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Boessner, Patrick (2004): Versuche mit gepulsten Nd:YAG- und Ho:YAG-Lasern am in-vitro Truthahn-Modell. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Ziel der Arbeit war es zum einen zu untersuchen inwieweit mit dem Computersimulations-programm LITCIT Vorhersagen für bestimmte Laserparameter getroffen werden können. Im untersuchten Perfusionsbereich von 0,01 ml/ min bis 9 ml/min zeigte sich zunächst eine starke Perfusionsabhängigkeit sowohl der Koagulationszone nach Bestrahlung als auch der erreichten Maximaltemperatur des bestrahlten Gewebes. Ab ca. 9 ml/ min Perfusion scheint ein Grenzwert erreicht, bei dem sich eine weitere Steigerung der Perfusionsstärke nicht mehr auf das Ausmaß der erzielten Koagulations- und Karbonisationszone auswirkt. Dieser Grenz-wert ist bei einer Perfusionsstärke von ca. 11-12 ml pro Minute zu erwarten. Die Maximaltemperatur (Tmax) des bestrahlten Gewebes verringert sich annährend linear um ca. 15% über den Perfusionsbereich von ca. 525 °C ohne Perfusion auf ca. 410 °C bei 9 ml/ min. Bei unterschiedlichen Ausgangstemperaturen (Bereich zwischen 15°C und 40°C) zeigte sich in den Simulationen mit dem Programm LITCIT eine kontinuierliche Zunahme des Durch-messers der Koagulations- und Karbonisationszone. Die Simulationen der unterschiedlichen Gewebearten (Truthahnmuskel, Prostata des Beagle-hundes und menschliche Prostata) zeigt keine Differenz der Koagulationsbreite bzw. -länge bei den untersuchten Geweben. Die unterschiedlichen Pulsenergien von 1 J/ Puls, 3 J/ Puls und 5 J/ Puls bei einer mittleren Laserleistung von 15 W bzw. ca. 50 W eines Nd:YAG-Lasers untersucht. Bei 15 W mittlerer Laserleistung kommt es bei Steigerung der Pulsenergie von 1 J/ Puls auf 3 J/ Puls noch zu einer Zunahme der Koagulations- und Karbonisationszone. Bei weiterer Stei-gerung auf 5 J/Puls bei 15 W bzw. einer Anhebung der mittleren Laserleistung auf 45 W bei 3 J Pulsenergie bzw. 50 W bei 5 J Pulsenergie scheint allerdings ein Sättigungsverhalten in Er-scheinung zu treten, da es bei 7,5 mm Koagulationsbreite und 8,5 mm Koagulationslänge nicht mehr zu einer weiteren Zunahme kommt. Bei den in-vitro Versuchen mit dem gepulsten Nd:YAG-Laser wurden bei einer mittleren Laserleistung von 15 W die unterschiedlichen Pulsenergien 1 J/ Puls, 3 J/ Puls und 5 J/ Puls untersucht. Es konnte hier kein eindeutig signifikanter Vorteil für eine der Pulsenergien hin-sichtlich des Bestrahlungsergebnisses festgestellt werden. Beim Vergleich der Ergebnisse der gepulsten Nd:YAG-Bestrahlung bei 1 J/ Puls bzw. 3 J/ Puls mit einem CW-Nd:YAG-Laser bei identischer mittlerer Laserleistung von 15 W konnte kein signifikanter Unterschied hin-sichtlich des Bestrahlungsergebnisses nachgewiesen werden. Beim Vergleich der gepulsten Nd:YAG-Bestrahlung und der CW-Nd:YAG-Bestrahlung mit „Power-Mode“-Verfahren bei gleicher Gesamtenergie von 2000 J waren die Ergebnisse des „Power-Mode“ nur hinsichtlich der Koagulationslänge signifikant (p<0.005) schlechter als bei gepulster Nd:YAG-Bestrahlung (1 J/ Puls; 3 J/ Puls; 5 J/ Puls) bzw. CW-Nd:YAG-Bestrahlung. Bei der Koagu-lationsbreite ergab sich kein signifikanter (p<0.142) Vorteil für eines der Verfahren. Bei den in-vitro Versuchen mit dem Ho:YAG-Laser wurden unterschiedliche Pulsenergien bei den mittleren Laserleitungen von 10 W, 8 W und 2 W verglichen. Bei 10 W mittlerer La-serleistung wurden die Pulsenergien 2 J/ Puls (Frequenz 5 Hz) und 3,5 J/ Puls (Frequenz 3 Hz) verglichen. Es ergab sich hier kein signifikanter Vorteil für eine der beiden Pulsenergien hinsichtlich des Koagulations-, Karbonisations- und Kavitätsausmaßes. Bei der mittleren Laserleistung von 8 W wurden die Pulsenergien 1,1J / Puls (Frequenz 7 Hz), 2 J/ Puls (Frequenz 4 Hz) und 2,6 J/ Puls (Frequenz 3Hz) untersucht. Es ergab sich auch hier kein signifikanter Vorteil für eine der Pulsenergien hinsichtlich des Koagulations-, Kar-bonisations- und Kavitätsausmaßes. Bei der mittleren Laserleistung von 2 W wurden die Pulsenergien 1 J/ Puls (Frequenz 2 Hz) und 2 J/ Puls (Frequenz 1 Hz) untersucht. Es ergab sich hier kein eindeutiger Vorteil für eine der beiden Pulsenergien hinsichtlich des Koagulations-, Karbonisations- und Kavitätsausma-ßes. Insgesamt zeigten die mittleren Laserleistungen 10 W und 8 W hinsichtlich ihres Bestrah-lungsergebnisses keine signifikanten Unterschiede. Die Ergebnisse bei 2W mittlerer Laser-leistung lagen jedoch deutlich unter den Ausmaßen der Koagulations-, Karbonisations- und Kavitätszonen bei 10 W bzw. 8 W. Zusammenfassend ließ sich in der Arbeit kein Vorteil für eine gepulste Nd:YAG-Laser-Bestrahlung gegenüber dem CW-Modus feststellen. Die Ergebnisse waren bei der untersuch-ten mittleren Laserleistung von 15 W gleichwertig. Der gepulste Ho:YAG-Laser erzielte bei den untersuchten mittleren Laserleistungen von 10 W und 8 W, bei insgesamt deutlich geringerer dem Gewebe zugeführter Energie, dem Nd:YAG-Laser gleichwertige Koagulations-, Karbonisationsausmaße. Zudem verspricht die zentrale Kavität Vorteile im klinischen Einsatz bei der interstitiellen Laserbehandlung, falls daraus eine frühzeitigere Erweiterung der prostatischen Harnröhre als bei der Nd:YAG-Bestrahlung resultieren sollte. Dies könnte im postoperativen Verlauf zu einer schnelleren Miktionsverbesserung führen und eine verkürzte Dauer der Harnableitung durch eine suprapubische Blasenfistel bedeuten. Letzteres bedarf einer Klärung durch klinische Studien, die bereits begonnen wurden.