Обучение хирургии катаракты

Ключевые моменты с первого взгляда

Основные положения этой статьи

• Операция по удалению катаракты (факоэмульсификация) является первой репрезентативной операцией, которую осваивают ординаторы-офтальмологи, и крайне важно разработать безопасные методы обучения.
• Во всем мире происходит переход от традиционной модели, основанной на количестве выполненных процедур (модель Холстеда), к модели обучения, основанной на компетенциях.
• Многочисленные исследования показывают, что VR-симуляторы (особенно Eyesi) эффективны для снижения частоты хирургических осложнений.
• В мокрой лаборатории доступны несколько моделей (свиной глаз, кроличий глаз, синтетический глаз), каждая со своими преимуществами и ограничениями.
• Основные навыки, которые необходимо освоить: непрерывный круговой капсулорексис, гидродиссекция, факоэмульсификация (метод D&C или Phaco chop), аспирация кортекса и имплантация ИОЛ.
• Ведутся исследования новых образовательных технологий, таких как анализ хирургических видео с помощью ИИ и обратная связь в реальном времени.
• Системы обучения хирургии катаракты значительно различаются в разных странах, и их унификация является проблемой.

1. Что такое тренинг по хирургии катаракты?

Хирургия катаракты (факоэмульсификация и аспирация: ФЭА) является наиболее частой офтальмологической операцией в развитых странах, включая Японию. Около 20% всех хирургических операций в Японии составляют офтальмологические операции, и хирургия катаракты считается первой операцией, которую должны освоить ординаторы.

Хирургия катаракты требует не только технических навыков, но и когнитивных способностей, суждений и опыта для борьбы с непредвиденными интраоперационными осложнениями ²⁾. Риск осложнений из-за неправильной хирургии может превышать побочные эффекты медикаментозной терапии, и то, как безопасно и эффективно обучать хирургическим техникам, является глобальной проблемой.

Традиционная образовательная модель и ее ограничения

Долгое время обучение офтальмологической хирургии основывалось на методологии Холстеда. Этот подход был сосредоточен на «квантитативизме», когда компетентность признавалась только после выполнения определенного количества операций.

Однако этот метод имеет следующие проблемы:

• Изменчивость возможностей обучения: приобретенные навыки варьируются в зависимости от учебного заведения и периода времени.
• Риск для пациента: нежелательные явления могут возникнуть, когда неопытные хирурги оперируют пациентов напрямую.
• Сложность обеспечения единообразия навыков: даже при выполнении количественных требований фактический уровень навыков сильно варьируется от человека к человеку.

Для преодоления этих проблем все более широкое распространение получают современные методы обучения с использованием VR-симуляторов и влажных лабораторий.

Оценка на основе компетенций: ICO-OSCAR

В настоящее время компетентный хирург определяется как «лицо, способное надлежащим образом демонстрировать профессиональные знания, навыки и отношение». Для объективной оценки навыков хирургии катаракты Международный совет офтальмологии (ICO) разработал «Рубрику оценки офтальмологических хирургических навыков ICO: Реконструкция хрусталика (ICO-OSCAR: Phaco)».

ICO-OSCAR рекомендуется в качестве инструмента для мониторинга процесса обучения ординаторов. Однако во многих странах по-прежнему в качестве показателя квалификации используется только количество выполненных процедур.

Требования к обучению в разных странах

Требования к обучению хирургии катаракты значительно различаются в разных странах.

Регион/Организация	Краткое описание требований
США (ACGME)	86 случаев на одного ординатора за 3 года
Бразильское общество офтальмологии	150 и более офтальмологических операций в целом
Европа (страны-члены EBO)	Децентрализованная система, переданная каждой стране

Исследование 2019 года в странах Африки к югу от Сахары показало, что среднее количество процедур, выполненных ординаторами-офтальмологами второго года, было нулевым. Несмотря на технический прогресс, глобальная однородность образования остается крайне низкой.

Q Сколько обучения необходимо для безопасного освоения хирургии катаракты?

A

Необходимое количество сильно варьируется от человека к человеку, и только количество не может гарантировать компетентность. Американская ACGME требует 86 процедур за три года, но рекомендуется объективная оценка компетенций на основе таких критериев, как ICO-OSCAR.

2. Осваиваемые техники и осложнения во время обучения

Состав базовых техник

Операция по удалению катаракты состоит из нескольких этапов. Базовые техники, которые новички должны осваивать поэтапно, приведены ниже.

Техники первой половины

Создание разреза : выполняется корнеосклеральным разрезом, роговичным разрезом или плоским корнеосклеральным разрезом. Ширина разреза обычно около 2,4 мм.

