Новости

Nov 26, 2023

Исследование новых лазерных источников для литотрипсии

Камни в почках распространены в развитых странах и поражают около 10% населения.

Камни в почках распространены в развитых странах и поражают около 10% населения. Лазерная литотрипсия, преимущественно с помощью современной уретероскопии, стала основным методом минимально инвазивной хирургической абляции камней мочеточника и почек. Твердотельный гольмиевый:YAG-лазер с импульсной ламповой накачкой был доминирующей технологией в лазерной литотрипсии на протяжении последних двух десятилетий. Однако эта зрелая технология имеет некоторые фундаментальные ограничения. Альтернативные технологии, такие как лазеры на тулиевом волокне, лазеры на тулии: YAG и лазеры на эрбии: YAG, также изучались для лазерной литотрипсии.

Лазерная литотрипсия — это минимально инвазивный эндоскопический метод (уретероскопия), при котором используется лазер для фрагментации и удаления камней из мочевыводящих путей. Как только камень локализован в мочевом пузыре, мочеточнике или почке, в рабочий канал уретероскопа вводится оптическое волокно, а затем активируется лазер для дробления камня на более мелкие кусочки. Дробление камней в основном достигается фототермической абляцией. Прямое поглощение лазерного излучения приводит к выделению тепла и последующему плавлению и абляции камня. Вторичный механизм абляции возникает в результате поглощения света водой. Вода в порах быстро испаряется или расширяется, создавая высокое локализованное давление, что также приводит к абляции. Как правило, хирург удаляет более крупные кусочки через уретру с помощью маленькой корзинки, а более мелкие кусочки могут выйти позже при мочеиспускании. Однако хирург может действовать по-разному в зависимости от типа используемого лазера и его параметров.

Доступная энергия импульса зависит от используемой лазерной системы, но может варьироваться от 0,2 до 6,0 Дж, хотя типичные настройки во время абляции камней в почках варьируются от 0,2 до 2,0 Дж.

Типичные значения частоты находятся в диапазоне от 5 Гц до 80 Гц из-за технических ограничений гольмиевого лазера.

Типичные значения длительности импульса гольмиевых лазеров составляют от 150 до 500 мкс.

Основная причина, по которой гольмиевые лазеры: YAG в настоящее время являются стандартными клиническими лазерами для литотрипсии, заключается в том, что длина волны их излучения составляет 2120 нм. Свет этой длины волны сильно поглощается водой, содержащейся в порах и карманах камня, что приводит к тепловому расширению и испарению воды, что приводит к усилению абляции. В дополнение к этому, лазеры Ho:YAG показали успешную абляцию широкого спектра составов камней.

За последние годы значительно увеличилось количество режимов лазерной литотрипсии, используемых для абляции мочевых камней. Однако эти режимы можно сгруппировать в три основных метода:

При фрагментации абляция камня на несколько частей достигается за счет использования высокой энергии импульса при низкой частоте импульсов. Детали большего диаметра (> 2 мм) извлекаются с помощью корзины. При пылении камень в почках дробится на мелкие кусочки диаметром менее 1 мм, при которых активное корзинчатое извлечение не требуется. Другой метод известен как попкорн, при котором волокно фиксируется на месте, а высокая энергия импульса используется для создания турбулентного потока и итеративной абляции камней на мелкие кусочки. В таблице 1 приведены типичные значения энергии и частоты импульсов для каждого из режимов лазерной литотрипсии.

Режим лазерной литотрипсии Энергия импульса (Дж) Частота пульса (Гц)

Напыление 0,2—0,5 50—80

Фрагментация 0,5—1,0 5—20

Попкорн ~1,5 20–40

Таблица 1.Наиболее типичные режимы работы лазера, используемые при лазерной литотрипсии гольмий:YAG

Твердотельный лазер Holmium:YAG (Ho:YAG) стал наиболее часто используемым лазером для литотрипсии за последние десятилетия. Его основными преимуществами являются доказанный высокий коэффициент успеха при фрагментации многих различных типов камней и относительно низкая стоимость для лазеров малой мощности. Однако эта технология имеет также свои ограничения и недостатки. Наиболее критичными параметрами являются: