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

Đặc biệt, LASIK, sự kết hợp giữa phương pháp cắt lớp giác mạcvới laser excimer đã đạt được hầu hết các tiêu chuẩn của phẫu thuật khúc xạ: an toàn, chính xác, hiệu quả, ổn định, nhanh phụ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

TRẦN HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

KỸ THUẬT EPILASIK TRONG ĐIỀU TRỊ CẬN VÀ LOẠN CẬN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh - 2010

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

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

LỜI CAM ĐOAN

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

Tr ần Hải Yến

MỤC LỤC

1.3.1 Can thiệp lên trục nhãn cầu 16 1.3.2 Can thiệp lên thể thủy tinh 16 1.3.3 Can thiệp lên giác mạc 17

3.2.1 Tái tạo biểu mô và đau nhức hậu phẫu 68

4.2.9 Đánh giá kết quả chung 121

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG ANH

BSS Balanced Salt Solution

FACT FuntionalAcuityContrast Test

FLEX Femtosecond Lenticule Extraction

IntraCOR Intrastromal Refractive Correction

LASEK Laser Epithelial Keratomileusis

Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

LASIK Laser Assisted in situ Keratomileusis

Maser Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation

TGF Transforming growth factor

TGF- β1 Transforming growth factor beta 1

THUẬT NGỮ SỬ DỤNG VÀ TIẾNG ANH TƯƠNG ỨNG

Cầu tương đương Spherical Equivalent

Dao cắt giác mạc Microkeratome

Ghép bồi giác mạc Keratophakia

Liên kết vòng bịt Tight junctional complex

Nguyên bào xơ cơ Myofibroblast

Phẫu thuật cắt lớp Lamellar surgery

Quang sai bậc cao Higher Order Aberration

Quang sai bậc cao tổng Root Mean Square

Rạch giác mạc hình nan hoa Radial Keratotomy

Thấu kính nhân tạo nội nhãn trên mắt còn thể thủy tinh Phakic IOL

Thấu kính nộinhãn Intraocular lens

Thị lực không kính Uncorrected visual acuity

Thị lực tối đa với kính Best corrected visual acuity

Thoái triển cận thị Myopic regression

Viêm mặt cắt tỏa lan Diffuse Lamellar Keratitis

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

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 GM cắt dọc 5

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

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Đặc điểm của các kỹ thuật bóc bay bề mặt 38

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

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1 Phân bố mẫu theo giới tính 63

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

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1 Hệ thống kết nối TB của GM 8

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 đềđược xã hội rất quan tâm Cận thị có thể điều chỉnh bằng kính gọng hoặc kínhtiếp xúc, tuy nhiên chất lượng cuộc sống của người bệnh bị giảm sút khi sửdụng các phương tiện hỗ trợ quang học Có những ngành nghề không tiếpnhận 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 vàonhững thập niên cuối của thế kỷ thứ 19 [82], [119], [183] khởi đầu từ nhữngphương 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 củathế kỷ 20 khi laser excimer được ứng dụng [140] Tới năm 2006, trên toàn thếgiới có khoảng 8 triệu ca phẫu thuật khúc xạ bằng laser excimer được thựchiện [24] Đặc biệt, LASIK, sự kết hợp giữa phương pháp cắt lớp giác mạcvới 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 hậuphẫu ngắn, không đau, chế độ chăm sóc đơn giản, không làm gián đoạn nhịpsống và công việc thường ngày của người bệnh Chính vì vậy, LASIK đã trởthành phẫu thuật chính yếu trong ngành khúc xạ [58], [122]

