en endo-urologie Les paramétrages du laserHolmium-YAG Truc et astuce

Les paramétrages du laser

Holmium-YAG en endo-urologie

Optimal settings for the Holmium:YAG laser in endo-urology

R.Boissier^a,b A.Faure^a,c E.Lechevallier^a,b

aUniversitéAix-Marseille,13005Marseille,France

bServiced'urologieetdetransplantationrénale, CHUhôpitalLaConception,146,boulevardBaille, 13005Marseille,France

cServicedechirurgiepédiatrique,CHUhôpitalNord, 13015Marseille,France

INTRODUCTION

Le traitement endoscopique des calculs du tractus urinaire a progressé ces dernières années, àla foisgrâceauperfectionnement

desendoscopesetdesmoyensdelithotritie.

Le laser pulsé Holmium:YAG est devenu la principalesourcelaserpour2raisonsprinci- pales:l'énergielaserpeutêtredélivréeàtra- vers une fibre optique flexible adaptée aux

MOTSCLÉS

LaserHolmium-YAG Lithiaserénale Dusting

KEYWORDS

LaserHolmium-YAG Renalstone Dusting

Auteurcorrespondant: R.Boissier,

serviced'urologieetde transplantationrénale,CHU hôpitalLaConception,146, boulevardBaille,13005Marseille, France.

Adressee-mail: romain.boissier@ap-hm.fr

RÉSUMÉ

Introduction.–Lelaserpulsé Holmium:YAGest laprincipale sourcelaser enendo-urologie.

L'optimisationdesparamètresdulaserestcertainementlefacteurnon-opérateurdépendantqui estleplusimportantpourgarantirlesuccèsd'uneinterventiond'endo-urologie.

Paramètresdulaser.–Troisparamètresdéterminentl'efficacitébiologiqued'unfaisceaulaser: lafréquenced'impulsion,laduréed'impulsionetl'énergieparimpulsion.Ondéfinit4principaux profilsdeparamétragesdulaserpourl'endo-urologieduhautappareilurinaire:ledustingetla fragmentation pour le traitement des calculs, la section pour les sténoses urétérales et la coagulation/ablationpourlestumeursdelavoieexcrétrice.Pourlecalcul,ledustingal'avantage d'éviter la formation de fragments résiduels. Lafragmentation est plusadaptée auxcalculs denses.

Diamètredelafibre.–Unefibre depetitdiamètre(200–270mm) auneefficacitééquivalente à une fibre de diamètre supérieur, et permet une meilleure irrigation et une meilleure manœuvrabilité.

©2016ElsevierMassonSAS.Tousdroitsréservés.

SUMMARY

Introduction.–Thepulsed Holmium:YAGlaseristhemainlasersourceinendo-urology.The optimizationofthelaserparametersiscertainlythemostimportantindependent-operatorfactor forthesuccessofanendo-urologicalprocedure.

Laserparameters.–Threeparameters determine the biologicaleffectivenessof a laser: the pulsefrequency,thepulsedurationandtheenergyperpulse.Fourmainlaserprofilesaredefined fortheendo-urologyoftheupperurinarytract:thedustingandfragmentationforthetreatmentof stones,thesectionforureteralstricturesandcoagulation/ablationfortumorsoftheurinarytract.

Forrenalstones,thedustinghastheadvantageofavoidingtheformationofresidualfragments, butfragmentationismoresuitedforveryhardstones.

Diameterofthefiber.–Theuseofasmalldiameterfiber(200–270microns)isrecommendedas itisaseffectiveasalargerfiber,allowsabetterirrigationandabettermaneuverability.

©2016ElsevierMassonSAS.Allrightsreserved.

R.Boissier

http://dx.doi.org/10.1016/j.fpurol.2016.03.001

©2016ElsevierMassonSAS.Tousdroitsréservés.

endoscopes rigides et souples, et ce laser est capable de fragmenterlescalculsquellesquesoientleurdensitéetleur composition.

