Olympus heeft medio 2020 het innovatieve SOLTIVE lasersysteem op de markt gebracht voor gebruik in de urologie. Het systeem is een nieuwe toepassing van Thulium fiber lasertechnologie, ontwikkeld voor niersteenvergruizing, toepassing in zacht weefsel en behandeling van Benigne Prostaat Hyperplasie (BPH). Het systeem is twee keer zo snel als hoogvermogen lasersystemen en vergruist nierstenen tot zeer fijne deeltjes die tijdens de procedure makkelijk uitspoelen of nadien uitgeplast worden. Dat is significante winst voor de patiënt. Het systeem is daarnaast gebruiksvriendelijker dan de huidige lasersystemen.
Ontstaan en behandeling nierstenen
Nierstenen zijn harde afzettingen in de nier, urineleider of blaas. Ze bestaan uit zoutkristallen die gevormd zijn uit afvalstoffen in de urine. Bepaalde eiwitten en suikers kunnen het kristallisatieproces afremmen, maar bij onvoldoende remming ontstaan toch nierstenen. Kleine stenen worden vanzelf uitgeplast, maar grotere stenen kunnen blijven steken. Dat veroorzaakt aanvallen van buikpijn en risico op functieverslechtering van de nier. Dan is een ingreep nodig, veelal met een niersteenvergruizer (met geluidsgolven) en/of een kijkoperatie. Ook steenverwijdering via de plasbuis is mogelijk.
Bij deze zogeheten ureterorenoscopie wordt een dun kijkbuisje (de ureterorenoscoop) via de plasbuis en blaas in de urineleider naar de steen gebracht. De steen kan soms worden verwijderd met speciale tangetjes en ‘vangnetjes’ in de scoop, maar soms moet de steen in stukjes worden gebroken. Dat gebeurt met een laserstraal. Daarna worden de kleine deeltjes van de steen verwijderd. De steen kan ook worden vergruisd, waarna het gruis wordt afgevoerd met het plassen.
Beperkingen huidige lasertechniek
Gebruik van Holmium YAG lasertechniek voor lithotripsie stamt al uit begin jaren ’90 van de vorige eeuw. De methode heeft zich sindsdien bewezen als veilig en effectief. De Holmium YAG lasertechniek met laserlicht golflengte van 2120 nm is uitgegroeid tot de standaard voor lasersystemen voor lithotripsie, maar heeft wel beperkingen. Vanuit historisch oogpunt zijn Holmium YAG systemen namelijk ontwikkeld voor toepassing op zachte weefsels, bijvoorbeeld prostaatverwijdering. Maar voor lithotripsie is lagere pulsenergie en hogere pulsfrequentie nodig, omdat dat kan zorgen voor fragmentatie van de steen tot zeer fijne deeltjes die vanzelf met de urine uit het lichaam verdwijnen. De uroloog hoeft de steenfragmenten niet zelf te verwijderen, wat tijd bespaart in de procedure.
De Holmium YAG lasertechniek heeft dus een aantal beperkingen die de maximale grootte van stenen die in aanmerking komen voor laser lithotripsie bepalen. Deze beperkingen worden veroorzaakt door de bouw van het lasersysteem. Bij gebruik ontwikkelt zich namelijk veel warmte waardoor koeling met water nodig is, wat mede de grootte van het apparaat bepaalt. Er zijn ook beperkingen aan onder meer de pulsfrequentie en de diameter van de optische fibers. Bovendien is het systeem gevoelig voor externe schokken, zodat voorzichtigheid nodig is bij verplaatsing.
Optimale golflengte
Thulium fiber lasertechnologie heeft deze beperkingen niet. De frequentie van het laserlicht is 1940 nanometer, de optimale golflengte voor piekabsorptie in water. Het systeem biedt het grootste bereik aan instellingen, waaronder zeer lage energie per puls (tot 0,025 J) en hoge pulsfrequentie (tot 2400 Hz). Aangezien nierstenen water bevatten in de holtes tussen de kristallen, is de energieabsorptie vier keer zo hoog als bij Holmium YAG lasersystemen. Daardoor is minder energie nodig om een steen te breken of te verpulveren en gaat dat proces twee tot vier keer zo snel.