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

[184], [189] LASIK không phải là phương pháp lựa chọn đối với nhữngngười có đặc thù nghề nghiệp và phong cách sống dễ gặp chấn thương Bêncạnh đó, vạt giác mạc trong phẫu thuật LASIK còn được cho là nguyên nhânlàm gia tăng quang sai sau phẫu thuật, giảm chất lượng thị giác, gây nguy cơxuất 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 bócbay bề mặt bằng laser excimer Nhưng phẫu thuật bóc bay bề mặt lại có cácnhược 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 bócbay bề mặt đầu tiên, có trước LASIK, nhưng từ khi xuất hiện LASIK, số caphẫu 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 đượcnhững 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 cồnpha loãng đối với giác mạc còn là vấn đề bàn cãi [48] Cạnh đó, thao tác táchvạt biểu mô bằng tay, phức tạp, tỉ mỉ, thời gian phẫu thuật lâu, xác suất hỏngvạt 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 xâmlấn, ít làm tổn hại cấu trúc, tạo vạt biểu mô tự động, kỹ thuật đơn giản, đượcPallikaris giới thiệu lần đầu vào năm 2003 [148], [150] Kể từ đó phẫu thuậtbóc bay bề mặt dần lấy lại được sự quan tâm của giới chuyên môn, số lượngphẫu thuật bóc bay bề mặt tăng trở lại, chiếm 25% trong tổng số các phẫuthuật khúc xạ vào năm 2005 [91], [121] EpiLASIK giúp hạn chế đáng kể cácyếu 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 Bệnhviện 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 đượcvới LASIK – một tiêu chuẩn “vàng” về hiệu quả và chính xác trong phẫuthuật 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 vỏnhãn 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, giácmạc cho phép ánh sáng đi qua để đến võng mạc Tại đây, bằng các phản ứnghóa học, tín hiệu ánh sáng được chuyển thành tín hiệu điện và dẫn truyền quadây thần kinh thị giác lên trung khu thị giác của vỏ não Bán kính cong mặttrước giác mạc tạo thành lực hội tụ khoảng 48,8 điốp chiếm 2/3 công suấtkhúc xạ của mắt Dễ tiếp cận, lại chiếm phần lớn công suất của nhãn cầu, nêncan thiệp trên giác mạc đã, đang và tiếp tục là mảnh đất lý tưởng cho phẫuthuật khúc xạ trong thời gian tới Khác biệt độ cong giữa mặt trước và mặt saulàm cho giác mạc trung tâm hơi mỏng hơn ngoại vi Chiều dày ở trung tâmkhoảng 520 μm và tăng dần ra ngoại vi, trung bình 700 μm tại vùng rìa Vớichiều dày như vậy, hầu hết cận thị ở mức vừa và nhẹ có thể giải quyết hếtbằng phẫu thuật laser excimer Do chu biên dẹt hơn nên giác mạc có dạng cầulồi, hình dạng này làm giảm nhưng không triệt tiêu được cầu sai của hệ quanghọc 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 giúpbảo vệ giác mạc và duy trì bề mặt biểu mô trơn láng Phẫu thuật laser excimerchủ yếu liên quan đến các thành phần phía trước của giác mạc, gồm phimnước mắt, biểu mô và nhu mô

