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Le laser à fibre de thulium - découvrez la technologie laser qui change la donne.

Qu’est-ce que la technologie laser à fibre de thulium?

Le laser à fibre de thulium (TFL) utilise une fibre de silice longue, fine et dopée au thulium en tant que support actif du laser. Plusieurs lasers à diode pompent de l'énergie dans la fibre et excitent les ions de thulium. Les photons sont émis à une longueur d'onde de 1940 nm et dirigés vers le champ opérationnel via une fibre laser sortante.

Il existe deux modes de fonctionnement : le mode continu et le mode pulsé. En outre, le TFL peut fonctionner suivant différents paramètres d'énergie, de fréquence et de forme d'impulsion. Un mécanisme de pompage très efficace permet d'obtenir des puissances élevées tout en générant de faibles quantités de chaleur. Le dispositif de refroidissement de la machine est donc nettement plus petit que celui des autres systèmes laser, ce qui réduit le poids total du système. Grâce à la finesse du milieu amplificateur et au profil spatial plus uniforme, il est possible d'utiliser des fibres chirurgicales plus petites. 

 

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Principales applications cliniques de la technologie TFL

Gestion des calculs

L'une des principales applications de la technologie laser (y compris Ho:YAG et TFL) est l'urétéroscopie flexible, utilisée pour la gestion des calculs urétériques et rénaux. Cette procédure à la fois diagnostique et thérapeutique permet de gérer les calculs de manière peu invasive, sans rompre la barrière cutanée.

Traitement des tissus mous

La technologie de pointe du laser à fibre de thulium permet de réaliser des procédures de diagnostic et de traitement des tissus mous, y compris la gestion de l'hyperplasie bénigne de la prostate (HBP).

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Traitement de l'HBP

Les options de traitement laser de l'HBP comprennent la vaporisation, l'énucléation endoscopique (EEP), la résection et l'ablation. Dans la majorité des cas, l'EEP est la méthode privilégiée. Bien que différents lasers aient été testés pour traiter l'EEP, l'efficacité significative des lasers holmium a fait de l'énucléation au laser holmium (HoLEP) le choix privilégié. Elle permet d'enlever une grande quantité de tissu dans des prostates de toutes tailles.

Cependant, l'ajout récent du laser à fibre de thulium à l'arsenal urologique pourrait changer le paradigme. En effet, tout en générant une puissance moyenne et de pointe identique (100 W), le TFL ne brûle pas le tissu et effectue des coupes précises et nettes.

Quelles sont les différences entre les technologies Ho:YAG et Fibre de Thulium ?

“Plus fin et plus rapide”

Le laser Holmium:YAG est utilisé en urologie depuis plus de deux décennies (en savoir plus sur le laser Ho:YAG ici). Certains avantages fondamentaux par rapport aux autres techniques de lithotripsie existantes en ont fait l'outil principal pour cette utilisation [1, 2]. Cependant, de récentes avancées technologiques ont permis l'avènement d'une nouvelle technologie prometteuse : le laser à fibre de thulium. Selon des études antérieures, le laser à fibres de thulium présente les avantages suivants par rapport au laser Ho:YAG en ce qui concerne la lithotripsie par laser [1,2] :

 

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Une fragmentation et une pulvérisation très efficaces

Bien que le lithotriteur à laser holmium:YAG (Ho:YAG) puisse fonctionner à des énergies élevées, son efficacité pendant la lithotritie est limitée à de faibles fréquences d'impulsion (∼10 Hz). À l'inverse, le laser à fibre de thulium est limité à de faibles énergies d'impulsion mais fonctionne efficacement à des taux d'impulsion élevés (jusqu'à 1000 Hz). Le taux d'impulsion plus élevé améliore considérablement la pulvérisation, résltant en une plus grande quantité de poussière et un plus petit volume de particules [1,2].

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Plus de sécurité

La longueur d'onde du TFL (λ = 1908 nm) correspond à un pic d'absorption d'eau à haute température dans les tissus, dans une plus large mesure que la longueur d'onde du Ho:YAG (λ = 2120). Par conséquent, l'ablation du calcul peut être améliorée [2]. De plus, une profondeur de pénétration des tissus et de l'eau plus faible est bénéfique pour la sécurité du TFL [1].



