Cálculos renales Es una enfermedad frecuente en los países desarrollados que afecta a alrededor de 10% de la población. Litotricia láser, predominantemente a través de ureteroscopia avanzada, se ha convertido en una técnica importante para la ablación quirúrgica mínimamente invasiva de cálculos ureterales y renales. El láser de estado sólido Holmium:YAG bombeado por lámpara de destello ha sido la tecnología dominante en la litotricia láser durante más de las últimas dos décadas. Sin embargo, esta tecnología madura tiene algunas limitaciones fundamentales. También se han explorado tecnologías alternativas, como los láseres de fibra de tulio, los láseres de tulio:YAG y los láseres de erbio:YAG, para la litotricia láser.
Litotricia láser
La litotricia láser es una técnica endoscópica mínimamente invasiva (ureteroscopia) que utiliza un láser para fragmentar y eliminar cálculos del tracto urinario. Una vez localizado el cálculo en la vejiga, uréter o riñón, se introduce una fibra óptica en el canal de trabajo del ureteroscopio y luego se activa el láser para fragmentar el cálculo en trozos más pequeños. La fragmentación del cálculo se logra principalmente mediante ablación fototérmica. La absorción directa de la radiación láser conduce a la generación de calor y la posterior fusión y ablación del cálculo. Un mecanismo de ablación secundario resulta de la absorción de luz por el agua. El agua en los poros se vaporiza o expande rápidamente, creando una alta presión localizada que también resulta en ablación. En general, el cirujano extrae los fragmentos más grandes a través de la uretra con una pequeña cesta, y los fragmentos más pequeños pueden ser expulsados posteriormente con la orina. Sin embargo, el cirujano puede proceder de manera diferente según el tipo de láser utilizado y sus parámetros.
- Energía de pulso:
La energía de pulso disponible depende del sistema láser utilizado, pero puede variar entre 0.2 y 6.0 J, aunque los ajustes típicos durante la ablación de cálculos renales oscilan entre 0.2 y 2.0 J.
- Frecuencia o pulso
Los valores típicos de frecuencia van de 5 Hz a 80 Hz debido a las restricciones técnicas del láser de Holmio.
- Duración del pulso
Los valores típicos de la duración del pulso para los láseres de holmio están entre 150 y 500 µs.
- Longitud de onda del láser
La razón principal por la que los láseres de Holmio:YAG son actualmente los láseres clínicos estándar para la litotricia se debe a su longitud de onda de emisión de 2120 nm. La luz a esta longitud de onda es fuertemente absorbida por el agua contenida en los poros y cavidades del cálculo, lo que conduce a la expansión térmica y vaporización del agua, resultando en una ablación mejorada. Además de esto, los láseres Ho:YAG han demostrado un éxito en la ablación de una amplia gama de composiciones de cálculos.
El número de modos de litotricia láser utilizados para la ablación de cálculos urinarios ha aumentado considerablemente en los últimos años. Sin embargo, estos modos se pueden agrupar en tres técnicas principales:
- Fragmentación
- Desempolvar
- Palomitas de maíz
En la fragmentación, la ablación de la piedra en múltiples fragmentos se logra utilizando una alta energía de pulso a una baja frecuencia de pulso. Los fragmentos de mayor diámetro (> 2 mm) se recuperan con una cesta. En el "dusting", el cálculo renal se descompone en fragmentos pequeños con un diámetro inferior a 1 mm, en los que no se necesita la extracción activa con cesta. Otra técnica se conoce como "popcorning", donde la fibra se mantiene fija en un lugar y se utiliza una alta energía de pulso para crear un flujo turbulento y anular iterativamente las piedras en fragmentos pequeños. La Tabla 1 resume los valores típicos de energía de pulso y frecuencia de pulso para cada uno de los modos de litotricia láser.
Tabla 1. Modos de operación de láser más típicos utilizados en la litotricia con láser de Holmio:YAG
| ancho de línea estrecho | longitud de onda única o doble 532 nm / 1064 nm | Ancho de línea estrecho (y sistema sintonizable) 680 nm - 1064 nm (dependiendo del gas trazador) láser de diodo y SSL bombeado por diodo |
| 532 nm / 785 nm / 1064 nm |
longitud de onda única o doble 532 nm / 1064 nm |
Detección de oxígeno a 760-765 nm |
| < 1 W para aplicaciones de microscopía | 767 nm Espectroscopia K (D2) | |
| SSL de alta energía para espectroscopia Raman a distancia | Espectroscopia de Rb a 780 nm (D2) | |
| láser de diodo, así como SSL bombeado por diodo | Espectroscopia Rb a 795 nm (D1) | |
| 852 nm Espectroscopia CS (D2) | ||
| 922 nm Sr-Espectroscopia | ||
| 953 nm Yb-Espectroscopia | ||
| 953 nm Espectroscopia del agua |
¿Cuáles son las tendencias futuras de la litotricia láser?
El láser de estado sólido de Holmio:YAG (Ho:YAG) se ha convertido en el láser más utilizado para la litotricia en las últimas décadas. Sus principales beneficios son su probada alta tasa de éxito en la fragmentación de muchos tipos diferentes de cálculos, y su costo relativamente bajo para láseres de baja potencia. Sin embargo, esta tecnología también tiene sus limitaciones y desventajas. Los parámetros más críticos son:
- Longitud de onda
La longitud de onda de emisión de los láseres Ho:YAG no coincide exactamente con el pico de absorción del agua alrededor de los 2 µm. Los láseres de fibra de tulio tienen una longitud de onda de emisión más cercana al pico de absorción del agua, pero Monocrom ofrece la posibilidad de ajustar la longitud de onda de emisión por diseño para que coincida perfectamente con el pico de absorción del agua, lo que ha demostrado resultar en una ablación de cálculos más eficiente.