mô Phim nước mắt phủ đều trên bề mặt giác mạc, lấp đầy các khe hở giữacác vi nhung mao và vi nếp trên bề mặt các tế bào biểu mô Nhờ vậy, bề mặtgiác mạc luôn trơn láng, ánh sáng xuyên qua giác mạc không bị tán xạ, đảmbảo chức năng quang học hoàn hảo của giác mạc Sau phẫu thuật laserexcimer, rối loạn phim nước mắt có thể xảy ra do các tế bào đài kết mạc bịtổn thương bởi tác động của vòng hút và do giảm tần suất chớp mắt, tăng bốchơi 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 kinhcảm 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 củamặt trước giác mạc – bề mặt khúc xạ chủ đạo của nhãn cầu Chiều dày củabiểu mô khoảng 50 – 60 µm, gồm 5 hoặc 6 lớp tế bào Có 3 loại tế bào khácnhau: tế bào nông (Hình 1.2), tế bào cánh và một lớp tế bào đáy hình trụ, gắnvào màng đáy nằm sát trên màng Bowman Duy nhất tế bào đáy có khả năngphân bào và biệt hóa thành tế bào cánh rồi tế bào nông để không ngừng xoayvòng, thay thế những lớp tế bào nông bên trên bằng những tế bào cánh bêndưới Mỗi chu kỳ kéo dài 7 ngày Màng đáy có chiều dày 75-100 nm, màngđáy được tiết ra và tạo thành từ tế bào đáy (Hình 1.3) Màng đáy mỏng, liêntục được cấu tạo bởi lá trong nhạt màu, phía trước, nằm sát màng tế bào, dàykhoảng 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 lớpBowman Vùng này bao gồm những sợi, tấm neo và những chất liệu đậm đặcliên 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 cáctác nhân gây bệnh xâm nhập vào những lớp sâu của giác mạc Chức năng ràocản sinh học của biểu mô có được nhờ các liên kết tế bào tồn tại trên màng tếbào Các liên kết này tạo trạng thái ổn định và duy trì sự kết nối, tiếp giápgiữa các tế bào Các tế bào nông nối với nhau bởi những thể kết dính vànhững liên kết vòng bịt Tế bào cánh nối với nhau và nối với tế bào nông bêntrên, tế bào đáy bên dưới bằng thể kết dính Tế bào đáy nối với màng đáybằng thể bán liên kết (Sơ đồ 1.1)

Thể kết dính và những liên kết vòng bịt, là dạng kết nối tế bào chặt chẽnhất, chỉ cho phép các chất đi qua một cách hết sức chọn lọc Các cấu trúcnày 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 năngmàng chắn cơ học của biểu mô, bảo vệ nhu mô một cách hữu hiệu, ngăn cácyếu 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 tếbào đáy, tế bào cánh và tế bào nông Quá trình dịch chuyển tế bào sẽ dừng lạikhi 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 cơhọc do tạo vạt, bóc biểu mô và dưới tác động của laser Chấn thương phá hủymàng 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 vếtthương 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 nềnnhu mô ở trung tâm và mép vạt Mức độ phản ứng của giác mạc tỷ lệ thuậnvới mức độ tự chết tế bào của biểu mô và mức độ biểu hiện của các hệ quảtrên lâm sàng Ngoài ra, phẫu thuật bóc bay bề mặt làm khuyết biểu mô, lộcác đầu tận thần kinh gây ra cảm giác đau nhức, kích thích, cộm xốn trongthời 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 Thànhphần collagen chủ yếu là típ I và III, đường kính sợi từ 20 - 30 µm, nhỏ hơnkích thước sợi collagen ở nhu mô Màng Bowman được xem như là phầntrước của nhu mô Những sợi collagen của màng Bowman được tổng hợp vàchế tiết bởi tế bào giác mạc Do vậy có sự tiếp nối liên tục giữa collagen củamàng 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 màngBownman Nhiều động vật có vú không có lớp Bowman nhưng vẫn có cấutrúc biểu mô bình thường Vì vậy chức năng sinh lý của màng Bowman còn làmột 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 trongsuốt đều dựa trên các đặc tính về giải phẫu và cơ sinh học của nhu mô giácmạc

