Vergleich von Holmium-Laser und Thulium-Laser für Mini PCNL (HOTLaser)

Patienten stehen mehrere Verfahrensmodalitäten zur Behandlung von Nephrolithiasis zur Verfügung, wobei die endgültige Wahl von der Steingröße, der Lage und den Patientenfaktoren abhängt.1 Seit über 30 Jahren ist der Holmium-Yttrium-Aluminium-Granat-Laser (Ho:YAG) aufgrund seiner Effizienz bei der Steinfragmentierung unabhängig von der Steinzusammensetzung und seines beneidenswerten Sicherheitsprofils der Goldstandard für die Laserlithotripsie.2-5 Abhängig von der Steindichte und der Absicht des Chirurgen zur Fragmentierung bzw. Staubung werden unterschiedliche Energien, Pulsfrequenzen, Pulsdauern und Arbeitseinstellungen verwendet.

Grundlegende physikalische Prinzipien liegen der Wirksamkeit des Ho:YAG-Lasers zugrunde, der vor über zwei Jahrzehnten eine Revolution auslöste.4 Die Energie wird durch eine flexible Quarzfaser übertragen, deren Größe zwischen 150 und 1.000 Mikrometern variiert, wodurch sie für die flexible Ureteroskopie geeignet ist. Seine Wellenlänge von 2.100 nm wird effektiv von Wasser absorbiert und verleiht ihm ein Sicherheitsprofil, das durch seine Eindringtiefe von 0,4 mm noch verstärkt wird.7 Der photothermische Mechanismus, durch den es Kraft ausübt, erfordert direkten Steinkontakt, was zur Steinverdampfung führt.8 Als gepulster Laser emittiert Holmium einen zyklischen Lichtwellenstoß mit entsprechender Auslassung. Der Durchschnitt der Laserimpulse ergibt die abgegebene Leistung. Zeitgenössische Fortschritte haben durch die Nutzung der Impulstechnologie zur Nutzung höherer Leistung geführt. Derzeit kann die Pulsdauer von 350 Mikrosekunden auf 1500 Mikrosekunden verlängert und zur Reduzierung der Steinrückstoßung genutzt werden.2 Die neueste Entwicklung der Technologie umfasst die treffend benannte „Moses-Technologie“ (jetzt in Version 2.0), bei der einer kurzen Dampfblase ein länger anhaltender Hochenergieimpuls vorausgeht, der durch die Bewegung durch die Dampfblase Energie sparen kann.9 Diese Technologie war entscheidend für die Reduzierung der Steinretropulsion, was zu verbesserten Ablationsraten führte. Daten deuten darauf hin, dass die Moses-Technologie die Patientenergebnisse verbessert, indem sie die Verfahrensdauer und die Fragmentierungszeit verkürzt.10

Eine neuere Alternative zum Ho:YAG-Laser ist der 2018 eingeführte Thuliumfaserlaser (TFL)-Lithotripter.5 Aufgrund der Diodenkonstruktion mit chemisch mit Thuliumionen dotiertem Siliciumdioxid kann es eine höhere Leistungsabgabe aus einem kleineren Faserkern liefern.3,4 Dies wird durch die Verwendung eines 50–150 Mikrometer großen optischen Laserfaserkerns anstelle von Spiegeln zur Fokussierung der Lichtenergie wie beim Ho:YAG.11 erreicht Der kleine Formfaktor macht die Faser anpassungsfähiger für Anwendungen mit spitzem Winkel. Der geringe Stromverbrauch des TFL ergibt sich aus der Lüfterkühlung und der Steckereffizienz, was erhöhte Impulswiederholungsraten von bis zu 2.000–2.200 Hz mit Impulsdauern von 0,2 bis 12 Millisekunden ermöglicht.5,11 Aufgrund dieser Verbesserungen kann die TFL bei mäßiger Wärmeentwicklung sowohl fragmentieren als auch stauben. Darüber hinaus ist der TFL dank seiner Standardsteckdose (110 V) mit variablen Operationssaalkonfigurationen kompatibel, wodurch er leichter zugänglich ist. Ähnlich wie beim Ho:YAG-Laser variiert seine Wellenlänge zwischen 1.908 und 1.940 nm, was zu einem höheren Absorptionskoeffizienten in Wasser führt, was aufgrund der höheren Energiedichte, die an der Spitze der Laserfaser fokussiert wird, ein ähnliches Sicherheitsprofil gewährleistet.2 Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die TFL vergleichbare Ergebnisse bei der Steinabtragung und geringer Retropulsion erzielt, wobei der Stromverbrauch geringer ist und die Retropulsion zu einer besseren Staubentfernung führt.2,9

