Sammenligning af Holmium Laser og Thulium Laser til Mini PCNL (HOTLaser)

Flere proceduremæssige modaliteter til behandling af nefrolithiasis er tilgængelige for patienter med det ultimative valg afhængigt af stenstørrelse, placering og patientfaktorer.1 I over 30 år har holmium: yttrium-aluminium-granat (Ho:YAG)-laseren været guldstandarden for laserlitotripsi på grund af dens effektivitet i stenfragmentering uanset stensammensætning og dens misundelsesværdige sikkerhedsprofil.2-5 Forskellige energier, pulshastigheder, pulsvarigheder og arbejdsindstillinger bruges baseret på stendensitet og kirurgens hensigt om fragmentering versus støvning.

Grundlæggende fysiske principper ligger til grund for effektiviteten af ​​Ho:YAG-laseren, som gjorde en revolution for over to årtier siden.4 Energi overføres gennem en fleksibel kvartsfiber, der varierer i størrelse fra 150-1.000 mikrometer, hvilket gør den egnet til fleksibel ureteroskopi. Dens bølgelængde på 2.100 nm absorberes effektivt af vand, hvilket giver en sikkerhedsprofil, som yderligere forstærkes af dens 0,4 mm penetrationsdybde.7 Den fototermiske mekanisme, hvorved den udøver kraft, kræver direkte kontakt med sten, hvilket fører til fordampning af sten.8 Som en pulserende laser udsender holmium en cyklisk lysbølgelængde med en tilsvarende udeladelse. Gennemsnittet af laserens pulser tegner sig for udgangseffekten. Nutidige fremskridt har ført til udnyttelse af højere effekt ved at drage fordel af pulsteknologien. På nuværende tidspunkt kan pulsvarigheden forlænges fra 350 mikrosekunder til 1500 mikrosekunder og udnyttes til at reducere stenretropulsion.2 Den seneste udvikling af teknologien inkluderer det passende navngivne "Moses Technology" (nu i version 2.0), hvor en kort dampboble går forud for en længerevarende højenergiimpuls, der kan spare energi ved at rejse gennem dampboblen.9 Denne teknologi har været nøglen til at reducere stenretropulsion, hvilket har ført til forbedrede ablationshastigheder. Data har antydet, at Moses-teknologien forbedrer patientresultaterne ved at reducere procedurens varighed og reducere fragmenteringstiden.10

Et nyere alternativ til Ho:YAG laseren er thulium fiber laser (TFL) lithotripter, introduceret i 2018.5 Det kan give større effekt fra en mindre fiberkerne på grund af diodekonstruktionen med silica kemisk doteret med thuliumioner.3,4 Dette opnås ved at bruge en 50-150 mikrometer optisk laserfiberkerne i stedet for spejle til at fokusere lysenergi som i Ho:YAG.11 Lille formfaktor gør fiberen mere tilpasningsdygtig i skarpe vinkler. TFL'ens lave strømforbrug skyldes ventilatorkøling og stikeffektivitet, hvilket tillader øgede pulsgentagelseshastigheder op til 2.000 - 2.200 Hz med pulsvarigheder fra 0,2 til 12 millisekunder.5,11 På grund af disse forbedringer kan TFL både fragmentere og støve med moderat varmeudvikling. Desuden er TFL kompatibel med variable operationsstuekonfigurationer baseret på dens standard elektriske stikkontakt (110V), hvilket gør den mere tilgængelig. I lighed med Ho:YAG-laseren varierer dens bølgelængde mellem 1.908 og 1.940 nm, hvilket giver en højere absorptionskoefficient i vand, hvilket giver en lignende sikkerhedsprofil på grund af højere energitæthed fokuseret på spidsen af ​​laserfiberen.2 Sammenfattende har TFL sammenlignelige resultater for stenablation og lav retropulsion med lavere strømforbrug og mindre retropulsion, hvilket fører til bedre støvning.2,9

Nylige undersøgelser har sammenlignet specifikke funktioner ved hver laser for at standardisere bedste praksis, omend uden nogen klar vinder. Pulsprofiler er forskellige for hver laser. Ho:YAG-pulsen har en akut stigning i spændingen med et dramatisk fald inden for 150 mikrosekunder, hvorimod TFL-pulsprofilen har en akut stigning, der opretholdes i hele pulsens varighed.5 Denne iboende egenskab i TFL muliggør større opkaldsvariabilitet. Med hensyn til energiabsorption har TFL vist sig at være 4-5 gange mere effektiv og korrelerer dermed med lavere pulserende energier til stenablation i in vitro-indstillingen.2,7,11 Lavere pulserende energier i forbindelse med øget pulsvarighed giver mulighed for mindre retropulsion med bedre støvning.2 TFL har påviselige forbedringer i stenfri mængder ved lettere at skabe fint støv, end Ho:YAG og Ho:YAG-MOSES kan i in vivo-indstillinger.12 For ikke at fortryde har Ho:YAG-laseren statistisk højere ablationshastigheder ved langsomme hastigheder på 500 mm/min, når der bruges omtrent identiske energier og frekvenser.2 Data tyder på, at højere ablationshastigheder lettere opnås ved højeffektindstillinger (24W), omend med øget risiko for termisk skade.13 Desuden tyder in vivo-modeller på øget risiko for urothelial vævsskade ved brug af TFL i fravær eller ureteral adgangsskeder på grund af øget temperatur i opsamlingssystemet.11 I bedste fald mangler de nuværende in vivo- og in vitro-undersøgelser en vis konsekvens af kliniske scenarier, men de foreslår dog en ækvivalens for vævstemperaturbeskadigelse ved enten lasermodalitet via højeffekts-lavvandingsindstillinger.14 Når Ho:YAG'en går ind mod hinanden, har den vist overlegenhed med tættere calciumfosfatsten.9 TFL kan give større stenrydning, men har også vist sig at øge antallet af infektiøse komplikationer.15 Andre undersøgelser har ikke konkluderet nogen signifikant klinisk tidsfordel, stenfri rate, komplikationer eller patientrelaterede livskvalitetsresultater for sten.16 Da begge lasere giver sikkerhed med effektivitet, kan kirurgens præference og institutionelle præference derfor diktere den teknologiske tilgang.

Undersøgelser er begyndt at sammenligne TFL med høj effekt holmium med Moses teknologi til ureteroskopi og laser lithotripsi (URSLL), men der mangler data vedrørende den overlegne laserteknologi for mellemstore eller store sten, der nærmer sig antegrad i mini perkutan nefrolitotomi (PCNL) indstilling.

Dette er en enkelt institution, enkelt kirurg, randomiseret kontrolleret forsøg, der evaluerer holmium-laseren vs. thulium-laseren for mellemstore til store sten i mini-perkutan nefrolitotomi-indstillingen. Patienter vil blive screenet og givet samtykke til deltagelse i denne undersøgelse og vil blive randomiseret til at blive behandlet med enten holmium- eller thulium-laseren til deres procedure. Denne undersøgelse har til formål at evaluere effektiviteten af ​​begge FDA-godkendte lasere til denne procedure for at fastslå, om en af ​​dem har nogen fordel i forhold til den anden. Procedureoplysninger vil blive evalueret såvel som op til 90 dages resultater for deltagerne i dette forsøg.