Nhu mô giác mạc bao gồm các chất ngoại bào, tế bào giác mạc và sợithần kinh Thành phần tế bào chỉ chiếm 2 - 3% tổng thể tích nhu mô, phầncòn lại chủ yếu là collagen và glycosaminoglycan Trong đó collagen chiếmhơn 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 vùnggian bào, từ đó tạo thành phân tử collagen Những phân tử collagen tập hợplại 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 vàbất biến (41,4 ± 1,5 nm) Kích thước nhỏ, đều đặn và khoảng cách đồng nhấtgiữa các sợi collagen khiến tán xạ ánh sáng bị triệt tiêu, đảm bảo tính trongsuốt của giác mạc (Hình 1.4) [60] Khi tính đồng nhất về kích thước vàkhoảng 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 Cácthớ này tạo thành 200-300 phiến, mỗi phiến chạy song song với bề mặt giácmạc từ rìa bên này sang rìa bên kia Nhiều loại glycosaminoglycan hiện diệngiữa các thớ collagen ở nhu mô giác mạc Các glycosaminoglycan kết nối vớimột lõi protein tạo thành proteoglycan, là những phân tử ái nước có khả nănghấp thu và giữ một lượng nước lớn Hầu hết nước trong nhu mô giác mạc đềudưới dạng gắn kết với glycosaminoglycan Lực kết dính giữa các phiếncollagen phụ thuộc mối liên hệ giữa các phiến collagen và proteoglycan Lựcnày mạnh nhất ở chu biên, nơi các sợi collagen đan xen dày đặc, yếu nhất làvùng 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 giữacác phiến của nhu mô (Hình 1.5; Hình 1.6) Các tế bào nối với nhau bằng mốikết 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 cácmối kết khe và hoạt động như một hệ thống nhất Bằng cách tổng hợp phân tửcollagen 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 hoạttính, có thể góp phần tiêu hủy nhu mô bằng cách gia tăng tổng hợp và chế tiếtmen phân hủy collagen - MMP

Trong phẫu thuật laser excimer, tác nhân kích thích phản ứng nhu mô làchết tế bào Tế bào giác mạc ở lớp nông của nhu mô rất nhạy cảm với cácthay 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 tếbào chết phóng thích các chất trung gian kích hoạt tế bào khỏe mạnh thànhnguyên bào xơ cơ Nguyên bào xơ cơ nhanh chóng tăng lên về số lượng bằngcách phân bào và di chuyển về vùng tổn thương Nguyên bào xơ cơ sản xuấtcollagen và proteoglycan mới, mặc dù về bản chất vẫn là collagen típ I, nhưngđặc tính lại khác Các thành phần ngoại bào mới có kích thước không đồngđều và lớn hơn bình thường Khoảng cách giữa các sợi collagen mới khôngđồng nhất cộng thêm sự tập trung nhiều tế bào tại vùng chấn thương làm ánhsáng bị tán xạ gây nên hiện tượng mờ giác mạc sau phẫu thuật Như vậy, tếbào giác mạc điều hòa, cân bằng cấu trúc, cơ sinh học của nhu mô bằng cáchtổng hợp và phân hủy các chất ngoại bào Hoạt động gián phân của tế bàogiác 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 táisinh 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 lạikhông liên tục với các sợi ở màng Descemet Màng Descemet dính khôngchặt vào mặt sau của nhu mô, có thể bóc thành lớp khi phẫu thuật Do nằmsâu 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 kếtkhe 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 diệntích tiếp xúc của nội mô với thủy dịch gia tăng Ở người trẻ, trưởng thành,

phẫu thuật nội nhãn và các phản ứng viêm trong tiền phòng hoặc tăng áp lựcnội nhãn đều làm giảm mật độ tế bào Nếu mật độ tế bào giảm xuống dưới

khả năng vận chuyển của nội mô bị quá tải, mất bù trừ dẫn đến phù nhu mômạn tính Hậu quả, giác mạc mất đi tính trong suốt Tế bào nội mô có nguồngốc thần kinh nên không có khả năng tái sinh Vì không có khả năng phânbào, những chỗ khuyết tế bào nội mô được các tế bào lân cận vươn tới, kéodãn để che phủ vùng bị khuyết mà không gia tăng về số lượng Phẫu thuậtlaser excimer tác động lên biểu mô và phần nhu mô trước nên nội mô ít bị ảnhhưởng

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 vàmột phần của thần kinh thể mi ngắn Các thân thần kinh tiến vào giác mạc từrìa và hướng ra trước theo kiểu nan hoa về trung tâm, tạo thành một lưới thầnkinh 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