Commepourtoutechirurgiel'habiletédel'opérateurestimpor- tante,maisc'estaussidansl'optimisationdesparamètresdu laserquerésidelaplusgrande margedeprogressionsurla duréeopératoire,letraitementcompletsansfragmentrésiduel enunminimumdeséance.Nousproposonsdanscetarticlede résumerlesconnaissancesetdonnéestechniquesessentiel- lespourparamétreretutiliseraumieuxunesourcedelaser Holmium-YAGpourtoutessesapplicationsendo-urologiques duhautappareilurinaire.

PRINCIPEDU LASER

Lemotlaserestunacronymedel'anglaislightamplificationby stimulatedemissionofradiation(Fig.1).Cetacronymerésume àluiseulleprincipephysiquepourobtenirunfaisceaulaser.Il s'agitd'exciteruncristalpar unesource delumière(leplus souventunediodeouunelampeàflash).Lesphotonsproduits par lecristal excitésont concentrés entre2miroirs, et sont émissouslaformed'unfaisceaulaser.

Lecristallepluscourammentutilisédansleslasersmédicaux estlegrenatd'yttriumetaluminium(Y3Al5O12)plusconnusous sonacronyme:YAG.Holmium-YAGsignifiequelecristalest combinéàunmétaldelaclassedesterresrares–l'holmium–, dontlerôleestd'amplifierlaproductiondephotonsparlesolide cristalexcité.Pourleslasersmédicaux,laprincipalealternative auHo-YAGestleNd-YAG(pourNéodymium-YAG).

LESPARAMÈTRESDU FAISCEAULASER

Le laser Holmium-YAG est un laser pulsé, d'une longueur d'onde de 2100nm. Il est un des types de laser les plus répanduspourl'usagemédical.Unepuissance de20watts estsuffisantepourletraitementdescalculs,dessténoseset des tumeurs de la voie excrétrice urinaire supérieure. Une puissance supérieuredevient nécessaire pourle traitement endoscopiquedel'hypertrophiebénigne deprostate.Laplu- part des appareils proposent 3préréglages correspondant à3effets:

lafragmentationpourletraitementdescalculs;

lacoagulation/ablationpourletraitementdetumeursdela voieexcrétrice;

lasection.

Pourcomprendrecommentunmêmelaserpeutproduireces 3effetsbiologiquesdifférents,ilfautconnaîtreles3paramè- tresdéfinissantchaqueimpulsiondulaserHo-YAG:l'énergie, laduréedel'impulsionetlafréquence(Fig.2).

Pour unlaser20watts,le paneld'énergie débutegénérale- mentà200mJ,cequiestuneénergiefaible,etpeutatteindre voire largement dépasser 2000mJ pourles lasersles plus puissants.L'énergiesequantifieenJoules(J).Lafréquence est quantifiée enHertz, de1Hz (1impulsion par seconde) à20Hz(20impulsionsparseconde).

Laduréedel'impulsionsemesureenmS,de280mSquiest uneimpulsioncourte,à885mSquiestuneimpulsionlongue.

L'énergie,lafréquenceetlapuissancesontreliéesparl'équa- tion suivante: puissance (en Watt)=énergie (en Joules) fréquence(enHertz).

Lelaserpourraitêtrecomparéàunearmeàfeu.Lafréquence correspondraitàlacadencedetir,soitlenombredeballestirées parseconde.L'énergiecorrespondraitaucalibredelaballe,elle- mêmelerefletdupoidsduprojectile(1/2massevitesse²= énergie cinétique,pour lelaserla vitessedelalumière étant constante,seulelamasseduprojectile–legroupedephotons composantl'impulsion–permetd'augmenterl'énergiedélivrée).

La durée del'impulsion pourraitcorrespondre au profilde la balle;àcalibreéquivalent:uneballelongueetpointuedefusil correspondantàuneimpulsionlongue,uneballerondeetcourte depistoletcorrespondantàuneimpulsioncourte.

Enconsidérantschématiquement2réglagespourchacundes 3paramètres,unefréquencebasseouélevée,uneimpulsion courte oulongue, et une énergiebasse ou élevée,ilexiste 8combinaisonsouprofilsdetir(Fig.2).Enréalitépeudelasers proposentdeparamétrermanuellementladuréed'impulsion.La plupart des sources lasers modernespeuventfairevarier la duréedepulse,maiscesduréessontautomatiquementdéfinies dansdesmodespréréglés.

