Лазерные технологии заняли прочное место среди методов лечения различных урологических заболеваний [1]. На сегодняшний день в урологии (и в медицине в целом) применяются разнообразные источники лазерного излучения: так, например, гольмиевый лазер (Ho:YAG) – для литотрипсии, лечения опухолей мочевого пузыря и гиперплазии простаты [2]; тулиевый (Tm:YAG) – для лечения опухолей мочевого пузыря [3] и аденомы простаты; GreenLight (зеленый) – для выполнения энуклеации или вапоризации аденоматозных узлов [4]; диодные лазеры [5] не нашли пока широкого применения.
Помимо уже существующих и активно применяющихся в медицине лазерных устройств разрабатываются новые лазерные аппараты [6]. Кроме того, модифицируются имеющиеся в арсенале докторов лазерные установки (Moses эффект для гольмиевого лазера [7]) и подбираются к ним наиболее оптимальные параметры.
Физики российского научно-технического объединения «ИРЭ полюс» совместно с врачами Сеченовского Университета разработали лазерный аппарат нового поколения – тулиевый волоконный лазер (TFL). Принципиальная особенность нового лазера – отказ от использования в лампе накачки стандартных кристаллов (YAG [yttrium-aluminium-garnet] – иттрий-алюминиевый гранат), применяемых в твердотельных лазерах (Ho:YAG, Tm:YAG и GreenLight (KTP:YAG)). Именно благодаря разным свойствам кристаллов каждый лазер обладает своей уникальной длиной волны. Впрочем, подобная конструкция не лишена изъянов: для накачки энергии лазерного аппарата необходимы источники большой мощности, что неизбежно ведет к нагреву кристалла, из-за чего он требует интенсивного водяного охлаждения. В новом тулиевом волоконном лазере функцию кристаллов выполняет специальное волокно, легированное тулием, поглощающее меньшее количество энергии, а значит, не требующее водяного охлаждения, что позволяет значительно уменьшать размер лазерного аппарата. Кроме того, тулиевый волоконный лазер характеризуется близкой к пику поглощения воды длиной волны (1,9 μm) (рис. 1), что приводит к мгновенной вапоризации ткани за счет высокой плотности поглощенной энергии [8].
До начала использования новых лазеров в клинической практике каждый из них тщательно изучался в условиях in vitro и результаты сопоставлялись с полученными в процессе работы уже зарекомендовавших себя лазерных устройств (Ho:YAG лазер). Во время экспериментов на мягких тканях установлено, что Ho:YAG-лазер «разрывает» ткань формирующимися на конце волокна пузырьками воды, создавая тем самым нежелательные глубокие «резы» (до 1,1 мм) без достаточной зоны коагуляции (в эксперименте максимум до 0,1 мм) [8], в то время как тулиевый волоконный лазер TFL U1 (разработан первым в семействе тулиевых лазеров с пиковой мощностью 120 W) демонстрирует минимальную глубину проникновения (до 0,5 мм) (рис. 2). Излучение тулиевого волоконного лазера (без пузырьков воды) позволяет выполнять максимально точные надрезы мягких тканей без «разрывов» и без повреждения подлежащих структур с одновременной эффективной коагуляцией (до 0,5 мм) [9]. Именно эти аспекты делают тулиевый волоконный лазер идеальным для хирургии мягких тканей: надрезы минимальной глубины позволяют избегать повреждений подлежащих структур, а достаточный объем коагулируемой ткани – добиваться отличного гемостаза.
