Beden Dışı Şok Dalgalarıyla Taş Kırma (ESWL)
Böbrek taşı hastalığı
Şok dalgalarının medikal olarak kullanılması fikri ilk olarak 1950’li yıllarda Rusya’da ortaya çıkmıştır, ancak politik nedenlerle bu buluş yayınlanmamıştır. Christian Chaussy 1980 tarihinde ilkez bir böbrek pelvis taşını Domier’in ürettiği ilk prototip ESWL cihazı (HMİ = Human Model 1) ile tedavi etmiştir. ESWL tedavisinin ilkesi, ultrason diğer bir deyişle ses dalgalarıdır. Bu şok dalgaları, fizik kurallarına göre, sıvı ortam içerisinde daha şiddetli etki edeceğinden taşa çarpıp onu parçalaması esasına dayanır.37,38 Dornier HM3 modeli ilk olarak piyasaya pazarlanan ESWL cihazıdır. Bu cihaz 1984 yılında ABD’de FDA onayını almıştır. Bundan sonra Almanya’da Siemens ve Wolf, Fransa’da Technomed ve Edap, İsrail’de Direx, Türkiye’de Elmed ve PCK ve dünyada başka birçok firma taş kırma cihazları üretmeye başlamışlardır. Ancak Dornier HM3 modelinin bir takım eksiklikleri mevcuttur. Uygulamalar için spinal yada genel anestezi gerektirmektedir. Diğer bir dezavantajı ise çok yönlü ve multidisipliner olarak kullanılamamasıdır.
Böbrek taşı ameliyatı
Daha sonra geliştirilen ve piyasaya sürülen ikinci kuşak taş kırma cihazlarında şok dalga üretimi, odaklama ve taşı lokalize etme sistemlerinde yenilikler gerçekleştirilmiştir. Daha önceki cihazlardaki su havuzundan kurtularak su yastığı geliştirilmiştir. Böylece hastaların tamamen su dolu bir havuz içine girmesi önlenmiş ve özellikle pron pozisyonunda gerçekleştirilecek olan üreter alt uç taşları rahatlıkla kırılabilir hale gelmiştir. Düşük maliyet, ağrısız uygulama, çok yönlü ve kolay kullanım amaçlanmıştır. Etkili şok dalga enerjisi elektrohidrolik sistem dışında elektromanyetik ve piezoelektrik gibi diğer elementlerden de elde edilir hale gelmiştir. Bu cihazlar arasında Dornier: HM4 (elektrohidrolik, 1986), MPL 9000 (elektrohidrolik, 1987), MFL 5000 (elektrohidrolik, 1988), Compact (elektromanyetik, 1989); Tecnomed: Sonolith 2000/3000 (elektrohidrolik, 1985/1988); Siemens: Lithostar (elektromanyetik, 1986); EDAP: LT01 (piezoelektrik, 1986); Wolf: Piezolith 2300 (piezoelektrik, 1987) ve Direx: Tripter XI (elektrohidrolik, 1987) sayılabilir. 1990-1993 yılları arası çoğu taş kırma cihazı üreten firma yeni makineler geliştirmiş yada eski makinelerini modifiye ederek üçüncü kuşak taş kırma cihazlarını oluşturmuşlardır.
Bu taş kırma cihazlarında odaklama sistemi olarak floroskopi ve ultrasonografi kombine olarak yer almaktadır. Yine şok dalga kaynağından geniş aralıklı bir enerji çıkışına sahiptirler, anestezi gerektirmezler ve çok yönlü kullanılabilen bir masaya sahiptirler. Üçüncü kuşak taş kırma cihazları arasında Storz: Modulith SL 20 (elektromanyetik, 1989); Siemens: Lithostar Plus (elektromanyetik, 1989); Wolf: Piezolith 2500 (piezoelektrik, 1989); EDAP: LT02 (piezoelektrik, 1991); Dornier: MFL 5000-U (elektrohidrohik, 1990), Lithotriptor 30/50 (elektromanyetik, 1993) sayılabilir.
Günümüzde taş kırma cihazları başlıca iki ana gruba ayrılmaktadır: Ucuz maliyetli (ESWL-tables) ve çok amaçlı (Uro-Lithotriptors) taş kırma cihazları. Ucuz maliyetli (ESWL-tables) taş kırma cihazları düşük maliyet düşünülerek planlanmışlardır. Bir tedavi masası, ayrılabilir bir C kollu floroskopi cihazı ve şok dalgası üreten bir kaynaktan oluşurlar. Bunlar arasında Dornier Compact, Delta ve Sigma, Sirnens Modularis, Storz Modulith SLK, Wolf Piezolith 3000, Direx Nova Ultima, Medstone STS-T ve HMT LithoDiamond sayılabilir. Nispeten küçük olduklarından geniş yere sahip olmayan klinikler için oldukça uygundurlar. Çok amaçlı (UroLithotriptors) taş kırma cihazları ise çeşitli ürolojik uygulamaları (DÜSG, IVP, retrograd piyelografi vb.) gerçekleştirecek bir floroskopik lokalizasyon sistemine sahiptirler. Çoğunda ultrason odaklaması da mevcuttur. Endoürolojik uygulamalara uygun yapıdadırlar. Bu tip taş kırma cihazları geniş alana sahip büyük merkezler için uygundur. Bunlar arasında Philips LithoDiagnost, Siemens Lithostar Multiline, Storz Modulith SLX, Dornier Lithotriptor ve Siemens Lithoskop sayılabilir.(böbrek taşı bitkisel)
3 tip primer şok dalga jeneratörü mevcuttur; elektrohidrolik, elektromanyetik ve piezoelektrik
Elektrohidrolik (spark gap) jeneratör: Bu jeneratörde sferik olarak genişleyen şok dalgası sualtı kıvılcımın deşarjı ile meydana gelmektedir. Bu jeneratörün belirgin avantajı böbrek taşlarını kırmadaki etkinliğidir. Dezavantajları göreceli olarak kısa elektrod ömrü şoktan şoka büyük basınç dalgalanmalarıdır.