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 nhánhthần kinh ở 1/3 sau của nhu mô khá thưa thớt Không có phân bố thần kinh ởnội mô và màng Descemet Giác mạc người chỉ có thể cảm nhận được cảmgiác lạnh, sự tiếp xúc và cảm giác đau Cảm giác giác mạc được đo chính xácnhất tại vùng trung tâm giác mạc bằng cảm giác kế Cochet-Bonnet Cảm giácgiác 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 tạovạt và làm bay hơi các phân nhánh nhỏ khi chiếu laser EpiLASIK chỉ gây tổnthương thần kinh khi chiếu laser, chủ yếu ở các phân nhánh nhỏ Chính vì vậycảm giác giác mạc sau phẫu thuật LASIK giảm nặng hơn và tốc độ hồi phụcchậm hơn so với EpiLASIK

Thần kinh giác mạc có thể tái sinh sau tổn thương, phát triển theohướng ngẫu nhiên từ những phân nhánh lành ở chu biên Quá trình này rấtchậm, tốc độ trung bình 0,029 mm/tháng [43] Thông thường, cảm giác giácmạc 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 cáctổn 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 ratrong độ tuổi thanh thiếu niên, mức độ cận nhẹ, ít biến chứng, liên quan đếncường độ điều tiết, sự căng thẳng của mắt và yếu tố chiếu sáng của môitrường 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 rõnhìn 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 màtại nhiều điểm khác nhau Khoảng 95% mắt có thể tìm thấy loạn thị trên lâmsàng, 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 tạiTrung Hoa cổ đại, khoảng thế kỷ thứ 4 và thứ 5 trước công nguyên Kínhgọng bắt đầu được sử dụng ở châu Âu khoảng 300 – 400 năm sau côngnguyên [143] Khái niệm về kính tiếp xúc khởi nguồn từ Leonardo da Vinci

