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Principios de litotricia con láser.

Eugenio Ventimiglia1,2,3, Olivier Traxer1,2

1. Universidad de Sorbonne, Departamento de Urología, AP-HP, Tenon Hospital, F-75020 París, Francia
2. Sorbonne University, RCMP # 20, Grupo de Investigación Clínica sobre Litiasis Urinaria, Tenon Hospital, F-75020 París, Francia
3. División de Oncología Experimental / Unidad de Urología; URI; IRCCS Ospedale San Raffaele, Milán, Italia

El término láser es un acrónimo que significa “amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación”. La emisión láser es, por lo tanto, una emisión de luz cuya energía se utiliza, en el caso de la litotricia intracorpórea, para apuntar y ablacionar la piedra. Se propusieron y evaluaron varias fuentes de láser durante las últimas décadas en el campo endourológico [1]. Desde su primera aplicación urológica en 1992 [2], el láser Holmium – Yttrium Aluminum Garnet (Ho: YAG) se ha convertido en el principal jugador entre los láseres utilizados actualmente para la litotricia, debido a su efectividad, versatilidad y perfil de seguridad [3]. El láser Ho: YAG, gracias a un cristal YAG dopado con holmio, emite luz a una longitud de onda de 2100nm, en el espectro infrarrojo.

Cuando se usan láseres Ho: YAG en la práctica clínica diaria, los urólogos tienen la posibilidad de establecer tres parámetros principales: energía (medida en julios, J), frecuencia (pulsos por segundo o Hertz, Hz) y duración del pulso (microsegundos). La potencia del láser se define por el producto de energía y frecuencia (medida en vatios, J * Hz = W). Los valores para la frecuencia de energía y la frecuencia pueden ser decididos discretamente por el urólogo. Los valores de energía determinarán la “fuerza” del pulso de láser único, y se consideran bajos en el rango de 0.2-0.5J y altos en el rango de 1-2J. La frecuencia determina la velocidad a la que la fibra láser transporta el pulso del láser, y se considera baja en el rango de 1-5 Hz y alta en el rango de 15-80 Hz. La duración del pulso se relaciona con el pulso único (por lo tanto, no afectará la potencia), y está representada por el período de tiempo durante el cual se emite un solo pulso de láser. El rango de duración del pulso es de 200 contra 800 microsegundos y, por lo general, se clasifica como “largo” o “corto” por los productores de láser, y no es ajustable con precisión cuando se usan láseres urológicos. A este respecto, falta un fuerte consentimiento para la definición adecuada de la duración del pulso largo o corto.

El ajuste correcto de los parámetros del láser es fundamental durante la litotricia para obtener el efecto deseado. La combinación correcta de energía, frecuencia y duración del pulso determina si se logrará la formación de polvo, la fragmentación o las palomitas de maíz (Figura 1).

Figura 1. Especificación del parámetro láser según el efecto deseado. 

Para desempolvar una piedra, se indica usar energía baja (~ 5Hz), frecuencia alta (15-20Hz) y pulso largo (800 microsegundos), con una potencia total de 7.5-10 W. Por el contrario, energía alta (1.5 -2Hz), se requiere baja frecuencia (5Hz) y pulso corto (200 microsegundos) para la fragmentación. Para lograr el llamado efecto de palomitas de maíz, se deben usar alta energía (1-1,5 J), alta energía (15-20 Hz) y pulso largo (600 microsegundos). Los dispositivos láser más recientes vienen con configuraciones de láser predefinidas, es decir, es posible obtener sugerencias para los parámetros más apropiados de acuerdo con cada efecto específico deseado (polvo-fragmentación-palomitas de maíz) y la composición de la piedra.

En general, los dispositivos de emisión de láser de baja potencia (20-30Hz) son suficientes para el tratamiento de piedras y especialmente para la producción de polvo. La ventaja de usar dispositivos de alta potencia (hasta 120W) reside en la oportunidad de realizar idealmente los procedimientos más rápidos debido a la posibilidad de usar altas frecuencias.

Además de la configuración del láser, la elección de una fibra láser adecuada es un paso fundamental al realizar la litotricia. Las fibras láser están disponibles con diferentes diámetros, por lo general desde 200 hasta 550 µm. Considerando la litotricia durante la ureteroscopia flexible (FURS), las fibras láser de pequeño calibre (es decir, 200-273 µm) suelen ser las más adecuadas, ya que se describió que tienen la misma eficiencia, más flexibilidad, más irrigación y menos retropulsión en comparación con las más grandes [ 4]. El diámetro de la fibra determina directamente la densidad de energía, es decir, la energía suministrada en un solo pulso por mm2 de superficie de la fibra; Usando la misma cantidad de energía, una fibra con un diámetro más pequeño entregará una densidad de energía más alta gracias a su superficie más pequeña (Figura 2).

Figura 2. Densidad de energía según la sección de fibra láser.

