La facodinamica (Phacodynamics) è il termine collettivo per i principi meccanici alla base della facoemulsificazione e aspirazione (PEA). Comprende sia i concetti di fluidica che di modulazione della potenza ultrasonica.
La facoemulsificazione è stata inventata da Kelman nel 1967 e si è rapidamente diffusa grazie ai progressi negli apparecchi e nelle tecniche. Oggi quasi tutti gli interventi di cataratta vengono eseguiti con questa metodica, e una comprensione accurata della facodinamica da parte del chirurgo è un prerequisito per un intervento sicuro ed efficiente.
I principali parametri che costituiscono la facodinamica sono:
Un’impostazione appropriata del dispositivo migliora la sicurezza e l’efficienza dell’intervento. Al contrario, un’impostazione inappropriata può portare a complicazioni come collasso della camera anteriore, rottura della capsula posteriore o danno endoteliale corneale. Indipendentemente dal livello di esperienza, la comprensione dei principi di base è il fondamento di un intervento sicuro per tutti i chirurghi.
Il liquido di perfusione (BSS: soluzione salina bilanciata) viene fornito nella camera anteriore per gravità dalla bottiglia di perfusione. La pressione di perfusione è proporzionale all’altezza della bottiglia e può essere stimata con la seguente formula.
Pressione di perfusione (mmHg) ≈ Altezza bottiglia (cm) × 0,7 Esempio: altezza bottiglia 100 cm circa 70 mmHg, 80 cm circa 56 mmHg, 70 cm circa 49 mmHg
Posizionando la bottiglia più in alto dell’occhio del paziente si crea un gradiente di pressione e il liquido di perfusione fluisce nella camera anteriore. L’aumento dell’altezza della bottiglia aumenta la pressione intraoculare e approfondisce la camera anteriore. Tuttavia, nei pazienti con glaucoma o arteriosclerosi, è necessario prestare attenzione all’aumento della pressione intraoculare.
Negli ultimi anni, oltre al sistema gravitazionale, sono stati sviluppati sistemi di perfusione forzata come VGFI (Vented Gas Forced Infusion) e il sistema a sacca morbida pressurizzata, che consentono un controllo più stabile delle variazioni di pressione nella camera anteriore.
Il deflusso è generato principalmente dall’aspirazione tramite una pompa. L’aumento della portata di aspirazione aumenta il deflusso e accelera i movimenti nella camera anteriore. Un’altra via di deflusso è la perdita attraverso l’incisione e il port laterale.
Quando l’afflusso e il deflusso sono uguali, l’equilibrio pressorio nella camera anteriore viene mantenuto e si preserva una camera anteriore stabile.
Conseguenze dello squilibrio dei fluidi:
Esatto. Aumentare l’altezza della bottiglia aumenta la pressione endocamerulare prima e dopo il surge, ma l’ampiezza delle fluttuazioni di pressione rimane invariata. Per sopprimere i surge, è efficace ridurre la pressione di aspirazione o utilizzare un tubo a bassa compliance, piuttosto che regolare l’altezza della bottiglia.
Il flusso di aspirazione è il volume di liquido (mL/min) spostato attraverso l’orifizio di aspirazione della punta per unità di tempo. Nel sistema peristaltico, la velocità di rotazione della pompa può essere impostata direttamente.
La pressione di aspirazione è la pressione negativa (mmHg) che determina la forza di tenuta (hold ability) del frammento di nucleo sulla punta quando questa è occlusa.
Tipo peristaltico
Principio: Un rullo comprime il tubo per generare una pressione negativa.
Vantaggio: La pressione di aspirazione e il flusso di aspirazione possono essere impostati indipendentemente.
Svantaggio: La salita della pressione di aspirazione è lenta. Design incentrato sulla sicurezza, adatto a principianti e intermedi.
Tipo Venturi
Principio: Il flusso d’aria genera una pressione negativa nella cassetta (legge di Bernoulli).
Vantaggio: La salita della pressione di aspirazione è rapida, con elevata capacità di follow-up.
Svantaggio: Il controllo fine è difficile e la portata di aspirazione non può essere impostata indipendentemente (circa la metà della pressione di aspirazione impostata corrisponde alla portata). Adatto a utenti avanzati.
Negli ultimi anni, gli svantaggi di entrambe le pompe sono stati migliorati ed esistono sistemi ibridi che consentono di utilizzare entrambe le modalità in un unico dispositivo.
Il surge è un fenomeno in cui, immediatamente dopo il rilascio di un’occlusione della punta da parte di un frammento nucleare, la pressione negativa accumulata viene improvvisamente liberata, causando un rapido deflusso di liquido dalla camera anteriore e una temporanea instabilità della camera anteriore.