kính tiếp xúc giác mạc

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

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

1.3.1 Can thiệp lên trục nhãn cầu

Phương pháp rút ngắn trục nhãn cầu bằng cách gia cố củng mạc đượcthực hiện chủ yếu tại Nga, nhằm làm chậm sự tiến triển ác tính của cận thịbệnh 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 tổngcông suất nhãn cầu, khoảng 10 - 15 điốp [35], [119] Vì vậy, bổ sung hoặcthay thế thể thủy tinh tự nhiên bằng thấu kính nội nhãn nhân tạo là mộtphương pháp điều trị cận thị nặng hiệu quả và đầy tiềm năng, nhất là với cácthế 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 vàVacherare 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 phẫuthuật này bị ngưng trong gần 100 năm, và được Versella khôi phục lại vàonăm 1980 Hai mươi năm gần đây sự phát triển của kỹ thuật và công nghệ đãlàm cho phẫu thuật lấy thể thủy tinh trở nên an toàn hơn rất nhiều Phẫu thuậtnhũ tương hóa thể thủy tinh cùng các tính năng khúc xạ ngày càng hoàn chỉnhcủa kính nội nhãn gồm điều chỉnh cận, viễn, loạn, điều chỉnh quang sai bậccao, tính năng giả điều tiết đã nâng cao tính ứng dụng của phương thức canthiệp 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 cađặt 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 viphẫu Sự thiếu hiểu biết về sinh lý và chức năng của nội mô, can thiệp thô bạovào các thành phần nội nhãn đã dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng đe dọathị 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 nhữngnăm 1980 Phẫu thuật đặt kính nội nhãn trên mắt còn thể thủy tinh chủ yếudùng cho các trường hợp cận nặng Với các thế hệ kính mới, kết quả khúc xạsau 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 biếnchứng 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 rấtnặng 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 ánhsáng khúc xạ tại mặt phân cách không khí và giác mạc Trong 3 cách tiếp cậnngoại khoa để điều trị tật khúc xạ, giác mạc có lợi thế nhất vì dễ tiếp cận, canthiệp 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 pháprạch giác mạc được thực hiện đầu tiên Vào khoảng 1939-1960, Sato (Nhật) làngười 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 giớithiệu 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 nanhoa trên 435 trường hợp tại 9 trung tâm Sau 4 năm theo dõi, kết quả thu đượccho thấy sự vượt trội về tính an toàn và hiệu quả so với mọi phương pháptrước đây Từ đó, kỹ thuật này nhanh chóng phổ biến, trở thành phẫu thuậtkhúc xạ đầu tiên được áp dụng một cách rộng rãi [157] Tuy vậy, tính chínhxác của rạch giác mạc hình nan hoa không cao, nhiều bệnh nhân bị thặngchỉnh, thiểu chỉnh hoặc thoái triển Việc tìm tòi một phương pháp hoàn chỉnhhơn 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 thuậttiềm năng Tiếp theo là các nghiên cứu khám phá những tính năng của laserexcimer, trong đó có tác động thay đổi hình dạng giác mạc để điều chỉnh vĩnhviễn tật khúc xạ Kể từ năm 1995 khi Ủy ban thuốc và thực phẩm Mỹ chophép áp dụng laser excimer điều trị tật khúc xạ trên người, số ca rạch giácmạc hình nan hoa giảm hẳn, phẫu thuật khúc xạ thực sự khởi sắc và bước vàothời 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 phươngpháp đều dùng năng lượng laser excimer bước sóng 193 nm tác động trực tiếplên vùng trung tâm giác mạc, bóc đi từng lớp mô từ trên xuống dưới Nhờvậy, giác mạc thay đổi độ cong tạo hiệu quả điều chỉnh tật khúc xạ Sự khácbiệt chính giữa hai phương pháp là cách thức bộc lộ nhu mô LASIK bộc lộnhu 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 củavạt thay đổi từ 220 μm đến 90 μm tùy thuộc loại dao cắt Phương pháp bócbay bề mặt không cắt lớp mà phá bỏ hoặc tách biểu mô để bộc lộ màngBowman Sau đó laser excimer bóc bay lớp Bowman và nhu mô kế tiếp Sựkhác 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 đedọa thị lực ngay cả khi vết mổ đã lành sẹo và ổn định Một trong những biếnchứng nghiêm trọng, đáng sợ của LASIK là dãn phình giác mạc, hậu quả cóthể phải ghép giác mạc, làm mất thị lực vĩnh viễn Bóc bay bề mặt, mặc dùđau nhức khi biểu mô còn khuyết và các phản ứng lành vết thương xảy ramạnh mẽ hơn LASIK, nhưng những hiện tượng này mang tính tạm thời Ưuđiểm nổi trội của bóc bay bề mặt so với LASIK là không có các biến chứngvạt 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 cácnhược điểm, giảm thiểu mức độ và thời gian của các cảm giác khó chịu chủquan 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

hợp cho việc hớt mô trên bề mặt, còn laser femto phù hợp cho việc cắt môtrong tổ chức Laser femto quang hủy tổ chức bằng cách ion hóa tạo plasmakhi 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 laserfemto 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 cóthể 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 lýthuyết năm 1917, tạo nền tảng cơ sở cho việc phát minh ra laser sau này Tiềnthân của các thiết bị laser là maser Thời đại của laser được mở ra khiSchawlow và Townes công bố lý thuyết sơ khai và phân tích khả năng ứngdụng nguyên lý maser trong vùng quang học [4], [154]

Laser hồng ngọc được Mainman giới thiệu lần đầu vào năm 1960, từ đócác nhà khoa học đã tìm ra hàng trăm ứng dụng tiềm năng của laser trong ykhoa Nhãn cầu với các môi trường trong suốt, dễ dàng tiếp cận về mặt quanghọc, là một cơ quan đặc biệt thích hợp cho can thiệp bằng laser Hầu hết cácthành phần của nhãn cầu: từ giác mạc, mống mắt, vùng bè, thể thủy tinh đếnvõng 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: buồngcộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi và hệ quang dẫn Tùy thuộc hoạtchất trong buồng cộng hưởng, người ta phân loại thành laser rắn (laser YAG–Neodymium, Ytterbium, Holmium, Thulium, Erbium, hồng ngọc ), laser

