Настройките на лазера Holmium-YAG в ендоурологията на Urofrance
Импулсният лазер Holmium: YAG е основният лазерен източник в ендоурологията. Оптимизирането на лазерните параметри със сигурност е най-важният фактор, който не зависи от оператора, за гарантиране на успеха на ендо-урологична процедура.
Лазерни параметри
Три параметъра определят биологичната ефективност на лазерен лъч: честота на импулса, продължителност на импулса и енергия на импулс. Определяме 4 основни профила на параметризиране на лазера за ендоурология на горните пикочни пътища: обезпрашаване и фрагментация за лечение на камъни, секцията за стриктури на уретерите и коагулация/аблация за тумори на отделителния тракт. За изчисляване на обезпрашаване има предимството да избягва образуването на остатъчни фрагменти. Раздробяването е по-подходящо за плътни камъни.
Диаметър на влакното
Влакното с малък диаметър (200–270 μm) е еквивалентно по ефективност на влакното с по-голям диаметър и осигурява по-добро напояване и маневреност.
Въведение
Ендоскопското лечение на камъни в пикочните пътища напредна през последните години, както благодарение на подобренията в ендоскопите, така и на средствата за литотрипсия. Импулсният лазер Holmium: YAG се превърна в основния източник на лазер поради две основни причини: лазерната енергия може да бъде доставена чрез гъвкаво оптично влакно, подходящо за твърди и гъвкави ендоскопи, и този лазер е способен да фрагментира изчисления независимо от тяхната плътност и техния състав.
Както при всяка хирургическа намеса, умението на оператора е важно, но също така в оптимизирането на параметрите на лазера най-големият запас от прогресия се крие в оперативното време, пълното лечение без остатъчен фрагмент при минимум срещи. В тази статия предлагаме да обобщим знанията и техническите данни, необходими за конфигуриране и използване в най-добрия случай на лазерен източник Holmium-YAG за всички негови ендоурологични приложения на горните пикочни пътища.
Принцип на лазера
Думата лазер е съкращение на английски усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация (Фигура 1). Само тази абревиатура обобщава физическия принцип за получаване на лазерен лъч. Това включва възбуждане на кристал от източник на светлина (най-често диод или светкавица). Фотоните, произведени от възбудения кристал, са концентрирани между 2 огледала и се излъчват под формата на лазерен лъч.
Принцип на производство на лазерен лъч.
Най-разпространеният кристал, използван в медицинските лазери, е итриев алуминиев гранат (Y3 Al5 O12), по-известен със съкращението си: YAG. Holmium-YAG означава, че кристалът се комбинира с рядкоземен метал - холмий - чиято роля е да усили производството на фотони от възбудения твърд кристал. За медицинските лазери основната алтернатива на Ho-YAG е Nd-YAG (за неодим-YAG).
Параметри на лазерния лъч
Лазерът Holmium-YAG е импулсен лазер с дължина на вълната 2100 nm. Това е един от най-популярните видове лазер за медицинска употреба. Мощност от 20 вата е достатъчна за лечение на камъни, стриктури и тумори на горните пикочни пътища. Необходима е по-висока сила за ендоскопското лечение на доброкачествената хипертрофия на простатата. Повечето устройства предлагат 3 предварителни настройки, съответстващи на 3 ефекта:
За да се разбере как един и същ лазер може да предизвика тези 3 различни биологични ефекта, е необходимо да се знаят 3-те параметъра, определящи всеки импулс на Ho-YAG лазера: енергия, продължителност на импулса и честота (Фигура 2).
8-те профила за конфигурация на лазерния лъч.
За 20-ватовия лазер енергийният панел обикновено започва от 200 mJ, което е с ниска енергия и може да достигне или дори значително да надвиши 2000 mJ за най-мощните лазери. Количеството енергия се определя в джаули (J). Честотата е квантована в херци, от 1 Hz (1 импулс в секунда) до 20 Hz (20 импулса в секунда).
Продължителността на импулса се измерва в μS, от 280 μS, което е кратък импулс, до 885 μS, което е дълъг импулс.
Енергията, честотата и мощността са свързани чрез следното уравнение: мощност (във ватове) = енергия (в джаули) × честота (в херци).
Лазерът може да се сравни с пистолет. Честотата ще съответства на скорострелността или броя на изстреляните куршуми в секунда. Енергията би съответствала на калибъра на куршума, като отражението на теглото на снаряда (1/2 × маса × скорост 2 = кинетична енергия, за лазера скоростта на светлината е постоянна, само масата на снаряда - групата фотони, съставляващи импулса - увеличава доставената енергия). Продължителността на импулса може да съответства на профила на топката; с еквивалентен калибър: дълъг и заострен куршум, отговарящ на дълъг импулс, кръгъл и къс пистолетен куршум, съответстващ на къс импулс.
Чрез схематично разглеждане на 2 настройки за всеки от трите параметъра, ниска или висока честота, къс или дълъг импулс и ниска или висока енергия, има 8 комбинации или профили на изстрел (Фигура 2). В действителност малко лазери предлагат ръчна настройка на продължителността на импулса. Повечето съвременни лазерни източници могат да променят продължителността на импулса, но тези времена се настройват автоматично в предварително зададени режими.
Сред 8-те теоретични комбинации на импулс, енергия и честота, само 4 комбинации са интересни и съответстват на 4-те приложения на Holmium-YAG лазера в ендоурологията: фрагментация, обезпрашаване или изпаряване, разрез, аблация/коагулация.
Обработка на изчисленията: фрагментиране и запрашаване
Раздробяване и обезпрашаване са настройки, адаптирани към лечението на камъни [1 Chawla S.N., Chang M.F., Chang A., Lenoir J., Bagley D.H. Ефективност на високочестотния Holmium: YAG лазерна фрагментация на камъни: „ефектът на пуканките“ J Endourol Endourol Soc 2008; 22 (4): 645-650 [препратка]