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 xρ 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
Gel mezi tělem Gelování 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 % Bez léčby (kromě litiázy > 3 cm, porcelánového žlučníku) Symptomatické 1-2 % za rok Bolest trvající více jak > 15 min ** Laparoskopická (případně klasická) CHE nebo konzervativní léčba (disoluce, ESWL) Komplikace Akutní cholecystitida, choledocho-lithiaza, pancreatitida, Ca žlučníku, ileus Akutní řešení (chir.) Attili et al., Am J Epidemiol 1995;141:158 * GREPCO, Dig Dis Sci 1987;32:349
Žlučové konkrementy Anatom. Museum Friedrich August Walter, Berlin Belitz & Braun, 1796
Selection Criteria for Ursodeoxycholic Acid Dissolution Therapy orig. dia. Stage of disease: Stone: Gallbladder: symptomatic < 5mm (optimal), 6-10 mm (acceptable) radiolucent (CT: iso-/hypodense to bile) patency of cystic duct and emptying after test meal (ultrasound) Patients with gallstone disease qualified for UDCA treatment 3% 12% Optimal Acceptable 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
sonografickým zaměřením otevřená vodní hladina První naše litotryptory zdroj rázové vlny byl vyvinutým ve spolupráci Ústavu fyziky plazmatu ČVA a 1.LF UK skiaskopické zaměření
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 2 3
Zaměření nasobiliárním drenem příklady fragmentace a košíčkové endoskopické extrakce
Choledocholitiáza 168 léčených RV 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 (schopnost fragmentace ) 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 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 Hepatikolitiáza metoda volby, sonografcké Zaměření Jako jedni z prvních již v roce 1991
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 od roku 1998 do 2008 léčba endoskopická asi 45 % s drenáží až 55 % léčba rázovou vlnou zaměření sono a skiaskopické léčba chirurgická 14% 10% 19% způsob zacílení 5% 52% sonografie skiaskopie drenáž oba způsoby košík ERCP USG Následná extrakce košíčkem fragmentace u 25 pacientů, vymizení 17 pacientů (u všech nutné provedení ERCP a následné extrakce), chirurgicky řešeno 8 nemocných
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 laser beam focus point target +HV composite anode parabolic reflector Rogowski coil capacitive divider pulse power supply
Výsledky nového generátoru ohnisko je menší než 1 cm 2 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 100 Pokles lymfocytů po expozici rázových vln procento přežívajícíchc lymfocytů 75 50 25 0 Pokles lymfocytů po expozici Hemolýza erytrocytů 0 100 200 300 400 počet rázových vln
Dr. Králová z Mikrobiologický ústav ČAV Účinek na buňky melanomu B16
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
žlutá šipka ukazuje lézi v játrech vyvolanou rázováním FLASH = T2*-T1 vážená sekvence, (triggerovaná s dýcháním) 1. A 3 den po aplikaci
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 8 6 4 pokusné -dvojrázy pokusné -dvojr. +Ph. kontroly 2 0 0 3 7 10 14 17 21 dny pokusu
Average volume of tumors growing from control and exposed B16 melanoma cells 18 16 average volume of tumors 14 12 10 8 6 4 2 control cells exposed cells 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