Înainte de introducerea litotripsiei extracorporeale cu unde de șoc (ESWL) în 1980, singurul tratament disponibil pentru calculii care nu puteau trece prin tractul urinar era chirurgia deschisă. De atunci, ESWL a devenit instrumentul preferat în armamentariul urologului pentru tratarea litiazei reno-ureterale. În comparație cu procedurile deschise și endoscopice, ESWL este minim invaziv, reclama mai puțina anestezie și produce rate echivalente de success (`stone free`) la pacienții selectați corespunzător.

Eficacitatea ESWL constă în capacitatea sa de a fragmenta calculii in vivo în fragmente mai mici, care pot fi expulzate spontan. Undele de șoc sunt generate și apoi focalizate intr-un punct din interiorul corpului (mai exact – din interiorul rinichiului). Undele de șoc se propagă prin corp cu disiparea neglijabilă a energiei (și, prin urmare, cu  daune minime) datorită diferenței minime de densitate a țesuturilor moi. La interfața piatră-fluid, diferența relativ mare de densitate, cuplată cu concentrarea mai multor unde de șoc într-o zonă mică, produce o eliberare mare de energie. Prin diferite mecanisme, această energie este capabilă să învingă rezistența calculilor, ceea ce duce la fragmentare. Repetarea acestui proces duce în cele din urmă la fragmentarea calculilor în fragmente mici (în mod ideal <1 mm) pe care pacientul le poate elimina.

Aspecte tehnice

Toate aparatele de litotripsie au 4 componente de bază: (1) un generator de unde de șoc, (2) un sistem de focalizare, (3) un mecanism de cuplare și (4) o unitate de localizare imagistică.

Generatorul de unde de șoc

Undele de șoc pot fi generate în 3 moduri:

• Electrohidraulic: Metoda inițială de generare a undelor de șoc (folosită la aparatul Dornier HM3) a fost electrohidraulică

• Piezoelectric

• Electromagnetic

Sistemul de focalizare

Sistemul de focalizare este utilizat pentru a direcționa undele de șoc produse de generator la un volum focal în mod sincron. Principiul geometric de bază utilizat în majoritatea litotriptoarelor este cel al elipsei. Undele de șoc sunt create într-un punct focal (F1) și converg în cel de-al doilea punct focal (F2). Zona țintă sau calea de explozie este zona tridimensională la F2, unde undele de șoc sunt concentrate și se produce fragmentarea.

Sistemele de focalizare diferă în funcție de generatorul de unde de șoc utilizat. Sistemele electrohidraulice foloseau principiul elipsei; un elipsoid metalic direcționează energia creată din electrodul cu scânteie. În sistemele piezoelectrice, cristalele ceramice dispuse într-o farfurie emisferică direcționează energia produsă către un punct focal. În sistemele electromagnetice, undele de șoc sunt focalizate fie cu o lentilă acustică (sistemul Siemens), fie cu un reflector cilindric (sistemul Storz).

Mecanisme de cuplare

În propagarea și transmiterea unei unde, energia se pierde la interfețele cu densități diferite. Ca atare, este necesar un sistem de cuplare pentru a reduce la minimum disiparea energiei unei unde de șoc, pe măsură ce traversează suprafața pielii. Mediul obișnuit utilizat este apa, deoarece aceasta are o densitate similară cu cea a țesuturilor moi și este ușor disponibilă. În litotriptoarele de primă generație (Dornier HM3), pacientul a fost plasat într-o baie de apă. Cu toate acestea, cu litotriptoare de a doua și a treia generație, în loc de băi mari de apă se folosesc tobe mici sau perne cu membrană siliconică pentru a asigura contactul fără aer cu pielea pacientului. Această inovație facilitează tratamentul calculilor la rinichi sau ureter, adesea cu anestezie mai mică decât cea necesară cu dispozitivele din prima generație.

Sisteme de localizare

Sistemele de imagistică sunt utilizate pentru localizarea pietrei și pentru direcționarea undelor de șoc asupra calculului, precum și pentru a urmări progresul tratamentului și pentru a realiza fragmentarea pietrei. Cele 2 metode utilizate frecvent pentru localizarea pietrelor includ fluoroscopia și ecografia.

Fluoroscopia implică utilizarea radiațiilor ionizante pentru a vizualiza calculii. Ca atare, fluoroscopia este excelentă pentru detectarea și urmărirea pietrelor care conțin calciu (radio-opace), atât la nivelul rinichilor cât și la nivelul ureterului si nu este utilă pentru localizarea pietrelor radiotransparente (de exemplu, pietrele de acid uric).

