超声乳化的基础

1TheBasicPhaco超声乳化的基础所有超乳仪都有一些共同的结构和概念基础。超乳仪通过小切口释放超声能量乳化白内障,施以负压吸除乳化的白内障,同时维持眼内的液流动力学平衡。图1超乳仪有3项主要的功能(图1):(1)向眼内提供灌注;(2)施以负压,吸除白内障;(3)释放超声能量,乳化晶状体核。此3项功能分别和脚踏开关的3个档位相应。脚踏开关是超乳仪重要的组成部分,用于白内障手术中控制超乳仪。常规的脚踏操作方法是用优势脚下踩(多数医生习惯于右脚)。每个脚踏档位都是前一个档位的基础上新增功能,当踩于2档(负压吸除)时,即在1档灌注功能的基础上新增负压吸除功能。同样地,一旦脚踏踩于3档(超声能量)时,同时提供的还包括1档(灌注)和2档(负压吸除)功能。2(图2)1档:灌注(图2)非常重要的一点是,超乳是在非常狭小的前房和后房内进行的。术中我们必须维持操作空间的稳定性,注意保护眼内组织,特别是要避免前房和后房塌陷,前房和后房塌陷可招致严重的并发症。所谓超乳仪的灌注功能,是指在术中向眼内提供液流灌注。踩脚踏于1档时,即打开灌注。灌注并非线性控制——灌注要么是全开,要么是全关。灌注瓶的高度决定了术中的相对灌注压和流速的大小。为了保证术中眼内充盈,需要确保灌注流速大于流出流速。(图3)2档:负压吸除(图3)3脚踏2档控制着眼内液流流出速度和负压大小。负压和流速是线性控制的,2档初始位置的负压和流速最低,2档最低位置时的负压和流速最大。有些类似于汽车的油门脚踏,脚踏踩得越低,油门开得越大。为了形成负压和吸除液流,超乳仪必须具备液流泵。蠕动泵和文丘里泵是最常见的两种泵,将在后面的专栏加以介绍。泵所产生的负压和吸引力将液流从眼内吸出,通过流出管道引入集液装置。负压和吸除是由脚踏开关控制的,下踩脚踏越低,负压和吸除越强。超乳时液流流出有两个主要途径:通过液流泵的作用,由超乳针流出,以及切口处的渗漏。(图4)3档:超声能量(图4)脚踏最低位为3档,控制乳化白内障的超声能量。超声能量采用的是线性控制方式,如果是较致密的白内障,就需要更多下踩脚踏,释放更多能量。需加注意的是,脚踏位于3档时,1档和2档的功能已全部应用。灌注开放,负压和吸除达到最大。只有在超乳针与白内障接触时,才可以使用超声能量。超乳手柄连接有3根管线:(1)提供眼内灌注的灌注管;(2)超乳仪液流泵产生的负压所吸除液流的流出管;(3)控制超乳针能量释放的电线。此3根管线分别和脚踏开关的3个档位相应。4BasicConceptsofFluidics液流动力学基础图1流体动力学方面一个重要的概念是,灌注流量必须超过流出量。保持稳定的灌注压和吸出流量设置,就可以保证术中眼内充盈,不致塌陷。如果流出量超过灌注流量,即使为时短暂,眼内也会出现浪涌,造成前房不稳定,眼球塌陷,误吸到后囊膜。所以,超乳液流动力学的首要原则就是保证灌注流量超过流出量。超声乳化术中液流都遵循一个基本公式,即泊肃叶公式:F=ΔPπr4/8ηL公式中,F=液流量,ΔP=压力差,r=管径,η=液流粘度,L=管道长度。我们可以从简起见,在考虑液流时对公式做些简化。液流的粘性是相对恒定的,管道长度也是一定的。π和8都是常数。简化后的公式为:F~ΔPr45(图2)液流量与压力差和管径4次方的乘积成正比。因管径大小为幂数关系,管径略做调整,充分印证这层关系。液流调整流出量调整从眼内流出的液量包括:(1)液流泵产生的负压通过超乳手柄吸出的液流;(2)切口处的渗漏。通过超乳针的流出量由超乳针及吸引管管径,及超乳仪液流泵产生的负压所决定。切口处的渗漏量取决于切口大小及其与切口内器械的适配程度。切口处有一定的渗漏,有利于冷却超乳针,预防热灼伤,对初学超乳时有其重要。随着超乳能量模式的改进,有经验的超乳医生更习惯于较紧的切口,切口略紧,液流动力学情况约稳定。灌注管和引流管的构造、材质、大小均有差异。6(图3)FlowBalanceandTubingCompliance液流平衡与管道顺应性浪涌是指眼内的流出液量超过灌注流量,即使这种变化为时甚短。浪涌发生时,前房塌陷,后囊膜可在瞬间被误吸,造成后囊膜破裂,玻璃体溢出。为了保证液流平衡,我们选用不同口径的管道,以期灌注流量大于流出液量。仔细观察可以发现,灌注管口径明显大于流出管。7图1:灌注管与流出管比较灌注管与流出管比较灌注管口径较大,壁薄,因而弹性较好。这样可以保证在压力较低时也可以提供较大的液流。随着灌注瓶高度增加,灌注管内的压力也随之增大,不过这个变化总是有限度的。流出管口径较小,壁厚,因而硬度大,顺应性较差。因液流量与管径的幂数正相关,较小的管径可以保证流出液量小于灌注流量。流出管壁厚且硬,顺应性差,可以预防浪涌产生。流出管内的压力取决于超乳仪液流泵的设置,一般均可达到500mmHg以上。图2:顺应性好的管道可在术中出现塌陷,造成浪涌灌注管与流出管比较8如果流出管壁薄,顺应性好,高负压可以造成管道塌陷。如果流出管出现塌陷,在负压降低时,管道将反弹回正常大小,这种反弹将会在瞬间从眼内吸出平衡液,造成突然而危险的浪涌。高负压下的管道塌陷最常见于超乳针堵塞时,一旦堵塞解除,管道反弹,浪涌即出现。此即堵塞解除后浪涌,这也是白内障手术中后囊膜破裂的主要原因之一。图3:流速与超乳针口径的幂数成正比超乳针大小超乳针的大小在超乳液流动力学中也很重要,因为它和流出液流速度有一定关联。泊肃叶公式的重要特点之一是,流量与管道的4次方成正比。如果其他条件相同,比较0.9mm和1.1mm两种超乳针的情况,可以惊讶地发现1.1mm超乳针的流量是0.9mm超乳针流量的两倍还多。随着超乳针口径的变化,液流量将出现显著改变。9图4:超乳针口径的微小改变可导致流量的大幅减少如果将1.1mm的超乳针换为0.9mm大小,而其他超乳参数保持不变,相对流速将降至不到一半——只有原来1.1mm时的45%。为了在超乳针口径减小的情况下维持同样的流速,需要明显增加压力差。一旦确定了所需的管道和超乳针口径大小,接着即可设定超乳仪的其他有个参数。很重要的一点是,管道和超乳针的口径在液流动力学中具有非常重要的决定作用。OptimizingPhacoFluidicSettings液流平衡与管道顺应性白内障手术的困难很大程度上在于操作空间有限。前房加上后房，总的空间不足1立方厘米，毫厘之差也不容大意。超乳液流动力学的功能在于注入和流出液体量的平衡，以维持足够的操作空间，超乳针吸除白内障时不致造成眼球塌陷。超乳手术的效率和安全很大程度上取决于液流的控制。10蠕动泵较为常见，美国很多超乳仪配备的也是这种类型，其可设置的参数并不多：瓶高、液流速率、最大负压，超乳针的口径大小也可自行选配。超乳针的口径也许是最重要的参数。根据泊肃叶公式，和小口径的超乳针相比，大口径超乳针的液流有着非常显著的不同。简单地说，小口径的超乳针适于高负压、低流速，而大口径的超乳针更适于高流速、低负压。用不同口径的吸管吸取杯中的奶昔，即是最好的例证。蠕动泵的流速通常用cc/分钟加以表示。流速取决于蠕动泵转轮沿流出管道滚动的速度。超乳针在未堵的情况下，流速可达到设置的最大值，眼内情况变化的速度也和此有很大关系。超乳针被白内障物质堵住时，流速下降，甚至可以降到0。流速的大小，决定了超乳术中眼内情况变化的快慢。瓶高决定了注入眼内的液流速度。如同水塔，位于术眼之上的液体由于重力作用而产生一定的液流：瓶高越高，产生的液流压力和液流速度也越大。超乳针未堵的情况下，流速达到最大，但是负压很低——远远低于所设置的最大值。对于蠕动泵而言，仅在超乳针被堵的情况下才有负压产生。负压越高，握持力越大。所谓握持力，是指机械性劈核时固定白内障核块力量的大小。负压大小，随超乳针口径，即超乳针的接触面积而变化。同样负压水平时，超乳针的截面积越大，握持力越大。负压决定了超乳针“抓住”核块，即握持力的大小。优化设置11要想很好地优化超乳液流控制，很重要的一点在于要将各种参数和所采用的超乳技术，以及手术医生的喜好相匹配。