english version wersja do druku
	kwartalnik ISSN 0500-7208 Czasopismo punktowane przez KBN, Index Copernicus oraz w bazie GBL

Wprowadzenie

Od końca XX wieku urządzenia laserowe są wykorzystywane w leczeniu zaburzeń odpływu moczu w przebiegu łagodnego rozrostu stercza (BPH – Benign Prostatic Hyperplasia) i kamicy moczowej [1,2,3,4]. W odniesieniu do tkanki BPH skuteczność działania lasera zapewniają właściwości jednoczesnego cięcia i odparowywania tkanki ze skutecznym koagulowaniem licznych naczyń krwionośnych. Możliwe jest wtedy uzyskanie prawie bezkrwawego pola operacyjnego [5]. W ten sposób zabiegi z użyciem lasera pozwalają na uniknięcie powikłań związanych z krwawieniem, które spotykamy podczas i po elektroresekcji gruczolaka stercza [6,7]. W leczeniu kamicy moczowej energia promienia laserowego jest stosowana przez urologów do szybkiego i efektywnego rozbijania kamieni moczowych podczas wszelkiego rodzaju zabiegów endoskopowych, a przede wszystkim z użyciem giętkich endoskopów [2,8]. Coraz powszechniejszemu stosowaniu różnego rodzaju urządzeń laserowych towarzyszy wprowadzanie bardziej nowoczesnych włókien światłowodowych z zakończeniami lub sondami pozwalającymi na ich stosowanie w opcji kontaktowej i bezkontaktowej, przewodzące promień lasera na wprost lub załamujące go pod odpowiednim kątem [10,11,12]. Wydaje się, że to włókna światłowodowe, a szczególnie ich zakończenia przystosowywane do zabiegów endoskopowych, są najsłabszym elementem w systemie przekazywania energii wiązki lasera z generatora do tkanki gruczolaka lub kamienia moczowego [8,12].

Celem pracy jest ocena stopnia zużycia lub uszkodzenia końcówek włókien różnych typów laserów stosowanych w leczeniu BPH i kamicy dróg moczowych.

Materiał i metody

W I Klinice Urologii UM w Łodzi (d. Klinika Urologii WAM) od 1995 roku w leczeniu chorych na BPH stosowano laser Nd:YAG firmy Trimedyne z włóknami zakończonymi złotą reflektoryczną sondą Urolase® o średnicy 7,5 F. Sonda ta jest przystosowana do pracy bezkontaktowej, załamuje strumień światła laserowego pod kątem 90° i rozprasza go do kąta 30°.

Technika zabiegu przeprowadzanego laserem Nd:YAG

Włókno laserowe zakończone złotą sondą Urolase z lusterkiem wprowadzamy do światła cewki moczowej za pomocą uretrocystoskopu, tak aby można było skierować odbity promień lasera w kierunku tkanki gruczolaka stercza w dowolnym punkcie. Zabieg przeprowadza się bez kontaktu sondy z tkanką stercza. Stosujemy po 2-4 ekspozycje na godzinie 8 i 10 na płat prawy, a następnie po 2-4 ekspozycje na godzinie 2 i 4 na płat lewy. W zależności od wielkości środkowego płata stosujemy jedną ekspozycję na godzinie 6 lub dwie ekspozycje na godzinie 5 i 7, a nawet trzy ekspozycje na godzinach 5, 6, 7 w przypadku znacznie powiększonego środkowego płata. Czas ekspozycji wiązki lasera trwa od 60 do 90 sekund przy zastosowaniu energii o mocy od 40 do 60 wat. Prawidłowa ekspozycja wiązki lasera prowadzi do miejscowej martwicy tkanki gruczolaka, co zapewnia później jej demarkację, zmniejszenie stercza i właściwy efekt leczenia. Analizie poddano siedem włókien z sondą Urolase®; jedno nowe nieużywane i sześć po wykonaniu jednego zabiegu ablacji na sterczu o objętości od 40-90 cm³ (VLAP – Visual Laser Ablation of Prostate).

W II Klinice Urologii UM w Łodzi od 2003 roku stosuje się laser KTP – Niagara Green Light PV^TM firmy Laserscope o długości fali 532 nm – do odparowywania tkanki gruczolaka stercza.

