong tổng số các phẫu thuật khúc xạ vào năm 2005 [91], [121] EpiLASIK giúp hạn chế đáng kể các yếu điểm của bóc bay bề mặt

Trên thế giới đã có một số nghiên cứu về EpiLASIK [51], [121], [185] Tại Việt nam, phẫu thuật EpiLASIK được ứng dụng từ năm 2006 tại Bệnh viện Mắt TP Hồ Chí Minh với kết quả ban đầu khá khả quan [16], [17], [18]

Tuy nhiên đây là một vấn đề còn mới mẻ, liệu EpiLASIK có thể so sánh được với LASIK – một tiêu chuẩn “vàng” về hiệu quả và chính xác trong phẫu thuật khúc xạ hay không? Chưa có một nghiên cứu toàn diện để trả lời câu hỏi

này Xuất phát từ những luận điểm trên, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật EpiLASIK trong điều trị cận và loạn cận” được tiến hành với hai

mục tiêu

1 Đánh giá tính an toàn, hiệu quả, chính xác và sự ổn định của

phẫu thuật EpiLASIK

2 Nhận xét những thay đổi về giải phẫu, chức năng và chất

lượng thị giác liên quan đến phẫu thuật

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 GIẢI PHẪU, SINH LÝ VÀ MÔ HỌC GIÁC MẠC

Chiếm 1/6 trước, giác mạc là thành phần vô cùng quan trọng của vỏ nhãn cầu Trong các giác quan, hệ thống thị giác chịu trách nhiệm cho 80% các thông tin từ thế giới bên ngoài Với đặc tính quang học trong suốt, giác mạc cho phép ánh sáng đi qua để đến võng mạc Tại đây, bằng các phản ứng hóa học, tín hiệu ánh sáng được chuyển thành tín hiệu điện và dẫn truyền qua dây thần kinh thị giác lên trung khu thị giác của vỏ não Bán kính cong mặt trước giác mạc tạo thành lực hội tụ khoảng 48,8 điốp chiếm 2/3 công suất khúc xạ của mắt Dễ tiếp cận, lại chiếm phần lớn công suất của nhãn cầu, nên can thiệp trên giác mạc đã, đang và tiếp tục là mảnh đất lý tưởng cho phẫu thuật khúc xạ trong thời gian tới Khác biệt độ cong giữa mặt trước và mặt sau làm cho giác mạc trung tâm hơi mỏng hơn ngoại vi Chiều dày ở trung tâm khoảng 520 μm và tăng dần ra ngoại vi, trung bình 700 μm tại vùng rìa Với chiều dày như vậy, hầu hết cận thị ở mức vừa và nhẹ có thể giải quyết hết bằng phẫu thuật laser excimer Do chu biên dẹt hơn nên giác mạc có dạng cầu lồi, hình dạng này làm giảm nhưng không triệt tiêu được cầu sai của hệ quang học mắt

Từ trước ra sau giác mạc có 5 lớp: biểu mô, màng Bowman, nhu mô, màng Descemet, nội mô (Hình 1.1) Lớp phim nước mắt phủ trên cùng giúp bảo vệ giác mạc và duy trì bề mặt biểu mô trơn láng Phẫu thuật laser excimer chủ yếu liên quan đến các thành phần phía trước của giác mạc, gồm phim nước mắt, biểu mô và nhu mô

mô Phim nước mắt phủ đều trên bề mặt giác mạc, lấp đầy các khe hở giữa các vi nhung mao và vi nếp trên bề mặt các tế bào biểu mô Nhờ vậy, bề mặt giác mạc luôn trơn láng, ánh sáng xuyên qua giác mạc không bị tán xạ, đảm bảo chức năng quang học hoàn hảo của giác mạc Sau phẫu thuật laser excimer, rối loạn phim nước mắt có thể xảy ra do các tế bào đài kết mạc bị tổn thương bởi tác động của vòng hút và do giảm tần suất chớp mắt, tăng bốc hơi nước mắt ở bề mặt nhãn cầu Hiện tượng này thường có tính tạm thời, mức độ khác nhau tùy cá thể, giảm dần trong thời gian 3 đến 6 tháng sau mổ, cũng có trường hợp cá biệt kéo dài dai dẳng cả năm Phẫu thuật LASIK được

cho là gây khô mắt nhiều hơn bóc bay bề mặt do làm tổn hại tới thần kinh cảm giác giác mạc nhiều hơn

Hình 1.2 Tế bào nông qua kính hiển vi điện tử cắt lớp

(vô số vi nhung mao phủ trên bề mặt, ranh giới rõ rệt giữa các tế bào)

“Nguồn Nishida T, (2005)” [137]

Biểu mô giác mạc gồm các tế bào vẩy, đồng nhất, phân tầng, không

sừng hóa Sự đồng nhất giúp duy trì tính trong suốt và bảo tồn độ cong của mặt trước giác mạc – bề mặt khúc xạ chủ đạo của nhãn cầu Chiều dày của biểu mô khoảng 50 – 60 µm, gồm 5 hoặc 6 lớp tế bào Có 3 loại tế bào khác nhau: tế bào nông (Hình 1.2), tế bào cánh và một lớp tế bào đáy hình trụ, gắn vào màng đáy nằm sát trên màng Bowman Duy nhất tế bào đáy có khả năng phân bào và biệt hóa thành tế bào cánh rồi tế bào nông để không ngừng xoay vòng, thay thế những lớp tế bào nông bên trên bằng những tế bào cánh bên dưới Mỗi chu kỳ kéo dài 7 ngày Màng đáy có chiều dày 75-100 nm, màng đáy được tiết ra và tạo thành từ tế bào đáy (Hình 1.3) Màng đáy mỏng, liên tục được cấu tạo bởi lá trong nhạt màu, phía trước, nằm sát màng tế bào, dày khoảng 23 nm và lá đặc, sẫm màu, dày 48 nm nằm áp lên màng Bowman Thành phần thứ 3 của màng đáy là lá lưới, nằm xa hơn lá đặc và bên trong lớp Bowman Vùng này bao gồm những sợi, tấm neo và những chất liệu đậm đặc liên quan với lá đặc

mô Biểu mô duy trì sự trơn láng bề mặt quang học, là hàng rào sinh học bảo

vệ nhu mô chống lại tác hại bên ngoài, ngăn chặn nước mắt, hóa chất và các tác nhân gây bệnh xâm nhập vào những lớp sâu của giác mạc Chức năng rào cản sinh học của biểu mô có được nhờ các liên kết tế bào tồn tại trên màng tế bào Các liên kết này tạo trạng thái ổn định và duy trì sự kết nối, tiếp giáp giữa các tế bào Các tế bào nông nối với nhau bởi những thể kết dính và những liên kết vòng bịt Tế bào cánh nối với nhau và nối với tế bào nông bên trên, tế bào đáy bên dưới bằng thể kết dính Tế bào đáy nối với màng đáy bằng thể bán liên kết (Sơ đồ 1.1)

