Determinierende Eigenschaften ballistischer Lithotripsiesysteme

Zusammenfassung:

Fragestellung: In unseren experimentellen Untersuchungen wurden die physikalischen Eigenschaften ballistischer intrakorporaler Lithotripsiesysteme systematisch untersucht. Ziel der Untersuchungen war es, die physikalischen Eigenschaften dieser Lithotripsiesysteme im Hinblick auf ihre Effizienz hin zu erfassen, d.h. welche Eigenschaften des Systems beeinflussen die Desintegrationsleistung und Anwendungssicherheit. Material und Methodik: Um dies zu ermöglichen, wurden die kinetischen Eigenschaften der derzeit auf dem Markt erhältlichen ballistischen Lithotripsiesysteme (Lithoclast, Calcusplit, EKL-Kompakt), sowie eines Prototypen, welcher variable Einstellung in bezug auf den Arbeitsdruck, Frequenz, Sondenauslenkung und-durchmesser ermöglicht, untersucht und verglichen. Die physikalischen Untersuchungen umfaßten die Quantifizierung der kinetischen Leistung im “Ball-Test”, sowie die aussagekräftigere Analyse der Sondenauslenkung, -beschleunigung und der maxilen Sondengeschwindigkeit mit der Frame-Transfer-Kamera. Die Ergebnisse dieser Versuche wurden mit der Desintegration artifizieller Steine (Zahnzement-Glasmikrossphären-Blöcke) verglichen, um die kinetischen Leistungsdaten mit der desintegrativen Effektivität korrelieren zu können. Resultate: Die erfaßten Sondenexkursionen sind im wesentlichen von der verwendeten Energie und somit von der Sondenbeschleunigung bzw. -geschwindigkeit abhängig. Neben der maximalen Sondengeschwindigkeit ist jedoch auch die Repetitionsrate für den Desintegrationserfolg entscheidend. So ist bei Sondengeschwindigkeiten von 28-32 m/s eine Frequenz von 8 Hz vorzuziehen, bei Geschwindigkeiten zwischen 32-38 m/s jedoch von 12-14 Hz, eine optimale Desintegration zu erzielen. Schlußfolgerung: Unsere Resultate zeigen, daß eine suffiziente und effiziente ballistische Lithotripsie unter definierten Bedingungen bei Energieapplikation zwischen 12-25 mj, korrespondierender Frequenz, kleinem Sondendurchmesser und Exkursion zwischen 1,3-1,9 mm erfolgen sollte. Zusammenfassend besteht noch die Notwendigkeit der klinischen Überprüfung dieser Faktoren, andererseits zeigen die Resultate das potentielle Entwicklungspotential balistischer Lithotripsiesysteme.

Abstract

Purpose: In the recent ballistic lithotripsy devices become established for disintegration of calculi in the whole urinary tract, especially for ESWL-resistant ureteral calculi. Numerous systems with different technical modalities are available. Aim of the study was to evaluate the safety and efficacy of different ballistic lithotripsy systems (Walz EKL-Compact^™, Lithoclast Standard^™, Calcusplit^™ and a prototype with variable parameters). Material and Methods: Measurements included the coverage of the kinetic energy in the “ball-test”. The results were correlated to the disintegrative capacity of the lithotripsy systems in a standardized in-vitro stone model. Maximum displacement and probe velocity were evaluated using the frame transfer camera technique. Results: Probe excursions are depending on kinetic energy and therefore on applied velocity. Beside the velocity of the probe the repetition rate is of distinct importance for the disintegrative efficacy. Probe velocity between 28-32 m/s requires a repetition rate of 8 Hz, probe velocity from 32-38 m/s a repetition rate from 12-14 Hz. Higher and lower frequencies were distinctly less effective. Conclusions: These in vitro results suggest that safe and efficient ballistic lithotripsy should be performed under defined conditions with an energy range of 12-25 mj, corresponding repetition rate, small probe diameter and a probe excursion from 1.3-1.9 mm. Clinical trials must be carried out to assess the optimum setting for clinical conditions.

Key words:

Ballistic - Lithotripsy - Treatment efficacy - Safety - Stones