Вестник Российского общества урологов №3 / 2020
In vitro-исследование механизма лазерной литотрипсии
1) Институт урологии и репродуктивного здоровья человека ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), Москва, Россия;
2) ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), Москва, Россия;
3) Отделение урологии, Юго-западный медицинский центр Техасского университета, Даллас, США
В последнее время область лазерной хирургии вызывает повышенный интерес, хотя лазерная литотрипсия давно вошла в практику врача-уролога. Появляются новые технологии (например, эффект Мозеса) и новые виды тулиевых волоконных лазеров, уже представленных как в России, так и в мире, которые активно используются в литотрипсии. Необходимо отметить, что механизмы их работы отличаются. Впрочем, и гольмиевый, и тулиевый волоконный лазеры воздействуют на жидкость, находящуюся в камне. Последняя как известно, может составлять значительную часть его массы. Для ответа на фундаментальный вопрос, как работает лазер в литотрипсии, следует понять, как гольмиевый и тулиевые лазерные аппараты будут влиять на камни в различных средах. Для этой цели проведен эксперимент с использованием гольмиевого лазера (Ho:YAG), тулиевого волоконного лазера (TFL U1) и суперимпульсного тулиевого волоконного лазера (SP TFL U2). Контактная литотрипсия проведена на искусственных камнях в различных средах: а) гидратированные камни в воде; б) гидратированные камни на воздухе; в) сухие камни в воде; г) сухие камни на воздухе. Потеря массы – разница между начальной и конечной массами камня. Получен вывод: во время лазерной литотрипсии присутствует как фототермический, так и фотомеханический принципы литотрипсии.
Введение
В течение последних десятилетий лазеры – предмет активных исследований в урологии. Появилось множество лазерных устройств для лечения аденомы простаты, мочекаменной болезни и рака. Гольмиевый лазер (Ho:YAG) – один из наиболее часто используемых в литотрипсии, характеризуется высокой эффективностью и безопасностью [1]. Относительно недавно представленный в урологии тулиевый волоконный лазер (TFL) [2, 3] характеризуется более эффективной аблацией за счет соответствующей длины волны. Несмотря на широкое применение лазеров в литотрипсии, механизм аблации камней требует дальнейшего изучения. Цель работы – определение преобладающего механизма аблации камней с помощью оценки потери массы камня до и после литотрипсии в водной и воздушной среде.
Основные эффекты лазера в литотрипсии
Лазер воздействует на камень посредством двух основных эффектов – фототермического и термомеханического. Фототермический эффект – прямое нагревание ткани лазерным излучением. При этом поглощенная энергия превращается в тепло, вызывая тем самым различные биологические эффекты. Выраженность фототермического эффекта определяется длиной волны, мощностью лазера, а также оптическими и тепловыми характеристиками ткани [4, 5]. Параллельно с фототермическим эффектом может возникать фотохимический эффект [5], поскольку при воздействии лазера на камень меняется химический состав камня, он становится менее прочным. Термомеханический эффект (один из основных механизмов аблации камней) – испарение воды через поры камней, что приводит к его разрыву изнутри [6]. Быстрое расширение жидкости и ее вапоризация дробит камень на мелкие части. Следует отметить, что камень должен предварительно пройти фотохимическое разложение для большей эффективности аблации.
Действенность каждого из вышеупомянутых эффектов зависит от характеристик используемого лазера и от окружающей камень среды.
Методология эксперимента
Работа проведена с применением трех видов лазеров: гольмиевого (Ho: YAG) (100 Вт, Lumenis, США), туливого волоконного (TFL U1), (120 Вт, НТО «ИРЭ-Полюс», Россия) и суперимпульсного тулиевого волоконного (SP TFL U2) (с длиной волны 1,9 мкм, 500 Вт, «ИРЭ-Полюс», Россия). Использованы лазеры с одинаковыми параметрами – 15 Вт/0,5 Дж/30 Гц и искусственные камни (BegoStones). Эксперимент...