In uno studio condotto da Georgescu et al. su occhi umani enucleati, è stato riportato che la distanza di fluttuazione della camera anteriore durante un surge era compresa tra 0,04 e 2 mm.
Quando si verifica un surge, la capsula posteriore o l’iride vengono attratti verso la punta, con il rischio di rottura della capsula posteriore o danno all’iride.
Misure di riduzione del surge:
La frequenza degli ultrasuoni è definita come superiore a 20 kHz e nei dispositivi per facoemulsificazione ultrasonica viene generalmente utilizzata una frequenza di circa 40 kHz (circa 28,5–40 kHz). La forza di frammentazione della punta si basa sui seguenti due meccanismi.
Effetto martello pneumatico
Meccanismo : Impatto meccanico della punta che collide fisicamente con il nucleo del cristallino.
Caratteristiche : All’aumentare della distanza dall’oggetto, aumentano accelerazione e potenza. È il principale meccanismo di frammentazione delle vibrazioni longitudinali.
Effetto di cavitazione
Meccanismo : Un improvviso calo di pressione durante il ritiro della punta genera microbolle, che rilasciano energia tramite implosione durante l’avanzamento.
Caratteristiche : Durante l’implosione si generano una temperatura di circa 13.000 °F (7.200 °C) e un’onda d’urto di 75.000 psi. Ciò può anche causare danni tissutali.
La potenza ultrasonica è espressa come ampiezza (corsa) della punta, con l’ampiezza massima al 100%. Aumentare la potenza migliora l’effetto di frammentazione, ma aumenta anche il rischio di produzione di calore e di ustione dell’incisione. Inoltre, un’ampiezza maggiore rafforza la forza di respingimento del nucleo (chattering).
Oltre alle tradizionali vibrazioni longitudinali, è stato sviluppato un metodo che utilizza vibrazioni rotazionali trasversali (torsionali). Poiché il nucleo viene tagliato da entrambi i movimenti (avanti e indietro), la produzione di calore è minore e l’efficienza di frammentazione è elevata. Combinando la modalità tradizionale e torsionale, e aggiungendo impostazioni pulsate, è possibile trattare in sicurezza anche nuclei duri.
Le caratteristiche variano in base all’angolo di smusso (0–60 gradi) all’estremità della punta.
| Angolo di smusso | Occlusività | Utilizzo |
|---|---|---|
| Grande (45–60°) | Bassa (difficile da ostruire) | Scultura (scavo di solchi) |
| Piccolo (0–15°) | Alta (facile da ostruire) | Triturazione e rimozione di frammenti nucleari |
| Modalità | Caratteristiche | Situazione consigliata |
|---|---|---|
| Continua | Oscillazione continua | Nucleo molle |
| Pulsata | Alternanza on/off | Soppressione termica / nucleo duro |
| Burst | Breve impulso seguito da pausa | Tecnica di chopping |
La modalità pulsata, con pause tra le oscillazioni ultrasoniche, riduce il chatter e consente una nucleazione efficiente con minore produzione di calore.
Scavo del solco (frammentazione aperta):
Frammentazione dopo divisione del nucleo (frammentazione chiusa):
Comando a pedale:
Nella facoemulsificazione a due tecniche con aspirazione ultrasonica, la separazione del chopper di perfusione e della sonda phaco senza manicotto consente la nucleazione in cavità chiusa attraverso un’incisione submillimetrica. In casi difficili come il cristallino sublussato, il port di perfusione aiuta a stabilizzare il sacco capsulare, il che è un vantaggio 1).
Per i principianti si raccomandano impostazioni di basso flusso di aspirazione, bassa potenza ultrasonica, bassa pressione di aspirazione e bassa pressione di perfusione. Ciò minimizza le differenze di pressione nella camera anteriore e riduce i rischi di rottura capsulare posteriore, lacerazione dell’iride e prolasso del vitreo. Cambiare le impostazioni in base alla situazione è la via più rapida per apprendere una chirurgia sicura.
Nei moderni apparecchi per chirurgia della cataratta a ultrasuoni, vengono introdotti sistemi di controllo a feedback con sensori di pressione della camera anteriore. Rilevando in tempo reale la pressione della camera anteriore e regolando automaticamente il flusso di infusione, si spera di minimizzare le fluttuazioni di pressione e i picchi, riducendo il rischio di rottura della capsula posteriore.
In alternativa all’infusione gravitazionale, sono state messe in pratica modalità di infusione forzata come VGFI (pressurizzazione del gas nella bottiglia di infusione) o la compressione del sacchetto morbido tramite una piastra. Questi metodi possono aumentare il flusso di infusione più rapidamente rispetto al sistema gravitazionale, contribuendo a un ambiente chirurgico sicuro con minori fluttuazioni di pressione nella camera anteriore.