Localizarea cu ultrasunete permite vizualizarea atât a pietrelor radioopace cât și a celor radiotransparente și monitorizarea în timp real a litotripsiei. Majoritatea litotriptoarelor de a doua generație pot utiliza această modalitate de imagistică, care este mult mai puțin costisitoare decât sistemele radiologice. Deși ultrasonografia are avantajul lipsei expunerii la radiații ionizante, este limitată din punct de vedere tehnic prin capacitatea sa  redusă de a vizualiza calculii ureterali (în special pietrele mai mici pot fi dificil de localizat).

Indicaţiile ESWL

Opțiunile actuale disponibile pentru tratamentul litiazei reno-ureterale includ:

•  managementul conservator (așteptarea eliminarii spontane – valabila pentru calculi de pana la 5 mm),
• litotripsia extracorporeala cu unde de șoc (ESWL),
• tehnici endoscopice (litotripsie ureteroscopică rigidă sau flexibilă) și
• tratamente percutanate.

Ghidurile AUA si EAU au identificat ESWL ca un potențial tratament de primă linie pentru pietre ureterale și renale mai mici de 2 cm.

Se acceptă că și pacienții din categoriile de mai jos pot fi tratați prin ESWL:

• Persoanele care lucrează în profesii în care simptomele neașteptate ale pasajului fragmentelor pot determina situații periculoase (de exemplu piloți, personal militar, medici) – la astfel de persoane, managementul definitiv este de preferat pentru a preveni rezultatele adverse.

• Persoanele cu rinichi unic

• Pacienți cu hipertensiune, diabet sau alte afecțiuni medicale care predispun la insuficiență renală

Contraindicațiile ESWL

Contraindicațiile absolute pentru litotripsia extracorporeală cu unde de șoc (ESWL) includ următoarele:

• Infecția acută a tractului urinar sau urosepsis

• Tulburări de sângerare  sau coagulopatii

• Sarcina

• Obstrucție (necorectată) distal de piatră

Contraindicațiile relative includ următoarele:

• habitus corporal: obezitatea morbidă și deformările ortopedice sau ale coloanei vertebrale pot complica sau împiedica poziționarea corectă.

• Ectopie renală sau malformații (de exemplu, rinichi in potcoavă și rinichi pelvin)

• Drenaj intrarenal complex (de exemplu, stenoză infundibulară)

• Hipertensiune arterială slab controlată (datorită riscului crescut de sângerare)

• Tulburări gastrointestinale: în cazuri rare, acestea pot fi exacerbate după tratamentul cu ESWL.

• Insuficiență renală: ratele de succes la pacienții cu insuficiență renală (57%) (nivel seric de creatinină de 2-2,9 mg / dL) au fost semnificativ mai mici decât la pacienții cu o funcție renală mai bună (66%) (nivel seric de creatinină <2 mg / dl).

Problemele pulmonare și cardiace nu sunt contraindicații, cu condiția să fie abordate în mod adecvat atât preoperatory cât și intraoperator. La pacienții cu antecedente de aritmii cardiace unda de șoc poate fi legată de electrocardiografie (ECG).

Pacemaker-urile cardiace nu constituie o contraindicatie.

Anticoagulantele orale (de exemplu, clopidogrel [Plavix] și warfarină [Trombostop/Sintrom]) trebuie întrerupte cu 5-7 zile înaintea procedurii pentru a permite normalizarea coagulării.

Analize de laborator:

• hemogramă

• Profil anticoagulare (PT / aPTT)

• Analize urinare, cu sau fără cultură de urină.

Studii de imagistică

• Ecografie renală

• Examen tomografie computerizată abdomen și pelvis – nativ

• Pielografie intravenoasă

Electrocardiografie la pacienții mai vârstnici de 50 de ani și la pacienții cu antecedente de boală cardiac.

Detalii preoperatorii

Câțiva factori legați de piatră, inclusiv încărcătura litiazică (dimensiunea și numărul calculilor), compoziția și localizarea, afectează rezultatul litotripsiei extracorporeale  cu unde de șoc (ESWL).

Dimensiunea pietrei

Pe măsură ce dimensiunea pietrei se apropie de 2 cm, probabilitatea de succes cu ESWL scade, iar nevoia de retratament și terapie adjuvantă cresc. S-a constatat că ESWL este cel mai eficient în tratarea calculilor renali non-obstructivi. La pacienții cu încărcătură litiazică mare, stentarea pre-ESWL poate asigura drenajul și poate preveni urosepsisul obstructive.

