Technologia coraz głębiej zagląda nam w oczy
Tak naprawdę postęp w leczeniu chorób oka zaczął się, gdy okuliści dostali do rąk nowoczesne narzędzia. Dzięki nim jesteśmy w stanie korygować wady wzroku, diagnozować na bardzo wczesnym etapie nieprawidłowości i schorzenia. Pomimo tego, że nie wszystkie z nich udaje się odwrócić lub powstrzymać, rozwój technologii daje nadzieję, że osób prawidłowo widzących będzie przybywać.
- Oczy to zwierciadło duszy - jak mawiają filozofowie. Anatomicznie oko to integralna część mózgu. Można je traktować jako wypustkę mózgu. 80 proc. bodźców zewnętrznych dociera do nas właśnie przez oczy - podkreślił dr n. med. Piotr Chaniecki, konsultant okulistyczny Międzynarodowego Centrum Badań Oka (ICTER) oraz okulista chirurg Ośrodka Chirurgii Oka Profesora Zagórskiego w Krakowie.
Specjalista zauważył, że najwięcej przypadków chorobowych dotyczy zaćmy oraz zwyrodnienia plamki żółtej związanej z wiekiem (AMD). Można też uznać, że to one są głównym powodem aktualnie utraty wzroku. Dodatkowo coraz więcej przypadków problemów okulistycznych jest wynikiem powikłań w przebiegu cukrzycy, będącą epidemią XXI wieku.
- Powikłania tych chorób, źle prowadzonych lub za późno wykrytych, są katastrofalne dla oka. Ale na szczęście technologia poszła do przodu. Możemy teraz wychwycić wiele poważnych chorób oczu już na etapie podstawowego badania w gabinecie okulistycznym. Gdy nie było OCT (Optycznej Koherentnej Tomografii Optycznej Oka), takie schorzenie jak AMD i powikłania oczne cukrzycy były trudne do rozpoznania, bo nie można było dokładnie zobrazować siatkówki – zaznaczył ekspert.
Epidemia krótkowzroczności
Z powodu zwiększenia czasu, który spędzaliśmy przed ekranem naszych elektronicznych urządzeń podczas pandemii COVID-19 doszło do sytuacji, gdy osób z krótkowzrocznością przybyło i nadal będzie ich coraz więcej – prognozują eksperci.
- Nasz organizm ewolucyjnie nie dogonił jeszcze technologii. Dla oka jest to zgubne. Nie jest ono przyzwyczajone do tego, by tak długo pracować z bliska, dlatego mamy do czynienia z prawdziwą epidemią krótkowzroczności, szczególnie wśród dzieci i młodzieży – podkreślił dr Chaniecki.
Wyjaśnił, że jeśli chodzi o leczenie tej wady wzroku, oprócz okularów i soczewek kontaktowych, dostępne są metody zabiegowe.
- Pierwsza to korekcja laserowa, czyli tak zmieniamy rogówkę przy pomocy lasera, że likwidujemy wadę – oczywiście tutaj mamy pewne ograniczenia, którymi są grubość rogówki, stan oka, zespół suchego oka lub wielkość wady. Drugim sposobem jest wymiana naszej soczewki na soczewkę sztuczną wieloogniskową – tzn. soczewkę dającą możliwość uniezależnienia się od okularów. W tej ostatniej metodzie można praktycznie skorygować każdą wadę wzroku – przyznał dr Chaniecki.
Urządzenia przyszłości
Jego zdaniem właśnie technologia, w szczególności w okulistyce, ma obecnie bardzo duże znaczenie, bo nie tylko przyspieszy proces diagnostyczny, ale też skuteczność leczenia. Cały czas trwają prace naukowe nad rozwojem nowoczesnych i innowacyjnych technologii, które dadzą okulistom na świecie jeszcze bardziej precyzyjne narzędzia do wykorzystania w gabinetach, ale też w czasie zabiegów operacyjnych.
- Dotychczasowe badanie z wykorzystaniem OCT polega na obrazowaniu i badaniu tylko struktury samego oka, szczególnie siatkówki – jej szczegółowej budowy. Ale w ICTER naukowcy skupiają się na tym m.in., by stworzyć urządzenie, które nie tylko pozwoli zobrazować oko, ale też będzie badaniem czynnościowym. Dzięki temu dostaniemy odpowiedź, czy komórki - w tym wypadku tworzące nerw wzrokowy czy siatkówkę - są zdrowe czy też nie. W uproszczeniu naukowcy chcą stworzyć OCT czynnościowe, które pozwoli określić nie tylko budowę siatkówki, ale też sprawdzić czy prawidłowo funkcjonuje. Takie urządzenie można by stosować powszechnie w gabinetach. Na początku zwykłe OCT też było nieosiągalne – podkreślił dr Chaniecki.
Doktorant Piotr Węgrzyn z ICTER wyjaśnił, nad czym pracują badacze. Chodzi o to, by otrzymać dokładne informacje nie tylko o strukturze oka – budowie jego przedniej i tylnej części, ale też na temat tego, jak reaguje na zewnętrzne bodźce.