Technika zabiegu przeprowadzanego laserem KTP

Przez kanał pracy uretrocystoskopu – 22 F wprowadza się do cewki sterczowej włókno z sondą odbijającą promień lasera pod kątem 70°. Zabieg waporyzacji stercza przebiega również bezkontaktowo (sonda jest utrzymywana w odległości 1-2 mm od tkanki stercza). Moc stosowanego promienia laserowego światła wynosi 80W, a głębokość penetracji wiązki promienia w głąb tkanki jest możliwa do 0,9 mm. Wskazane jest w związku z tym stałe poruszanie końcówką włókna nad tkanką stercza w sposób wahadłowy. Wielkość zastosowanej energii zależy od wielkości stercza. Czas trwania zabiegu średnio wynosi 30 min. Oceniono cztery końcówki włókien lasera KTP; jedną nową nieużywaną i trzy po wykonaniu zabiegu na sterczu o objętości 50-80 cm³.

Na Oddziale Urologii Świętokrzyskiego Centrum Onkologii w Kielcach stosowany jest 80W laser holmowo-YAG (Omni Pulse^TM) firmy Trimedyne Inc., model 1210 VHP.

Technika zabiegu przeprowadzanego laserem tulowym

Dezintegracje kamieni moczowych wykonywane są endoskopowo, instrumentami giętkimi lub sztywnymi w trakcie cystoskopii, ureterorenoskopii lub nefroskopii przez przetokę skórno-nerkową. Czas dezintegracji kamieni wynosi 6-25 min w zależności od ich wielkości i lokalizacji. Moc lasera holmowo- YAG wynosi 80W, a długość wiązki promienia 2100 nm. Zakres stosowanej energii: 0,2-3,5 J. Częstotliwość promienia laserowego podwójnej pulsacji: 5-60 Hz. Oceniono dwie końcówki włókna przystosowanego do przekazywania promienia lasera w linii prostej, jedną nową, a drugą po dezintegracji złogu w moczowodzie w czasie około 25 minut.

Na Oddziale Urologii i Urologii Onkologicznej 10. Wojskowego Szpitala w Bydgoszczy używany jest laser tulowy o mocy 70W, model RevoLix® firmy Lisa do laserowej enukleacji gruczolaka stercza. Zabieg rozpoczyna się nacięciem bruzdy między płatami bocznymi a środkowym, a cięcie prowadzi się aż do granicy torebki. W pierwszym etapie usuwa się płat środkowy, a następnie płaty boczne. Cięcie laserem odbywa się bezkontaktowo przez zbliżenie końcówki włókna do tkanki gruczolaka, a koagulacja następuje przy zbliżeniu włókna na odległość 2-3 mm. Płaty gruczolaka stercza z pęcherza moczowego usuwa się specjalnym rozdrabniaczem (morcelerator/9/). Do przewodzenia wiązki światła laserowego stosowane jest włókno silikonowe wielorazowe emitujące falę ciągłą o długości 2000 nm. Używana moc lasera: 30-70W. Włókna przekazują promienie lasera tulowego w linii prostej. Badaniom poddano dwie końcówki; jedną nieużywaną i jedną po laserowej enukleacji średniej wielkości gruczolaka stercza.

Zbadanie zużycia sond i końcówek włókien laserów; Nd:YAG, KTP, holmowo;YAG i tulowego przeprowadzono w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej, przeprowadzając badania za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego Hitachi S 3000N, firmy Hitachi. Dla oceny głębokości zmian następujących przy zniszczeniu sondy lasera Nd:YAG wykonano przekroje lustra sondy lasera zatopione w żywicy przewodzącej prąd PolyFast firmy Struers. Przekrój podłużny i szlify wykonano na wodoodpornych papierach ściernych o zmniejszającej się gradacji ziarna wykorzystując specjalną szlifierkę Labo Pol – 5 firmy Struers.

Wyniki

Na rycinie 1a widoczna jest złota sonda (Urolase®) jako zakończenie włókna lasera Nd:YAG o gładkiej nienaruszonej powierzchni. Kanał prowadzący wiązkę promienia lasera ma niezmienione ściany, a lustro odbijające promień laserowy – zachowany gładki menisk zapewniający prawidłowe kierowanie wiązki (ryc. 1b). Przekrój podłużny sondy ukazuje zachowane regularne warstwy metali i elementy lustra (ryc. 1c).