- Frecuencia del pulso
La frecuencia máxima del pulso o la frecuencia de pulso suele estar en el rango de 20 a 80 Hz. Esto limita las posibles estrategias de tratamiento, especialmente en el modo de operación de pulverización. Los últimos sistemas láser Ho:YAG ofrecen 100-120 Hz de frecuencia de repetición, lo que demuestra que la tendencia es seguir aumentando este valor.
Lo que Monocrom ofrece es un sistema de diodos directos que se pulsan electrónicamente a una frecuencia que puede superar los 1000 Hz. Además de esto, nuestra tecnología de montaje de barras láser sin soldadura (SujeciónTM) es insensible a la falta de concordancia CTE entre el semiconductor y los electrodos, lo que permite una mayor vida útil en aplicaciones de pulsos duros.
- Potencia promedio
Se observa una tendencia similar con la potencia media máxima, y los últimos sistemas láser de alta potencia ofrecen una potencia de salida de 120-140 W. Monocrom @FLEX láser logra 105 W de potencia promedio, con la posibilidad de seguir aumentando este parámetro en las próximas series de generación.
- Eficiencia del enchufe de pared
La eficiencia «wall-plug» de los láseres Ho:YAG es bastante baja, con valores que oscilan entre 1 y 2%. La mayor eficiencia «wall-plug» la ha demostrado el láser de fibra de tulio, con valores máximos registrados en torno a 10%. Una fuente láser de diodo directo de Monocrom puede alcanzar una eficiencia «wall-plug» máxima de aproximadamente 51 TP3T, lo que supone al menos cuatro veces más de lo que puede alcanzar un láser Ho:YAG.
Otro aspecto importante a considerar se relaciona con el hecho de que la solución láser de diodo directo de Monocrom se puede utilizar de manera efectiva en operación continua (CW) y pulsada. Este beneficio, en combinación con nuestra capacidad para igualar perfectamente la longitud de onda de emisión con la absorción máxima de agua a bajas y altas temperaturas, lo convierte en una opción ideal para utilizar también en tratamientos que requieren ablación y/o coagulación de tejidos blandos, como la Hiperplasia Benigna de Próstata (HBP). La Tabla 2 resume las ventajas y desventajas de las fuentes láser Ho:YAG y las fuentes láser de diodo directo ofrecidas por Monocrom a 2 µm. La Tabla 3 recopila algunas especificaciones técnicas de la tecnología láser de vanguardia utilizada en litotricia (clínica y experimental) y los láseres de diodo directo de Monocrom ofrecidos para la misma aplicación.
Tabla 2. Ventajas y desventajas del láser de holmio:YAG y del láser de diodo directo
| Longitud de onda [nm] | 532 ± 1 | 527 |
| Potencia [w]* |
Hasta 5W CW 10W QCW
|
|
| Energía [mJ] | 1 | |
| Dimensiones del haz [µm] | 85×115 | |
| M2 | Hasta 1,4 | Hasta 1,5 |
| Duración del pulso | 10 ms - CW | 1,55 – 2,06 µs |
| Tasa de repetición [Hz] | 1- CW | Hasta 220 |
| Tiempo de vida [h] | Hasta 10000 | |
| Acoplamiento de fibra | ||
| Longitud de onda objetivo [nm] | 638 | |
| Potencia de puntería [mW] | 2 | |
| Núcleo de fibra [µm] | 50 | |
| Fibra NA | 0,22 | |
| Conector de fibra | SMA-905 |
Tabla 3. Especificaciones de fuentes de litotricia láser de 2 µm de baja y alta potencia, clínicas y experimentales.
| Longitud de onda |
808 nm (Nd:YAG) |
| Potencia |
< 250 W / barra láser (CW) |
| Diámetro de la varilla | personalizado |
| Dimensiones de la losa | personalizado |
* El peso y las dimensiones del láser de fibra de tulio experimental de 1908 nm no incluyen el enfriador recirculante separado.
Existen múltiples fabricantes para los láseres de Holmio:YAG y de Tulio:YAG de baja y alta potencia. Estas especificaciones son representativas del estándar en el campo.
¿Cómo está apoyando Monocrom a tu aplicación?
Monocrom suministra módulos láser acoplados por fibra en el rango de longitudes de onda de 808 nm a 1060 nm, pero lo más importante es que también en el rango de 2 µm a 3 µm. Todas nuestras ofertas son módulos láser basados en barras láser acopladas a diferentes núcleos de fibra (equipados opcionalmente con conectores HP-SMA, D80 o QBH).
El rango de longitud de onda entre 2 µm – 3 µm está cubierto por nuestro Serie @FLEX donde proporcionamos CUALQUIER longitud de onda entre 2 µm y 3 µm, alcanzando hasta 105 W de potencia de salida en onda continua (CW). Así, por ejemplo, si su aplicación necesita 2520 nm pero otras tecnologías láser, como los láseres de fibra o de estado sólido, no pueden ofrecer esta longitud de onda, ¡NOSOTROS SÍ PODEMOS!
La tecnología utilizada en nuestro @FLEX láser El sistema es una técnica de combinación única llamada “Combinación de haz de polarización rectificada”. Es independiente de la longitud de onda y permite seguir la ganancia móvil de los diodos láser semiconductores, que puede ser causada por el aumento o la disminución de la corriente de inyección y la temperatura de la unión p-n.
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