ЛЕНТА

Зримый прогресс

Человек по природе своей стремится к знанию, а главный его инструмент в этом — глаз. С таким тезисом можно поспорить, но впервые его выдвинул еще Аристотель: с этого начинается его «Метафизика». Люди всегда страдали от различных нарушений зрения — уже во времена Аристотеля не понаслышке были известны и близорукость, и дальнозоркость, не говоря о воспалениях и травмах глаза. И к тем же далеким временам восходят первые попытки коррекции зрения и лечения глаз. Редакция N + 1 при поддержке офтальмологической клиники Эксимер решила выяснить, как менялись технологии в офтальмологии от древности до наших дней.

Ланцетом и молитвой

«Если врач откроет абсцесс (в глазу) человека с бронзовым ланцетом и разрушит глаз человека, они отрежут ему пальцы», — гласит кодекс Хаммурапи. Вот так вот: офтальмология существовала уже в древнем Вавилоне, то есть ей около 4000 лет. Описания болезней глаз можно найти не только на клинописных табличках жителей Междуречья: содержатся они и в египетских папирусах, и в древнеиндийских текстах.

Древние хирурги уже тогда умели удалять катаракту и знали о блефарите, дакриоцистите и некоторых других болезнях глаз. Правда, в том, что не касалось хирургии, в основном приходилось полагаться на молитвы жрецов и дурнопахнущие лекарства, которые должны были отпугнуть духов болезни.

Первым врачом, который попытался избавить «проофтальмологию» от ореола сверхъестественности, был Гиппократ. Он призывал изучать болезни глаз как объективное явление, судил о работе глаза по его внешнему строению (разумеется, ошибочно) и, похоже, знал о существовании зрительного нерва, хотя и не понимал его функций. Это не помешало Гиппократу описать множество способов лечения глаз: диету, ванны для ног и даже рассечение кожи на голове — считалось, что это поможет удалить «болезненные гуморы» из глаза.

Окончательно представления древних о глазе сформировал римский ученый Гален. Он описал сетчатку, роговицу, радужную оболочку, слезные протоки, веки, хрусталик, который Гален счел важнейшей для зрения структурой глаза.

Галеновскую «теорию зрения» переняли и сохранили арабские врачи, и она почти без изменений просуществовала до XVII века.

Коучинг с изумрудом

Инструменты офтальмологов не менялись десятками веков. Мы не слишком хорошо представляем, как тогда работали офтальмологи, но можем предположить, что единственной серьезной операцией, за которую брались древние врачи, был коучинг — процедура по лечению катаракты, во время которой стараются иглой сместить хрусталик, чтобы убрать из поля зрения его пораженную часть. В большинстве случаев такие попытки приводили к тяжелым осложнениям, вплоть до слепоты.

Египетские иглы из погребения врача, предположительно — для коучинга

National Museums Liverpool

Поделиться

Римская бронзовая игла для коучинга

aao.org

Поделиться

Офтальмологические инструменты для удаления катаракты и наростов на глазах. Гравюра Р. Парра, 1743-1745. У разных народов в разные эпохи форма хирургические инструменты для коучинга были очень похожи, и почти не менялись до XVIII века

Поделиться

Очков у древних тоже не было, хотя люди неплохо знали оптику: линзы из полированного кварца или хрусталя делали еще до нашей эры, хотя их использовали в основном качестве безделушек. Например, самая древняя линза в мире, которую нашли на территории древней Ассирии и которую в честь библейского царя прозвали «Линзой Нимрода», была украшением для мебели.

«Линза Нимрода». Большинство исследователей считают, что ее никогда не использовали как оптический прибор

British Museum

Поделиться

Единственный намек на очки в древнем мире встречается у Плиния. Римский автор пишет, что император Нерон наблюдал за гладиаторскими боями «с изумрудом». Может быть он был близорук, и тогда это был прообраз очков для коррекции зрения. Согласно другой версии, Нерон был альбиносом, и это был прообраз современных очков для защиты от солнца. Но все могло быть гораздо проще — императору просто мог нравиться зеленый цвет.

