Setările laserului Holmium-YAG în endourologie Urofrance
Laserul pulsat Holmium: YAG este principala sursă de laser în endourologie. Optimizarea parametrilor laser este cu siguranță cel mai important factor care nu depinde de operator în asigurarea succesului unei proceduri endo-urologice.
Parametrii laserului
Trei parametri determină eficiența biologică a unui fascicul laser: frecvența pulsului, durata impulsului și energia per impuls. Definim 4 profiluri principale de parametrizare ale laserului pentru endourologia tractului urinar superior: praf și fragmentarea pentru tratamentul calculilor, secțiunea pentru stricturi uretere și coagulare/ablație pentru tumorile tractului excretor. Pentru calcul, praf are avantajul de a evita formarea de fragmente reziduale. Fragmentarea este mai potrivită pentru pietrele dense.
Diametrul fibrei
O fibră cu diametru mic (200-270 μm) este echivalentă ca eficiență cu o fibră cu diametru mai mare și oferă o mai bună irigare și manevrabilitate.
Introducere
Tratamentul endoscopic al pietrelor tractului urinar a progresat în ultimii ani, atât datorită îmbunătățirii endoscopilor, cât și a mijloacelor de litotriție. Laserul pulsat Holmium: YAG a devenit principala sursă de laser din 2 motive principale: energia laserului poate fi livrată printr-o fibră optică flexibilă potrivită pentru endoscoape rigide și flexibile, iar acest laser este capabil să fragmenteze calculele indiferent de densitatea și compoziția lor.
Ca și în cazul oricărei intervenții chirurgicale, abilitatea operatorului este importantă, dar tot în optimizarea parametrilor laserului, cea mai mare marjă de progresie constă în timpul de funcționare, tratamentul complet fără fragment rezidual într-un minim de întâlnire. În acest articol propunem să rezumăm cunoștințele și datele tehnice esențiale pentru configurarea și utilizarea în cel mai bun caz a unei surse laser Holmium-YAG pentru toate aplicațiile sale endourologice ale tractului urinar superior.
Principiul laserului
Cuvântul laser este un acronim în engleză amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiații (Figura 1). Numai acest acronim rezumă principiul fizic pentru obținerea unui fascicul laser. Aceasta implică excitarea unui cristal de către o sursă de lumină (cel mai adesea o diodă sau o lampă flash). Fotonii produși de cristalul excitat sunt concentrate între 2 oglinzi și sunt emise sub forma unui fascicul laser.
Principiul producției unui fascicul laser.
Cel mai comun cristal utilizat în lasere medicale este Yttrium Aluminium Garnet (Y3 Al5 O12) mai cunoscut prin acronimul său: YAG. Holmium-YAG înseamnă că cristalul este combinat cu un metal de pământuri rare - holmiu - al cărui rol este de a amplifica producția de fotoni de cristalul solid excitat. Pentru laserele medicale, principala alternativă la Ho-YAG este Nd-YAG (pentru Neodim-YAG).
Parametrii fasciculului laser
Laserul Holmium-YAG este un laser pulsat cu o lungime de undă de 2100 nm. Este unul dintre cele mai populare tipuri de laser de uz medical. O putere de 20 de wați este suficientă pentru tratamentul calculilor, stricturilor și tumorilor tractului urinar superior. O potență mai mare devine necesară pentru tratamentul endoscopic al hipertrofiei benigne de prostată. Majoritatea dispozitivelor oferă 3 presetări corespunzătoare a 3 efecte:
Pentru a înțelege cum același laser poate produce aceste 3 efecte biologice diferite, trebuie să cunoașteți cei 3 parametri care definesc fiecare impuls al laserului Ho-YAG: energie, durata impulsului și frecvența (Figura 2).
Cele 8 profiluri de configurare a fasciculului laser.
Pentru un laser de 20 de wați, panoul de energie începe în general de la 200 mJ, care este cu energie redusă și poate ajunge sau chiar depăși cu mult 2000 mJ pentru cele mai puternice lasere. Energia este cuantificată în Jouli (J). Frecvența este cuantificată în Hz, de la 1 Hz (1 impuls pe secundă) la 20 Hz (20 impulsuri pe secundă).
Durata impulsului este măsurată în μS, de la 280 μS, care este un impuls scurt, la 885 μS, care este un impuls lung.
Energia, frecvența și puterea sunt legate de următoarea ecuație: putere (în wați) = energie (în Jouli) × frecvență (în Hz).
Laserul ar putea fi comparat cu o armă. Frecvența ar corespunde ratei de foc sau numărul de gloanțe lansate pe secundă. Energia ar corespunde calibrului glonțului, el însuși reflectarea greutății proiectilului (1/2 × masă × viteză 2 = energie cinetică, pentru laser viteza luminii fiind constantă, doar masa proiectilului - grupul de fotoni care alcătuiesc pulsul - crește energia livrată). Durata pulsului ar putea corespunde profilului mingii; cu calibru echivalent: un glonț lung și ascuțit care corespunde unui impuls lung, un glonț rotund și scurt, care corespunde unui impuls scurt.
Având în vedere schematic 2 setări pentru fiecare dintre cei 3 parametri, o frecvență joasă sau înaltă, un impuls scurt sau lung și o energie scăzută sau mare, există 8 combinații sau profiluri de fotografiere (Figura 2). În realitate, puține lasere oferă setarea manuală a duratei impulsului. Majoritatea surselor laser moderne pot varia durata impulsului, dar aceste timpuri sunt setate automat în moduri prestabilite.
Dintre cele 8 combinații teoretice de impuls, energie și frecvență, doar 4 combinații sunt interesante și corespund celor 4 utilizări ale laserului Holmium-YAG în endourologie: fragmentare, praf sau vaporizare, incizie, ablație/coagulare.
Procesare calcul: fragmentare și praf
Fragmentarea și praf sunt setări adaptate la tratamentul pietrelor [1 Chawla S.N., Chang M.F., Chang A., Lenoir J., Bagley D.H. Eficacitatea Holmium de înaltă frecvență: fragmentarea cu pietre laser YAG: „efectul popcorn” J Endourol Endourol Soc 2008; 22 (4): 645-650 [cross-ref]