A. Usando un solo pulso 1J, se obtienen diferentes densidades de energía de acuerdo con la densidad de la fibra. Una fibra láser de 273 micrones (área de la sección 0,058 mm2) tendrá una densidad de 1J / 0,058 mm2 = 17 J / mm2, mientras que una más pequeña (fibra de 150 micrones) tendrá una densidad de energía de 3,3x (56 J / mm2).

B. Se requieren niveles de energía más bajos para alcanzar el mismo nivel de densidad de energía cuando se usan fibras más pequeñas

Los consejos prácticos para un mejor uso de las fibras láser incluyen su escisión. Se demostró [5] que cortar la punta de la fibra puede restaurar su efectividad, aunque solo por un tiempo limitado; por lo tanto, es recomendable cortar la fibra del láser cada 10 KJ o cada 10-15 minutos, especialmente en condiciones estresantes para la fibra, como el uso de alta energía, la duración del pulso corto y las piedras duras. Las puntas de fibra se pueden cortar de forma segura con tijeras metálicas sin reducir la eficacia de la litotricia. Otras ventajas de la escisión de la punta de la fibra incluyen preservar el alcance de los daños durante la inserción de la fibra láser y una mejor identificación de la punta del láser durante la litotricia [6]. Para utilizar correctamente la fibra láser sin aumentar el riesgo de dañar el alcance durante la emisión de impulsos, una buena regla general es visualizar la punta de la fibra a 1/4 del diámetro de la pantalla (Figura 3);

Figura 3. Posición de la punta de la fibra láser en relación con la punta del ureteroscopio flexible

La punta de la fibra láser (azul, en la posición de las 9 en punto) se ubica visualmente en el primer cuarto de la pantalla desde el lado izquierdo. Como regla general, la pantalla se puede dividir verticalmente en la línea media, subdividiendo el sector izquierdo nuevamente en la línea media vertical para obtener un indicador de la posición correcta de la fibra láser. Con este ajuste, la distancia entre la fibra láser y la punta del ureteroscopio es de 3 mm.

dicha distancia corresponde a una distancia de 3 mm del alcance, lo suficientemente segura para evitar daños relacionados con el efecto de quemadura.

A pesar de la superioridad del láser Ho: YAG, todavía considerado el estándar de oro de la litotricia endoscópica con láser [3], la necesidad de una litotricia con láser más eficiente impulsó la investigación hacia el desarrollo de nuevas fuentes de láser. Este es el caso del láser de fibra de tulio (TFL), un láser cuyo funcionamiento se basa en una fibra de 10 a 30 m con un núcleo de 10 µm dopado por iones de tulio activo y bombeado por láser de diodo. La longitud de onda de emisión de TFL es de 1940 nm, más cercana al pico principal de absorción de agua en tejidos y cálculos en comparación con Ho: YAG. Aunque aún no se han determinado los parámetros ideales para la litotricia de TFL, los estudios de laboratorio pre-clínicos proporcionaron perspectivas interesantes. TFL es capaz de trabajar a frecuencias muy altas (hasta 2000Hz), niveles de energía muy bajos (50mJ) y usar fibras más pequeñas (mínimo 50µm): en conjunto, estas características pueden explicar la mayor eficiencia de polvo (tanto en términos de velocidad) y producción de polvo) observada durante la litotricia basada en laboratorio. Los futuros estudios clínicos y de laboratorio dirán si el TFL será un nuevo jugador eficaz en la litotricia intracorpórea con láser.

Referencias

[1] Talati JJ, Tiselius HG, David MA, Ye Z, Abbas F, Ather H, et al. Urolitiasis: ciencia básica y práctica clínica. Urolitiasis Basic Sci Clin Pract 2012: 1–982. doi: 10.1007 / 978-1-4471-4387-1.

[2] Johnson DE, Cromeens DM, Price RE. Uso del holmio: láser YAG en urología. Lasers Surg Med 1992; 12: 353–63.

[3] Türk C, Neisius A, Petrik A, Seitz C, Skolarikos A, Thomas K, et al. Pautas de la EAU sobre urolitiasis 2018.

[4] Kronenberg P, Traxer O. Eficacia de fragmentación in vitro de la litotricia con láser de holmio: itrio-

aluminio-granate (YAG): un estudio exhaustivo que abarca diferentes frecuencias, energías de pulso, niveles de potencia total y diámetros de fibra láser. BJU Int. Agosto 2014; 114 (2): 261-7.

[5] Haddad M. et al. Impacto de la rotura de la punta de la fibra láser en la potencia de salida para ureteroscopia y tratamiento de cálculos. Mundo J Urol. 2017 Nov; 35 (11): 1765-1770.

[6] Talso M, Emiliani E, Haddad M, et al. Fibra láser y uretororoscopia flexible: el concepto de distancia de seguridad. J Endourol. Diciembre 2016; 30 (12): 1269-1274.