«Изумрудная» коррекция зрения по Нерону, как можно догадаться, довольно дорогое удовольствие, поскольку для этого был нужен немаленький камень, так что вряд ли ее мог себе позволить рядовой римлянин. Сегодня в этом отношении все проще. В неосложненном случае лазерная коррекция зрения обойдется всего в 20 тысяч рублей — в изумрудах это примерно один карат, т.е. камень массой лишь 200 граммов. Поделиться

Чудо на носу

Отцом современной оптики считают арабского математика Ибн аль-Хайсама, который оставил первые точные описания отражения и преломления света. В XI веке работы аль-Хайсама перевел на латынь монах Константин Африканский, так что они стали доступны средневековым врачам. Однако арабские инновации прижились в Европе только к XIII веку.

Первым европейским ученым, всерьез решившим разобраться с оптикой, стал Роджер Бэкон. В 1267 году он сочинил трактат «Opus Majus», в котором описал анатомию глаза и высказал революционную идею о том, что зрение можно скорректировать при помощи линз. Правда, делать очки самостоятельно Бэкон не пытался — зато считал, что пожилым людям имеет смысл использовать при чтении увеличительное стекло.

Считается, что в XIV веке монах Александр де Спина первым стал делать очки и обучать искусству их изготовления других.

Очки тут же стали безумно модным аксессуаром. Чтобы подчеркнуть глубокую мудрость, средневековые художники изображали апостолов и античных поэтов читающими в очках.

Для офтальмологии это был огромный шаг вперед. Впервые в истории люди научились эффективно исправлять дефекты зрения без помощи сомнительных зелий и калечащих операций.

Картина XVI века: римский папа Лев X держит первую лупу с вогнутой линзой

Ritratto di Leone X con i cardinali Giulio de' Medici e Luigi de' Rossi / 1518-19 / Galleria degli Uffizi, Florence

Поделиться

Кстати, очки делали вовсе не офтальмологи — как правило, этим занимались итальянские мастера, которые умели хорошо работать со стеклом. Глазными врачами часто были парикмахеры, которые совмещали свое ремесло с профессией хирурга. Таким «полуцирюльником» был живший в XVI веке Георг Бартиш — автор первого трактата на тему офтальмологии «Ophthalmodouleia das Aut Augendienst».

«Ophthalmodouleia das Aut Augendienst» Георга Батиша: первая книга по офтальмологии, 1583 год

Student resources

Поделиться

Хирург-парикмахер

Учиться «офтальмологии» Георг начал в 13 лет — поступил в подмастерья к трем дрезденским хирургам-парикмахерам, которые учили мальчика делать прически — тогда это было ключевым навыком и главным конкурентным преимуществом, пускать пациентам кровь, лечить камни в мочевом пузыре, рвать зубы и врачевать глазные болезни.

Как и другие хирурги-парикмахеры, Бартиш путешествовал из города в город, следуя за ярмарками, где к нему выстраивались очереди пациентов. Он удалял воспаленные глаза и инфицированные веки, лечил катаракту коучингом и даже брался исправлять косоглазие.

Задерживаясь в городе ради наблюдений за прооперированными людьми, Георг пропускал ярмарки и терял потенциальных клиентов. Это обстоятельство и подтолкнуло его написать книгу — нужно было развивать практику и «рекламировать» офтальмологию среди потенциальных пациентов. Так родился первый трактат о зрении на немецком языке — что было довольно необычно, ведь в то время ученые мужи писали почти исключительно на латыни.

Свою книгу Георг Бартиш посвятил Августу, герцогу Саксонскому — тот так высоко оценил труд офтальмолога, что даже предложил защитить его авторские права. Как ни парадоксально, когда близорукий Август Саксонский заказал в Венеции очки в золотой оправе, Бартиш отговаривал его их носить. В духе времени хирург-парикмахер считал, что «глаз, который плохо видит, не способен видеть лучше, если что-то поместить между ним и наблюдаемым предметом».