Uszkodzona sonda włókna laserowego w wyniku bezpośredniego kontaktu z tkanką gruczolaka stercza ulega zniekształceniu i wypaleniu (ryc. 2a). Obserwowany w mikroskopie skaningowym kanał przewodzący wiązkę lasera i lustro odbijające ulegają znacznemu zniekształceniu i częściowemu zniszczeniu (ryc. 2b). Przekrój podłużny ukazuje natomiast całkowite zniszczenie struktur złotej końcówki włókna lasera Nd:YAG (ryc. 2c).

Na rycinach 3a i 3b przedstawiono końcówkę włókna lasera KTP-GreenLight, na ryc. 3a – końcówkę włókna lasera KTP nieużywaną do zabiegu. Jest ona gładka z zatopionym w cylindrowatym wnętrzu zakończenia włókna (sondy) lustrem odbijającym promień światła laserowego. Rycina 3b: ta sama końcówka pokryta złotem i przygotowana do obserwacji w mikroskopie elektronowym.

Na rycinach 4a i 4b przedstawiono końcówkę włókna (sondy) lasera KTP po wykonaniu zabiegu laserowej ablacji gruczolaka stercza. W celu przeprowadzenia dokładnej obserwacji, końcówkę roboczą (sondę) z zatopionym w niej lustrem pokryto złotem. Pozwoliło to na uwidocznienie zniszczenia osłonki końcówki na wysokości lustra odbijającego promień lasera. Widoczne są zmiany pod postacią ubytków i pęcherzyków w obudowie włókna. Opisane zmiany w miejscu transmisji wiązki promienia lasera tworzą krater zlokalizowany dokładnie nad lustrem odbijającym promień.

Rycina 5 przedstawia zakończenia włókna lasera holmowo- YAG przed i po zabiegu kruszenia kamienia moczowego. Krawędzie końcówki są ostro zakończone. Zakończenie tego typu włókna jest stosowane do transmisji wiązki promienia w linii prostej i nie jest zakończone specjalną sondą lub końcówką. Rycina 5a przedstawia zakończenie włókna lasera holmowo-YAG przygotowanego do zabiegu. Na rycinie 5b widoczna końcówka tego samego włókna lasera holmowego przed zabiegiem pokryta złotem i badana w mikroskopie skaningowym przy powiększeniu 150 razy. Rycina 5c przedstawia użytą do zabiegu końcówkę lasera holmowego; widoczne jest zlewanie się oraz zaokrąglanie brzegów włókna po ekspozycjach promienia lasera.

Rycina 6a przedstawia zakończenie włókna lasera tulowego przed zabiegiem enukleacji laserowej gruczolaka stercza, a na rycinie 6b przedstawiono końcówkę tego samego włókna lasera tulowego po wykonaniu zabiegu enukleacji stercza.

Dyskusja

Nowoczesne urządzenia laserowe, stosowane coraz powszechniej w diagnostyce i leczeniu rozmaitych schorzeń, wymagają bezpiecznych i niezawodnych włókien przewodzących wiązkę lasera. Włókno musi być bezpieczne dla pacjenta i lekarza oraz precyzyjnie i wydajnie przenosić promień lasera z generatora do tkanki leczonego narządu. Włókno każdego urządzenia laserowego rozpoczyna się łącznikiem służącym do bezpośredniego połączenia z generatorem promieniowania światła lasera. W ten stalowy łącznik wbudowane jest włókno przewodzące promień lasera, a z drugiej strony zakończone specjalną końcówką lub sondą do kontaktu z leczonym narządem. Włókno pokryte jest płaszczem zabezpieczającym przed rozchodzeniem się światła lasera na zewnątrz. Takie włókno może przewodzić promień lasera tylko w linii prostej. W przypadku konieczności zagięcia wiązki promienia lasera i rozproszenia w leczonej tkance, konieczne jest wbudowanie w zakończenie włókna/sondy zwierciadła, odbijającego promień światła lasera. Zarówno łączniki, jak i końcówki włókien stanowią punkty mogące być przyczyną osłabienia przepływu energii promienia