Thể kết dính và những liên kết vòng bịt, là dạng kết nối tế bào chặt chẽ nhất, chỉ cho phép các chất đi qua một cách hết sức chọn lọc Các cấu trúc này nằm ở thành bên các tế bào nông, là những tế bào bề mặt, tiếp xúc trực

tiếp với môi trường bên ngoài Đặc điểm giải phẫu này tạo thành chức năng màng chắn cơ học của biểu mô, bảo vệ nhu mô một cách hữu hiệu, ngăn các yếu tố độc hại xâm nhập vào vùng gian bào bên dưới

Khi có chấn thương biểu mô, trước hết, một lớp đơn các tế bào lân cận

di chuyển về hướng bị khuyết Tiếp theo là sự dịch chuyển cả mảng gồm tế bào đáy, tế bào cánh và tế bào nông Quá trình dịch chuyển tế bào sẽ dừng lại khi chỗ khuyết biểu mô được phủ kín Sau đó các tế bào mới tiếp tục gia tăng

về số lượng để bù đắp và phục hồi chiều dày ban đầu

Sơ đồ 1.1 Hệ thống kết nối TB của GM

Ô đen - liên kết vòng bịt, ô sọc - thể kết dính hoặc thể bán liên kết,

ô xám - mối kết khe

“Nguồn Nishida T, (2005)” [137]

Trong phẫu thuật laser excimer, kết nối tế bào bị phá vỡ bởi yếu tố cơ học do tạo vạt, bóc biểu mô và dưới tác động của laser Chấn thương phá hủy màng tế bào của biểu mô và nhu mô, phóng thích các cytokin gây tự chết các

tế bào lành kế cận Điều này khởi động dây chuyền các phản ứng lành vết thương giác mạc mà hệ quả được cho là hiện tượng mờ giác mạc, dao động

khúc xạ, thoái triển, sự khác nhau về mức độ dính của vạt giác mạc xuống nền nhu mô ở trung tâm và mép vạt Mức độ phản ứng của giác mạc tỷ lệ thuận với mức độ tự chết tế bào của biểu mô và mức độ biểu hiện của các hệ quả trên lâm sàng Ngoài ra, phẫu thuật bóc bay bề mặt làm khuyết biểu mô, lộ các đầu tận thần kinh gây ra cảm giác đau nhức, kích thích, cộm xốn trong thời gian hậu phẫu sớm

Màng Bowman là một vùng vô bào dạng màng, ngăn cách biểu mô và

nhu mô, có chiều dày 12 µm, tạo bởi các sợi collagen và proteoglycan Thành phần collagen chủ yếu là típ I và III, đường kính sợi từ 20 - 30 µm, nhỏ hơn kích thước sợi collagen ở nhu mô Màng Bowman được xem như là phần trước của nhu mô Những sợi collagen của màng Bowman được tổng hợp và chế tiết bởi tế bào giác mạc Do vậy có sự tiếp nối liên tục giữa collagen của màng Bowman và nhu mô Màng Bowman không tái sinh sau chấn thương Biểu mô bình thường được hình thành và duy trì ngay cả khi không có màng Bownman Nhiều động vật có vú không có lớp Bowman nhưng vẫn có cấu trúc biểu mô bình thường Vì vậy chức năng sinh lý của màng Bowman còn là một câu hỏi cần được làm sáng tỏ [137]

Nhu mô chiếm 90% bề dày và là thành phần cơ bản cấu thành giác

mạc Các đặc điểm của giác mạc, như độ bền, hình dạng cố định, tính trong suốt đều dựa trên các đặc tính về giải phẫu và cơ sinh học của nhu mô giác mạc

Nhu mô giác mạc bao gồm các chất ngoại bào, tế bào giác mạc và sợi thần kinh Thành phần tế bào chỉ chiếm 2 - 3% tổng thể tích nhu mô, phần còn lại chủ yếu là collagen và glycosaminoglycan Trong đó collagen chiếm hơn 70% trọng lượng khô của giác mạc, hầu hết là típ I, còn lại là típ III, V,

VI Tế bào giác mạc sản xuất chuỗi tiền alpha của collagen và tiết vào vùng gian bào, từ đó tạo thành phân tử collagen Những phân tử collagen tập hợp lại thành sợi Kích thước của các sợi collagen giác mạc đồng nhất, đường kính

trung bình từ 22,5 đến 35 nm Khoảng cách giữa các sợi cũng đồng nhất và bất biến (41,4 ± 1,5 nm) Kích thước nhỏ, đều đặn và khoảng cách đồng nhất giữa các sợi collagen khiến tán xạ ánh sáng bị triệt tiêu, đảm bảo tính trong suốt của giác mạc (Hình 1.4) [60] Khi tính đồng nhất về kích thước và khoảng cách giữa các sợi collagen bị mất, giác mạc sẽ bị mờ, đục

Hình 1.4 Lý thuyết về sự triệt tiêu tán xạ ánh sáng

“Nguồn Ehlers N và Hjortdal J, (2006)” [60]