Инъекция вязкоэластичного вещества (OVD) : поддерживает переднюю камеру и обеспечивает безопасность внутриглазных манипуляций. Важно различать дисперсионный и котезивный типы.

Непрерывный круговой передний капсулорексис (CCC) : первый важный этап операции. Требуется полный круг, с учетом вектора, направленного наружу.

Гидродиссекция : освобождение ядра внутри капсулы путем введения воды. Чрезмерное введение может привести к повреждению задней капсулы.

Поздняя процедура

Факоэмульсификация (ФЭ) : дробление и аспирация ядра с помощью ультразвукового наконечника. Метод D&C является базовой техникой для начинающих.

Аспирация кортекса (I/A) : удаление остаточного кортекса с помощью ирригационно-аспирационного наконечника. Требуется осторожное обращение, чтобы не повредить заднюю капсулу.

Имплантация интраокулярной линзы (ИОЛ) : введение свернутой интраокулярной линзы в капсулу и разворачивание в правильном положении.

Проверка закрытия разреза : проверка самозакрытия. У детей требуется наложение швов.

Метод D&C (разделяй и властвуй) — это безопасная техника, позволяющая обрабатывать ядро с контролем его глубины, и рекомендуется как базовый навык для начинающих. После освоения переход к технике факочопа повышает эффективность фрагментации ядра.

Интраоперационные осложнения, часто возникающие во время обучения

Типичные интраоперационные осложнения, на которые особенно следует обращать внимание ординаторам, перечислены ниже.

• Разрыв задней капсулы (ПКР) : одно из самых серьезных интраоперационных осложнений. Сопряжено с риском выпадения ядра и эндофтальмита. По данным Японского общества катарактальной и рефракционной хирургии, частота разрыва задней капсулы составляет около 0,6 %.
• Отклонение непрерывного кругового капсулорексиса : капсулотомия отклоняется к периферии, что приводит к неполному непрерывному круговому капсулорексису. Это можно предотвратить дополнительным введением вязкоэластичного вещества.
• Феномен серджа : резкое падение внутриглазного давления во время аспирации вызывает смещение задней капсулы кпереди. Лечится настройками аппарата и осторожными манипуляциями.

Предоперационное выявление сложных случаев

Перед операцией необходимо проверить следующую информацию и заранее выявить сложные случаи для профилактики осложнений.

• Состояние расширения зрачка и твердость ядра : Сделайте фото переднего отрезка глаза и сообщите курирующему врачу.
• Травмы в анамнезе и синдром псевдоэксфолиации : Факторы риска слабости цинновых связок.
• Прием альфа-1-адреноблокаторов : Может вызвать синдром интраоперационной дряблой радужки (IFIS).
• Диабет, атопия или приступ глаукомы в анамнезе : Могут привести к узкому зрачку или слабости цинновых связок.

Случаи, которых следует избегать новичкам

Перезрелая катаракта, узкий зрачок, разрыв цинновой связки и заднеполярная катаракта относятся к сложным случаям. Случаи с прозрачным хрусталиком и дооперационной корригированной остротой зрения более 1,0 также считаются неподходящими для первого вмешательства начинающего хирурга. При сложных случаях следует рассмотреть консультацию с опытным врачом или направление в специализированное учреждение.

Q Какова самая важная подготовка перед первой операцией по удалению катаракты?

A

Важны привычка к предоперационной оценке (проверка расширения зрачка, твердости ядра и цинновых связок) и предварительная тренировка на симуляторе или в мокрой лаборатории. Многократное наблюдение за операцией руководителя и просмотр собственных видео операций также необходимы для приобретения навыков.

3. Стандартные методы тренировки

Обучение с помощью VR-симулятора

В настоящее время наиболее распространены следующие три VR-симулятора для хирургии катаракты.

Симулятор	Разработчик	Особенности
Eyesi	VRmagic	Наиболее полные исследования. Множество доказательств снижения частоты осложнений.
PhacoVision	Melerit Medical	Специализация на методах ФЭК и непрерывного кругового капсулорексиса
MicrovisTouch	ImmersiveTouch	Только модуль непрерывного кругового капсулорексиса

Исследований, подтверждающих использование PhacoVision и MicrovisTouch в образовательных целях, пока мало.

Eyesi (VRmagic) предлагает следующие учебные модули:

• Непрерывный капсулорексис
• Гидродиссекция
• Факоэмульсификация
• Ирригация/аспирация
• Имплантация интраокулярной линзы
• Управление осложнениями

Программа автоматически записывает результаты работы ординаторов и предоставляет оценки и обратную связь. В программах Университета Монреаля и UNESP (Бразилия) хирургические операции на пациентах разрешаются только после достижения установленных показателей на симуляторе Eyesi.