Nowoczesne urządzenia laserowe, stosowane coraz powszechniej w diagnostyce i leczeniu rozmaitych schorzeń, wymagają bezpiecznych i niezawodnych włókien przewodzących wiązkę lasera. Włókno musi być bezpieczne dla pacjenta i lekarza oraz precyzyjnie i wydajnie przenosić promień lasera z generatora do tkanki leczonego narządu. Włókno każdego urządzenia laserowego rozpoczyna się łącznikiem służącym do bezpośredniego połączenia z generatorem promieniowania światła lasera. W ten stalowy łącznik wbudowane jest włókno przewodzące promień lasera, a z drugiej strony zakończone specjalną końcówką lub sondą do kontaktu z leczonym narządem. Włókno pokryte jest płaszczem zabezpieczającym przed rozchodzeniem się światła lasera na zewnątrz. Takie włókno może przewodzić promień lasera tylko w linii prostej. W przypadku konieczności zagięcia wiązki promienia lasera i rozproszenia w leczonej tkance, konieczne jest wbudowanie w zakończenie włókna/sondy zwierciadła, odbijającego promień światła lasera. Zarówno łączniki, jak i końcówki włókien stanowią punkty mogące być przyczyną osłabienia przepływu energii promienia ą punkty mogące być przyczyną osłabienia przepływu energii promienia lasera, zmniejszając jego moc, a w skrajnych przypadkach być miejscem trwałego uszkodzenia. Omar i współautorzy [8] w bardzo szczegółowy sposób przedstawili problem bezpiecznego przekazu promienia laserowego przez włókna stosowane w urologicznych zabiegach endoskopowych z użyciem giętkich narzędzi. Zwrócili uwagę na znaczenie łącznika włókna z generatorem oraz problem transmisji światła lasera przez włókno ulegające zagięciu. Podkreślili znaczenie łuku zagięcia włókna jako punktu wymuszonego przebiegu wiązki. W tym miejscu może nastąpić kumulowanie się przenoszonej energii lasera z następowym uszkodzeniem osłonek włókna. W wyniku takiego zdarzenia może dojść nie tylko do jego uszkodzenia, ale i do zniszczenia instrumentu, np. ureterorenoskopu. Podczas badań zwróciliśmy uwagę na sondy i końcówki włókien, a zwłaszcza tych, które zaopatrzone są w zwierciadła załamujące pod odpowiednim kątem promień światła lasera. Stwierdziliśmy, że włókno lasera Nd:YAG, zakończone złotą końcówką, jest szczególnie podatne na zniszczenie w przypadku jej utrzymywania w bardzo bliskiej odległości lub bezpośredniego kontaktu lustra sondy z tkanką gruczolaka stercza (ryc. 2). Wydaje się, że brak zachowania prawidłowej odległości lustra od tkanki powoduje nadmierną kumulację energii w złotej sondzie i w konsekwencji jej zniszczenie. Stopień tych zmian może być tak duży, że następuje mieszanie i niszczenie elementów różnych metali tworzących złotą sondę włókna Urolase® lasera Nd:YAG [13,14]. Włókna i sondy stosowane w laserze KTP są zdecydowanie bezpieczniejsze. Obserwowane są zmiany pod postacią pęcherzyków wokół lustra na powierzchni końcówki z zatopionym w niej zwierciadłem, ale są one związane z faktem przekazu wiązki promienia laserowego do tkanki stercza (ryc. 3). Zatopienie lustra w cylindrowatym zakończeniu włókna (sonda), zabezpiecza je przed bezpośrednim kontaktem z tkanką stercza. Należy zauważyć, że przepływ energii promienia lasera o dużej mocy powoduje również zmiany na końcówkach innych typów włókien laserowych przekazujących wiązkę promienia w linii prostej. Przykładem jest włókno lasera holmowo-YAG i tulowego (ryc. 5, 6), w którym obserwujemy wytapianie się końcówki. Może to znacznie utrudniać właściwy przekaz wiązki promienia laserowego. Podobne zmiany obserwujemy w zakończeniach włókien lasera tulowego przekazujących również wiązkę promieniowania laserowego na wprost. Widoczne jest wyraźne zużywanie się końcówki włókna, która po jednym zabiegu przybiera stożkowaty kształt (ryc. 6b) i dla dalszej prawidłowej pracy wymagane jest jej obcinanie przed kolejnymi zabiegami. Na podstawie dokonanych obserwacji możemy przypuszczać, że uszkodzone sondy i włókna laserowe już po jednym zabiegu mogą zmieniać właściwości promienia laserowego, osłabiać jego moc, a nawet zmieniać kierunek działania i spowodować uszkodzenie sąsiednich narządów. W tej sytuacji w pełni potwierdzamy zalecenia producentów laserów do stosowania tylko włókien i sond w odpowiednim stanie i technicznie sprawnych [15].

