Potentielles Trauma bei der ureteroskopischen, elektro-hydraulischen Lithotripsie und praktische Konsequenzen

Zusammenfassung

Die elektrohydraulische Lithotripsie (EHL) im Harnleiter kann zur Verletzung des Ureters führen. Es interessierten die Mechanismen, die zu diesem Trauma führen, und ob durch eine Modifizierung der EHL das potentielle Trauma reduziert werden kann. Bei der EHL wird wie bei der Laserlithotripsie eine Plasmablase induziert, die mit Überschallgeschwindigkeit expandiert und die Stoßwelle abstrahlt. Erheblich langsamer folgt dem Plasma eine Kavitationsblase. Im Versuchsaufbau wurden variable Spannungen und Kapazitäten an 3,3 Ch.-Sonden im Energiebereich zwischen 25 mJ und 1300 mJ genutzt. Die Druckpulse wurden mittels Nadelhydrophon aufgezeichnet, und ihr Desintegrationseffekt am Steinmodell bestimmt. Fotografische Techniken dienten zur Darstellung der Kavitationsblase. Der traumatische Effekt der EHL wurde am Harnleitermodell mit unterschiedlichen In-vitro-Versuchen erfaßt. Zwei Traumamechanismen sind zu unterscheiden: 1. Bei direktem Aufsetzen der Sonde resultiert ein minimaler Defekt der Harnleiterwand, der energieabhängig ist, nie den Durchmesser der Sondenspitze überschreitet und von geringer klinischer Relevanz ist. 2. Die maximale Ausdehnung der langsamen Kavitationsblase ist energieabhängig und reicht von 3 mm (25 mJ) bis zu > 1,5 cm (1300 mJ). Eine so große Kavitationsblase verursacht durch Volumenver-schiebung im Harnleiterlumen eine Dehnung bzw. Zerreißung des Harnleiters, unabhängig von der Sondenposition. Technisches Ziel ist daher ein niederenergetischer Druckpuls bei dennoch hoher Effektivität. Derartige Pulse können mit niedriger Kapazität und hoher Spannung erzeugt werden. Diese Hochdruckpulse sind am Stein wirksamer als breite Niederdruckpulse gleicher Energie. Derzeit käufliche Generatoren bieten aber nur die Option breiter Pulse, wenn überhaupt eine Modifikation der Energie für die EHL im Harnleiter möglich ist.

Abstract

Electrohydraulic lithotripsy (EHL) during ureteroscopy may cause ureteral damage. Photographic evaluation, tissue studies, shock wave measurements and disintegration tests were employed to evaluate the potential trauma of EHL and its mechanism. The set-up included a 3.3 F probe attached to an experimental generator with adjustable voltages and capacities providing energies from 25 mJ up to 1300 mJ per pulse. In general, two traumatic mechanisms can be distinguished. 1: After placing the probe directly on the mucosa the rapid initial plasma bubble penetrates into the tissue resulting in a small, non-thermal, punched-like defect, the depth of which depends on the energy applied. This trauma has minor clinical implications and is avoided by maintaining a minimum safety distance of 1 mm. 2: According to physics, each plasma is followed by a slower expanding cavitation bubble. The maximum size of this bubble depends on the energy applied and ranges from 3 mm (25 mJ) to > 15 mm (1300 mJ). In proportion to the bubble size, the ureteral wall may be distended or disrupted, even when the probe is not in direct contact with the mucosa. Therefore, the goal should be a low energy pressure pulse followed by a small bubble but with high disintegration efficacy. The selection of a high voltage and a low capacity leads to short and steep pulses. These pulses have a significantly higher impact on stone disintegration than the broader, low pressure pulses of the same energy, although currently available generators provide only such broad low pressure pulses.

Key words

Electrohydraulic lithotripsy - Potential trauma - Cavitation bubble - Shock wave energy - Endourology - Ureteroscopy