Правда, мы не знаем, послушал ли герцог своего любимца. Обидно, если да — в этом случае Август Саксонский лишился самого лучшего средства для улучшения зрения, которое только могла предложить его эпоха.

К счастью, в 21 веке ради операции на глазах уже не нужно покупать билет на ярмарку и выстаивать длинную очередь страждущих исцеления. В современной клинике можно пройти диагностику на высокоточном оборудовании, сделать лазерную коррекцию зрения за 3-5 минут под местной капельной анестезией без боли и стресса и лучше видеть уже в первый день после операции. Поделиться

День рождения офтальмологии

В XVIII веке сведений о строении глаза становилось все больше, так что к «галеновской» теории зрения относились со все большим скепсисом. Для понимания работы глаза очень много сделал анатом Андреас Везалий, который провел первый эксперимент в области зрения — показал, что вырезанный из человеческого глаза хрусталик работает как маленькая выпуклая линза.

В XVIII веке накопленных знаний хватило, чтобы в 1784 году Бенджамин Франклин изобрел бифокальные очки, собранные из составных стекол. Похожие очки до сих пор используют, чтобы лечить людей с пресбиопией — возрастной дальнозоркостью, которой страдал и сам Франклин.

Бифокальные очки Бенджамина Франклина

ushistory.org

Поделиться

Хотя к XIX веку ученые уже неплохо представляли себе человеческую анатомию, для полного понимания устройства глаза не хватало возможности изучать зрение живых людей. Прорыв случился в 1851 году, когда Герман фон Гельмгольц изобрел офтальмоскоп, который позволил осветить и рассмотреть сетчатку, диск зрительного нерва и стекловидное тело живого глаза.

Офтальмоскоп Гельмгольца: прототип

wikimedia commons

Поделиться

Офтальмоскоп Гельмгольца: техническое воплощение. Прибор представлял собой линзу на ручке и при достаточном освещении позволял разглядеть глазное дно

mrcophth.com

Поделиться

Офтальмоскоп Гельмгольца в деле: врач осматривает глазное дно пациента при свете лампы. Потом он возьмет карандаш, запечатлеет свои наблюдения и попытается понять, есть ли отличия от нормы

mrcophth.com

Поделиться

С появлением офтальмоскопа врачи научились лечить глаукому — болезнь, связанную с ростом внутриглазного давления. Офтальмоскоп позволял в прямом смысле слова увидеть ее причину — рассмотреть глазное дно и выявить патологические изменения.

Была только одна проблема: двести лет назад, кроме все тех же очков, у офтальмолога все еще не было инструментов, способных безопасно и с достаточной степенью эффективности исправить природное несовершенство зрения.

В XIX веке услуги офтальмолога уже стоили немало. До нас дошел документ 1848 года, в котором доктора договорились о минимальной ставке за свои услуги. Согласно тогдашним тарифам, удаление катаракты обошлось бы в 20 долларов — в 2019 году это примерно соответствует 650 долларам, или 42 тысячам рублей. Интересно, что цены за эту услугу почти не изменились: удаление катаракты с имплантацией интраокулярной линзы в современной клинике обойдется даже дешевле. Но результат, разумеется, будет качественным и предсказуемым. Поделиться

Ценники американских хирургов XIX века/Источник

Поделиться

Шлифовка скальпелем и светом

Чтобы описать достижения офтальмологов XX века, потребуется толстая книга, причем не одна. Поэтому мы не станем подробно рассказывать о том, как совершенствовались диагностические инструменты, а сразу перейдем к историям трех талантливых офтальмологов, которые первыми научились делать революционные операции на глазах.

Сэр Гарольд Ридли (Sir Harold Ridley) объявил войну катаракте — той самой болезни, которую до него пытались лечить смещением замутненного хрусталика.