Những sợi collagen gắn kết với nhau tạo thành những thớ collagen Các thớ này tạo thành 200-300 phiến, mỗi phiến chạy song song với bề mặt giác mạc từ rìa bên này sang rìa bên kia Nhiều loại glycosaminoglycan hiện diện giữa các thớ collagen ở nhu mô giác mạc Các glycosaminoglycan kết nối với một lõi protein tạo thành proteoglycan, là những phân tử ái nước có khả năng hấp thu và giữ một lượng nước lớn Hầu hết nước trong nhu mô giác mạc đều dưới dạng gắn kết với glycosaminoglycan Lực kết dính giữa các phiến collagen phụ thuộc mối liên hệ giữa các phiến collagen và proteoglycan Lực này mạnh nhất ở chu biên, nơi các sợi collagen đan xen dày đặc, yếu nhất là vùng 1/3 sau của nhu mô trung tâm nơi mật độ đan kết collagen thưa thớt Tốc độ thay thế của các sợi collagen trong nhu mô chậm, cần từ 2 đến 3 năm

Tế bào giác mạc có dạng hình thoi với đầu mút dài, nằm rải rác giữa các phiến của nhu mô (Hình 1.5; Hình 1.6) Các tế bào nối với nhau bằng mối kết khe ở đầu mút, tạo thành mạng lưới Các tế bào giác mạc len lỏi giữa các

lớp collagen và proteoglycan, trao đổi các thông tin nội bào với nhau qua các mối kết khe và hoạt động như một hệ thống nhất Bằng cách tổng hợp phân tử collagen và glycosaminoglycan, tế bào giác mạc duy trì thành phần nhu mô, đồng thời tổng hợp các enzym phân hủy như MMP

Hình 1.5 TBGM bào nằm khít giữa các phiến collagen

“Nguồn Nishida T, (2005)” [137]

Trạng thái sinh lý của các tế bào là bình lặng Khi nhu mô tổn thương, những tế bào gần vết thương bị kích hoạt và chuyển đổi thành nguyên bào xơ

cơ, đóng vai trò quan trọng trong cơ chế lành vết thương nhu mô

Hình 1.6 Một phần TBGM và các sợi collagen với các hướng khác nhau

“Nguồn Nishida T, (2005)” [137]

Tại vị trí khuyết biểu mô kéo dài, tế bào giác mạc cũng trở nên hoạt tính, có thể góp phần tiêu hủy nhu mô bằng cách gia tăng tổng hợp và chế tiết men phân hủy collagen - MMP

Trong phẫu thuật laser excimer, tác nhân kích thích phản ứng nhu mô là chết tế bào Tế bào giác mạc ở lớp nông của nhu mô rất nhạy cảm với các thay đổi có tính thẩm thấu, đặc biệt khi lớp biểu mô bên trên bị khuyết, nhu

mô bị phơi trần Số lượng tế bào chết càng nhiều phản ứng càng mạnh Các tế bào chết phóng thích các chất trung gian kích hoạt tế bào khỏe mạnh thành nguyên bào xơ cơ Nguyên bào xơ cơ nhanh chóng tăng lên về số lượng bằng cách phân bào và di chuyển về vùng tổn thương Nguyên bào xơ cơ sản xuất collagen và proteoglycan mới, mặc dù về bản chất vẫn là collagen típ I, nhưng đặc tính lại khác Các thành phần ngoại bào mới có kích thước không đồng đều và lớn hơn bình thường Khoảng cách giữa các sợi collagen mới không đồng nhất cộng thêm sự tập trung nhiều tế bào tại vùng chấn thương làm ánh sáng bị tán xạ gây nên hiện tượng mờ giác mạc sau phẫu thuật Như vậy, tế bào giác mạc điều hòa, cân bằng cấu trúc, cơ sinh học của nhu mô bằng cách tổng hợp và phân hủy các chất ngoại bào Hoạt động gián phân của tế bào giác mạc khá chậm, tốc độ thay thế trung bình từ 2 đến 3 năm

Màng Descemet là lớp màng đáy của nội mô giác mạc tạo thành từ

collagen cô đặc, do tế bào nội mô tiết ra, chiều dày 8 - 10 µm và không tái sinh Màng Descemet chứa hầu hết là collagen típ IV, laminin và fibronectin Các sợi collagen ở nhu mô liên tục với các sợi của màng Bowman nhưng lại không liên tục với các sợi ở màng Descemet Màng Descemet dính không chặt vào mặt sau của nhu mô, có thể bóc thành lớp khi phẫu thuật Do nằm sâu trong giác mạc, màng Descemet không bị tác động của laser excimer

Nội mô là một lớp đơn tế bào nằm trong cùng của giác mạc Số lượng

từ 400.000 đến 500.000 tế bào, sắp xếp trật tự theo dạng khảm Tế bào nội mô

có hình lục giác với chiều dày 5 µm, chiều rộng 20 µm Vô số những liên kết khe dọc theo màng bên tế bào cho phép giao tiếp bào tương giữa các tế bào Mặt sau của màng tế bào có nhiều vi nhung mao và nếp gấp, nhờ vậy diện tích tiếp xúc của nội mô với thủy dịch gia tăng Ở người trẻ, trưởng thành, mật độ trung bình là 3.500 tế bào /mm2, số lượng giảm dần theo tuổi Các

phẫu thuật nội nhãn và các phản ứng viêm trong tiền phòng hoặc tăng áp lực nội nhãn đều làm giảm mật độ tế bào Nếu mật độ tế bào giảm xuống dưới giới hạn 400-700 tế bào/mm2 hoặc mất từ 80% lượng tế bào nội mô trở lên, khả năng vận chuyển của nội mô bị quá tải, mất bù trừ dẫn đến phù nhu mô mạn tính Hậu quả, giác mạc mất đi tính trong suốt Tế bào nội mô có nguồn gốc thần kinh nên không có khả năng tái sinh Vì không có khả năng phân bào, những chỗ khuyết tế bào nội mô được các tế bào lân cận vươn tới, kéo dãn để che phủ vùng bị khuyết mà không gia tăng về số lượng Phẫu thuật laser excimer tác động lên biểu mô và phần nhu mô trước nên nội mô ít bị ảnh hưởng