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 ởmức mili, nano, pico và femto giây cho phép tập trung năng lượng cực lớntrong một thời gian cực ngắn

Hình 1.8 Xung laser kiểu Q-swichted

“Nguồn Patel (1995)” [154]

Tia laser có thể phát liên tục với năng lượng đỉnh xung thấp nhưngnăng lượng trung bình cao, sử dụng đơn vị đo công suất là mW hoặc W Loạithứ hai là phát dạng xung cho năng lượng đỉnh xung cao, nhưng năng lượngtrung bình của một xung thấp do độ rộng xung ngắn, sử dụng đơn vị đo mJhoặc J Dạng xung có thể là xung đơn, xung lập lại, siêu xung hoặc xung kiểuQ-swichted (Hình 1.8) Xung kiểu Q-swichted được sử dụng nhằm đạt côngsuất cao trong một thời gian cực ngắn Tùy thuộc chất nguồn, mà các tia laser

Diode…) hoặc tử ngoại (excimer)

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 tếbào, phân tử ADN, ARN hoặc gây đông đặc, bốc hơi, cacbon hóa, tan chảy donhiệt, do phản ứng hóa học, do bẻ gãy các kết nối phân tử, phá hủy bằng lựccủa 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 bắtnguồn từ cụm từ excited dimer [174] Excimer là một phức hai nguyên tử, chỉhình thành khi 1 trong 2 nguyên tử bị kích thích, chỉ tồn tại được chừng nàocòn bị kích thích (cỡ nano giây) Trong những hợp chất của các khí hiếm vàhalogen, chỉ 3 loại laser có vai trò trong công nghệ hiện nay, đó là ArF(Argon Fluoride), KrF (Krypton Fluoride) và XeCl (Xenon Chloride) vớibước 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 thànhmột 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 củacác phân tử ArF được nạp thêm năng lượng, các điện tử rời khỏi trạng thái

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 nănglượng ở cùng tần số để trở về trạng thái nền Khi các điện tử chuyển từ mứcnăng lượng cao xuống mức thấp hơn sẽ phóng thích ra năng lượng mới dướidạng quang tử, có bước sóng 193 nm Nói một cách đơn giản là bức xạ ánhsáng được phát ra Quá trình này có thể xảy ra một cách tự phát không cầnkích 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 đượcphát ra: 1 quang tử ban đầu và 1 được phát xạ từ điện tử, 2 quang tử này cùnghướng và đồng pha (Hình 1.9) Bức xạ ánh sáng này được chuyển vào khoangcộng hưởng laser, nơi có hệ thống gương kính làm tăng sự va chạm, kíchthích của các nguyên tử khác lên bội lần và cho ra một bức xạ đơn sắc đượckhuếch đại với cường độ năng lượng cao.

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

“Nguồn Schechter RJ, (2003)” [170]

Laser excimer tác động lên mô qua hiệu ứng quang bóc lớp Nănglượng quang tử của laser cần lớn hơn năng lượng liên kết trong các phân tửprotein, glycosaminoglycan, axít nucleic để bẻ gãy các liên kết này Laserexcimer ArF có năng lượng quang tử 6,42 eV, vượt qua ngưỡng 3,5 eV cầnthiết để phá vỡ liên kết Cacbon – Cacbon hoặc 3,0 eV của liên kết peptide, rấtthích hợp cho việc bóc bay tổ chức giác mạc Laser excimer có độ rộng xungcực ngắn, từ 12 - 15 nano giây, cắt mô ở mức vi chính xác, mỗi xung laserbóc đi 0,25 micromét giác mạc Dưới tác động của laser các liên kết phân tử