In jüngsten Studien wurden spezifische Merkmale jedes Lasers verglichen, um Best Practices zu standardisieren, allerdings ohne eindeutigen Gewinner. Die Pulsprofile unterscheiden sich bei jedem Laser. Der Ho:YAG-Puls weist einen akuten Spannungsanstieg mit einem dramatischen Abfall innerhalb von 150 Mikrosekunden auf, während das TFL-Pulsprofil einen akuten Spannungsanstieg aufweist, der für die Dauer des Pulses anhält.5 Diese inhärente Eigenschaft innerhalb der TFL ermöglicht eine größere Variabilität. Im Hinblick auf die Energieabsorption hat sich die TFL als vier- bis fünfmal effektiver erwiesen und korreliert daher mit niedrigeren gepulsten Energien für die Steinablation in der In-vitro-Umgebung.2,7,11 Niedrigere gepulste Energien in Verbindung mit längeren Pulsdauern ermöglichen eine geringere Retropulsion bei besserer Staubbildung.2 Das TFL hat nachweislich Verbesserungen bei der Steinfreiheitsrate, da es in In-vivo-Umgebungen leichter Feinstaub erzeugt als das Ho:YAG und das Ho:YAG-MOSES.12 Um es nicht zu verraten: Der Ho:YAG-Laser weist statistisch gesehen höhere Ablationsraten bei langsamen Geschwindigkeiten von 500 mm/min auf, wenn annähernd identische Energien und Frequenzen verwendet werden.2 Die Daten deuten darauf hin, dass höhere Ablationsraten bei Hochleistungseinstellungen (24 W) leichter zu erreichen sind, allerdings mit einem erhöhten Risiko für thermische Schäden.13 Darüber hinaus deuten In-vivo-Modelle auf ein erhöhtes Risiko für Verletzungen des Urothelgewebes hin, wenn TFL in Abwesenheit von Harnleiter-Zugangsschleusen verwendet wird, was auf die erhöhte Temperatur im Sammelsystem zurückzuführen ist.11 Bestenfalls fehlen den aktuellen In-vivo- und In-vitro-Studien bestimmte Folgerungen zu klinischen Szenarien, sie legen jedoch eine Äquivalenz für Gewebetemperaturschäden durch beide Lasermodalitäten über Einstellungen mit hoher Leistung und geringer Spülung nahe.14 Im direkten Duell hat sich das Ho:YAG gegenüber dichteren Kalziumphosphatsteinen als überlegen erwiesen.9 TFL kann zu einer besseren Steinentfernung führen, es wurde jedoch auch festgestellt, dass es die Rate infektiöser Komplikationen erhöht.15 Andere Studien kamen zu dem Schluss, dass es keinen signifikanten klinischen Zeitvorteil, keine Steinfreiheitsrate, keine Komplikationen oder keine patientenbezogenen Ergebnisse hinsichtlich der Lebensqualität durch Steine ​​gab.16 Da beide Laser Sicherheit mit Wirksamkeit verbinden, können die Präferenz des Chirurgen und die institutionelle Präferenz den technologischen Ansatz bestimmen.

Studien haben begonnen, TFL mit Hochleistungs-Holmium mit Moses-Technologie für Ureteroskopie und Laserlithotripsie (URSLL) zu vergleichen. Es fehlen jedoch Daten zur überlegenen Lasertechnologie für mittlere oder große Steine, die sich antegrad nähern, im Rahmen der mini perkutanen Nephrolithotomie (PCNL).

Hierbei handelt es sich um eine randomisierte, kontrollierte Studie mit einer einzelnen Einrichtung und einem einzelnen Chirurgen, in der der Holmiumlaser im Vergleich zum Thuliumlaser für mittlere bis große Steine ​​im Rahmen der perkutanen Mini-Nephrolithotomie bewertet wird. Die Patienten werden untersucht und erhalten ihre Zustimmung zur Teilnahme an dieser Studie. Sie werden randomisiert einer Behandlung mit entweder dem Holmium- oder Thulium-Laser für ihren Eingriff zugeteilt. Ziel dieser Studie ist es, die Effizienz beider von der FDA zugelassenen Laser für dieses Verfahren zu bewerten, um festzustellen, ob einer von ihnen einen Vorteil gegenüber dem anderen hat. Verfahrensinformationen werden ausgewertet sowie bis zu 90-Tage-Ergebnisse für die Teilnehmer dieser Studie.