首先要做的就是选择好超乳针大小，最常用的超乳针有的较小，只有0.9mm，大的可以达1.1mm。如果习惯快速吸除核块，1.1mm的超乳针更为理想，因为这种超乳针提供的流速更快。如果希望手术过程较慢，但是能够更好地控制整个过程0.9mm的超乳针应该更合适。瓶高决定了注入眼内的液流。为了避免浪涌，则需要始终保持注入的液流量高于流出量，这一点非常重要。注入的液流只有一个来源，即平衡液瓶，而流出却有两个途径，一是经超乳针的吸出，二是所有切口的渗漏。一旦流出超过注入，眼球即出现塌陷，后囊膜经常于此出现破裂。所以，开始时不妨将瓶高设置的高一些，保证一定的液流，随后根据液流所造成的虹膜－晶状体隔后移变化，再逐渐调低瓶高。如果术中发现角膜皱褶或前房不稳，可以调高瓶高。如果采用劈核超乳，对核块的握持力大小非常重要，机械性劈核时，需要很稳定地握持住核块。这种技术需要较高的负压，1.1mm的超乳针需要200～250mmHg，0.9mm的超乳针需要300～400mmHg。一旦核块劈分完成，核块吸入超乳针的速度取决于蠕动泵的流速设定，20cc/分钟时吸入速度较慢，50cc/分钟时吸入很快。劈核乳化术中处理核块时可以维持同样的负压和流速设置。分而治之超乳时，核块处理有两个不同的步骤：核块刻槽，和核块乳化吸除，每个步骤需要不同的液流设置。核块刻槽时，起主要作用的超声能量，流速和负压设置可以很低，只要满足吸除每次前进刻槽时所产生的核块碎质即可。低于100mmHg的负压，不足30cc/分钟的流速足以满足与此。核块乳化吸除时，需要一定的握持力将核块吸引到超乳针，可以采用较高的负压和流速，如200～300mmHg，30～50cc/分钟，具体设置随超乳针大小而有变化。一旦理解了各种参数的具体含义，就可根据医生不同的喜好和不同的技术，选用相应的设置。详细理解超乳液流设置的不同内容，是实现高效和安全超乳手术的必要前提。12FundamentalsofUltrasonicPhacoPower超乳能量基础超乳针向眼内释放能量，粉碎白内障，从而将其乳化、吸除。脚踏踩到3档时，超乳针以固定频率振动，即开始释放能量。我们调整向眼内释放的能量时，振动频率并无改变，只是调整其振动幅度，从而控制总的能量。振动时，金属超乳针对白内障物质施加机械性作用，同时在超乳针前形成微泡，产生空穴效应和破碎效应。白内障内不断有液体和微粒物质组成的液浪形成，最后也带来热效应，这是一种副反应。因此，选择超乳能量设置很重要，避免过多的热产生，角膜及其他眼内精细组织可被这种过多的热损伤。指捏超乳针试验是确定超乳能量设置是否可能损伤眼内切口的简单方法。你可以在实验室内，设定好超乳能量，去除超乳针的袖套，用手指捏住超乳针，全程下踩脚踏。如果你的设置过高，产热过多，超乳针会逐渐变热，甚至可能会灼伤手指。这样可能损伤你手指的能量设置很可能也会损伤患者的角膜。13手术时，超乳仪自动计算平均超乳能量，即最大值的百分比，同时也记录超声能量释放时间。这些数据显示为“U/SAVE”，意即“平均超声能量”，和“EPT”，即“超声作用时间”。我们可以计算、分析术中所用的超乳能量，即实际超乳时间，“U/SAVE”乘以“EPT”，这些超乳仪可以自动完成，显示为“APT”。举例说，能量100%，使用时间15秒，这相当于50%的能量使用30秒，或25%能量使用60秒。这三个实例的APT(实际超乳时间)都是15秒。所以，很重要的是，白内障手术时，应该尽可能地使用低超声能量。超声能量很容易伤及角膜内皮细胞，过多的超声能量还可能引起人工晶状体眼大泡性角膜病变和角膜失代偿。14最重要的减少APT的方法是采用机械性方法碎开晶状体核，如劈核超乳。这要比分而治之法有效的多，所需能量更少，手术时间也更短。为了最大限度地减少APT，我们还需要减少超乳时间，降低平均超乳能量。降低超乳能量的方法包括脚踏位于3档时，减少下踩幅度，或者调低超乳仪的最高能量设置。减少超乳时间的方法有：仅在核块吸在超乳针，且单用负压不能吸除时才应