Jämförelse av Holmium Laser och Thulium Laser för Mini PCNL (HOTLaser)

Flera procedurmetoder för behandling av nefrolitiasis är tillgängliga för patienter med det ultimata valet beroende på stenstorlek, plats och patientfaktorer.1 I över 30 år har lasern holmium: yttrium-aluminium-granat (Ho:YAG) varit guldstandarden för laserlitotripsi på grund av dess effektivitet vid stenfragmentering, oavsett stensammansättning och dess avundsvärda säkerhetsprofil.2-5 Olika energier, pulsfrekvenser, pulslängder och arbetsinställningar används baserat på stendensitet och kirurgens avsikt för fragmentering kontra dammning.

Grundläggande fysiska principer ligger till grund för effektiviteten hos Ho:YAG-lasern, som gjorde en revolution för över två decennier sedan.4 Energi överförs genom en flexibel kvartsfiber som varierar i storlek från 150-1 000 mikrometer vilket gör den mottaglig för flexibel ureteroskopi. Dess våglängd på 2 100 nm absorberas effektivt av vatten som ger en säkerhetsprofil som ytterligare förstärks av dess 0,4 mm penetrationsdjup.7 Den fototermiska mekanismen genom vilken den utövar kraft kräver direkt stenkontakt vilket leder till att stenen förångas.8 Som en pulsad laser avger holmium en cyklisk skur av ljusvåglängd med motsvarande utelämnande. Genomsnittet av laserns pulser står för uteffekten. Samtida framsteg har lett till utnyttjande av högre effekt genom att dra fördel av pulstekniken. För närvarande kan pulslängden förlängas från 350 mikrosekunder till 1500 mikrosekunder och användas för att minska stenretropulsion.2 Den senaste utvecklingen av tekniken inkluderar det passande namnet "Moses Technology" (nu i version 2.0) där en kort ångbubbla föregår en längre varaktig högenergipuls som kan spara energi genom att resa genom ångbubblan.9 Denna teknik har varit nyckeln till att minska stenretropulsion, vilket har lett till förbättrade ablationshastigheter. Data har antytt att Moses-teknologin förbättrar patientresultaten genom att minska procedurtiden och minska fragmenteringstiden.10

Ett nyare alternativ till Ho:YAG-lasern är thuliumfiberlasern (TFL) lithotripter, introducerad 2018.5 Den kan ge större effekt från en mindre fiberkärna på grund av diodkonstruktionen med kiseldioxid kemiskt dopad med thuliumjoner.3,4 Detta uppnås genom att använda en 50-150 mikrometer optisk laserfiberkärna istället för speglar för att fokusera ljusenergi som i Ho:YAG.11 Liten formfaktor gör fibern mer anpassningsbar vid applikationer med spetsvinklar. Den låga strömförbrukningen för TFL beror på fläktkylning och pluggeffektivitet som tillåter ökade pulsrepetitionshastigheter upp till 2 000 - 2 200 Hz med pulslängder från 0,2 till 12 millisekunder.5,11 På grund av dessa förbättringar kan TFL både splittras och dammas med måttlig värmeutveckling. Dessutom är TFL kompatibel med variabla operationsrumskonfigurationer baserat på dess vanliga vägguttag (110V) vilket gör den mer tillgänglig. I likhet med Ho:YAG-lasern varierar dess våglängd mellan 1 908 och 1 940 nm vilket ger en högre absorptionskoefficient i vatten vilket ger en liknande säkerhetsprofil på grund av högre energitäthet fokuserad på spetsen av laserfibern.2 Sammanfattningsvis har TFL jämförbara resultat för stenablation och låg retropulsion med lägre strömförbrukning och mindre retropulsion vilket leder till bättre dammning.2,9

Nyligen genomförda studier har jämfört specifika egenskaper hos varje laser för att standardisera bästa praxis om än utan någon tydlig vinnare. Pulsprofiler skiljer sig för varje laser. Ho:YAG-pulsen har en akut spik i spänningen med ett dramatiskt fall inom 150 mikrosekunder, medan TFL-pulsprofilen har en akut ökning som upprätthålls under pulsens varaktighet.5 Denna inneboende egenskap inom TFL tillåter större variabilitet för uppringda nummer. När det gäller energiabsorption har TFL visat sig vara 4-5 gånger effektivare och korrelerar därmed med lägre pulsade energier för stenablation i in vitro-miljö.2,7,11 Lägre pulsade energier i kombination med ökad pulslängd möjliggör mindre retropulsion med bättre dammning.2 TFL har påvisbara förbättringar av stenfria mängder genom att lättare skapa fint damm än vad Ho:YAG och Ho:YAG-MOSES kan i in vivo-miljöer.12 Ho:YAG-lasern har statistiskt sett högre ablationshastigheter vid låga hastigheter på 500 mm/min när man använder ungefär identiska energier och frekvenser.2 Data tyder på att högre ablationshastigheter lättare erhålls vid högeffektsinställningar (24W) om än med ökad risk för termisk skada.13 Dessutom tyder in vivo-modeller på ökad risk för urotelvävnadsskada vid användning av TFL i frånvaro eller ureteral åtkomsthölje på grund av ökad temperatur i uppsamlingssystemet.11 I bästa fall saknar aktuella in vivo- och in vitro-studier vissa följder av kliniska scenarier, men de föreslår en likvärdighet för vävnadstemperaturskada med antingen lasermodalitet via högeffekts lågbevattningsinställningar.14 Ho:YAG har visat sig överlägsen med tätare kalciumfosfatstenar när man går head-to-head.9 TFL kan ge större stenröjning men har också visat sig öka frekvensen av smittsamma komplikationer.15 Andra studier har inte kommit fram till någon signifikant klinisk tidsfördel, stenfri frekvens, komplikationer eller patientrelaterade livskvalitetsresultat för sten.16 Eftersom båda lasrarna ger säkerhet med effektivitet, kan kirurgens preferenser och institutionella preferenser diktera tekniskt tillvägagångssätt.

Studier har börjat jämföra TFL med högeffektsholmium med Moses-teknologi för ureteroskopi och laserlitotripsi (URSLL), men data saknas om den överlägsna laserteknologin för medelstora eller stora stenar som närmar sig antegrad i mini-perkutan nefrolitotomi (PCNL)-miljö.

Detta är en enda institution, enskild kirurg, randomiserad kontrollerad studie som utvärderar holmiumlasern kontra thuliumlasern för medelstora till stora stenar i mini-perkutan nefrolitotomi. Patienterna kommer att screenas och godkännas för deltagande i denna studie och kommer att randomiseras för att behandlas med antingen holmium- eller thuliumlaser för sin procedur. Denna studie syftar till att utvärdera effektiviteten hos båda FDA-godkända lasrarna för denna procedur för att fastställa om en av dem har någon fördel framför den andra. Procedurinformation kommer att utvärderas såväl som upp till 90 dagars resultat för deltagarna i detta försök.