Шли 30-е годы XX века. Никто уже не пытался втыкать в глаз иглы для коучинга, вместо этого поврежденный катарактой участок хрусталика научились удалять — однако помогало это слабо. После операции многие люди все равно теряли зрение.

Как-то раз студент-медик, обучавшийся у Ридли, обмолвился, что было бы здорово научиться заменять мутный хрусталик чем-нибудь прозрачным. Проблема была в том, что любой помещенный в глаз предмет неизбежно вызывал отторжение. Решение не приходило до тех самых пор, пока не началась Вторая Мировая война. В это время в клинику Ридли начали поступать летчики, в глаза которых попали осколки из плексигласа. Ридли обратил внимание — если плексигласовые осколки не касались радужной оболочки, то и воспаления они не вызывали.

Почти 40 лет ушло на то, чтобы разработать имплантат, отточить методику и преодолеть сопротивление врачебного сообщества. Только в 1981 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило интраокулярные линзы как «безопасный и эффективный» метод лечения катаракты.

Наш соотечественник Святослав Федоров, научившись имплантировать интраокулярные линзы, первым привез этот метод в СССР. В 1986 году он изобрел собственную линзу-имплантат, которую научится устанавливать в заднюю камеру глаза. Однако, как и у Гарольда Ридли, у Святослава Федорова был свой личный враг — миопия.

В 1972 году Святослав Федоров разработал первую в мире хирургическую процедуру для коррекции близорукости — радиальную кератотомию. По легенде, самую первую операцию офтальмолог сделал близорукому мальчику, упавшему с велосипеда. При падении в глаза ребенка попало стекло. Чтобы извлечь осколки, врачу пришлось сделать многочисленные радиальные разрезы на роговице — так называют «внешнюю» линзу глаза. После того, как глаза зажили, выяснилось, что у ребенка заметно улучшилось зрение.

После радиальной кератотомии на одном глазу пациентам нужно было провести в клинике целую ночь. А чтобы прооперировать второй глаз, приходилось ждать по месяцу. В современных клиниках операции делают сразу на двух глазах, а восстановление занимает куда меньше времени — уже на следующий день пациент может выходить на работу. Поделиться

В наши дни радиальную кератотомию все еще иногда продолжают делать — правда, пользуются для этого не металлическим, а алмазным скальпелем. Операция работает, но у нее есть несколько недостатков — например, послеоперационная рана медленно заживает и иногда инфицируется. Нужен был новый, еще более тонкий инструмент.

Такой инструмент разработал испанский хирург Хосе Барракер (José Barraquer). Он применил инновационную технику операции на роговице, которая легла в основу лазерной хирургии глаза — кератомилез.

При этой процедуре специальным лезвием срезается часть роговицы, которую отгибают в сторону, как лепесток. Внутренней части роговицы придают оптимальную форму, после чего лоскут возвращают на место. Такая процедура более простая и менее травматичная, чем радиальная кератотомия.

От индейки до Da Vinci

Однако главная ценность кератомилеза заключается в том, что операцию можно проводить при помощи эксимерного лазера — куда более точного инструмента, чем любой, даже алмазный, скальпель.

Широкое использование лазера в офтальмологии стало возможно благодаря усилиям команды трех американских ученых из корпорации IBM.

В 1981 году, сразу после Дня Благодарения, Джеймс Уайн (James Wynne), Рангасвами Шринивасану (Rangaswamy Srinivasan) и Самуэль Блум (Samuel Blum) решили попробовать газовый (эксимерный) лазер на остатках праздничной индейки. Ученым удалось разрезать хрящ очень ровно, не допустив перегревания и обугливания.

В 1983 году офтальмолог Стивен Трокел (Stephen Trokel) узнал о необычном эксперименте, навестил специалистов из IBM и предложил подумать, как подобное изобретение можно было бы использовать в лазерной хирургии глаза. В результате мозгового штурма родилась статья, заложившая основу всемирной программе исследования рефракционной хирургии с использованием эксимерных лазеров.

