Dynamic Pulse Modulation During Ho:YAG Laser Lithotripsy: When to change from Magneto to Virtual Basket? Insights from a Multicenter Study

기술 요약: Ho:YAG 결석 파쇄술 중의 동적 펄스 변조(Dynamic Pulse Modulation)

문제 제점
내비뇨기과적 결석 파쇄술 분야는 단순한 파쇄를 넘어, 결석의 후방 밀림(retropulsion)을 최소화하면서도 절제 효율성을 균ר하게 맞추려는 정교한 더스팅(dusting) 전략으로 진화해 왔습니다. Thulium Fiber Laser(TFL)는 낮은 피크 전력과 유리한 더스팅 특성으로 주목받고 있으나, Holmium:YAG(Ho:YAG) 레이저는 그 다재다능함 덕분에 여전히 골드 스탠다드로 남아 있습니다. 최근의 Ho:YAG 펄스 변조 혁신, 특히 Magneto (M-Ho:YAG) 및 Virtual Basket (VB) 기술은 Ho:YAG의 범용성을 유지하면서도 TFL과 유사한 저-후방밀림 더스팅을 구현하는 것을 목표로 합니다. M-Ho:YAG는 확장된 펄스 지속 시간과 감소된 피크 전력(~500 W)을 사용하여 결석을 안정화하는 반면, VB는 이중 펄스 전략을 사용하여 향상된 더스팅과 이동 감소를 위한 일시적인 공동 현상(cavitation)을 생성합니다.

그러나 이러한 기술들의 수술 중 역학(intraoperative dynamics)을 이해하는 데에는 중요한 공백이 존재합니다. 현재의 증거는 주로 정적인 모드 간 비교에 의존하고 있습니다. 실제 임상에서 결석 파쇄는 결석의 형태와 거동이 진화하는 동적인 과정입니다. 어떤 특정 술전 또는 수술 중 요인이 외과의로 하여 하여 저-피크 전력인 M-Ho:YAG 모드에서 잠재적으로 더 공격적인 VB 모드로 전환하게 만드는지에 대해서는 아직 명확히 정의되지 않았습니다. 본 연구는 절차적 효율성을 최적화하기 위해 이러한 수술 중 전환을 예측하는 요인을 식별하고자 합니다.

연구 방법론
본 연구는 2025년 1월부터 2026년 3월 사이의 신결석 질환 환자 400명을 대상으로 한 다기관, 관찰적, 실세계 데이터 분석 연구입니다. 시술은 5개의 국제 고용량 센터에서 Cyber Ho™ 150W 플랫폼을 사용하여 수행되었습니다.

• 연구 설계: 모든 시술은 기본 전략으로 M-Ho:YAG 펄스 변조를 사용하여 결석 파쇄를 시작했습니다.
• 중재 기준: 외과의는 더스팅 효율 저하, 과도한 에너지 소비, 레이저 시간 연장 또는 불충분한 파쇄가 인지될 경우 자신의 재량에 따라 수술 중 Virtual Basket (VB) 모드로 전환할 수 있었습니다.
• 그룹 분류: 환자들은 다음과 같이 두 그룹으로 분류되었습니다:
  1. M-Ho:YAG 단독군: 전체 과정을 Magneto 모드로 치료받은 환자 ($n=301$).
  2. M-Ho:YAG + VB 혼합군: VB 모드로의 전환이 필요했던 환자 ($n=99$).
• 데이터 수집: 변수에는 인구통계학적 특성, 결석 특성(타원체 공식을 통한 부피 계산, Hounsfield Unit[HU] 기반 밀도, 위치, 다발성), 해부학적 요인(하극 위치, 인판구상 해부학), 그리고 절차적 결과(레이저 시간, 절제율, 에너지 효율, 후방 밀림, 30일 결석 제거율[SFR])가 포함되었습니다.
• 통계 분석: 변수 간의 상관관계는 Spearman의 순위 상관 계수($r$)를 사용하여 평가되었습니다. $p$-값 $< 0.05$를 통계적 유의성의 기준으로 삼았습니다.

주요 기여 및 결과
본 연구는 M-Ho:AG에서 VB로의 펄스 변조 전환이 필요한 임상적 및 해부학적 예측 인자를 식별했습니다.

1. 결석 부피: 결석 부피와 펄스 변조 전환 필요성 사이에 강한 양의 상관관계가 발견되었습니다 ($r=0.69$). 결석의 크기가 클수록 VB로의 전환이 필요할 가능성이 유의미하게 높았습니다.
2. 결석 밀도: 높은 밀도(HU로 측정)는 전환 가능성 증가와 관련이 있었습니다. 이는 M-Ho:YAG의 저-피크 전력 설정이 단단하고 밀도가 높은 결석에서 파쇄 효율이 감소할 수 있음을 시사합니다.
3. 해부학적 위치: **하극(lower pole)**은 모드 변경이 가장 빈번하게 발생한 해부학적 위치였습니다. 이는 중력 의존적 위치가 결석 부하와 결합될 때, 원활한 배출을 유지하기 위해 더 공격적인 펄스 프로파일이 필요할 수 있음을 시사합니다.
4. 절차적 효율성:
   • 절제율: M-Ho:YAG + VB 그룹은 M-Ho:YAG 단독 그룹($1.12 \text{ mm}^3/\text{s}$)에 비해 더 높은 평균 절제율($1.31 \text{ mm}^3/\text{s}$)을 보였습니다.
   • 에너지 전달: M-Ho:YAG 단독 그룹은 전환 그룹($46.98 \text{ kJ}$)에 비해 유의미하게 더 많은 총 에너지($71.87 \text{ kJ}$)를 전달했으나, 레이저 작동 시간(laser-on time)은 두 그룹 간에 유사했습니다.
   • 안전성: 본 연구는 주요 합병증(Clavien-Dindo $\ge$ III)이 없는 양호한 안전성을 보고했습니다. 경증 합병증(Grade I-II)은 드물게($<1\%$) 나타났으며, 경미한 출혈 및 요관 손상이 포함되었습니다. 수술 후 신기능(eGFR)은 안정적으로 유지되었으며, 30일 결석 제거율(2 mm 초과 파편이 없는 상태로 정의)은 **98.5%**였습니다.

의의 및 주장
본 논문은 결석 파쇄술이 단일 레이저 설정에 의해 지배되는 정적인 절차가 아니라, 적응형 전략을 필요로 하는 동적인 과정으로 간주되어야 한다고 주장합니다. 이 연구 결과의 주요 의의는 큰 결석 부하, 하극 위치, 높은 결석 밀도를 M-Ho:YAG에서 VB로의 수술 중 전환을 결정하는 주요 예측 인자로 식별했다는 점에 있습니다.

저자들은 이러한 결과가 특정 결석 특성에 맞춘 동적 펄스 변조 전략을 뒷받침한다고 주장합니다. 저-피크 전력 모드(M-Ho:YAG)가 단단하거나 큰 결석, 혹은 까다로운 해부학적 위치에서 불충분할 수 있음을 인식함으로써, 외과의는 절제 효율과 절차적 성과를 최적화하기 위해 선제적 또는 반응적으로 VB로 전환할 수 있습니다. 본 연구는 추가적인 전향적 무작위 연구가 필요하지만, 현재의 증거는 단일 모드에 의존하기보다 펄스 변조 선택의 유연성을 갖추는 것이 고출력 Ho:YAG 레이저 결석 파쇄술의 효능을 높인다는 것을 시사하며 결론짓습니다.