Тулиевый волоконный лазер TFL U1 активно применяется с 2017 г. при лазерной энуклеации гиперплазии простаты (ThuFLEP); несколько позже он нашел применение и в лечении опухоли мочевого пузыря. Благодаря возможности точного иссечения тканей и быстрому гемостазу применение тулиевого волоконного лазера в хирургии простаты отличается высокими функциональными результатами, сравнимыми как с полученными после проведения традиционной открытой аденомэктомии [10], так и с полученными после применения других методик энуклеации гиперплазии простаты (гольмиевая [Ho:LEP] и монополярная [MEP] энуклеации гиперплазии простаты) [11–13]. Так, при сравнении групп пациентов, перенесших открытую аденомэктомию (40 пациентов) и ThuFLEP (90 пациентов), средняя продолжительность операции (p=0,285) и масса удаленной аденоматозной ткани (p=0.412) сопоставимы; в то время как продолжительность катетеризации и госпитализация статистически различаются в пользу ThuFLEP (p<0,001). Группа пациентов после открытой аденомэктомии характеризуется большим объемом кровопотери, однако частота недержания мочи сравнима (p=0,718): в 2,5% случаев – для открытой аденомэктомии и в 1,1% – для ThuFLEP [10]. При ретроспективной оценке 551 пациента (202 пациентам выполнена ThuFLEP, 254 – Ho:LEP и MEP – 95 пациентам) выявлены сравнимые послеоперационные функциональные результаты; минимальные отличия – в продолжительности операций она составила 72, 76 и 86 мин соответственно (p<0,01) [11]. Кроме того, ThuFLEP демонстрирует высокую эффективность в лечении рецидива гиперплазии простаты [14] и занимает более короткий период обучения этой технике (овладение методикой возможно после проведения хирургом не менее 30 операций) [15].
Кроме того, тулиевый волоконный лазер показывает высокую эффективность и безопасность при проведении en-bloc-резекции стенки мочевого пузыря при лечении мышечно-неинвазивного рака мочевого пузыря. Так, Сорокин и соавт. [16] в своей работе отмечают: при сравнении групп пациентов, перенесших традиционную трансуретральную резекцию (ТУР) стенки мочевого пузыря с опухолью (58 пациентов), с группой пациентов, перенесших тулиевую en-bloc-резекцию (71 пациент), выявлено статистически значимое различие развития рецидива через год после операции: 37,9 против 11,3% соответственно (p<0,001). В группе en-bloc не выявлено ни одного случая перфорации или обтураторного синдрома. Более того, резекция стенки мочевого пузыря тулиевым лазером позволяет повышать практически на 33% наличие мышечного слоя в макропрепарате [16], что, согласно рекомендациям Европейской ассоциации урологов, служит показателем эффективной резекции опухоли [17].
Однако лазерный аппарат TFL U1 показал себя как малоэффективный при дроблении конкрементов высокой плотности, поскольку для дробления камней необходима высокая мощность лазерного излучения такая, как, например, у гольмиевого лазера Ho:YAG – 2000–10000 W, в то время как у лазера TFL U1 она не превышает 100 W [18]. Поэтому специально для литотрипсии разработана модель хирургического лазерного аппарата TFL U2 c пиковой мощностью, достигающей 500 W, что примерно в 5 раз превышает таковую лазера TFL U1 и делает аппарат TFL U2 пригодным для литотрипсии. В настоящее время лазер TFL U2 является потенциальной альтернативой гольмиевому лазеру Ho:YAG, широко применяемому при дроблении конкрементов.
Длина волны тулиевого волоконного лазера (1,9 μm) находится ближе к пику поглощения воды [19], что позволяет при применении лазерного излучения TFL U2 добиваться абсорбции, в 4 раза превышающей наблюдаемую при работе Ho:YAG лазера (2,1 μm), и как следствие – быстрая и эффективная аблация камня.
Кроме того, плотный профиль пучка лазерного излучения (рис. 3) [20] в сочетании с высокой пиковой мощностью TFL U2 (500 W) позволяет эффективнее разрушать камень – «разрывать» его структуру изнутри, воздействуя на воду, находящуюся в порах камня [21]. Кроме того, тулиевый волоконный лазер TFL U2 позволяет работать в широком спектре лазерных параметров; например, частота лазерного излучения может варьироваться от 1 до 2000 Гц, что считается оптимальным условием работы в режиме распыления («dusting») [22].
