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

技术摘要：Ho:YAG 激光碎石术中的动态脉冲调制

问题陈述
经尿道碎石领域已从简单的碎裂演变为复杂的粉碎策略，其驱动力在于寻求在提高消融效率与最大限度减少结石后退（retropulsion）之间取得平衡。虽然钬激光纤维（TFL）因其低峰值功率和优异的粉碎特性而备受关注，但 Holmium:YAG (Ho:YAG) 激光凭借其多功能性仍保持着金标准地位。最近，Ho:YAG 脉冲调制的创新技术——特别是 Magneto (M-Ho:YAG) 和 Virtual Basket (VB) ——旨在通过模拟 TFL 的低后退粉碎特性，同时保留 Ho:YAG 的多功能性。M-Ho:YAG 利用延长的脉冲持续时间和降低的峰值功率（约 500 W）来稳定结石；而 VB 则采用双脉冲策略，通过产生瞬时空化作用（cavitation）来改善粉碎效果并减少迁移。

然而，目前对于这些技术在术中动态变化方面的理解存在关键空白。现有的证据主要依赖于模式间的静态比较。在实际操作中，碎石是一个动态过程，结石的形态和行为会不断演变。目前尚不明确哪些特定的术前或术中因素会导致外科医生在单次手术过程中，从低峰值功率的 M-Ho:YAG 模式切换到可能更具侵略性的 VB 模式。本研究旨在确定这些术中转换的预测因子，以优化手术效率。

方法论
这是一项多中心、观察性、真实世界研究，分析了 2015 年 1 月至 2026 年 3 月期间接受经逆行肾脏手术（RIRS）治疗肾结石疾病的 400 例连续患者的数据。所有手术均使用 Cyber Ho™ 150W 平台在五个国际高容量中心完成。

• 研究设计： 所有手术均默认使用 M-Ho:YAG 脉冲调制作为初始策略。
• 干预标准： 如果外科医生认为粉碎效率欠佳、能量消耗过大、激光时间过长或碎裂程度不足，则允许其根据临床判断在术中切换至 Virtual Basket (VB) 模式。
• 分组： 患者分为两组：
  1. 仅 M-Ho:YAG 组： 全程使用 Magneto 模式治疗的患者（$n=301$）。
  2. M-Ho:YAG + VB 组： 需要向 VB 模式过渡的患者（$n=99$）。
• 数据收集： 变量包括人口统计学特征、结石特征（通过椭球公式计算体积、Hounsfield 单位 [HU] 表示的密度、位置、多发性）、解剖学因素（肾下极位置、肾盏肾盂解剖结构）以及手术结局（激光时间、消融速率、能量效率、后退、30 天结石清除率 [SFR]）。
• 统计分析： 使用 Spearman 秩相关系数 ($r$) 评估变量间的相关性。$p$ 值 $< 0.05$ 被视为具有统计学意义。

核心贡献与结果
研究确定了与需要从 M-Ho:YAG 切换至 VB 模式相关的特定临床和解剖学预测因子。

1. 结石体积： 研究发现结石体积与脉冲调制切换的需求之间存在强正相关性 ($r=0.69$)。较大的结石负荷显著增加了向 VB 模式过渡的可能性。
2. 结石密度： 较高的结石密度（以 HU 测量）与切换概率增加相关。数据表明，M-Ho:YAG 的低峰值功率设置在处理硬度较高、密度较大的结石时，其粉碎效率可能有所下降。
3. 解剖位置： 肾下极是需要改变脉冲模式患者中最常见的解剖位置。这表明，结合重力依赖性位置与结石负荷，可能需要更具侵略性的脉冲剖面以维持清除效率。
4. 手术效率：
   • 消融速率： M-Ho:YAG + VB 组的平均消融速率（$1.31 \text{ mm}^3/\text{s}$）高于 M-Ho:YAG 仅组（$1.12 \text{ mm}^3/\text{s}$）。
   • 能量传递： M-Ho:YAG 仅组交付的总能量（$71.87 \text{ kJ}$）明显高于过渡组（$46.98 \text{ kJ}$），尽管两组的激光开启时间相当。
   • 安全性： 研究报告了良好的安全性，未发生重大并发症（Clavier-Dindo $\ge$ III）。轻微并发症（Grade I-II）极罕见（$<1\%$），包括轻微出血和输尿管损伤。术后肾功能（eGFR）保持稳定，30 天结石清除率（定义为无 $>2 \text{ mm}$ 的碎片）为 98.5%。

意义与主张
本文认为，碎石术不应被视为由单一激光设置控制的静态过程，而是一个需要适应性策略的动态过程。这些发现的主要意义在于确定了大结石负荷、肾下极位置和高结石密度是实现从 M-Ho:YAG 向 VB 模式术中转换的主要预测因子。

作者主张，这些结果支持一种针对特定结石特征定制的动态脉冲调制策略。通过识别低峰值功率模式（M-Ho:YAG）在处理硬质或大体积结石以及复杂解剖位置时可能不足的情况，外科医生可以主动或被动地切换至 VB 模式，以优化消融效率和手术表现。研究结论指出，虽然仍需进一步的随机对照研究，但目前的证据表明，灵活选择脉冲调制而非依赖单一模式，能够增强高功率 Ho:YAG 激光碎石术的效能。