В 1995 году FDA одобрило первый коммерческий хирургический эксимерный лазер. Он излучает свет в ультрафиолетовой части спектра. Лучи взаимодействуют с живыми тканями фотохимическим способом — то есть разрушают связи внутри органических молекул, из которых состоят ткани, почти не нагревая их.

Есть несколько способов «пропустить» лазер к роговице. В основу самой популярной методики LASIK лег тот самый, разработанный Хосе Барракером хирургический метод — кератомилез. Правда, для того, чтобы срезать лоскут роговицы, сегодня используют не обычный, а «электрический» скальпель — автоматический микрокератом. Лазер нужен на втором этапе операции — с его помощью испаряют лишнее вещество с внутренней части роговицы. Результат — изменение формы роговицы и создание нужной кривизны для преломления световых лучей и их фокусировки на сетчатке глаза.

Помимо LASIK, с помощью эксимерных лазеров выполняют персонализированный вариант операции — Super LASIK. Здесь на этапе диагностического обследования применяют аберрометр — усовершенствованный аналог офтальмоскопа Гельмгольца.

Диагностика пациента с помощью аберрометра, который составляет карту волнового фронта, отражающую все аберрации (искажения) глаза.

Поделиться

Аберрометр помогает выстроить точную карту глаза, включая параметры роговицы, хрусталика, стекловидного тела, состояния слезной пленки и обеих камер зрительного аппарата. Это позволяет за одну операцию исправить близорукость, дальнозоркость и астигматизм, и заодно убрать проблемы с сумеречным зрением, ореолы вокруг объектов и двоение изображения.

Вторая операция, которую делают при помощи эксимерного лазера — фемто-LASIK. Это стало возможно уже после того, как Жерар Муру и Донна Стрикленд разработали метод чирпированного усиления импульсов. В 2018 году за это дали нобелевскую премию по физике. Благодаря этой разработке физиков для лазерной операции на глазах перестал быть нужен микрокератом. Во время операции фемто-LASIK усовершенствованный лазер посылает в слои роговицы множество высокочастотных импульсов с высокой частотой, аккуратно расслаивая роговицу и не перегревая окрестности разрезов. Технология фемто-LASIK позволяет проводить лазерную коррекцию пациентам с аномалиями роговицы, «синдромом сухого глаза» и другими сложными патологиями — ещё недавно лечить пациентов с подобными диагнозами не могли. Получается, что лазеры научились справляться с хирургией глаза сами, без помощи механических и электрических инструментов.

Сравнение поверхности лоскутов, сформированных микрокератомом (сверху) и фемтосекундным лазером под микроскопом.

Поделиться

Судя по последним данным, оснащенные искусственным интеллектом роботы-хирурги совсем скоро смогут освоить сложнейшие операции, которые «не по зубам» живым офтальмологам. Предполагается, что они будут проводить точнейшие манипуляции на сетчатке без неизбежных «человеческих» ошибок и легкого дрожания рук.

Самым первым роботом-хирургом стал аппарат Da Vinci. В 2009 году робот уверенно провел трансплантацию роговицы свинье, а в 2011 году вплотную приблизился к тому, чтобы его «допустили» до операций на человеке.

В 2017 году Da Vinci успешно справился с пересадкой человеческой роговицы.

В следующем году журнал Nature Biomedical Engineering отчитался о том, что робот-хирург PRECEYES впервые помог офтальмологу провести успешную операцию на сетчатке у шести пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна.

Что ждет нас в будущем? Не исключено, что всего через пару десятков лет роботы, прообразом которых были иглы для коучинга, станут корректировать наше зрение на дому, пристально вглядываясь в глубины глаза через камеру смартфона, прообразом которой послужил офтальмоскоп Гельмгольца.

Даниил Давыдов

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Проверьте также

Закрыть
Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.