Phân bố thần kinh cảm giác của giác mạc trước hết qua nhánh mắt

của thần kinh sinh ba, dây V1, vào nhãn cầu từ thần kinh thể mi dài sau và một phần của thần kinh thể mi ngắn Các thân thần kinh tiến vào giác mạc từ rìa và hướng ra trước theo kiểu nan hoa về trung tâm, tạo thành một lưới thần kinh gọi là đám rối dưới màng đáy Giác mạc là một trong những mô có mật

độ phân bố thần kinh cao nhất trong cơ thể Mức độ nhạy cảm cao hơn da 300 tới 600 lần Khoảng 100 đầu mút thần kinh trên một vùng diện tích 0,01 mm2

Có khoảng 80 phân nhánh lớn đi vào giác mạc, phân chia, kết nối với nhau, tiếp tục cho những phân nhánh nhỏ ra phía trước và sau Mật độ các nhánh thần kinh ở 1/3 sau của nhu mô khá thưa thớt Không có phân bố thần kinh ở nội mô và màng Descemet Giác mạc người chỉ có thể cảm nhận được cảm giác lạnh, sự tiếp xúc và cảm giác đau Cảm giác giác mạc được đo chính xác nhất tại vùng trung tâm giác mạc bằng cảm giác kế Cochet-Bonnet Cảm giác giác mạc giảm theo tuổi và sau một số phẫu thuật trên giác mạc

Phẫu thuật LASIK cắt ngang những phân nhánh thần kinh lớn lúc tạo vạt và làm bay hơi các phân nhánh nhỏ khi chiếu laser EpiLASIK chỉ gây tổn thương thần kinh khi chiếu laser, chủ yếu ở các phân nhánh nhỏ Chính vì vậy cảm giác giác mạc sau phẫu thuật LASIK giảm nặng hơn và tốc độ hồi phục chậm hơn so với EpiLASIK

Thần kinh giác mạc có thể tái sinh sau tổn thương, phát triển theo hướng ngẫu nhiên từ những phân nhánh lành ở chu biên Quá trình này rất chậm, tốc độ trung bình 0,029 mm/tháng [43] Thông thường, cảm giác giác mạc trung tâm phục hồi trong 4 - 6 tháng sau phẫu thuật laser excimer nhưng

Cận thị được chia làm hai loại: sinh lý và bệnh lý Khoảng 2-3% dân số

bị cận thị bệnh lý, độ cận cao trên 6,0 điốp Dạng này thường kèm theo các tổn thương hắc võng mạc, thoái hóa võng mạc chu biên, hóa lỏng dịch kính,

tỷ lệ bong võng mạc cao Đây là một bệnh có yếu tố di truyền liên kết giới

tính, thể lặn [22], [120] Cận sinh lý hoặc còn gọi là cận thị học đường, xảy ra trong độ tuổi thanh thiếu niên, mức độ cận nhẹ, ít biến chứng, liên quan đến cường độ điều tiết, sự căng thẳng của mắt và yếu tố chiếu sáng của môi trường học và làm việc…

1.2.3 Viễn thị

Mắt viễn thị khi nhìn xa vô cực (≥ 5m) ở trạng thái không điều tiết, hình ảnh của vật thể rơi phía sau võng mạc Người viễn thị nhẹ nhìn xa rõ nhìn gần mờ, nhưng viễn nặng thì nhìn mờ ở mọi khoảng cách Khoảng 40% người trưởng thành có viễn thị [120]

1.2.4 Loạn thị

Mắt loạn thị khi hình ảnh trên võng mạc không trùng tại một điểm mà tại nhiều điểm khác nhau Khoảng 95% mắt có thể tìm thấy loạn thị trên lâm sàng, 10-20% dân số bị loạn thị trên 1,0 D và 3-10% loạn thị trên 2,0 D [120]

1.3 PHẪU THUẬT ĐIỀU TRỊ CẬN VÀ LOẠN CẬN

Những dấu vết đầu tiên liên quan đến quang học được tìm thấy tại Trung Hoa cổ đại, khoảng thế kỷ thứ 4 và thứ 5 trước công nguyên Kính gọng bắt đầu được sử dụng ở châu Âu khoảng 300 – 400 năm sau công nguyên [143] Khái niệm về kính tiếp xúc khởi nguồn từ Leonardo da Vinci năm 1508 Năm 1636, hơn một thế kỷ sau, René Decarts đưa ra ý tưởng về kính tiếp xúc giác mạc

Phẫu thuật khúc xạ phát triển muộn và chậm hơn do kỹ thuật thời đó thiếu an toàn, gây nhiều biến chứng nghiêm trọng Những cố gắng để thực hiện phẫu thuật khúc xạ diễn ra lác đác Đầu tiên là lấy thể thủy tinh trên mắt cận nặng vào những năm 1700 tại Ý, sau đó là các báo cáo về điều chỉnh độ cong giác mạc do von Graefe, Bates, Faber, Luciola, Lans đưa ra từ giữa đến cuối những năm 1800 [20]

Phẫu thuật điều trị cận và loạn thị can thiệp lên 3 yếu tố chính cấu thành công suất khúc xạ của mắt: giác mạc, thể thủy tinh và chiều dài trục nhãn cầu

1.3.1 Can thiệp lên trục nhãn cầu

Phương pháp rút ngắn trục nhãn cầu bằng cách gia cố củng mạc được thực hiện chủ yếu tại Nga, nhằm làm chậm sự tiến triển ác tính của cận thị bệnh lý, hạn chế dãn phình củng mạc cực sau Kỹ thuật này ít phổ biến [122]

1.3.2 Can thiệp lên thể thủy tinh

Thể thủy tinh là thành phần quang học quan trọng thứ 2, chiếm 1/3 tổng công suất nhãn cầu, khoảng 10 - 15 điốp [35], [119] Vì vậy, bổ sung hoặc thay thế thể thủy tinh tự nhiên bằng thấu kính nội nhãn nhân tạo là một phương pháp điều trị cận thị nặng hiệu quả và đầy tiềm năng, nhất là với các thế hệ thấu kính nội nhãn tiên tiến hiện nay

1.3.2.1 Đặt kính nội nhãn thay thế thể thủy tinh

Ý tưởng lấy thể thủy tinh để chữa cận thị không phải là mới, Fukala và Vacherare được cho là tác giả của báo cáo về loạt ca đầu tiên vào năm 1890