Parmiles8combinaisonsthéoriquesd'impulsion,d'énergieet de fréquence, seules 4combinaisons sont intéressantes et correspondent aux 4utilisations du laser Holmium-YAG en endo-urologie: la fragmentation, le dustingou vaporisation, l'incision,l'ablation/coagulation.

LETRAITEMENTDU CALCUL:FRAGMENTATION ETDUSTING

Fragmentationetdustingsontdesréglagesadaptés autrai- tementdescalculs[1–3].Ces2profilsdetirsontcaractérisés pardesréglagesdes3paramètrescomplètementopposés:

le dusting permet de produire des fragments de petites tailles(dust,poussière),enutilisantunefréquenceélevée, unpulselongetunefaibleénergieparpulse.Lesfragments decalculsontfinscomparablesàdusable;

àl'inverselafragmentationutiliseunefréquencebasse,une duréedepulsebrèveetuneénergieparpulseélevée.Les fragmentsobtenussontplusvolumineux(TableauI).

Selonlesétudesinvitro,leparamétrageleplusefficient(celui quipermettraitunepertemaximaledepoidsducalculenun minimum de temps) serait plutôt la fragmentation. Pour un mêmeniveau depuissance,une énergieélevée etune fré- quencebassepermettraientdecasser uncalcul4à10fois plusvitequ'endusting[2].

Maislesétudesinvitronereproduisentpastouteslescondi- tionsréellesdel'endoscopie:lanatureducalcul,latailledes fragments conditionnant l'élimination spontanée, et surtout l'effetderétropulsion (c'est-à-direlesmouvementsducalcul àchaqueimpactlaser)[4].Enconditionsréelles,ledustinga aumoins3avantages:

illimitelarétropulsionetdoncaugmentelaprécisiondutiren permettantdegarderuncalculimmobiledanslechampde vision;

ilproduitdusablequiestéliminéfacilementetquiévitela formation defragmentslithiasiques volumineux quel'opé- rateurseraitamenéàretraiterouextraireunparunenfin d'intervention;

Figure2.Les8profilsdeparamétraged'unfaisceaulaser.

TableauI.Paramétragesdulaserpourl'endo-urologieduhautappareil.

Fréquence Énergie Durée Distance Cible

Fragmentation 4Hz 1,5J 200msec Contact

Dusting 20Hz 0,3J 800msec 0,2mm

Incision 20Hz 2J 800msec Contact

Ablation 10Hz 1J 800msec 0,2mm

en mode dusting,l'extrémité dela fibre laserse dégrade moinsqu'enmodefragmentation.

D'un point de vuepratique, il n'existe pas de paramétrage uniqueet standardpermettantde traitertoutesles tailleset touteslesnaturesdecalcul.L'aspectoptiqueducalculousa nature chimique connue peut aussi prédéterminer le choix initialduparamétrage.Pourlescalculsfriables(OxCadiOH) lemodedustingestemployéenpremier,pourlescalculsplus résistants(OxCamonoOH,PhCa)ilestpréférablededébuter enmodefragmentation.

Pour trouver le réglage optimal en dusting, il faut régler la fréquenced'impulsionà15–20Hzetnepaslachanger.Aug- mentezparpaliersl'énergieparimpulsionàpartirde500mJ jusqu'àobtenirunboncompromisentreunaspect«tempête deneige»caractéristiquedudustingetunerétropulsionmini- male. Unfragment lithiasique de5mm enfin detraitement auraforcémentunreculplusimportantqu'uncalculde15mm endébutdetraitement.Ilfaudraadapterl'énergieparimpul- siontoutaulongdugeste.

L'INCISION

L'incisionestutiliséedans lachirurgieendoscopiqueurolo- gique àtous les niveauxde lavoieexcrétrice:la jonction pyélo-urétérale(endopyélotomielaser),lessténosesurété- rales, la sphinctérotomie et l'énucléation prostatique. Pour uneutilisationdulaseren«incision»,touslesparamètres sontau maximum:uneénergie élevée de 1,2à 2Joules, unefréquencerapidede12à20Hzetpulselong(800mS) (Tableau I). Il s'agit donc du réglage qui sollicite les plus les capacités de la source laser et qui est le plus limité par sa puissance maximale. Pour le traitement endosco- piquedu syndromede lajonction pyélo-urétérale,des sté- nosesurétéralesvoirelasphinctérotomie,unlaseràcalcul standardde30wattssuffit.Maispourl'énucléationdel'adé- nomede prostate,unepuissance d'au moins 50wattsest indispensable.