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

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

Nguyên tử

Nguyên tử

Quang tử

2 Quang tử

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 mmtùy theo công nghệ sử dụng Những máy laser thế hệ đầu dùng chùm tia phổrộng, kế tiếp là khe quét Ngày nay, hầu hết các máy đều dùng công nghệđiểm bay ngẫu nhiên có tiết diện chùm tia nhỏ, từ 2,0 mm trở xuống để thíchhợp với việc ứng dụng các công nghệ tinh vi, cao cấp hơn Xung laserexcimer có thể có dạng hình chuông tạo độ mịn cao cho bề mặt mô sau khichiếu laser, hình chữ nhật tạo năng lượng đều đặn cho từng xung, hoặc hìnhchuông 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 mônày tạo thành những đám bụi li ti và bắn ra khỏi bề mặt giác mạc với tốc độrất 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 dẹthơn so với xung quanh và tổng thể bề mặt giác mạc Nhờ vậy, công suất giácmạc 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 ởphần trung tâm Trong trường hợp loạn thị, mô được bóc đi ở hai bên của trụccong nhất Còn loạn cận phối hợp cả hai và có những vùng trùng khớp lênnhau (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 môtrên một đơn vị điốp điều chỉnh, bù lại sẽ hạn chế các hiện tượng rối loạn thịgiác ban đêm như lóa đèn, hào quang Hiện nay, vùng quang học 6,5 mm làthông dụng Ngoài ra, các thuật toán, phần mềm ngày càng được cải tiến đểtiết kiệm mô hơn

1.5.1 LASIK

Phẫu thuật được hình thành từ ý tưởng cắt rời chỏm giác mạc, đônglạnh 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 đônglạnh, khâu lại chỏm giác mạc thường gây loạn thị không đều và làm mất thịlực tối đa Năm 1980-1983, Krumeich và Swinger chế ra dao cắt chỏm giácmạc 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 xạthay cho dao cắt cơ học trên động vật Cùng năm đó, Burratto thực hiện chiếulaser 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 giốngnhư 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 đónggóp 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 mờgiác mạc, kết quả ổn định là những ưu điểm khiến LASIK được các phẫuthuật 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 vạttrong lúc phẫu thuật, xuất hiện các biến chứng muộn: lệch vạt do chấn thươngxảy ra nhiều năm sau khi phẫu thuật, viêm mặt cắt tỏa lan, đặc biệt biếnchứng dãn phình giác mạc làm cho các phẫu thuật viên e ngại về tính an toànlâu 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, PRKtrở 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 bằngdao 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 tếbào bị phá hủy thấm vào nhu mô, kích hoạt tế bào giác mạc tạo tiền đề chocác phản ứng lành vết thương [33] Các phản ứng này là nguyên nhân gây racác điểm bất lợi của PRK: đau, kích thích sau mổ, mờ giác mạc, chậm phụchồi 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 phẫuthuật chính là nguyên nhân gây ra các đặc điểm bất lợi của PRK Ông đưa ragiải pháp dùng cồn pha loãng 20% để áp lên bề mặt giác mạc nhằm làm lỏnglẻo 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 Saukhoảng 3 - 5 ngày, biểu mô mới tái tạo bên dưới, lớp biểu mô cũ với các tếbào 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 đểhạn 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 phẫuthuật 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 haykhông? Các nghiên cứu không cho kết luận thống nhất, một số cho rằngLASEK tốt hơn PRK [106], số khác không nhận thấy sự khác biệt giữa 2phương 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 hơnPRK [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 kỹnăng 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 Tuyvậy, 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 hóachất, giảm thời gian thao tác trên giác mạc, năm 2003, Pallikaris lần đầu tiênđưa 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 cồnpha loãng Đây là bước tiến bộ lớn trong phương thức bộc lộ nhu mô Vạtđược tách khỏi màng Bowman bằng mô tơ với tốc độ đều đặn nên thời gianphẫu thuật nhanh và chất lượng vạt biểu mô cao hơn hẳn so với LASEK