Sammenligning av Holmium Laser og Thulium Laser for Mini PCNL (HOTLaser)

Flere prosedyremodaliteter for behandling av nefrolithiasis er tilgjengelige for pasienter med det ultimate valget avhengig av steinstørrelse, plassering og pasientfaktorer.1 I over 30 år har holmium: yttrium-aluminium-granat (Ho:YAG) laser vært gullstandarden for laserlitotripsi på grunn av dens effektivitet i steinfragmentering uavhengig av steinsammensetning og dens misunnelsesverdige sikkerhetsprofil.2-5 Ulike energier, pulsfrekvenser, pulsvarigheter og arbeidsinnstillinger brukes basert på steintetthet og kirurgens hensikt for fragmentering versus støvtørking.

Grunnleggende fysiske prinsipper ligger til grunn for effektiviteten til Ho:YAG-laseren, som gjorde en revolusjon for over to tiår siden.4 Energi overføres gjennom en fleksibel kvartsfiber som varierer i størrelse fra 150-1000 mikrometer, noe som gjør den mottagelig for fleksibel ureteroskopi. Bølgelengden på 2100 nm absorberes effektivt av vann som gir en sikkerhetsprofil som forsterkes ytterligere av dens 0,4 mm penetreringsdybde.7 Den fototermiske mekanismen som den utøver kraft med krever direkte steinkontakt som fører til steinfordampning.8 Som en pulserende laser sender holmium ut et syklisk utbrudd av lysbølgelengde med en tilsvarende utelatelse. Gjennomsnittet av laserens pulser står for utgangseffekten. Moderne fremskritt har ført til utnyttelse av høyere kraft ved å dra nytte av pulsteknologien. For øyeblikket kan pulsvarigheten forlenges fra 350 mikrosekunder til 1500 mikrosekunder og brukes til å redusere steinretropulsion.2 Den siste utviklingen av teknologien inkluderer det passende navnet "Moses Technology" (nå i versjon 2.0) der en kort dampboble går foran en lengre varig høyenergipuls som kan spare energi ved å reise gjennom dampboblen.9 Denne teknologien har vært nøkkelen til å redusere steinretropulsion, noe som har ført til forbedret ablasjonshastighet. Data har antydet at Moses-teknologien forbedrer pasientresultatene ved å redusere prosedyrevarigheten og redusere fragmenteringstiden.10

Et nyere alternativ til Ho:YAG-laseren er thuliumfiberlaser (TFL) lithotripter, introdusert i 2018.5 Den kan gi større kraftutgang fra en mindre fiberkjerne på grunn av diodekonstruksjonen med silika kjemisk dopet med thuliumioner.3,4 Dette oppnås ved å bruke en 50-150 mikrometer optisk laserfiberkjerne i stedet for speil for å fokusere lysenergi som i Ho:YAG.11 Liten formfaktor gjør fiberen mer tilpasningsdyktig i skarpe vinkler. Det lave strømforbruket til TFL kommer fra viftekjøling og pluggeffektivitet som tillater økte pulsrepetisjonshastigheter opp til 2000 - 2200 Hz med pulsvarighet fra 0,2 til 12 millisekunder.5,11 På grunn av disse forbedringene kan TFL både fragmentere og støve med moderert varmeutvikling. Dessuten er TFL kompatibel med variable operasjonsromskonfigurasjoner basert på standard elektrisk vegguttak (110V), noe som gjør den mer tilgjengelig. I likhet med Ho:YAG-laseren varierer bølgelengden mellom 1908 og 1940 nm, noe som gir en høyere absorpsjonskoeffisient i vann som gir en lignende sikkerhetsprofil på grunn av høyere energitetthet fokusert på spissen av laserfiberen.2 Oppsummert har TFL sammenlignbare resultater for steinablasjon og lav retropulsion med lavere strømforbruk og mindre retropulsion som fører til bedre støvtørking.2,9

Nyere studier har sammenlignet spesifikke funksjoner ved hver laser for å standardisere beste praksis, men uten noen klar vinner. Pulsprofiler er forskjellige for hver laser. Ho:YAG-pulsen har en akutt toppspenning med et dramatisk fall innen 150 mikrosekunder, mens TFL-pulsprofilen har en akutt økning som opprettholdes under pulsens varighet.5 Denne iboende egenskapen i TFL tillater større oppringt variabilitet. Med hensyn til energiabsorpsjon har TFL vist seg å være 4-5 ganger mer effektiv, og korrelerer dermed med lavere pulserende energier for steinablasjon i in vitro-setting.2,7,11 Lavere pulserende energier i forbindelse med økt pulsvarighet gir mindre retropulsion med bedre støvtørking.2 TFL har påviselige forbedringer i steinfrie mengder ved lettere å skape fint støv enn Ho:YAG og Ho:YAG-MOSES kan i in vivo-innstillinger.12 For ikke å angre har Ho:YAG-laseren statistisk høyere ablasjonshastigheter ved lave hastigheter på 500 mm/min ved bruk av omtrent identiske energier og frekvenser.2 Data tyder på at høyere ablasjonshastigheter lettere oppnås ved høyeffektsinnstillinger (24W), om enn med økt risiko for termisk skade.13 Dessuten antyder in vivo-modeller økt risiko for urotelial vevsskade ved bruk av TFL i fravær eller ureteral tilgangshylster på grunn av økt temperatur i oppsamlingssystemet.11 I beste fall mangler nåværende in vivo- og in vitro-studier visse konsekvensene av kliniske scenarier, men de foreslår en ekvivalens for vevstemperaturskade ved hjelp av lasermodaliteter via høyeffekts lav-irrigasjonsinnstillinger.14 Ho:YAG har vist overlegenhet med tettere kalsiumfosfatsteiner.9 TFL kan gi større steinrydning, men har også vist seg å øke frekvensen av smittsomme komplikasjoner.15 Andre studier har konkludert med ingen signifikant klinisk tidsfordel, steinfri rate, komplikasjoner eller pasientrelaterte livskvalitetsresultater for stein.16 Derfor, siden begge lasere gir sikkerhet med effektivitet, kan kirurgens preferanser og institusjonspreferanser diktere teknologisk tilnærming.

Studier har begynt å sammenligne TFL med høyeffekts holmium med Moses-teknologi for ureteroskopi og laserlitotripsi (URSLL), men det mangler data om den overlegne laserteknologien for middels eller store steiner som nærmet seg antegrad i mini perkutan nefrolitotomi (PCNL) innstilling.

Dette er en enkelt institusjon, enkelt kirurg, randomisert kontrollert studie som evaluerer holmiumlaseren vs. thuliumlaseren for middels til store steiner i mini-perkutan nefrolitotomi-innstillingen. Pasienter vil bli screenet og samtykke til deltakelse i denne studien, og vil bli randomisert til å bli behandlet med enten holmium- eller thuliumlaser for prosedyren. Denne studien tar sikte på å evaluere effektiviteten til begge FDA-godkjente lasere for denne prosedyren for å finne ut om en av dem har noen fordel fremfor den andre. Prosedyreinformasjon vil bli evaluert så vel som opptil 90 dagers utfall for deltakerne i denne utprøvingen.