Koeling gebeurt eenvoudig met lucht en het systeem is ongevoelig voor externe schokken waardoor het onder andere eenvoudig kan worden verplaatst. Bovendien past SOLTIVE op een standaard mobiele operatiekar, heeft voldoende aan een 220 Volt/16A aansluiting en is de helft stiller dan Holmium YAG systemen in vergelijkbare settings.
Naast de klinische verbeteringen biedt het SOLTIVE lasersysteem ook voordelen voor gebruikers en het milieu. Het systeem is gebruiksvriendelijk en de footprint is een achtste vergeleken met Holmium YAG systemen.
Voordelen Thulium fiberlaser bevestigd door wetenschappelijk onderzoek
De voordelen bleken ook uit een onderzoek in 2018 van het universiteitsziekenhuis van Parijs. Daar zijn de Holmium YAG laser en de Thulium fiber laser met elkaar vergeleken, onder meer via literatuuronderzoek naar Thulium fiber laser lithotripsie (1). De onderzoekers bevestigen de fundamentele beperkingen van de Holmium YAG laser ten opzichte van de Thulium fiber laser. De verschillen vertalen zich naar meerdere voordelen ten gunste van de Thulium fiber laser: de vier keer hogere absorptiecoëfficiënt in water, lagere energie per puls en hogere pulsfrequentie. De laserstraal is stabieler en nauwkeuriger te richten, waardoor dunnere laserfibers gebruikt kunnen worden (50-150 μm diameter). Dat heeft weer als voordeel dat smallere kanalen mogelijk zijn in de ureteroscoop, met betere spoeling in de scoop en beter zicht voor de uroloog.
Daarnaast suggereren meerdere vergelijkende in vitro studies dat de Thulium fiber laser 1,5 tot 4 keer sneller nierstenen vergruist dan de Holmium YAG laser. De onderzoekers concluderen dat, gebaseerd op eerste in vitro studies, de Thulium fiber laser bij lithotripsie geen last heeft van de belangrijkste beperkingen van de Holmium YAG laser. De onderzoekers voorzien dat Thulium fiber laser technologie een belangrijke mijlpaal wordt voor de behandeling van nierstenen.
Meerwaarde ook in de praktijk bewezen
Inmiddels is het SOLTIVE lasersysteem ook getest in de kliniek. Ook die ervaringen bevestigen de pluspunten van het systeem. Er is nagenoeg geen retropulsie, wat zorgt voor minder opsporen van steenfragmenten en meer beheersing tijdens de lithotripsie. Daarnaast kan de SOLTIVE laser voor verschillende urologische toepassingen worden gebruikt. Het systeem snijdt zeer precies door weke delen en zorgt voor geavanceerde enucleatie (verwijdering) van de prostaat, met zichtbaar betere hemostase. Een praktisch voordeel van SOLTIVE is dat geen speciale infrastructuur nodig is in de operatiekamer, omdat het systeem kan worden aangesloten op een standaard wandcontactdoos.
Nieuwe standaard
Vanuit historisch oogpunt zijn Holmium YAG systemen ontwikkeld voor toepassing op zachte weefsels, bijvoorbeeld prostaatverwijdering. Maar voor het vergruizen van stenen is lagere pulsenergie en hogere pulsfrequentie nodig. Deze vereisten worden bereikt met Thulium fiber lasertechnologie. De Thulium fiber laser betekent een grote stap voorwaarts in de behandeling van nierstenen. De verwachting is dan ook dat Thulium fiber lasertechnologie de nieuwe standaard zal worden voor uretero- en ureterorenoscopie.
Referenties
(1) Traxer O, Keller EX. Thulium fiber laser: the new player for kidney stone treatment? A comparison with Holmium:YAG laser. World Journal of Urology (2020);38:1883–1894.
