Rázové vlny, historie a praxe. Beneš J. IV.interní klinika VFN a 1.LF UK Ústav biofyziky a informatiky 1. LF, UK v Praze Kladno 2014
Porovnání ultrazvukového pulsu a rázové vlny – závislost tlaku na čase
Tlaky 80 MPa
Neinvativní litotrypse rázovou vlnou historie fyzika vysokých výkonů a krátkých časů čas násobený výkonem je energie a zde zanedbatelná
první presentace v Mnichově před 20 lety rychlé uplatnění v urologii vývoj v „české kotlině“ Prof. Milan Jirsa – disoluce žlučových kamenů Ústav fyziky plazmatu AV ČR zavedení do klinické praxe
Typy rázových vln – bič, blesk, výstřel.
Působení rázové vlny kámen
Akustická impedance = v x ρ V – rychlost zvuku, ρ− hustota
Porovnání generátorů rázových vln z hlediska jejich fyzikálních vlastností
ESWL
2005 – 25 výročí uvedení ESWL
I přes rutinní užití ESWL v klinické praxi přesný mechanizmus dezintegrace konkrementu stále však není plně objasněn
Eisenmenger, W.: The Mechanism of Stone Fragmentation in ESWL. Ultrasound Med. Biol., 2001, 27, s. 583 – 693.
Řezy různými litotryptory
ESWL
Litotryptor firmy Wolf (vpravo) a Storz (dole)
Zdroj rázové vlny elektromagneticky (Siemens)
Litotryptror se sonografickým zacílením
– otevřená vodní hladina
Litotryptor s RTG zacílením MEDILIT M6
Nové přístroje
ESWL velikost ohniska
Je mechanizmu dezintegrace stejný?
Mechanizmus dezintegrace
Edap Sonolith
Elektrokonduktivní generování – Výboj v solném roztoku
Konkrement v levé ledvině
Mnohočetná litiáza ledvin před ESWL
Po aplikaci
Vzdálenost konkrement povrch těla
BMI 38.82
Gelování
Gel mezi tělem pacienta a vakem – Musí být bez přítomnosti bublin
Vak – Musí být bez přítomnosti bublin
Přítomnost bublin v gelu
Anestezie
Celková anestézie versus analgezie – Snížení dechových frekvencí a amplitud – Algická reakce pacienta při zasažení konkrementu RV – Stone free rate 50% versus 80% (p < 0,001)
Sorensen, C., Chandhoke, P., Moore, M., Wolf. C., Sarram, A.: Comparison of intravenous sedation versus general anesthesia on the efficacy of the Doli 50 lithotriptor. J. Urol., 2002, 168, s. 35 – 7.
Litotrypse mechanická, kontaktní a extrakorporální.
Kontaktní mechanické drcení
Stupně onemocnění žlučníkovými kameny Asymptomatické ~20 %
Symptomatické 1-2 % za rok
Komplikace
* Attili et al., Am J Epidemiol 1995;141:158 ** GREPCO, Dig Dis Sci 1987;32:349
Bez léčby (kromě litiázy > 3 cm, porcelánového žlučníku)
Bolest trvající více jak > 15 min ** Laparoskopická (případně klasická) CHE nebo konzervativní léčba (disoluce, ESWL) Akutní cholecystitida, choledocho-lithiaza, pancreatitida, Ca žlučníku, ileus
Akutní řešení (chir.)
Žlučové konkrementy
Anatom. Museum Friedrich August Walter, Berlin
Belitz & Braun, 1796
Selection Criteria for Ursodeoxycholic Acid Dissolution Therapy orig. dia. Stage of disease:
symptomatic
Stone:
< 5mm (optimal), 6-10 mm (acceptable) radiolucent (CT: iso-/hypodense to bile)
Gallbladder:
patency of cystic duct and emptying after test meal (ultrasound)
Patients with gallstone disease qualified for UDCA treatment
3%
Optimal Acceptable
12%
Paumgartner. In: Sleizenger & Fordtran‘ Gastrointestinal and Liver Diseases, 2002:1107
Effekt UDCA na patogenezi cholesterolové litiázy
Supersaturace žluče
Nukleační čas
Motilita žlučníku A žlučových cest
Prvotní indikace k ESWL u cholecystolitiázy z let 1990-1995
Indikace v polovině 90-tých let • symptomatické žlučové kameny • velikost do 10 mm • kontrakce více jak 60 % (objemu před podnětem), • nepřítomnost: akutní či chronické cholecystitidy, cholangitidy, biliární obstrukce, pankreatitdy, anurysmatu aorty, koagulopatie, těhotenství, spolupráce nemocného.
Ursodeoxychová kyselina 12-14 mg/kg /den, 12-18 měsíců Po 6-ti měsících lze posoudit mizení a eliminaci fragmentů, kontroly USG a JT Spasmolytický efekt a proto zlepšení
První naše litotryptory zdroj rázové vlny byl vyvinutým ve spolupráci Ústavu fyziky plazmatu ČVA a 1.LF UK
skiaskopické zaměření sonografickým zaměřením otevřená vodní hladina
Výsledky souboru za období 1993-1998 Indikace: do 12 mm, kontrakce více jak 60 %, celkem v souboru 78 nemocných – indikovaných dle kriterií cca 3-4 % konkrementů ve žlučníku, Bylo možné sledovat 52 nemocných. U 42 z nich je recidiva litiázy v intervalu 5-15 let. Závěr: Indikace drcení litiázy ve žlučníku je vzhledem k úzké indikaci a vysokému procentu recidivy spíše vzácná a léčba není rutinně dnes prováděna. Podstatné je vymizení symptomatologie při současně podávané farmakologické disoluci.