[Error! Reference source not found.], [146] Những tổng kết về kết quả

điều trị sau 10 năm nhận thấy nhiều biến chứng quá nặng Đây là lý do phẫu thuật này bị ngưng trong gần 100 năm, và được Versella khôi phục lại vào năm 1980 Hai mươi năm gần đây sự phát triển của kỹ thuật và công nghệ đã làm cho phẫu thuật lấy thể thủy tinh trở nên an toàn hơn rất nhiều Phẫu thuật nhũ tương hóa thể thủy tinh cùng các tính năng khúc xạ ngày càng hoàn chỉnh của kính nội nhãn gồm điều chỉnh cận, viễn, loạn, điều chỉnh quang sai bậc cao, tính năng giả điều tiết đã nâng cao tính ứng dụng của phương thức can thiệp khúc xạ nội nhãn bằng cách thay thể thủy tinh [64], [70], [95], [101], [145]

1.3.2.2 Đặt kính nội nhãn trên mắt còn thể thủy tinh

Trong khoảng những năm 1950 đến đầu những năm 1960, hàng trăm ca đặt kính nội nhãn trên mắt còn thể thủy tinh được thực hiện Thời điểm đó, kiểu dáng, chất liệu của kính nội nhãn không phù hợp, chưa có kỹ thuật vi phẫu Sự thiếu hiểu biết về sinh lý và chức năng của nội mô, can thiệp thô bạo vào các thành phần nội nhãn đã dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng đe dọa thị lực [194] Do vậy, kỹ thuật này hầu như bị bỏ rơi cho tới khi các chất liệu

và kiểu dáng kính nội nhãn mới ra đời và được giới thiệu trở lại vào những năm 1980 Phẫu thuật đặt kính nội nhãn trên mắt còn thể thủy tinh chủ yếu dùng cho các trường hợp cận nặng Với các thế hệ kính mới, kết quả khúc xạ sau phẫu thuật ngày càng cải thiện [30], [31], [32], [114], [116], [141], [156], [169]

Mặc dù tính chính xác không thể bằng phẫu thuật laser, nguy cơ biến chứng cao hơn vì phải can thiệp nội nhãn, đặt kính nội nhãn trên mắt còn hoặc

đã lấy thể thủy tinh là một giải pháp cho những bệnh nhân cận nặng và rất nặng mà biên độ vượt quá khả năng can thiệp trên giác mạc đơn thuần

1.3.3 Can thiệp lên giác mạc

Giác mạc chiếm 2/3 công suất khúc xạ của nhãn cầu do hầu hết ánh sáng khúc xạ tại mặt phân cách không khí và giác mạc Trong 3 cách tiếp cận ngoại khoa để điều trị tật khúc xạ, giác mạc có lợi thế nhất vì dễ tiếp cận, can thiệp ngoại nhãn nên an toàn, ít nguy cơ biến chứng hơn phẫu thuật nội nhãn

1.3.3.1 Rạch giác mạc

Trong lịch sử phát triển phẫu thuật khúc xạ giác mạc, phương pháp rạch giác mạc được thực hiện đầu tiên Vào khoảng 1939-1960, Sato (Nhật) là người đầu tiên thực hiện rạch giác mạc từ mặt sau và mặt trước để điều trị cận

và loạn thị [82] Tại Nga, vào những năm 1960, Fyodorov phát triển và giới thiệu kỹ thuật rạch giác mạc hình nan hoa điều trị cận thị Năm 1980, viện

Mắt quốc gia Mỹ thực hiện nghiên cứu tiến cứu về rạch giác mạc hình nan hoa trên 435 trường hợp tại 9 trung tâm Sau 4 năm theo dõi, kết quả thu được cho thấy sự vượt trội về tính an toàn và hiệu quả so với mọi phương pháp trước đây Từ đó, kỹ thuật này nhanh chóng phổ biến, trở thành phẫu thuật khúc xạ đầu tiên được áp dụng một cách rộng rãi [157] Tuy vậy, tính chính xác của rạch giác mạc hình nan hoa không cao, nhiều bệnh nhân bị thặng chỉnh, thiểu chỉnh hoặc thoái triển Việc tìm tòi một phương pháp hoàn chỉnh hơn vẫn đặt ra đối với các nhà khoa học và giới chuyên môn

1.3.3.2 Phẫu thuật bằng Laser Excimer

Năm 1983, Trokel giới thiệu laser excimer như một công cụ phẫu thuật tiềm năng Tiếp theo là các nghiên cứu khám phá những tính năng của laser excimer, trong đó có tác động thay đổi hình dạng giác mạc để điều chỉnh vĩnh viễn tật khúc xạ Kể từ năm 1995 khi Ủy ban thuốc và thực phẩm Mỹ cho phép áp dụng laser excimer điều trị tật khúc xạ trên người, số ca rạch giác mạc hình nan hoa giảm hẳn, phẫu thuật khúc xạ thực sự khởi sắc và bước vào thời kỳ phát triển đỉnh cao nhờ những tính năng vượt trội của laser

Laser excimer điều trị cận và loạn cận qua phẫu thuật cắt lớp (LASIK)

và bóc bay bề mặt (PRK, LASEK, EpiLASIK) (Hình 1.7) Cả hai phương pháp đều dùng năng lượng laser excimer bước sóng 193 nm tác động trực tiếp lên vùng trung tâm giác mạc, bóc đi từng lớp mô từ trên xuống dưới Nhờ vậy, giác mạc thay đổi độ cong tạo hiệu quả điều chỉnh tật khúc xạ Sự khác biệt chính giữa hai phương pháp là cách thức bộc lộ nhu mô LASIK bộc lộ nhu mô bằng cách cắt qua 1/3 trước giác mạc bởi dao cắt giác mạc tự động, tạo một lớp vạt bao gồm biểu mô và một phần nhu mô trước Chiều dày của vạt thay đổi từ 220 μm đến 90 μm tùy thuộc loại dao cắt Phương pháp bóc bay bề mặt không cắt lớp mà phá bỏ hoặc tách biểu mô để bộc lộ màng Bowman Sau đó laser excimer bóc bay lớp Bowman và nhu mô kế tiếp Sự khác biệt này dẫn đến những đặc điểm đặc trưng của từng phương pháp

