Vergelijking van Holmium Laser en Thulium Laser voor Mini PCNL (HOTLaser)

Er zijn meerdere procedurele modaliteiten beschikbaar voor de behandeling van nefrolithiase, waarbij de uiteindelijke keuze afhankelijk is van de grootte, locatie en patiëntfactoren van de steen.1 Al meer dan 30 jaar is de holmium:yttrium-aluminium-granaat (Ho:YAG)-laser de gouden standaard voor laserlithotripsie vanwege zijn efficiëntie bij steenfragmentatie, ongeacht de steensamenstelling, en zijn benijdenswaardige veiligheidsprofiel.2-5 Er worden verschillende energieën, pulsfrequenties, pulsduur en werkinstellingen gebruikt op basis van de steendichtheid en de intentie van de chirurg voor fragmentatie versus stofvorming.

Fysieke basisprincipes liggen ten grondslag aan de effectiviteit van de Ho:YAG-laser, die ruim twintig jaar geleden een revolutie teweegbracht.4 Energie wordt overgedragen via een flexibele kwartsvezel die in grootte varieert van 150 tot 1.000 micrometer, waardoor deze geschikt is voor flexibele ureteroscopie. De golflengte van 2.100 nm wordt effectief geabsorbeerd door water, wat een veiligheidsprofiel oplevert dat nog wordt versterkt door de penetratiediepte van 0,4 mm.7 Het fotothermische mechanisme waarmee het kracht uitoefent, vereist direct steencontact, wat leidt tot steenverdamping.8 Als gepulseerde laser zendt holmium een ​​cyclische uitbarsting van lichtgolflengte uit met een overeenkomstige omissie. Het gemiddelde van de laserpulsen is verantwoordelijk voor het geleverde vermogen. Hedendaagse ontwikkelingen hebben geleid tot het gebruik van hoger vermogen door gebruik te maken van de pulstechnologie. Momenteel kan de pulsduur worden verlengd van 350 microseconden naar 1500 microseconden en worden gebruikt om de terugpulsie van stenen te verminderen.2 De nieuwste evolutie van de technologie omvat de toepasselijk genaamde "Moses Technology" (nu in versie 2.0), waarbij een korte dampbel voorafgaat aan een langere, hoge energiepuls die energie kan besparen door zich door de dampbel te verplaatsen.9 Deze technologie is van cruciaal belang geweest bij het verminderen van de retropulsie van stenen, wat heeft geleid tot betere ablatiepercentages. Gegevens hebben gesuggereerd dat de Moses-technologie de patiëntresultaten verbetert door de procedureduur en de fragmentatietijd te verkorten.10

Een nieuwer alternatief voor de Ho:YAG-laser is de thulium fiber laser (TFL) lithotripter, geïntroduceerd in 2018.5 Het kan een groter vermogen leveren vanuit een kleinere vezelkern dankzij de diodeconstructie met silica, chemisch gedoteerd met thuliumionen.3,4 Dit wordt bereikt door gebruik te maken van een optische laservezelkern van 50-150 micrometer in plaats van spiegels om de lichtenergie te focusseren, zoals in de Ho:YAG.11 Door de kleine vormfactor is de vezel beter aanpasbaar in toepassingen met scherpe hoeken. Het lage stroomverbruik van de TFL is te danken aan de ventilatorkoeling en de efficiëntie van de stekkers, waardoor verhoogde pulsherhalingsfrequenties tot 2.000 - 2.200 Hz mogelijk zijn met pulsduur van 0,2 tot 12 milliseconden.5,11 Dankzij deze verbeteringen kan de TFL zowel fragmenteren als verstoffen met een gematigde warmteontwikkeling. Bovendien is de TFL compatibel met variabele operatiekamerconfiguraties op basis van het standaard stopcontact (110V), waardoor hij beter toegankelijk is. Net als bij de Ho:YAG-laser varieert de golflengte tussen 1.908 en 1.940 nm, wat een hogere absorptiecoëfficiënt in water oplevert, wat een vergelijkbaar veiligheidsprofiel oplevert dankzij de hogere energiedichtheid gefocust op de punt van de laservezel.2 Kortom, de TFL heeft vergelijkbare resultaten voor steenablatie en lage retropulsie met een lager energieverbruik en minder retropulsie, wat leidt tot betere stofvorming.2,9