В систематическом обзоре Ahmed et al. (2020) в журнале BMJ Open Ophthalmology были проанализированы 10 из 165 статей за 2012–2019 гг., соответствовавших критериям отбора, и сделан вывод, что обучение на Eyesi (VRmagic) эффективно для снижения частоты хирургических осложнений³⁾.

Ретроспективное когортное исследование Ferris и соавт. (2009–2015 гг., 29 учреждений британской NHS) показало, что частота разрывов задней капсулы у ординаторов первого и второго года обучения, прошедших тренировку на Eyesi, была на 38% ниже⁴⁾.

Staropoli и соавт. сравнили ординаторов одного учреждения: группу, прошедшую тренировку на симуляторе (n=11), и группу без тренировки (n=11). Частота осложнений составила 2,4% и 5,1% соответственно⁵⁾.

Проблема стоимости

Симулятор Eyesi стоит от 100 000 до 200 000 долларов (около 15–30 миллионов иен) за единицу, что ограничивает его доступность для учреждений. Это способствует глобальному неравенству в обучении хирургии катаракты.

Обучение в мокрой лаборатории (Wet Lab)

Влажная лаборатория (Wet Lab) — это учебная комната, где с использованием биологических материалов отрабатываются хирургические навыки. Она эффективна для освоения базовых двигательных навыков и обучения работе с инструментами. Общие требования программы ACGME считают хирургическую подготовку в симуляционной среде неотъемлемой частью обучения ординаторов-офтальмологов.

Модель глаза животного

• Свиной глаз : легко доступен в мясных магазинах и на бойнях. Наиболее доказательная модель для тренировки ФЭМ. Однако передняя капсула получена от молодых животных, обладает высокой вязкостью и эластичностью, что создает ощущение, сходное с детским глазом. Хрусталик изначально прозрачен, поэтому необходимо химически или физически индуцировать катаракту.
• Кроличий глаз: есть доказательства эффективности для тренировки непрерывной круговой капсулотомии (передней капсулотомии).
• Козий глаз: доступен по низкой цене в некоторых регионах, например в Индии.
• Глаз человеческого трупа: оптимальная модель, но доступность и высокая стоимость являются препятствиями.

Меры предосторожности при использовании глаз животных

Инструменты, использованные на глазах животных, несут риск биологического загрязнения (включая ятрогенную болезнь Крейтцфельдта-Якоба [БКЯ]) и не должны повторно использоваться в хирургии человека. В регионах с преимущественно мусульманским населением свиной глаз не может использоваться по религиозным причинам; необходимо учитывать культурные особенности.

Синтетические модели глаз

Синтетические модели глаз имеют следующие преимущества по сравнению с глазами животных.

• Возможность многократного использования одного и того же глаза
• Предсказуемость для воспроизведения конкретных ситуаций (управление осложнениями и т.д.)
• Отсутствие риска биологического загрязнения и возможность повторного использования инструментов на человеке

Типичные продукты перечислены ниже.

• SimuloRhexis (компания SimulEYE) : предназначен для тренировки непрерывной круговой капсулорексиса. Один набор позволяет выполнить 5–10 капсулотомий. Цена 50–85 долларов.
• OKULO BROWN 8 (Bioniko Models) : для тренировки управления осложнениями. 75 долларов за единицу, одноразовое использование.
• OKULO BLUE 5 (Bioniko Models) : специально для тренировки шва радужки. 75 долларов за единицу, одноразовое использование.
• Kitaro Eye (Kitaro Eye) : передняя капсула и ядро могут использоваться многократно. Цена набора: 995–1 600 долларов.

Синтетические глаза дороже глаз животных, и их внедрение зависит от финансовых возможностей учреждения.

Систематическое освоение хирургических навыков

Просмотр видео операций, вопросы к наблюдающему хирургу и проверка различий с собственной техникой необходимы для прогресса в офтальмологической хирургии. Для освоения навыков подчеркиваются следующие моменты.

• Тщательное создание разреза : точный разрез для минимизации индуцированного астигматизма.
• Полное выполнение непрерывного кругового капсулорексиса : первый важный этап, определяющий сложность всех последующих манипуляций.
• Надежное разделение ядра : достаточное разделение ядра перед факоэмульсификацией и аспирацией.
• Устранение спешки : ненужная спешка с целью сокращения времени операции может привести к непредвиденным осложнениям.

Боковая факоэмульсификация

При «боковой факоэмульсификации», когда хирург стоит у изголовья пациента и оперирует оба глаза через височный роговичный разрез, левый глаз оперируется левой рукой. Сообщается, что при тренировке на свиных глазах и под руководством в течение 6 месяцев – 1 года многие ординаторы могут освоить эту технику. Также сообщается, что нет различий во времени операции или осложнениях между обоими глазами.