- W tym laboratorium rozwijamy nowe techniki obrazowania, które wykorzystują światło podczerwone. Techniki te bazują na tomografii OCT i wykorzystują potencjał superszybkich kamer – mogących rejestrować nawet milion klatek na sekundę oraz bardzo szybko przestrajanych laserów półprzewodnikowych. Pozwala nam to m. in. na obserwowanie procesów, które zachodzą na siatkówce oka ludzkiego, czyli tam, gdzie znajdują się fotoreceptory – nasze detektory światła. Możemy to robić z rozdzielczością odpowiadającą pojedynczym komórkom, czyli patrzeć jak dany fotoreceptor odpowiada na pojawiające się bodźce – na przykład błysk światła. Dzięki temu mamy możliwość analizowania procesów zachodzących w oku oraz monitorowania jak działanie podawanych leków wpływa na zmiany w zachowaniu fotoreceptorów. Ta technika obrazowania nosi nazwę optoretinografii. Dzięki niej widzimy bardzo małe (rzędu kilku nanometrów) zmiany struktury oka, które powstają w procesie widzenia. Optoretinografia, po raz pierwszy, pozwoliła nam oceniać w sposób niezależny od człowieka, czy ktoś widzi i jak widzi. Co ciekawe, możemy się ograniczyć tylko do tego, co się dzieje w siatkówce oka, bez konieczności analizowania uśrednionej odpowiedzi, którą generuje mózg po tym, jak dociera do niego bodziec z nerwu wzrokowego. Jest to również technika nieinwazyjna i komfortowa dla pacjenta – wyjaśnił fizyk.
W ICTER powstają nie tylko urządzenia przyszłości. Pracuje się także nad terapiami genowymi, które będą miały bezpośredni wpływ na skuteczność leczenia, poszerzenie zakresu leczenia chorób np. zwyrodnienie barwnikowe siatkówki (retinitis pigmentosa) czy zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD).
- Choroby te polegają na zaniku pewnej warstwy siatkówki (warstwy nabłonka barwnikowego siatkówki), co prowadzi do postępującej i nieodwracalnej ślepoty. Obecnie trwają prace nad leczeniem, ale terapia genowa niesie ogromną nadzieję dla tych pacjentów. Polega ona na tym, że wprowadza się fragment kodu DNA lub RNA o prawidłowym zapisie genetycznym do wnętrza komórki chorej osoby. Zastępuje on geny patologiczne (nieprawidłowe). Zmodyfikowane geny powodują to, że tkanki bądź komórki, które z jakiegoś powodu zostały uszkodzone, odtwarzają się – przybliżył terapię dr Chaniecki.
Niezwykle istotną gałęzią tego postępu technologicznego – jak wskazał ekspert - są również urządzenia, które można by wykorzystać na sali operacyjnej np. w trakcie operacji siatkówki czy przeszczepu rogówki, gdy potrzebna jest wyjątkowa precyzja. Na razie chirurdzy okuliści używają w czasie zabiegu tylko mikroskopów operacyjnych, które jednak nie zapewniają dokładnego i pełnego obrazu wszystkich operowanych struktur oka.
- Jako aktywny chirurg okulista widzę ogromny potencjał na wykorzystanie opracowywanych tutaj urządzeń, które przede wszystkim poprawiłyby bezpieczeństwo pacjenta i skuteczność wykonywanych zabiegów operacyjnych – podkreślił dr Chaniecki.
Krzysztof Gromada, jeden z badaczy zespołu pracującego nad precyzyjnym robotem, który ma wspomóc chirurgów okulistów w ich pracy wyjaśnił, że chodzi o to, by podnieść precyzję prowadzenia narzędzi i dostarczyć chirurgowi dodatkowe informacje przestrzenne (głębię). Podgląd w głąb oka za pomocą OCT (dający odpowiednik obrazu 3D) nie tylko pozwala dokładnie śledzić końcówkę narzędzia, ale także bardzo dokładnie określać położenie kolejnych warstw oka np. rogówkę, siatkówkę. Samo ramię robota ma zapewnić precyzję, a człowiek, wspomagany systemem OCT, dokładność.
- W trakcie operacji, za pomocą OCT, skanujemy oko w dwóch przekrojach przy końcówce narzędzia. Dzięki temu nie tylko zdobywamy informację o stanie oka i położeniu, czy grubości każdej z warstw, ale także z wysoką precyzją lokalizujemy narzędzie (najczęściej igłę). Aby system działał poprawnie musimy stale znać pozycję igły względem mikroskopu. Wykorzystujemy do tego systemy widzenia maszynowego, a także metody z dziedziny robotyki. W aktualnym systemie robot odpowiada za stabilizację ręki chirurga w oparciu o “active compliance”. Oznacza to, że chirurg korzysta z narzędzia jak przy zwykłej operacji, jednak przymocowane jest ono do robota, który upłynnia ruch i porusza się zgodnie z ruchami chirurga. Planujemy także system zapobiegania perforacji ważnych struktur polegający na zwiększaniu oporu robota przed wykonaniem niebezpiecznego ruchu – wyjaśnił Krzysztof Gromada, programista z ICTER.
Na razie jednak, w okulistyce robotyka to pieśń przyszłości - na etapie eksperymentalnych badań, ale wszystko dąży do tego, by skrócić czas trwania i rekonwalescencję po zabiegu, a także zwiększyć precyzję wykonywanych operacji.
- Być może po wejściu takich urządzeń ulegnie zmianie cała filozofia zabiegów operacyjnych. Na pewno trzeba będzie zmienić filozofię pracy lekarza. Ktoś będzie musiał robotem sterować i go programować. Gdyby takie roboty pojawiły się na sali operacyjnej, to z pewnością zwiększyłyby bezpieczeństwo i precyzję, choć trzeba mieć na uwadze to, że z pewnością nie wyręczą lekarza i nie wykonają całej pracy za niego - podsumował dr Chaniecki.
Klaudia Torchała, zdrowie.pap.pl
