Por más de 20 años el láser de Holmio YAG (Ho: YAG) ha sido el estándar de oro en la litotripsia láser. Esto se debe a su capacidad para fragmentar todo tipo de cálculos mediante el uso de fibras delgadas y flexibles, su buen perfil de seguridad y la facilidad para adaptar los parámetros como energía, frecuencia y longitud de pulso según la necesidad del operador. Recientemente otra tecnología ha salido a la luz, encabezando la siguiente generación de láseres: el láser de fibra de tulio (TFL por sus siglas en inglés: thulium fiber laser). Este nuevo tipo de láser nos ofrece ventajas importantes con respecto al láser Ho: YAG, lo cual nos permitirá mejorar de manera significativa la litotripsia.

¿Qué diferencias importantes existen entre el láser Ho: YAG y el láser de fibra de Tulio?

Pico de absorción en el agua: El láser Ho: YAG emite su rayo a una longitud de onda de 2120nm, mientras el TFL lo hace a 1940nm. ¿Qué importancia tiene esta diferencia? Esto le permite al TFL tener una absorción de energía cuatro veces más rápida en el agua. Con ello se aumenta de manera significativa la eficiencia de la ablación, disminuyendo también su penetración en el agua, así como en tejidos adyacentes.

Generadores láser: La energía del Ho: YAG se origina de una cavidad óptica. Esta posee una lámpara que interactúa con un cristal de YAG y holmio, resultando en la emisión de nuevos fotones. (Figura 1). Este mecanismo nos trae una gran desventaja: ¡La mayor parte de la energía de la lámpara se pierde en forma de calor! Esto conlleva a la necesidad del uso de sistemas complejos de enfriamiento, lo cual se traduce en equipos de gran tamaño y peso. Esta desventaja nos obliga a manejar un máximo de 30W por cavidad. Si se desea más poder se agregan más cavidades, lo cual trae consigo equipos aún más complejos.

Fig. 1 Representación esquemática del funcionamiento de una cavidad del láser Holmio: YAG. a Luz de espectro extendido es emitida por una lámpara (típicamente de xenón o kriptón). b La luz interactúa con el holmio unido al cristal de YAG, resultando en la emisión de nuevos fotones con una longitud de onda de 2120nm. c La radiación se refleja en los espejos de la cavidad. d, e: La energía se potencia y estimula más fotones. (amplificación de la luz estimulado por emisión de radiación – LASER) f La energía se libera por una apertura pequeña en la forma de rayo láser pulsado. 

En cuanto al TFL, este tiene un diseño mucho más simple. Consiste en una fibra muy delgada y larga de sílice (10-20 μm de diámetro y 10 a 30m de largo) la cual ha sido químicamente adherida con iones de tulio. Como fuente de energía posee múltiples láseres de diodo, los cuales son utilizado para excitar los iones de tulio. (Figura 2). La eficiencia del diseño de la fibra del láser es significativamente más alta que la lámpara del láser Ho: YAG. Por lo tanto, presenta menor escape de calor y puede operar a mayores rangos de poder y altas frecuencias con un ventilador simple dentro del generador.

Fig 2. Representación esquemática del láser de fibra de tulio. El bombeo de energía es dado por láseres de diodo (cajas rosadas). Una fibra de sílice químicamente adherida a átomos de tulio, de 10 – 20um de diámetro y 10 a 30 m de largo (tubo rojo con puntos verdes) es usado como medio amplificador del rayo láser. La salida de un rayo láser uniforme permite el uso de fibras tan pequeñas como 50um (azul)

¿Entonces realmente el TFL es mejor que el Ho: YAG? 

Con las propiedades antes mencionadas, el nuevo TFL nos permite (con respecto al Ho: YAG):

·      Realizar fragmentación dos veces más rápido.

·      Pulverizar cuatro veces más rápido, con partículas más pequeñas (<0.1 mm).

·      Disminuir la retropulsión (tres veces menos), sin comprometer la eficiencia.

·      Utilizar energías muy bajas (0.025J), lo cual mejora la pulverización.

·      Alcanzar frecuencias tan altas como 2400 Hz (versus los 80 Hz que dan como máximo el Ho: YAG de alta potencia).

·      Trabajar con una longitud de pulso mucho más largo 50ms (40 veces más que el Ho: YAG)

·      La posibilidad de utilizar fibras más delgadas (50 μm).

·      Contar con equipos más pequeños y livianos.

·      Ser más eficiente con el uso de energía eléctrica, solamente utiliza 800W versus los 10000W que requiere el Ho: YAG.

·      Disminuir el riesgo de daño con los golpes comparado con el Ho: YAG (que tiene una compleja arquitectura en base a espejos).

Como hemos visto el TFL trae consigo ventajas importantes en la práctica endourológica. Conocer los conceptos teóricos de su funcionamiento nos ayudan a comprender mejor sus propiedades. Sin embargo, hay que tener en cuenta que hasta la fecha se siguen estudiando los parámetros ideales para su uso, así mismo, la accesibilidad a esta nueva herramienta no es del todo sencillo por ahora. Aún no sabemos si el TFL reemplazará al Ho: YAG o solo será un nuevo armamento en nuestro arsenal, lo que no dudamos es que esta tecnología prometedora ha llegado para quedarse. 

Bibliografía:

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;38(8):1883-1894. doi:10.1007/s00345-019-02654-5

2. Schembri M, Sahu J, Aboumarzouk O, Pietropaolo A, Somani BK. Thulium fiber laser: The new kid on the block [published online ahead of print, 2020 May 27]. Turk J Urol. 2020;10.5152/tud.2020.20093. doi:10.5152/tud.2020.20093

Escrito por: Dr. Eduardo Tejeda Mariaca, Cirujano Urólogo