Elektromanyetik jeneratör: Hem düz hemde silenderik şok dalgaları üretirler. Bu jeneratörler elektrohidrolik jeneratörlerden daha kontrollü ve tekrarlanabilen yapıdadırlar. Diğer bir avantaj da üretilen enerjinin hastanın vücudunda geniş bir cilt alanına yayıldığı için daha az ağrıya neden olmasıdır. Dezavantajı ise yüksek enerji ile küçük fokal alanda yüksek oranda subkapsüler hematom oluşumuna sebep olabilirler.
Piezoelektrik jeneratör: Bu jeneratörde şok bölgesine direk olarak yaklaşan düz şok dalgaları meydana getirmektedir. Avantajları doğru fokuslama, uzun servis süresi ve şok dalgalarının vücuda girdiği yerde düşük enerji yoğunluğuna bağlı anestezi ihtiyacının az olmasıdır. Bu sistemin en büyük dezavantajı ise böbrek taşlarını kırmak için yetersiz enerji yollamasıdır.
Güncel fiziksel bilgilere göre taş fragmantasyonu konusunda dört ana mekanizma tanımlanmaktadır.
a. Basınç Çatlağı ve “Spallation”: Bu mekanizma taşın fragmantasyonunda ilk gösterilen mekanizmadır. Fagmantasyon için basınç çatlağı ve güç gerektiği için pozitif ve negatif kısımlar içeren basınç darbesi değişik yollarla taşa etki etmektedir. Pozitif kısım sadece taşın alan gerilimi boyutundan az ise belirgin basınç çatlağına neden olur ki bu da basınç eğimleri, parçalanma çatlağı ve sonuçta basınç çatlağı ve göçmeye neden olur. “Spallation” etkisi ise taşın arka yüzeyinde şok dalgasınrn negatif fazında oluşan negatif basınç sonucu oluşur. Negatif basınç sonucu azalan gerilim gücü nedeniyle, taşın arka yüzeyden ufak parçalar kopar. (eswl taş kırma)
b. Kavitasyon ve mikrojet hasarı: Taş üzerine doğrudan yüklenme ve basınç etkisine ek olarak, negatif basınç dalgası su ile çevrelenen taş üzerinde kavitasyona neden olur. Oluşan kaviteler, kabarcıklara neden olur. Bu kabakcıklar yüksek basınçlıdır. Kabarcıkların çapları ln-lmm arasında değişebilir. Yaklaşık 20 sec içinde hızla büyürler ve patladıklarında çevrede ısı ve basınç artışına neden olurlar. Yüzeylerde yarattıkları hasar “mikrojet hasarı” olarak da tanımlanmaktadır. Kavitasyon ayrıca kabarcıkların dinamik bir davranışı olarak da tanımlanılmaktadır. Kavitasyon etkisi su içerisindeki taşta mikro-çatlaklar ve çatlak ara yüzeyleri oluşturur. Kavitasyon erozyonu özellikle in vitro olarak yapay taşların ön ve arka yüzlerinde gözlenmektedir. Kavitasyon şok dalgalarına bağlı doku hasarının (vasküler lezyonlar veya serbest radikallerin açığa çıkması) en önemli etkeni olarak görülmektedir.
c. Akustik sıkıştırma ve kompresyon fraktürü: Taşlarla yapılan deneyler desintegrasyonun her ikisi de yarma ve ayırma gücüne belirgin etkisi olan maksimal şok dalga basıncı veya yükselme zamanı ile değil, daha çok şok dalgasının enerjisine bağlı olduğunu göstermektedir. Daha önceki gözlemlerde Eisenmenger fragmantasyon ile ilgili, ilk ayrışma düzeyi çevresel basınçtan kaynaklanan üçüncü bir sıkıştırma teorisi tanımlamıştır. Bu teoride basınç dalgalarının pozitif kısmı taşa akustik bir sıkıştırma (ezme) ile etki etmektedir. Bu da ilk ayrışma yüzeyi şok dalga yayılımına paralel veya dik düzlemde olsun ikili bir fragmantasyona neden oluyordu. Bu sıkıştırma mekanizması yüksek fragmantasyon etkinliği pulse (atım) süresi 2 mikrosaniyeden yüksek ve 20 mm’den yüksek odaklı ESWL’de (taştan büyük olması için) sert bir şok düzeyine gerek olmaksızın gösterebilmektedir.