LACOAGULATIONETL'ABLATION

Lacoagulation/ablation est le réglage utilisépour le traite- ment endoscopique des tumeurs de la voie excrétrice.

Le réglage des paramètres est proche de l'incision: fré- quence élevée (10Hz), impulsion longue (800mS) mais uneénergieun peuplus faible (1joule) quepourl'incision (Tableau I).

LESPARAMÈTRESTECHNIQUES

Aux 3paramètres laser (énergie, impulsion et fréquence), s'ajoutent3paramètres techniques:le diamètre dela fibre etladistancefibre-cible.

LADISTANCELASER-CIBLE

milieuaqueux.Lorsqu'ilestnécessairededélivreruneénergie par pulse élevée (fragmentation et section), le contact de l'extrémitédelafibreaveclaciblepermetdelimiterlaperte d'énergieetlaperted'efficienceenconcentrantl'énergielumi- neuse.Àl'inversepourlesréglagesquiutilisentuneénergie faibleetquiprivilégientunefréquenceélevée(ledustingetla coagulation),l'extrémitédelafibredoitêtreàdistancedela cible:0,2à0,4mm.

LEDIAMÈTREDELAFIBRE

Il existe 3catégories de fibres selon leur diamètre: faible diamètre (200à 270mm), diamètre intermédiaire (300à 370mm)etdiamètresimportants(>500mm).Aveclessources laser actuelles, le diamètre de la fibre influe très peu sur l'efficacité biologique du laser [2]. Le diamètre n'influe pas surl'efficiencedelafragmentation,unefibredepetitdiamètre (200–270mm) permet deconserverune meilleureirrigation, une meilleure vision et une meilleure manœuvrabilité [5,6].

Pour lehautappareil ilestrecommandéd'utiliser desfibres faiblesdiamètres(200à270mm).

Parcontre,laqualitédelafibreetlasurveillancedeladété- riorationdesonextrémitédurantl'interventionsontdespara- mètresimportantsquiinfluentsurl'efficacitédulaser.

En pratique, en début d'intervention il faut recouper (1cm) l'extrémitédistaled'unefibreréutilisable.Lefaitquel'extrémité soitdénudéeounonapeud'importancepourl'efficacité.Nous préférons utiliserunefibreàextrémiténon dénudée.Durant l'intervention,l'extrémitédelafibredoitêtrerecoupéed'1cm toutesles10–20mindetiroutousles10000Joules,surtout enmodefragmentation,decalculpeufriableoudetravaildans lecaliceinférieur.

CONCLUSION

Les3paramètresd'unfaisceaulasersontladuréedupulse (mS),lafréquence(Hz)etl'énergieparpulse(J).Leréglage deladuréedupulseestunparamètreprédéfiniselonleprofil detirparleconstructeur.Ledustingetlafragmentationsont 2 modesdelithotritieintrarénale,respectivementdéfinispar unefréquenceélevée etuneénergie faible,unefréquence basse etuneénergie élevée.Lafragmentationa l'inconvé- nient de générer des macrofragments, dont l'extraction peut allonger la durée opératoire. À efficacité équivalente une fibre de faible diamètre permet une manœuvrabilité, unevision etuneirrigationsupérieures àunefibre dedia- mètre important. La distance entre lafibre et sa cible est aussiunparamètreàprendreencomptepouruneefficacité optimale:aucontactdelaciblepourlafragmentationetla section,àdistancepourledustingetlacoagulation/ablation.

Enfin,laqualitéetl'entretiendelafibredurantl'intervention doiventêtrevérifiés.

Remerciements

Remerciements au PrO.Traxer, serviced'urologie, hôpitalTenon, AP–HP,Paris.

RÉFÉRENCES

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