Compoziția pietrei

Densitatea și capacitatea unei pietre de a rezista ESWL sunt determinate de compoziția pietrei. Pietrele compuse din oxalat de calciu dihidrat, fosfat de amoniu de magneziu sau acid uric tind să fie mai moi și să se fragmenteze mai ușor la ESWL. Pe de altă parte, pietrele compuse din oxalat de calciu monohidrat sau cistină sunt mai puțin sensibile la ESWL. Într-o anumită măsură, acest lucru poate fi prevăzut prin examenul CT cu măsurarea densității calculului. Un studiu retrospectiv a arătat că monoterapia ESWL este mai probabil să fie eficientă împotriva pietrelor cu o radio-opacitate mai mică (551 unități Hounsfield [HU]) decât împotriva celor cu o radio-opacitate mai mare (926 HU).

Poziția calculilor

• Calculi localizați în polul inferior: deși ESWL poate fragmenta pietre în polul inferior al rinichilor, rata „stone free” rezultată este scăzută din cauza dificultății de a mobiliza fragmentele rezultate din această locație. Studii recente au arătat morfologia renală asociată cu ratele mari de pasaj al fragmentelor (de exemplu, raportul lungime-diametru infundibular  < 7, diametrul infundibular al polului inferior > 4 mm, calice minor unic), precum și factorii asociați cu scăderea ratei de success (unghiul infundibulopelvic <70 °, lungimea infundibulară > 3 cm, lățimea infundibulară < 5 mm). Indiferent de anatomie, ESWL tinde să dea rezultate mai bune la pacienții cu încărcătură litiazică mai mică.

• Diverticul caliceal cu stenoză infundibulară: La pacienții cu diverticul caliceal cauzat de sau legat de stenoza infundibulară, fragmentele rezultate din spargerea pietrei nu pot trece prin tija caliceală și nu pot fi eliminate. Acești pacienți sunt cei mai bine tratați prin tehnici mai invazive care permit chirurgului să abordeze obstrucția și pietrele simultan, fie  ureteroscopie retrogradă flexibilă, fie prin NLP.

• Calculi ureterali: fragmentarea pietrelor proximale este mai eficientă decât fragmentarea pietrelor in ureterul mijlociu sau distal.. În plus, atunci când este asociată cu hidronefroză, ureteroscopia produce rate superioare „stone free” pentru pietre mai mari de 15 mm deci este superioară comparativ cu ESWL.

Stenting preoperator și intraoperator

În zilele noastre, în care accesul la ESWL și ureteroscopie este facil, indicațiile pentru stenting înainte de tratamentul definitiv sunt mult mai puține. Aceste indicații includ (1) pielonefrită sau pielită obstructive și (2) insuficiență renală sau insuficiență renală cu debut recent. În aceste situații, stentul ajută la asigurarea drenajului intern și permite dilatarea pasivă a ureterului, facilitând evaluarea și tratamentul endoscopic viitoare. Odată cu apariția unor echipamente ureteroscopice mai noi și mai subțiri, ratele de complicații endoscopice au scăzut. Când este necesară stentarea preoperatorie, autorii consideră că ureteroscopia, în special pentru pietre ureterale, poate produce rate „stone free” mai mari, fără o creștere semnificativă a morbidității, a duratei tratamentului sau a costurilor.

Tratamentul optim cu litotripsie cu unde de șoc este considerat a fi de aproximativ 80-90 de șocuri pe minut. Rata mai rapidă s-a dovedit a fi asociată cu scăderea ratelor „stone free”, în special pentru pietre mai mari (11-20 mm). Diferența dintre ratele „stone free” este mai puțin semnificativă pentru pietrele mai mici. În schimb, frecventa mai redusă a impulurilor crește durata ședinței.

În timpul litotripsiei cu unde de șoc, urmărirea permanentă a calculului este foarte importantă, în parte datorită mișcării naturale a rinichilor în timpul respirației, ducând la deplasarea pietrei și în afara zonei focale. Zona focală mai mică a dispozitivelor mai noi permite anestezia minimă, dar capacitatea și sensibilitatea crescută a pacientului la tuse, schimbare sau mișcare necesită atenție permanentă și repoziționarea dispozitivului pentru a asigura eliberarea șocurilor direct pe calcul. Aceasta înseamnă că direcționarea mașinii trebuie ajustată mai des.

Detalii postoperatorii

Efectele adverse frecvent asociate cu ESWL includ peteșii/echimoză a flancului, hematuria și pasajul fragmentelor de piatră cu colică renală asociată. Este recomandat ca pacienții să folosească un filtru de urină pentru a ajuta la colectarea fragmentelor de piatră, care pot fi ulterior analizate chimic pentru a ajuta la prevenirea viitoarelor pietre. Hidratarea și analgezia ameliorează cel mai mult disconfortul și simptomele cauzate de pasajul fragmentelor.