Pro litiázu žlučníku není rutinně dnes prováděna. 16%
8%
76% Vymizení
cholecystektomie
symptomatická léčba
Neivazivní litotrypse pro konkrementy v choledochu a pankreatickém vývodu (Extracorporeal shock wave lithotripsy ESWL)
INDIKACE u konkrementů neřešitelných endoskopicky. Kontraindikací rázových vln: aneurysma břišní aorty, koagulopatie a krvácivé stavy, těhotenství, komorové arytmie, pacemaker, obezita a nespolupráce. Nemocným po těžších ERCP pro obtížnou litiázu byla podávána UDCA
1
3
2
Zaměření nasobiliárním drenem příklady fragmentace a košíčkové endoskopické extrakce
Choledocholitiáza 168 léčených RV (schopnost fragmentace ) USG zobrazení konkrementů ve žlučových cestách je obtížné, časově náročné a často i nemožné. USG přednosti: odstranění radiace, sledování fragmentace, odstranění nepříjemné nasobiliární drenáže. Metodou volby RV pro litiázu intrahepatální, kde je vyšší úspěšnost fragmentace, než u kamenů v choledochu. sonografické zaměření přednosti, výhodnější lepší výsledky
Vliv vzduchu k okolí Větší kameny nad 20 mm Měkčí konzistence USG zobrazení možné je i RV možná k působení RTG přesnější, ale fragmentace nízká USG obraz
Choledocholitiáza 168 léčených RV (soubor od 1999 do 11/2010) Skiaskopické zaměření dosaženo u 104 nemocných fragmentace 61 % pacientů Vymizení u 57 % pacientů (u většiny ERCP s extrakcí)
opakování výkonu 2,7krát na jednoho nemocného Hepatikolitiáza – metoda volby, sonografcké Zaměření Jako jedni z prvních již v roce 1991
sonografické zaměření dosaženo u 64 nemocných fragmentace 85 % pacientů Vymizení u 72 % pacientů (u většiny ERCP s extrakcí)
opakování výkonu 1,6krát na jednoho nemocného
ESWL se sonografickým zaměřením při zavedeném nasobiliárním drénu Původní obraz více konkrementů při prvním ERCP
ESWL se sonografickým zaměřením při zavedeném nasobiliárním drénu Vnitřní drén i nasobiliární drenáž
Nemocným po ERCP byla podávána UDCA
Soubor 33 léčených s Wirsungolitiasou 19%
od roku 1998 do 2008
5%
14%
léčba endoskopická asi 45 % s drenáží až 55 % léčba rázovou vlnou zaměření sono a skiaskopické léčba chirurgická
10% 52%
způsob zacílení sonografie
ERCP
USG
skiaskopie
oba způsoby
Následná extrakce košíčkem
fragmentace u 25 pacientů, vymizení 17 pacientů (u všech nutné provedení ERCP a následné extrakce), chirurgicky řešeno 8 nemocných
drenáž
košík
Rychle do krytu Váš kolega bude odpalovat kameny
Nový zdroj rázové vlny 30 kV, 60x100 mm válec parabolický reflektor
Kavitace zdroj koxických účinků na tkáně
Schéma a pohled na zdroj RV
Schlierová fotografie
KAVITACE v ohnisku dvě rázové vlny
photocamera focus point laser beam
target
composite anode
+HV
parabolic reflector Rogowski coil capacitive divider pulse power supply
Výsledky nového generátoru ohnisko je menší než 1 cm2 parametry obvodu mění poměr tlakovu a podtlaku FRV (regulovat oblast vzniku kavitací) tandem dvou RV lze spouštět v časech kratších než je akustického „zklidnění“ prostředí studie na buněčných suspenzích prokazují výraznou toxicitu dvou RV Pokles lymfocytů po expozici rázových vln procento přežívajícíchc lymfocytů
100 75
Hemolýza erytrocytů
50 25
Pokles lymfocytů po expozici 0 0
100
200 počet rázových vln
300
400
Účinek na buňky melanomu B16
Dr. Králová z Mikrobiologický ústav ČAV
Povrch jater a ledvin po expozici rázovou vlnou
Místo ohniska rázové vlny
Králík expozice jater magnetická rezinanční tomografie •
• •
SpinEcho TR=0.7 TE=0.0131 20x20cm vrstva po 0.3cm Indukce mg. pole 2 Tesla
Králík expozice jater
FLASH = T2*-T1 vážená sekvence, (triggerovaná s dýcháním) 1. A 3 den po aplikaci
žlutá šipka ukazuje lézi v játrech vyvolanou rázováním
Žaludek poškozený rázováním, zeslabenou žaludeční stěnou se vyklenuje
Sekvence obrazů MR
Vliv dvojrázů + aplikace Photosanu na růst lymfomu v podkoží outbredních potkanů SD/Ipcv 16 14
objem tumoru (cm3)
12 10 pokusné -dvojrázy pokusné -dvojr. +Ph. kontroly
8 6 4 2 0 0
3
7
10 dny pokusu
14
17
21
Average volume of tumors growing from control and exposed B16 melanoma cells 18
average volum e of tum ors
16 14 12 10 control cells
8
exposed cells
6 4 2 0 -2
0
10
20
30
40
50
dayes after exposure
IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, vol. 34, NO. 4, AUG2007, 1382 Generation of Two Successive Shock Waves Focused to a Common Focal Point Pavel Šunka, Vitality Stelmashuk, Václav Babický, Martin Člupek, Jiří Beneš, Pavla Poučková, Jan Kašpar, and Michal Bodnár
• Děkuji za pozornost
