Lithotripsie: Stoßwellen zerstören Steine
Stoßwellenlithotripsie ist ein minimal invasives Verfahren zur Entfernung von Nieren-, Harnleiter- oder Gallensteinen. Diese Steine stellen die häufigste Erkrankung der genannten Organe dar. Die meisten dieser Steine werden durch den Harn selbstständig wieder ausgespült. Wachsen sie jedoch über eine gewisse Größe, können sie für den Patienten sehr schmerzhaft werden und müssen mit ärztlicher Hilfe entfernt werden. Die Steine entstehen durch kristalline Ablagerungen verschiedener Art in den harnleitenden Organen. Nierensteine können beispielsweise aus Kalciumoxalat oder -phosphat gebildet werden. Bei gesunden Menschen existieren bestimmte Stoffe im Harn, die die Abscheidung dieser Kristalle verhindern.
Ultraschallstoßwellenlithotripter
Ein Stoßwellenlithotripter erzeugt Ultraschallstoßwellen mit einer Frequenz im Bereich von 100 kHz und sehr hoher Intensität, welche die harten Steine durch die übertragenen mechanischen Schwingungen zerstören. Solche Stoßwellen lassen sich gut fokussieren (bündeln) und können deshalb als gepulster Strahl angesehen werden. Während einer 20-minütigen Behandlung werden dem Patienten rund 1000 Stoßwellen verabreicht.Die Apparatur eines Stoßwellenlithotripters besteht aus einem Röntgen- oder Ultraschalldiagnosegerät zur Ortung des Steines, mehreren Ultraschallwandlern, die den Ultraschall erzeugen, einer Vorrichtung zur Fokussierung des Ultraschalls, einem Medium zur wirkungsvollen Übertragung des Schallstrahls in den Körper und einer rechnergestützten Steuerungseinheit.
Um einen Stein effizient in viele kleine Bruchstücke zerlegen zu können und umliegendes Gewebe zu schonen, ist es notwendig, den Stein genau zu orten, d. h. seine räumliche Position zu kennen. Dazu verwendet man zwei sich kreuzende Röntgenstrahlen. Werden beide Strahlen durch den Stein geschwächt, liegt der Stein im Kreuzungspunkt der Strahlen. Alternativ kann auch eine Ultraschalldiagnose verwendet werden. Um eine möglichst hohe Intensität der Schallstrahlen für die Behandlung zu erreichen, wird der Ultraschall durch viele einzelne Ultraschallwandler, welche auf einer parabolisch halbrunden Fläche angeordnet sind, fokussiert.
Der Fokussierpunkt wird so ausgerichtet, dass er genau auf den Stein trifft, der so die maximale Energie des Strahls absorbiert (aufnimmt). Da das weiche Körpergewebe andere physikalische Eigenschaften als der Stein besitzt und die Stoßwellen im Stein fokussiert werden, wird das umliegendes Gewebe nicht beschädigt. Die Stoßwellen bauen im Stein mechanische Schwingungen auf, die so stark werden, dass dieser aufgrund seiner Sprödigkeit in Bruchstücke zerspringt. Die Bruchstücke werden dann durch den Harnleiter abgeführt.
Bei der Behandlung ist es wichtig, für eine gute Übertragung der Stoßwellen in den Körper zu sorgen. Dies geschieht, indem man den Patienten in eine Wanne mit Wasser oder auf Gelkissen legt und den Ultraschall vom Wandler über dieses Medium direkt in den Körper leitet. Bei diesem Verfahren treten beim Übergang vom Medium in das Körpergewebe weniger Reflexionen auf als beim Übergang von Luft in Gewebe.
Laserinduzierter Stoßwellenlithotripter
Ein Laserlithotripter besteht aus einem Laser und einem ca. 0,5 mm dicken Quarzfaserlichtwellenleiter. Der Laser ist eine Lichtquelle, die einen sehr stark gebündelten Lichtstrahl mit einer sehr genauen Frequenz und Wellenlänge aussendet. Der Laserstrahl wird durch den Lichtleiter, der in das zu behandelnde Organ eingeführt wird, geleitet. Am Leiterausgang wird das Laserlicht fokussiert. Durch die dadurch entstehende Wärme verdampft ein Teil der Körperflüssigkeit zu einer heißen Gasblase. Diese dehnt sich zunächst aus und zieht sich durch Abkühlung wieder zusammen. Dieses Pulsieren der Gasblase erzeugt mechanische Stoßwellen, die in wenigen Minuten den Stein zertrümmern.
Risiken und Nachteile des Verfahrens
Sind die zerfallenen Bruchstücke zu groß, kann es durch deren Transport im Harn beim Patienten zu starken Schmerzen kommen. Manchmal müssen große Fragmente (Bruchstücke) des Steins mithilfe eines Katheters aus der Harnblase befördert werden.
Viele Patienten haben nach einer Lithotripsiebehandlung Blut im Urin. Deshalb werden bereits längere Zeit vor der Behandlung alle blutverflüssigenden Mittel wie z. B. Aspirin abgesetzt. Weiterhin ist es wichtig, für ausreichende Abschirmung der Umgebung des Bestrahlungsfeldes zu sorgen. Die schädliche Wirkung des Ultraschalls hängt von der Intensität und der Einwirkdauer, nicht aber von der Frequenz ab. Bereits ab einer Leistung von 1 W/cm2 werden Zellen und Erbmaterial zerstört, was zu irreparablen Schäden des bestrahlten Gewebes führt.