Recente onderzoeken hebben de specifieke kenmerken van elke laser vergeleken om de beste praktijken te standaardiseren, hoewel er geen duidelijke winnaar is. Pulsprofielen verschillen per laser. De Ho:YAG-puls heeft een acute spanningspiek met een dramatische daling binnen 150 microseconden, terwijl het TFL-pulsprofiel een acute spanningsstijging kent die aanhoudt gedurende de duur van de puls.5 Deze inherente eigenschap binnen de TFL maakt een grotere variabiliteit mogelijk. Met betrekking tot de energieabsorptie is aangetoond dat de TFL 4 tot 5 keer effectiever is en dus correleert met lagere gepulseerde energieën voor steenablatie in de in vitro setting.2,7,11 Lagere gepulseerde energieën in combinatie met langere pulsduur zorgen voor minder retropulsie met betere stofvorming.2 De TFL heeft aantoonbare verbeteringen in steenvrije waarden door gemakkelijker fijn stof te creëren dan de Ho:YAG en de Ho:YAG-MOSES in in vivo-omgevingen.12 Dit mag niet ongedaan worden gemaakt: de Ho:YAG-laser heeft statistisch hogere ablatiesnelheden bij lage snelheden van 500 mm/min bij gebruik van ongeveer identieke energieën en frequenties.2 Uit gegevens blijkt dat hogere ablatiesnelheden gemakkelijker worden verkregen bij instellingen met hoog vermogen (24 W), zij het met een verhoogd risico op thermische schade.13 Bovendien suggereren in vivo modellen een verhoogd risico op urotheelweefselbeschadiging bij gebruik van TFL in de afwezigheid van uretertoegangsheaths als gevolg van de verhoogde temperatuur in het verzamelsysteem.11 In het beste geval ontberen de huidige in vivo en in vitro onderzoeken bepaalde uitvloeisels van klinische scenario's, maar ze suggereren wel een gelijkwaardigheid voor weefseltemperatuurschade door beide lasermodaliteiten via instellingen met hoog vermogen en weinig irrigatie.14 Bij onderlinge confrontaties heeft de Ho:YAG superioriteit getoond met dichtere calciumfosfaatstenen.9 TFL kan zorgen voor een grotere stenenverwijdering, maar blijkt ook het aantal infectieuze complicaties te verhogen.15 Andere onderzoeken hebben geconcludeerd dat er geen significant klinisch tijdsvoordeel, steenvrij percentage, complicaties of patiëntgerelateerde resultaten op het gebied van steenkwaliteit van leven zijn.16 Omdat beide lasers veiligheid en effectiviteit koppelen, kunnen de voorkeuren van de chirurg en de institutionele voorkeur de technologische aanpak dicteren.

Er zijn onderzoeken begonnen om TFL te vergelijken met holmium met hoog vermogen met Moses-technologie voor ureteroscopie en laserlithotripsie (URSLL). Er ontbreken echter gegevens over de superieure lasertechnologie voor middelgrote of grote stenen die antegrade worden benaderd in de mini-percutane nefrolithotomie (PCNL).

Dit is een gerandomiseerd gecontroleerd onderzoek met één instelling, één chirurg en de evaluatie van de holmiumlaser versus de thuliumlaser voor middelgrote tot grote stenen in de mini-percutane nefrolithotomie. Patiënten zullen worden gescreend en toestemming krijgen voor deelname aan dit onderzoek, en zullen worden gerandomiseerd om te worden behandeld met de holmium- of thuliumlaser voor hun procedure. Deze studie heeft tot doel de efficiëntie van beide door de FDA goedgekeurde lasers voor deze procedure te evalueren om vast te stellen of de ene voordeel heeft ten opzichte van de andere. Procedurele informatie zal worden geëvalueerd, evenals de resultaten van maximaal 90 dagen voor de deelnemers aan deze proef.