LASIK không đau, thị lực phục hồi rất nhanh, khúc xạ nhanh chóng ổn định Nhưng LASIK luôn tiềm ẩn các biến chứng liên quan đến vạt giác mạc gây đe dọa thị lực ngay cả khi vết mổ đã lành sẹo và ổn định Một trong những biến chứng nghiêm trọng, đáng sợ của LASIK là dãn phình giác mạc, hậu quả có thể phải ghép giác mạc, làm mất thị lực vĩnh viễn Bóc bay bề mặt, mặc dù đau nhức khi biểu mô còn khuyết và các phản ứng lành vết thương xảy ra mạnh mẽ hơn LASIK, nhưng những hiện tượng này mang tính tạm thời Ưu điểm nổi trội của bóc bay bề mặt so với LASIK là không có các biến chứng vạt cộng với nguy cơ dãn phình giác mạc rất thấp [164] Kỹ thuật EpiLASIK

là thế hệ sau cùng của bóc bay bề mặt, được cải tiến thay đổi để hạn chế các nhược điểm, giảm thiểu mức độ và thời gian của các cảm giác khó chịu chủ quan cũng như phản ứng tế bào so với các phương pháp bóc bay bề mặt trước

Hình 1.7 Phẫu thuật laser excimer

Bóc bay bề mặt (1), laser dưới vạt (2)

“Nguồn Mimura T (2008)” [122]

1.3.3.3 Phẫu thuật bằng laser femto

Đây là laser rắn, chất nguồn là Nd-YAG, được đặt tên như vậy bởi độ rộng xung chỉ từ vài đến vài trăm femto giây (10-15 giây) Laser excimer thích hợp cho việc hớt mô trên bề mặt, còn laser femto phù hợp cho việc cắt mô trong tổ chức Laser femto quang hủy tổ chức bằng cách ion hóa tạo plasma khi tập trung năng lượng đỉnh cực lớn tại một điểm

Việc cắt vạt giác mạc bằng laser femto thay cho dao cắt vạt bắt đầu có

xu hướng được ứng dụng rộng rãi, giúp cho phẫu thuật viên có thể điều chỉnh

độ dày vạt giác mạc theo ý muốn Hiện nay vạt giác mạc cắt bằng laser femto

là mỏng nhất (90 μm) Các nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng dùng laser femto để thực hiện phẫu thuật khúc xạ bằng cách cắt, rạch nhu mô (FLEX, intraCOR) cho những kết quả ban đầu khả quan đối với độ nhẹ [75] Đây có thể là một công cụ phẫu thuật hứa hẹn trong tương lai

1.4 LASER

1.4.1 Khái niệm chung

Laser là từ viết tắt của thuật ngữ tiếng Anh “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” nghĩa là khuếch đại ánh sáng bằng bức

xạ cưỡng bức Bức xạ cưỡng bức được Albert Einstein tiên đoán bằng lý thuyết năm 1917, tạo nền tảng cơ sở cho việc phát minh ra laser sau này Tiền thân của các thiết bị laser là maser Thời đại của laser được mở ra khi Schawlow và Townes công bố lý thuyết sơ khai và phân tích khả năng ứng dụng nguyên lý maser trong vùng quang học [4], [154]

Laser hồng ngọc được Mainman giới thiệu lần đầu vào năm 1960, từ đó các nhà khoa học đã tìm ra hàng trăm ứng dụng tiềm năng của laser trong y khoa Nhãn cầu với các môi trường trong suốt, dễ dàng tiếp cận về mặt quang học, là một cơ quan đặc biệt thích hợp cho can thiệp bằng laser Hầu hết các thành phần của nhãn cầu: từ giác mạc, mống mắt, vùng bè, thể thủy tinh đến võng mạc đều có ứng dụng laser trong điều trị các bệnh lý khác nhau [110] Nguyên lý cấu tạo chung của hệ thống laser bao gồm các thành phần: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi và hệ quang dẫn Tùy thuộc hoạt chất trong buồng cộng hưởng, người ta phân loại thành laser rắn (laser YAG–Neodymium, Ytterbium, Holmium, Thulium, Erbium, hồng ngọc ), laser lỏng (chất hữu cơ), laser khí (Heli-Neon, CO2, Argon, Argon-Fluoride…), laser bán dẫn, laser hơi kim loại

Laser có tính đơn sắc nên không bị tán sắc khi đi qua hệ thấu kính, có tính trực chuẩn nên có khả năng tập trung năng lượng ánh sáng vào một điểm rất cao, có tính phân cực cho phép chùm tia truyền trong môi trường

mà không bị thất thoát do phản xạ [2] Tính kết hợp có được nhờ các photon

trong tia chuyển động cùng pha và có cùng phân cực Laser phát ra xung ở mức mili, nano, pico và femto giây cho phép tập trung năng lượng cực lớn trong một thời gian cực ngắn

Trong y khoa, laser công suất thấp tạo hiệu ứng kích thích sinh học

(biostimulation) Laser công suất cao tác động lên mô qua các hiệu ứng quang

nhiệt, phân hủy quang nhiệt chọn lọc, quang đông, quang cơ, quang bóc lớp, quang động học Những hiệu ứng này có thể gây ra các biến dị ở mức độ tế bào, phân tử ADN, ARN hoặc gây đông đặc, bốc hơi, cacbon hóa, tan chảy do nhiệt, do phản ứng hóa học, do bẻ gãy các kết nối phân tử, phá hủy bằng lực của sóng va chạm, do tạo plasma từ chất điện môi