Первые клинические данные по литотрипсии с применением лазерного аппарата TFL U2, представленные учеными Сеченовского Университета на конгрессе Американской ассоциации урологов, вызвали большой интерес зарубежных коллег [23]; было отмечено быстрое и эффективное проведение операции,и, что особенно важно, – отсутствие ретропульсии, т.е. миграции камня, осложняющей его извлечение. При оценке ретропульсии во время лабораторных экспериментов получены аналогичные результаты: по сравнению с литотрипсией, выполненной Ho:YAGлазером при одинаковой энергии импульса, литотрипсия, выполненная тулиевым волоконным лазером, характеризуется примерно двух-четырехкратным уменьшением ретропульсии с одновременным повышением эффективности аблации камня в 4 раза [18, 22].
Одно из первых клинических исследований TFL U2 было проведено Traxer et al. [24] на 268 больных; аппарат показал высокую эффективность при литотрипсии конкрементов плотностью до 1960 HU [24]. Несмотря на отсутствие стриктур или повреждений мочеточника, безопасность TFL U2 нуждается в дальнейшей оценке.
Следующим шагом в развитии отечественной лазерной хирургии, вероятно, станет создание аппарата, совмещающего сильные стороны TFL U1 (эффективный рез мягких тканей) и TFL U2 (эффективная литотрипсия). Такой новый универсальный инструмент в руках хирурга мог бы безопасно и эффективно выполнять весь спектр эндоурологических пособий.
Наряду с изучением хирургии аденомы простаты и процесса литотрипсии учеными Сеченовского Университета проводятся первые лабораторные исследования по применению тулиевого волоконного лазера в области лапароскопической хирургии и фокальной аблации опухоли простаты. В лапароскопической хирургии при использовании любого лазера ученые сталкиваются со следующими проблемами: 1) со значительным дымообразованием; 2) с разбрызгиванием крови при использовании импульсных лазеров (Ho:YAG,); 3) с обширной карбонизацией при использовании лазеров с непрерывными волнами [25]. Для развития лазерной лапароскопической хирургии необходимо создание аппарата, при использовании которого вышеперечисленные проблемы будут устранены.
В области фокальной лазерной аблации рака простаты наиболее эффективная аблация глубоких тканей получена при использовании диодного лазера (0,98 μm). Безрецидивная выживаемость при применении данного метода может достигать 83% через год после операции [26] при сохранении неизменными мочевой и половой функций. Все это делает фокальную лазерную аблацию перспективной техникой, но пока недостаточно изученной в отношении онкологических результатов.
Возможным оптимальным лазерным устройством для фокальной аблации и лапароскопической хирургии может стать голубой диодный лазер (BDL), продемонстрировавший во время исследований in vitro более выраженную зону вапоризации по сравнению с TFL (больше в 2 раза) и более выраженную зону коагуляции по сравнению с Ho:YAG (в 2 раза) [27]. В своем исследовании Jiang et al. [6] продемонстрировали значительное увеличение скорости аблации лазера BDL по сравнению со скоростью аблации KTP:YAG-лазера (5,14 и 1,20 мм3/с соответственно) [6]. В мировой урологии ведется активный поиск оптимального источника энергии в области лапароскопической хирургии и фокальной аблации опухоли простаты и, вероятно, применение именно тулиевого волоконного лазера станет решением этого вопроса.
Новая линейка лазерных аппаратов, которую российские инженеры создали в сотрудничестве с врачами Сеченовского Университета, помогает хирургу сделать работу быстрее, эффективнее и проще. Тулиевый волоконный лазер начал шествие по миру: лицензирован в США и находится на финальной стадии лицензирования в Европе. Это хороший предмет для гордости: безусловно прогрессивная российская технология становится частью современного мира.
