Глыбочко П.В.1 , Альтшулер Г.Б.2 , Винаров А.З.1 , Еникеев Д.В.1 , Дымов А.М.1 , Сорокин Н.И.1 , Замятина В.А.3 , Коваленко А.А.3 1 НИИ Уронефрологии и репродуктивного здоровья человека Первого МГМУ имени И.М. Сеченова, 119435, Москва, Россия 2 IPG Medical, США 3 НТО «ИРЭ-Полюс» 141190, Москва, Россия

Введение: современные технологии лазерной литотрипсии основываются на гольмиевом лазере (Ho:YAG) с ламповой накачкой. Ho:YAG имеет крайне короткую длину импульса (0,1 до 1 мс) с высокой пиковой мощностью, что ведет к возникновению значительного эффекта ретропульсии (смещение камня под действием излучения). Фрагментация камней мочевых путей излучением лазера Ho:YAG основывается на термомеханическом механизме. Основным хромофором (т.е. веществом поглощающим большую часть излучения лазера) является вода, содержащаяся в камне (около 10%). При этом длина волны лазера Ho:YAG – 2.1 мкм, что значительно отличается от пика поглощения воды и уменьшает эффективность фрагментации. Ранее было неоднократно доказано, что волоконный лазер на тулий-активированном волокне (Tm) с длиной волны излучения 1,94 мкм может в значительной мере улучшить фрагментацию камней, так как его излучение в 4,5 раза лучше поглощается водой, чем излучение Ho:YAG. Стоит отметить, что отсутствие в конструкции Tm-лазера ламп накачки позволяет сочетать эффективное охлаждение воздухом, высокую надежность, небольшие размеры устройства и невысокую стоимость. Однако, существующие Tm-лазеры имеют пиковую мощность не выше 120 W, что не позволяет им значительно увеличить скорость литотрипсии. Это послужило причиной создания компанией НТО «ИРЭ-Полюс» отечественного прототипа Tm-лазера с пиковой мощностью 500 W, который позволяет увеличить скорость фрагментации камней, снизить ретропульсию и сократить длительность операции.

Цель исследования: в данной работе мы провели эксперименты in vitro для оценки возможностей Tm-лазера с пиковой мощностью до 500 W, как потенциальной альтернативы современным медицинским лазерным аппаратам на основе лазера Ho:YAG («VersaPulse PowerSuite 100», Lumenis) в литотрипсии.

Материалы и методы: для оценки скорости фрагментации камней in vitro мы использовали специальную кювету с несколькими уровнями сеток, позволяющими точно оценить размеры фрагментов камней (для режимов фрагментации и распыления). В эксперименте были использованы камни мочевых путей, извлеченные хирургическим путем. Параметры лазерного излучения были одинаковыми для обеих систем, тем самым мы сравнивали эффекты длин волн и пиковых мощностей двух лазеров. Для сравнения ретропульсии мы измеряли смещение камня под действием одиночного импульса лазерного излучения при различных значениях энергии. Мы размещали кончик лазерного волокна перпендикулярно и по центру гипсового макета камня (сферический гипсовый фантом BegoStone диаметром 3 мм) с заданным весом, размером и плотностью находящимся в цилиндрической кювете.

Результаты: нами было установлено, что прототип Tm-лазера при идентичных параметрах лазерного излучения, ведет к ускорению аблации в 2,3 раза в режиме распыления и в 1,3 раза в режиме фрагментации по сравнению с лазером Ho:YAG. Так же мы установили, что эффект ретропульсии от одного импульса тулиевого лазера (при энергии излучения 3 Дж) составляет 3 мм, что в три раза меньше, чем от одного импульса гольмиевого лазера (10,5мм).

Вывод: эффективность литотрипсии тулиевым лазером в 2 раза выше чем лазером Ho:YAG. После проведения дальнейших исследований тулиевая литотрипсия может стать реальной альтернативой, а возможно даже заменой обычной гольмиевой литотрипсии.