Complicații renale

Bacteriuria se dezvoltă la 7,7-23,5% dintre pacienții supuși litotripsiei cu unde de șoc extracorporeal (ESWL) și este mai probabil să se dezvolte la pacienții cu pietre legate de infecție. Bacteriemia este mai puțin frecventă – până la 14% dintre pacienți, cu mai puțin de 1% dezvoltând sepsis clinic (deși acest număr crește până la 2,7% la pacienții cu calculi coraliformi). Deși administrarea înainte de procedură a antibioticelor rămâne controversată, antibioticele pot fi recomandate la pacienții cu pietre legate de infecție, rezultate ale culturilor urinare pozitive sau infecții recurente ale tractului urinar.

Hematuria post-ESWL este de obicei ușoară și tranzitorie. În cazul unei hematurii semnificative cu cheaguri, imagistica renală ar trebui să fie considerată pentru a identifica un hematom perirenal. Hematoamele perirenale, subcapsulare sau intraparenchimatoase pot fi asociate cu durere severă, ileus și, rareori, șoc sau hipotensiune. Durerea neexplicată sau neobișnuit de severă sau orice scădere neobișnuită a tensiunii arteriale pot sugera un hematom. Hematomul subcapsular care urmează ESWL răspunde de obicei la tratament conservator. Dacă pacientul necesită transfuzii multiple, ar trebui luate în considerare arteriografia și embolizarea selectivă.

Fragmente de piatră pot trece cu minim de disconfort. La unii pacienți, fragmentele de piatră se acumulează în ureter, creând o coloană de mici calculi numită „steinstrasse”. Rata generală a steinstrasse este de 1-4%, rata crescând progresiv pentru sarcini mai mari de piatră (10% pentru sarcinile de piatră> 2 cm) și aproximativ 40% pentru calculii coraliformi

Atrofia renală, deși neobișnuită, poate rezulta din boala aterosclerotică renală sau vasculară renală. Pacienții cu boală parenchimatoasă renală subiacentă prezintă un risc mai mare de atrofie renală. Cu toate acestea, studiile asupra ESWL la pacienții cu un rinichi solitar nu au arătat nicio dovadă statistică a deteriorării funcției renale, secundar litotripsiei cu unde de șoc.

Complicații medicale

Hipertensiunea arterială este o complicație neobișnuită a ESWL, dar poate apărea ca o sechelă a unui hematom perirenal mare. Pacienții mai vârstnici cu perfuzie renală anormală pot dezvolta hipertensiune arterială în termen de 26 de luni de la sesiunea ESWL.

Alte complicații posibile

Complicații mai puțin frecvente pot include (1) contuzie pulmonară, (2) pancreatită, (3) hematom splenic, (4) creșterea tranzitorie a probelor hepatice și (5) colici biliare cu fragmentarea inadvertentă a pietrelor biliare adiacente.

Rezultat și prognostic

La pacienții selectați corespunzător, rata globală de succes a litotripsiei cu unde de șoc extracorporeal (ESWL) este mai mare de 90% pentru clearance-ul pietrei, pacienții rămânând „stone free” până la 2 ani. ESWL este sigur și eficient. Deși seriile mici au arătat un tratament de succes al pietrelor la copiii mici, urmărirea pe termen lung a posibilelor complicații, inclusiv hipertensiunea arterială și scăderea funcției renale, nu sunt încă mature.

Pe măsură ce încărcătura litiazică crește și depășește 2 cm, rata „stone free” scade semnificativ. La pacienții cu pietre de 2-3 cm, rata „stone free” cu monoterapie ESWL este de obicei de 50%. Ratele „stone free” la pacienții cu pietre mai mari (calculi coraliformi – complet și incomplet) sunt corespunzător mai mici.

Într-un studiu clinic prospectiv, randomizat, multicentric, realizat de Grupul de studiu la polul inferior, pacienții cu pietre la polul inferior tratate cu ESWL sau nefrolitotomie percutană au avut rate globale „stone free” de 37% și respectiv 95%. În schimb, acest studiu prospectiv nu a arătat nicio diferență în ratele „stone free” bazate pe anatomia renală, dar s-a constatat o relație inversă între mărimea pietrei și rata „stone free”. La pacienții cu pietre sau agregate de piatră cu o dimensiune mai mare de 1 cm, nefrolitotomia percutană a fost cea mai eficientă modalitate de a face pacienții „stone free”.