Wnioski

Stosując lasery różnego typu podczas wykonywania zabiegów urologicznych, należy pamiętać o znacznym zużyciu sond lub końcówek włókien przewodzących promień światła lasera bezpośrednio do tkanki leczonego narządu. Uszkodzenie zakończenia włókna laserowego może nastąpić już po jednym zabiegu, niezależnie od rodzaju i mocy używanego lasera; zmieniają się wtedy właściwości i moc wiązki światła laserowego. Używanie technicznie sprawnych sond i końcówek jest zatem bardzo istotne dla efektywnej pracy lasera i prawidłowego przebiegu operacji.

1. Gilling PJ, Cass CB, Malcolm AR et al: Combination holmium and Nd:YAG laser ablation of the prostate: initial clinical experience. J Endourol 1995, 9, 151-153.
2. Sofer M: Holmium:YAG laser lithotripsy for upper urinary tract calculi in 598 patients. J Urol 2002, 167, 31-34.
3. Miękoś M, Jabłonowski Z, Różański W et al: Wizualna laserowa ablacja stercza. Lek Woj 1996, supl. III, 199-202.
4. Miękoś M, Różański W, Pawlak Cz, Jabłonowski Z: Odległe wyniki leczenia gruczolaka stercza na drodze wizualnej laserowej ablacji. Lek Woj 1996, supl. III, 74- 77.
5. Nathaniel M Fred, Keith E Murray: New technologies in endourology high-power thulium fiber laser ablation of urinary tissues at 1.94 um. J Endourol 2005, 1, 25-31.
6. Naspro R, Alonia A, Cestari A et al: A critical analysis of laser prostatectomy
7. in the management of benign prostatic hyperplasia. BJU Int 2005, 96, 736-739.
8. AUA Practice Guidelines Committee. AUA guideline on management of benign prostatic hyperplasia (2003). Chapter 1: diagnosis and treatment recommendations. J Urol 2003, 170, 530.
9. Omar A, Nazif MD, Joel MH et al: Welch. Review of laser fibers: a practical guide for urologists. J Endourol 2004, 9, 818-829.
10. Hurie R, Vavassoni I, Piccinelli A et al: Holmium laser enucleation of the prostate combined mechanical morcellation in 155 patients with Benin prostatic hyperplasia. Urology 2002, 60, 449-453.
11. Lipiński M, Jeromin M, Jeromin L: Fotoselektywna waporyzacja wysokoenergetycznym
12. laserem potasowo-tytanowo-fosforanowym – nowa metoda leczenia łagodnego rozrostu stercza. Urol Pol 2004, 57, 4.
13. Zieliński H, Piotrowicz G, Bortnowski L: Fotoselektywna waporyzacja w leczeniu łagodnego rozrostu stercza. Urol Pol 2007, 60, 121-125.
14. Knudsen BE, Glickman RD, Stallman KJ et al: Performance and safety of holmium:YAG laser optical fibers. J Endourol 2005, 9, 1092-1097.
15. Malek RS, Nahen K: Laser w leczeniu objawów BPH. Problemy i postępy. Contemp Urol (wyd. pol.) 2004, 10, 20-26.
16. Różański W, Jeromin L, Klimek L i in: Badania uszkodzeń włókien świat-łowodowych podczas laserowej ablacji łagodnego rozrostu stercza. Inż Biomem 2007, 1, 68-70.
17. Fred NM: Therapeutic application of lasers in urology: an update. Expert Review of Medical Devices 2006, 3, 81-94.

Waldemar Różański
II Klinika Urologii UM
ul. Pabianicka 62
93-513 Łódź
tel. (042) 689 5211
walroz@op.pl