Лазерная литотрипсия

В данной статье рассмотрены различные методы дробления камней при мочекаменной болезни, среди которых лазерная литотрипсия – наименее травматичный и наиболее эффективный метод дробления всех типов мочевых камней. Для интракорпоральной литотрипсии разработаны разные лазеры, механизм фрагментации которых зависит от типа применяемого лазера и параметров его излучения. На основе последних исследований можно утверждать, что новыми и перспективными для литорипсии являются лазерные аппараты на основе лазера на Tm-активированном волокне, которые позволяют не только увеличивать скорость фрагментации камней в несколько раз, но и минимизировать риски развития осложнений операции в силу особенностей взаимодействия излучения с биологическими тканями.

Лазерная литотрипсия – это эффективная технология, нашедшая широкое применение в клинической практике для контактного дробления конкрементов в мочевом пузыре, мочеточнике и почке [1]. Миниатюризация эндоскопических инструментов, осуществление мини-, ультрамини- и микрочрескожных вмешательств по поводу почечно-каменной болезни, широкое внедрение гибких эндоскопов способствовали активному применению лазеров как единственно возможного инструмента литотрипсии при использовании данных эндоскопических технологий.

Общие показания к применению лазерной литотрипсии схожи с таковыми к применению дистанционной литотрипсии (ДЛТ). Основным фактором, определяющим выбор в пользу этих методов, служит размер фрагментируемого камня, который не должен превышать 2 см [2, 3]. Между тем были предложены специфические рекомендации для лазерной литотрипсии, отличные от таковых для ДЛТ [3, 4].

Среди них:

• локализация камня в нижней чашечке или в дивертикуле чашечки;
• кальций-оксалатный, или цистиновый, состав камня, который определяет выраженную плотность конкремента;
• ожирение пациента;
• некоторые варианты аномального расположения почки с камнем;
• стеноз шейки чашечки.

Противопоказаний к проведению лазерной литотрипсии не существует, за исключением общих противопоказаний к эндоскопическим вмешательствам на органах мочевой системы [5].

Физические принципы фрагментации камней лазерным излучением

Для разрушения камней мочевых путей применяются лазерные литотрипторы, работающие в импульсно-периодическом режиме, т.е. генерирующие серию отдельных последовательных импульсов излучения [6]. Кроме этого импульс в последовательности может состоять из нескольких более коротких импульсов, формирующих «пачки» импульсов [6].

Основные их характеристики:

• длина волны излучения (в 1 мкм [10-6м], или нм [10-9м]);
• длительность импульса («пачки» импульсов) и паузы между импульсами, измеряемые в единицах времени;
• энергия импульса излучения (в Дж);
• частота следования импульсов (в Гц) [7].

Принцип действия лазера заключается в преобразовании энергии накачки (световой, электрической и т.д.) в энергию светового излучения, которое происходит в активной среде [6]. Активной средой могут быть кристаллы или волокно, полупроводники, газы и жидкости. В зависимости от выбранной среды меняется длина волны лазерного излучения. В свою очередь длина волны определяет глубину поглощения лазерного излучения в объекте воздействия [7]. Следует учитывать, что решение задачи литотрипсии должно сочетаться с минимальным повреждением мягких тканей, окружающих камень [8].

Используемое для литотрипсии лазерное излучение может передаваться по гибким и тонким (менее 1 мм) волоконным световодам, что позволяет с помощью уретероскопа подводить его к камню по мочевым путям (уретре, мочеточникам) [7].

При разрушении камней с помощью лазерного излучения реализуются различные механизмы, в основе которых лежит преобразование энергии лазерного излучения в тепло:

• поглощение лазерного излучения на поверхности камня ведет к аблации (уносу испаренного вещества);
• медленное выделение тепла (при работе с длинными импульсами излучения) обеспечивает образование внутренних напряжений и растрескивание камня;
• быстрое (взрывное) выделение тепла в малом объеме камня способствует формированию ударной волны, эффективно разрушающей камень;
• при работе в жидкой среде вблизи камня образуются пузырьки перегретого пара, схлопывание которых обусловливает явление кавитации – образование больших перепадов давления, разрушающих камень [9].

Важно, что такие перепады давления разрушают твердые камни с минимальными повреждениями окружающих мягких биологических тканей (процесс демпфирования) [10].

Таким образом, посредством использования лазерных литотрипторов можно разрушать камни любого состава, которые располагаются в уретре, мочевом пузыре или различных отделах мочеточника, без значимого повреждения окружающих тканей органа [10].

Типы лазеров, используемых для литотрипсии

В лазерах на красителях в качестве активной среды используются растворы красителей. Варьируя с типом красителя, можно подобрать наиболее эффективную длину волны лазерного излучения [11]. Будучи изначально многообещающим инструментом (фрагментация более 80–95% камней), эти лазеры в последующем не получили широкого распространения. Это объясняется как сложностью конструкции, высокой стоимостью расходных материалов (красителей), так и плохой фрагментацией «твердых» кальций-оксалатных и цистиновых камней, выявленной в ходе клинического применения [11].

Более широкое распространение получили лазеры на кристаллах, использующие накачку оптическим излучением. К ним относятся прежде всего лазеры на всевозможных гранатах [12]. Чаще всего используются лазеры на алюмоиттриевом гранате, активированном ионами неодима Nd:YAG [13], работающие обычно на длине волны 1,06 мкм. Близкие характеристики имеют лазеры на ортоалюминате иттрия, активированном неодимом, с длиной волны 1,08 м...

Д.В. Платонова, В.А. Замятина, А.М. Дымов, А.А. Коваленко, А.З. Винаров, В.П. Минаев