1.4.2 Laser Excimer

Thuật ngữ Excimer được Steven và Hutton đặt ra vào năm 1960 bắt nguồn từ cụm từ excited dimer [174] Excimer là một phức hai nguyên tử, chỉ hình thành khi 1 trong 2 nguyên tử bị kích thích, chỉ tồn tại được chừng nào còn bị kích thích (cỡ nano giây) Trong những hợp chất của các khí hiếm và halogen, chỉ 3 loại laser có vai trò trong công nghệ hiện nay, đó là ArF (Argon Fluoride), KrF (Krypton Fluoride) và XeCl (Xenon Chloride) với bước sóng lần lượt là 193, 248 và 308 nm Trong số đó, chỉ có bước sóng 193

nm của ArF là thích hợp cho phẫu thuật khúc xạ giác mạc

Ở mức năng lượng thấp, Agon và Florua thường không gắn kết thành một phân tử, nhưng lại có ái lực đối với nhau khi ở mức năng lượng cao Trước hết, hỗn hợp khí Agon-Florua được bơm vào buồng laser Ban đầu, chỉ

có một vài nguyên tử và phân tử được kích hoạt trong điện trường mạnh (20.000 - 40.000 vôn), tạo bởi 2 điện cực ở hai đầu Khi các nguyên tử của các phân tử ArF được nạp thêm năng lượng, các điện tử rời khỏi trạng thái nền (E0) để lên trạng thái kích thích (E1), đi vào quỹ đạo có năng lượng cao hơn Tuy nhiên, trạng thái năng lượng thấp nhất là trạng thái vững bền nhất, nên điện tử bị kích thích nhanh chóng phát ra một quang tử có mang năng lượng ở cùng tần số để trở về trạng thái nền Khi các điện tử chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức thấp hơn sẽ phóng thích ra năng lượng mới dưới dạng quang tử, có bước sóng 193 nm Nói một cách đơn giản là bức xạ ánh sáng được phát ra Quá trình này có thể xảy ra một cách tự phát không cần kích thích từ bên ngoài, nhưng khi đó, quang tử phát ra có hướng ngẫu nhiên

và rời rạc Bức xạ kích thích xảy ra khi có một quang tử tác động lên điện tử,

kích thích để đẩy điện tử này xuống trạng thái nền Khi đó 2 quang tử được phát ra: 1 quang tử ban đầu và 1 được phát xạ từ điện tử, 2 quang tử này cùng hướng và đồng pha (Hình 1.9) Bức xạ ánh sáng này được chuyển vào khoang cộng hưởng laser, nơi có hệ thống gương kính làm tăng sự va chạm, kích thích của các nguyên tử khác lên bội lần và cho ra một bức xạ đơn sắc được khuếch đại với cường độ năng lượng cao

bị phá vỡ và các thành phần mô bay hơi mà không tạo nhiệt ở rìa của vết chạm nên không tác động đến mô kế cận (Hình 1.10)

Năng lượng quang tử cao, ít ảnh hưởng mô xung quanh, không xuyên qua giác mạc vào nội nhãn, rất ít tạo nhiệt, bề mặt tác động đều đặn, không

gây đột biến, hấp thu nước mạnh đã làm cho laser excimer ArF trở thành công

cụ lý tưởng trong phẫu thuật khúc xạ giác mạc

Hình 1.10 Sơ đồ tác động của laser excimer lên mô

Nguồn Dardenne (1989) [52]

Kích thước của chùm tia laser excimer thay đổi từ 0,6 mm đến 6,0 mm tùy theo công nghệ sử dụng Những máy laser thế hệ đầu dùng chùm tia phổ rộng, kế tiếp là khe quét Ngày nay, hầu hết các máy đều dùng công nghệ điểm bay ngẫu nhiên có tiết diện chùm tia nhỏ, từ 2,0 mm trở xuống để thích hợp với việc ứng dụng các công nghệ tinh vi, cao cấp hơn Xung laser excimer có thể có dạng hình chuông tạo độ mịn cao cho bề mặt mô sau khi chiếu laser, hình chữ nhật tạo năng lượng đều đặn cho từng xung, hoặc hình chuông cụt nhằm kết hợp cả hai tính năng của xung hình chuông và chữ nhật

Laser excimer phá vỡ liên kết phân tử của mô giác mạc Các mảnh mô này tạo thành những đám bụi li ti và bắn ra khỏi bề mặt giác mạc với tốc độ rất cao (>1000m/giây) [174] Giác mạc bị laser excimer bào mòn, hớt đi lớp

mô bề mặt, làm mỏng dần từ trước ra sau Vùng mô bị bóc bay trở nên dẹt hơn so với xung quanh và tổng thể bề mặt giác mạc Nhờ vậy, công suất giác mạc thay đổi và tật khúc xạ được điều chỉnh

Để điều trị cận thị, người ta làm dẹt giác mạc bằng cách bóc bay mô ở phần trung tâm Trong trường hợp loạn thị, mô được bóc đi ở hai bên của trục cong nhất Còn loạn cận phối hợp cả hai và có những vùng trùng khớp lên nhau (Hình 1.11)

Vi nổ

Mô

Bóng khí

Chất hữu cơ Nước

Mô

Màng chắn

Hình 1.11 Vùng tác động laser trên GM

Vùng quang học được chiếu laser excimer càng lớn, càng tốn nhiều mô trên một đơn vị điốp điều chỉnh, bù lại sẽ hạn chế các hiện tượng rối loạn thị giác ban đêm như lóa đèn, hào quang Hiện nay, vùng quang học 6,5 mm là thông dụng Ngoài ra, các thuật toán, phần mềm ngày càng được cải tiến để tiết kiệm mô hơn

1.5.1 LASIK

Phẫu thuật được hình thành từ ý tưởng cắt rời chỏm giác mạc, đông lạnh và tiện mỏng chỏm này bằng dao cắt vạt vào năm 1949 của Barraquer Việc sử dụng máy tiện đông lạnh rất khó về mặt kỹ thuật Quá trình đông lạnh, khâu lại chỏm giác mạc thường gây loạn thị không đều và làm mất thị lực tối đa Năm 1980-1983, Krumeich và Swinger chế ra dao cắt chỏm giác mạc không cần đông lạnh Năm 1986, Ruiz cải tiến để thực hiện lát cắt khúc

xạ ngay tại nền nhu mô sau khi cắt vạt thay vì cắt ở chỏm giác mạc rời Năm

1989, Payman nghiên cứu ứng dụng laser excimer để thực hiện lát cắt khúc xạ thay cho dao cắt cơ học trên động vật Cùng năm đó, Burratto thực hiện chiếu laser excimer trên nền nhu mô của mắt người sau khi cắt vạt rời Năm 1990-