 

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Manipulation améliorée grâce à des fibres plus petites et une meilleure opérabilité

Le faisceau laser sortant du connecteur de la fibre chirurgicale est environ 16 fois plus petit, permettant ainsi de réduire le diamètre de la fibre de 200 µm à 50 µm. Il est donc possible d'augmenter l'énergie du laser et de fournir une lumière laser plus focalisée : 70 µm dans le TFL contre 300 µm dans le Ho:YAG. La flexibilité des fibres plus petites facilite considérablement l'utilisation d'un urétéroscope minuscule dans des endroits anatomiques difficiles [1,2]. En outre, les fibres laser TFL sont plus résistantes à la rupture et causent moins de brûlures, ce qui améliore la durée de vie des fibres et réduit les coûts d'exploitation.

Un système TFL se présente sous la forme d'un appareil plus petit et plus léger, il est globalement plus silencieux et utilise une prise de courant standard.  En outre, il ne nécessite pas de refroidissement par eau et il n'est pas nécessaire d'aligner la lampe et le miroir laser avant une procédure. Cette commodité dans la salle d'opération permet d'économiser un espace précieux et des coûts d'installation et permet également d'utiliser le dispositif spontanément dès que  la décision de pratiquer une chirurgie au laser est prise.

 

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Une meilleure visibilité et moins de rétropulsion

On observe une réduction notable de la rétropulsion par rapport au laser Ho:YAG. En outre, la fibre plus petite permet une irrigation accrue à travers le minuscule canal de travail de l'instrument.  ela conduit à une meilleure visibilité permettant d’assurer une plus grande sécurité durant la procédure.

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Dernier point, mais non le moindre : la création de superimpulsions

La fibre de thulium de ce laser permet d'augmenter la durée d'impulsion jusqu'à 12 ms. Les impulsions sont régulières, de sorte que leur puissance de crête est constante : des superimpulsions sont créées. Cet effet est stable dans le temps, ce qui rend fiable la puissance de sortie. En revanche, les impulsions générées par le laser Ho:YAG ne sont pas identiques entre elles.

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Bibliographie

  1. Traxer O, Keller EX. Thulium fiber laser: the new player for kidney stone treatment? A comparison with Holmium:YAG laser. World J Urol. 2020 Aug;38(8):1883-1894. doi: 10.1007/s00345-019-02654-5. Epub 2019 Feb 6. PMID: 30729311; PMCID: PMC7363731
  2. Blackmon RL, Irby PB, Fried NM. Comparison of holmium:YAG and thulium fiber laser lithotripsy: ablation thresholds, ablation rates, and retropulsion effects. J Biomed Opt. 2011 Jul;16(7):071403. doi: 10.1117/1.3564884. PMID: 21806249
  3. Kronenberg P, Traxer O. The laser of the future: reality and expectations about the new thulium fiber laser-a systematic review. Transl Androl Urol. 2019 Sep;8(Suppl 4):S398-S417. doi: 10.21037/tau.2019.08.01. PMID: 31656746; PMCID: PMC6790412.
  4. Panthier, Frédéric et al. “Comparison of the ablation rates, fissures and fragments produced with 150 µm and 272 µm laser fibers with superpulsed thulium fiber laser: an in vitro study.” World journal of urology vol. 39,6 (2021): 1683-1691. doi:10.1007/s00345-020-03186-z
  5. Keller, Etienne Xavier et al. “Thulium fiber laser: ready to dust all urinary stone composition types?.” World journal of urologyvol. 39,6 (2021): 1693-1698. doi:10.1007/s00345-020-03217-9 
  6. Andreeva, Viktoria et al. “Preclinical comparison of superpulse thulium fiber laser and a holmium:YAG laser for lithotripsy.” World journal of urology vol. 38,2 (2020): 497-503. doi:10.1007/s00345-019-02785-9
  7. Kronenberg, Peter et al. “Outcomes of thulium fibre laser for treatment of urinary tract stones: results of a systematic review.” Current opinion in urology vol. 31,2 (2021): 80-86. doi:10.1097/MOU.0000000000000853
  8. Khusid JA, Khargi R, Seiden B, Sadiq AS, Atallah WM, Gupta M. Thulium fiber laser utilization in urological surgery: A narrative review. Investig Clin Urol. 2021;62(2):136-147. doi:10.4111/icu.20200467