Q Можно ли использовать те же инструменты в реальной операции после работы с глазами животных в мокрой лаборатории?

A

Использование строго запрещено. Инструменты, использованные на глазах животных, биологически загрязнены и несут риск передачи инфекций, таких как ятрогенная болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ). При использовании синтетических глаз возможна повторная стерилизация инструментов.

4. Новейшие исследования и перспективы (отчёты на стадии исследований)

Пациентам: обязательно прочитайте

Нижеследующая информация в настоящее время находится на стадии исследований или клинических испытаний и не является стандартным лечением, доступным в обычных больницах. Это справочная информация для специалистов о будущем развитии медицины.

Анализ хирургических видео и оценка навыков с помощью ИИ

Анализ хирургических видео в реальном времени с помощью ИИ исследуется как новый метод поддержки обучения¹⁾.

• Распознавание этапов операции в реальном времени: Нейронная сеть (НС) распознает каждый этап операции по удалению катаракты (CCC, эмульсификация ядра и т.д.) в реальном времени. Цель — автоматическая отправка предупреждений и советов неопытным хирургам¹⁾.
• Автоматическое обнаружение хирургических инструментов: Сообщается о системе, использующей CNN (сверточную нейронную сеть) и RNN для автоматического обнаружения используемых инструментов из каждого кадра хирургического видео¹⁾.
• Автоматическая оценка навыков и обратная связь: Хирургическое видео делится на этапы построения, и автоматически представляются рекомендации для следующих шагов операции и предупреждения об осложнениях¹⁾.

Существует исследование, в котором видео операций по удалению катаракты разделяются на фазы в реальном времени с помощью НС, и извлекаются две важные фазы: непрерывная циркулярная капсулотомия (непрерывная передняя капсулотомия) и экстракция ядра. Целью является применение оценки техники неопытных хирургов для профилактики осложнений¹⁾.

В рамках задачи CATARACTS (2017) оценивалась точность автоматической аннотации 21 типа хирургических инструментов с использованием 50 видео операций по удалению катаракты общей продолжительностью более 9 часов. Точность методов глубокого обучения, предложенных 14 командами, была эквивалентна ручной аннотации экспертами¹⁾.

Система VeBIRD (Video-Based Intelligent Recognition and Decision) автоматически отслеживает хирургический процесс, а также позволяет автоматически контролировать выделение ультразвуковой энергии в зависимости от твердости ядра ¹⁾.

Также ведутся исследования по применению в роботизированной хирургии, где предпринимаются попытки количественно оценить с помощью электромагнитного отслеживания диапазон движений каждого инструмента на пяти основных этапах операции по удалению катаракты и использовать эти данные для разработки систем роботизированной помощи ¹⁾.

Фемтосекундная лазерная ассистированная хирургия катаракты

Фемтосекундная лазерная ассистированная хирургия катаракты (FLACS) может улучшить округлость и центрирование непрерывной круговой капсулотомии, повысить точность роговичных разрезов и уменьшить количество необходимой ультразвуковой энергии ²⁾. Однако в настоящее время она не является экономически эффективной, и не было доказано, что она превосходит стандартную факоэмульсификацию по профилю риска или рефракционным результатам ²⁾.

Влияние FLACS на учебную среду является предметом будущих исследований.

---

5. Список литературы

1. Tognetto D, Giglio R, Vinciguerra AL, et al. Artificial intelligence applications and cataract management: a systematic review. Surv Ophthalmol. 2022;67(3):817-829. doi:10.1016/j.survophthal.2021.09.004.

2. American Academy of Ophthalmology Preferred Practice Pattern Cataract/Anterior Segment Panel. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2022;129(1):P1-P126.

3. Ahmed TM, Hussain B, Siddiqui MAR. Can simulators be applied to improve cataract surgery training: a systematic review. BMJ Open Ophthalmol. 2020;5:e000488. doi:10.1136/bmjophth-2020-000488.

4. Ferris JD, Donachie PHJ, Johnston RL, Barnes B, Olaitan M, Sparrow JM. Royal College of Ophthalmologists’ National Ophthalmology Database study of cataract surgery: report 6. The impact of EyeSi virtual reality training on complications rates of cataract surgery performed by first and second year trainees. Br J Ophthalmol. 2020;104(3):324-329. doi:10.1136/bjophthalmol-2018-313817. PMID:31142463.

5. Staropoli PC, Gregori NZ, Junk AK, et al. Surgical simulation training reduces intraoperative cataract surgery complications among residents. Simul Healthc. 2018;13(1):11-15. doi:10.1097/SIH.0000000000000255. PMCID:PMC5799002.