1991, Pallikaris đưa ra cải tiến mới, giữ lại một phần vạt dính với nền giống như một bản lề thay vì cắt rời hoàn toàn [152], [153] Sau khi Brint thực hiện

ca LASIK đầu tiên tại Mỹ vào năm 1991, Slade, Casebeer và Ruiz đã đóng góp rất nhiều công sức cho việc phổ biến phẫu thuật này trên thế giới [37], [151] Năm 2001, LASIK được Ủy ban thuốc và thực phẩm Mỹ cho phép

Loạn cận Loạn thị

Cận thị

thực hiện trên người Tính chính xác cao, không gây đau nhức, không gây mờ giác mạc, kết quả ổn định là những ưu điểm khiến LASIK được các phẫu thuật viên và bệnh nhân dễ dàng đón nhận, trở nên phổ biến rộng rãi [5], [9], [38], [91], [99], [139], [167] Theo thời gian, bên cạnh các biến cố tạo vạt trong lúc phẫu thuật, xuất hiện các biến chứng muộn: lệch vạt do chấn thương xảy ra nhiều năm sau khi phẫu thuật, viêm mặt cắt tỏa lan, đặc biệt biến chứng dãn phình giác mạc làm cho các phẫu thuật viên e ngại về tính an toàn lâu dài của LASIK trên một số trường hợp đặc thù [98], [115], [163], [164]

1.5.2 Phẫu thuật bóc bay bề mặt

1.5.2.1 PRK

PRK là phẫu thuật khúc xạ laser excimer đầu tiên Năm 1984, Marguerite McDonald (Mỹ) nghiên cứu thử nghiệm PRK trên động vật [93] Năm 1989, tác giả đã thực hiện phẫu thuật PRK trên người lần đầu tiên [24]

Từ năm 1995, sau khi được Ủy ban thuốc và thực phẩm Mỹ cho phép, PRK trở thành một phương pháp phổ biến để điều trị tật khúc xạ [71], [96], [97] Trong PRK, biểu mô bị phá hủy và lấy đi bằng phương pháp cơ học: cạo bằng dao Hookey, spatula hoặc chà xát bằng chổi quay tự động Quá trình này phá

vỡ màng tế bào, gây tổn thương nặng nề lớp biểu mô Các cytokin từ các tế bào bị phá hủy thấm vào nhu mô, kích hoạt tế bào giác mạc tạo tiền đề cho các phản ứng lành vết thương [33] Các phản ứng này là nguyên nhân gây ra các điểm bất lợi của PRK: đau, kích thích sau mổ, mờ giác mạc, chậm phục hồi thị lực, dao động khúc xạ, thoái triển

1.5.2.2 LASEK

Năm 2000, Camellin (Ý) giả thuyết rằng nhu mô phơi trần sau phẫu thuật chính là nguyên nhân gây ra các đặc điểm bất lợi của PRK Ông đưa ra giải pháp dùng cồn pha loãng 20% để áp lên bề mặt giác mạc nhằm làm lỏng lẻo lớp biểu mô và tách nguyên vẹn khỏi màng Bowman thay vì phá bỏ Lớp

biểu mô được giữ và phủ trở lại bề mặt nhu mô sau khi chiếu laser Sau khoảng 3 - 5 ngày, biểu mô mới tái tạo bên dưới, lớp biểu mô cũ với các tế bào đã chết ở bên trên bị đào thải Phương pháp này có tên là LASEK [42] Mục tiêu của LASEK là sử dụng vạt biểu mô như một lớp băng sinh học để hạn chế các nhược điểm của PRK mà không cần tạo vạt thực sự như LASIK,

do đó tránh được các biến chứng của vạt giác mạc LASEK có thời gian phẫu thuật lâu do lớp biểu mô hết sức mỏng chỉ có 50-60 μm, cần các động tác tỉ

mỉ, tinh tế, khéo léo Tuy nhiên LASEK có thực sự vượt trội hơn PRK hay không? Các nghiên cứu không cho kết luận thống nhất, một số cho rằng LASEK tốt hơn PRK [106], số khác không nhận thấy sự khác biệt giữa 2 phương pháp kể cả về mức độ đau nhức, mờ giác mạc [50] và kết quả điều trị [72], [160], có nghiên cứu lại thấy rằng LASEK chậm lành hơn và đau hơn PRK [68], thị lực chậm phục hồi hơn PRK [113] Do vậy LASEK không được

áp dụng rộng rãi Ngoài ra, thao tác tách vạt trong LASEK lâu, đòi hỏi kỹ năng nhất định của phẫu thuật viên Vạt biểu mô tách bằng phương pháp này

dễ bị rách, phải chuyển sang PRK làm cho phẫu thuật không còn ý nghĩa Tuy vậy, nếu vạt LASEK được tạo một cách toàn vẹn, mức độ chấn thương biểu

mô thấp hơn PRK

1.5.2.3 EpiLASIK

Để cải tiến, đơn giản hóa kỹ thuật tách biểu mô, giảm bớt dùng hóa chất, giảm thời gian thao tác trên giác mạc, năm 2003, Pallikaris lần đầu tiên đưa ra phương thức tách biểu mô tự động Ông đặt tên cho kỹ thuật mới là

EpiLASIK, dựa trên từ gốc Hy lạp - epipolis, có nghĩa là bề mặt, muốn ám

chỉ phẫu thuật LASIK bề mặt [150] EpiLASIK sử dụng thiết bị tự động – Epikeratome, để tách vạt biểu mô bằng một lưỡi dao tù, không cần dùng cồn pha loãng Đây là bước tiến bộ lớn trong phương thức bộc lộ nhu mô Vạt được tách khỏi màng Bowman bằng mô tơ với tốc độ đều đặn nên thời gian phẫu thuật nhanh và chất lượng vạt biểu mô cao hơn hẳn so với LASEK