Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy

Wei-jie TAN; Ming-hui CHEN; Yuan-yuan FENG; Jian-ping WANG; Gang ZHENG

doi:10.37188/OPE.20212902.0243

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Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy

Modern Applied Optics | 更新时间：2021-03-05

- Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 2, Pages: 243-250(2021)
- 作者机构：
  
  上海理工大学上海介入医疗器械工程技术研究中心，上海 200093
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212902.0243
  CLC： TN249
- Received：14 May 2020，
  
  Revised：29 June 2020，
  
  Published：15 February 2021
- 稿件说明：
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谈维杰,陈明惠,冯媛媛等.钬激光碎石术中结石位移的影响因素[J].光学精密工程,2021,29(02):243-250.

TAN Wei-jie,CHEN Ming-hui,FENG Yuan-yuan,et al.Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(02):243-250.
谈维杰,陈明惠,冯媛媛等.钬激光碎石术中结石位移的影响因素[J].光学精密工程,2021,29(02):243-250. DOI： 10.37188/OPE.20212902.0243.

TAN Wei-jie,CHEN Ming-hui,FENG Yuan-yuan,et al.Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(02):243-250. DOI： 10.37188/OPE.20212902.0243.

摘要

为了减小钬激光碎石术中结石产生的位移，研究了钬激光脉冲峰值功率、激光烧灼尺寸和工作距离对于结石位移的影响。分析了影响结石位移的因素，搭建了一个体外模型装置以此来模拟输尿管内钬激光碎石的过程，实验使用0.25 g的正方体石膏模型来代替人体结石，钬激光功率选择12 W（0.6 J×20 Hz，0.8 J×15 Hz，1.2 J×10 Hz）和20 W（0.8 J×25 Hz、1.0 J×20 Hz、2.0 J×10 Hz），脉冲持续时间为200 μs和800 μs，光纤使用272 μm以及550 μm，工作距离从0~5 mm。最后，将体外模型置于水中，在室温进行实验。实验结果表明，结石位移随着脉冲峰值功率的增大而增大；较长的脉冲持续时间可以减小16.95%~27.27%的结石位移；272 μm的光纤相比于550 μm的光纤能够减少35.59%~54.17%的结石位移；增大工作距离可以减小结石位移，同时降低消融效率，但当结石模型与光纤顶端接触时，会产生吸附挣扎的现象。上述结论为改进国产钬激光器设计以及钬激光参数精细化设置提供了参考，对于临床手术有借鉴意义。

Abstract

To reduce the displacement of stones caused by holmium laser lithotripsy， the effects of peak pulse power， laser cauterization size， and working distance on stone displacement were explored in this study. First， domestic and foreign studies were reviewed to determine the factors that may affect stone displacement. Second， an in vitro model device was built to simulate the process of holmium laser lithotripsy in the ureter. The experiment used a 0.25-g cubic gypsum model to replace human stones. The parameters required for the experiments were then determined. The holmium laser power was selected to be 12 W （0.6 J × 20 Hz， 0.8 J × 15 Hz， 1.2 J × 10 Hz） and 20 W （0.8 J × 25 Hz， 1.0 J × 20 Hz， 2.0 J × 10 Hz）， The pulse duration was 200 and 800 μs， the fiber sizes were 272 and 550 μm， and the working distance was in the range of 0 to 5 mm. Finally， the in vitro model was placed in water， with the room temperature kept constant during the experiment. Results showed that stone displacement increased with an increase in pulse peak power. A longer pulse duration could reduce the displacement of stones by 16.95%–27.27%. The 272-μm fiber could reduce the displacement by 35.59%–54.17% as compared with the 550-μm fiber. When the working distance increased， both the stone displacement and ablation efficiency decreased. However， when the stone model contacted the fiber tip， the phenomenon of adsorption struggle occurred. This study can be a reference for improving the design of domestic holmium lasers and the fine settings of holmium laser parameters. It also has significance for clinical surgery.

关键词

Keywords

references

林俊，王坚，米华 . 输尿管镜钬激光碎石术中输尿管损伤的因素分析［J］. 微创医学， 2019 ， 14 （ 4 ）： 452 - 455 .

LIN J ， WANG J ， MI H . Risk factors for ureteral injury in ureteroscopic holmium laser lithotripsy ［J］. Journal of Minimally Invasive Medicine ， 2019 ， 14 （ 4 ）： 452 - 455 . （in Chinese）

徐亚伟 . 经输尿管镜下钬激光碎石术治疗输尿管结石的效果［J］. 医学信息， 2019 ， 32 （ 23 ）： 117 - 118 .

XU Y W . Treatment of ureteral calculi with ureteroscopic holmium laser lithotripsy ［J］. Medical Information ， 2019 ， 32 （ 23 ）： 117 - 118 . （in Chinese）

AMRENDRA P . Prevention and current management of urinary stones ［J］. Current Medicine Research and Practice ， 2019 ， 9 （ 5 ）： 206 - 207 .

ARAFA A ， ESHAK S ， ISO H . Oxalates， urinary stones and risk of cardiovascular diseases ［J］. Medical Hypotheses ， 2020 ， 137 ： 109570 .

SHAFI H ， MOAZZAMI B ， POURGHASEM M ， et al . . An overview of treatment options for urinary stones ［J］. Caspian Journal of Internal Medicine ， 2016 ， 7 （ 1 ）： 1 - 6 .

李宜璋，杨晖，李然，等 . 激光散斑血流成像系统中的光源相干性［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 10 ）： 2127 - 2135 .

LI Y ZH ， YANG H ， LI R ， et al . . Source coherence in laser speckle blood imaging system ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 10 ）： 2127 - 2135 . （in Chinese）

徐建根，崔锦江，董宁宁，等 . 用于大功率激光治疗的瞬态喷雾冷却系统［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 6 ）： 1309 - 1317 .

XU J G ， CUI J J ， DONG N N ， et al . . Transient spray cooling system for high-power laser treatment ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 6 ）： 1309 - 1317 . （in Chinese）

王韵致，谢芳，陈龙辉，等 . 用于高精度测量位移等参量的光纤多波长激光器［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 9 ）： 2036 - 2042 .

WANG Y ZH ， XIE F ， CHEN L H ， et al . . Research on optical fiber multi-wavelength laser for measuring displacement precisely ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 9 ）： 2036 - 2042 . （in Chinese）

SUNARYO J ， ALI Z ， DANARTO R . Holmium laser： YAG lithotripsy in ureteral calculi management ［J］. Journal of Physics： Conference Series ， 2018 ， 1073 ： 062052 .

BELL J R ， JAMES P ， RANE A ， et al . . International holmium laser lithotripsy settings： an international survey of endourologists ［J］. Journal of the American College of Surgeons ， 2016 ， 223 （ 4 ）： e123 .

PATEL R M ， WALIA A S ， GROHS E ， et al . . Effect of positioning on ureteric stone retropulsion： ‘gravity works’ ［J］. BJU International ， 2019 ， 123 （ 1 ）： 113 - 117 .

ANDREEVA V ， VINAROV A ， YAROSLAVSKY I ， et al . . Preclinical comparison of superpulse thulium fiber laser and a holmium： YAG laser for lithotripsy ［J］. World Journal of Urology ， 2020 ， 38 （ 2 ）： 497 - 503 .

WOLLIN D A ， ACKERMAN A ， YANG C ， et al . . Variable pulse duration from a new holmium： YAG laser： the effect on stone comminution， fiber tip degradation， and retropulsion in a dusting model ［J］. Urology ， 2017 ， 103 ： 47 - 51 .

顾晓箭，徐彦 . 实用输尿管软镜技术［M］. 苏州：苏州大学出版社， 2015 ： 29 - 30 .

GU X J ， XU Y . Flexible ureteroscope technology ［M］. Suzhou ： Soochow University Press ， 2015 ： 29 - 30 . （in Chinese）

AHMED I ， SHADI B ， MOSTAFA M . E， et al .. Moses technology in a stone simulator ［J］. Can Urol Assoc J ， 2018 ， 12 （ 4 ）： 127 - 130 .

ALDOUKHI A ， GHANI K . Ureteroscopic holmium laser lithotripsy using the Moses technology ［J］. European Urology Supplements ， 2018 ， 17 （ 2 ）： e1918 .

ANGERRI F O ， SABIOTE L ， MAYORDOMOO ， et al . . High-power holmium laser with Moses technology： Our initial experience ［J］. European Urology Supplements ， 2019 ， 18 （ 1 ）： e2226 .

PAPATSORIS A G ， SKOLARIKOS A ， BUCHHOLZ N . Intracorporeal laser lithotripsy ［J］. Arab Journal of Urology ， 2012 ， 10 （ 3 ）： 301 - 306 .

吕涛，张伟，陈昉 . 脉宽可调钬激光诱导水下声波信号特性实验研究［J］. 中国激光， 2015 ， 42 （ 4 ）： 0404003 .

LÜ T ， ZHANG W ， CHEN F . Experimental research of acoustic transients induced by holmium： YAG lasers with tunable pulse duration underwater ［J］. Chinese Journal of Lasers ， 2015 ， 42 （ 4 ）： 0404003 . （in Chinese）

吕涛，肖青，李正佳 . 脉冲钬激光水下空化效应及消融生物硬组织动态特性［J］. 光学学报， 2010 ， 30 （ 12 ）： 3558 - 3562 .

LÜ T ， XIAO Q ， LI ZH J . Cavitation effect of pulsed holmium laser and dynamic characteristics of hard tissue ablation underwater ［J］. Acta Optica Sinica ， 2010 ， 30 （ 12 ）： 3558 - 3562 . （in Chinese）

JANSEN E D ， ASSHAUER T ， FRENZ M ， et al . . Effect of pulse duration on bubble formation and laser-induced pressure waves during holmium laser ablation ［J］. Lasers in Surgery and Medicine ， 1996 ， 18 （ 3 ）： 278 - 293 .

KANG H W ， LEE H ， TEICHMAN M H ， et al . . Dependence of calculus retropulsion on pulse duration during Ho∶ YAG laser lithotripsy ［J］. Lasers in Surgery and Medicine ， 2006 ， 38 （ 8 ）： 762 - 772 .

LEE H O ， RYAN R T ， TEICHMAN J M H ， et al . . Stone retropulsion during holmium：yag lithotripsy ［J］. The Journal of Urology ， 2003 ， 169 （ 3 ）： 881 - 885 .

杜传策，吴小园，钟久庆，等 . 输尿管镜钬激光碎石术中结石周围局部温度变化的研究［J］. 中国当代医药， 2015 ， 22 （ 35 ）： 22 - 24 .

DU CH C ， WU X Y ， ZHONG J Q ， et al . . Study on the local temperature change feature behind stone in ureteroscopy holmium laser lithotripsy ［J］. China Modern Medicine ， 2015 ， 22 （ 35 ）： 22 - 24 . （in Chinese）

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