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a Division of Urologic - PowerPoint Presentation

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a Division of Urologic - PPT Presentation

Surgery and d Department of Pathology Duke University Medical Center Durham USA b Department of Urology Universitätsmedizin Mainz Johannes Gutenberg University 55131 Mainz Germany ID: 809551

der die methoden und die der und methoden vivo mit linse wurden university nach neisius eswl digung des mpa

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Presentation Transcript

Slide1

a

Division

of Urologic Surgery and dDepartment of Pathology, Duke University Medical Center, Durham, USAbDepartment of Urology, Universitätsmedizin Mainz, Johannes Gutenberg University, 55131 Mainz, Germany;cDepartment of Mechanical Engineering and Materials Science, Duke University, Durham, NC, USAeDepartment of Mathematics, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC,USA

Verbesserung des Linsendesigns und der Leistungsfähigkeit eines aktuellen elektromagnetischen Lithotripters

Andreas

Neisius

a,b

,

,

Nathan B.

Smith

c

,

Georgy

Sankin

c

, Nicholas John

Kuntz

a

,

John

Francis

Madden

d

, Daniel E.

Fovargue

e

, Sorin

Mitran

e

,

Michael

Eric

Lipkin

a

, Walter

Neal

Simmons

c

,

Glenn M.

Preminger

a

,

and

Pei

Zhong

a,

c

Slide2

Harnsteintherapie - Deutschland2Volkmer et al., Urologe 2014ESWL -PNL +URS ++

Slide3

ESWL - Heute3SteinfreiheitsratenNeisius et al., BJU Int 2013183 Patienten: 84 Nierensteine, 99 Harnleitersteine

Slide4

ESWL - Heute4Effektivität der neuen SystemeNeisius et al., BJU Int 2013

Slide5

5

ESWL - Historie

HM3

Slide6

6

Einleitung

Akustische Pulsenergie

BrennweiteAkustische Linse

Slide7

7

Linsendesign

Slide8

8

Linsendesign

RingeinschnittMancini & Neisius et al., J Urol 2013

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9

Technische Details

Slide10

10

Wellenform Charakteristik

Druck [Mpa]

Zeit [µs]

Slide11

11

Fokuszonen Charakteristik

Spitzendruck [Mpa]x- Achse [mm]

Slide12

12

Fokusverschiebung

Spitzendruck [Mpa] z- Achse [mm]

Slide13

Kavitationseigenschaften13OriginallinseNeue Linse

Slide14

14

Methoden – in vivoZunächst

wurde in einer Versuchsreihe das maximale Energielevel (beginnend mit der höchsten Energiestufe), mit dem die neue Linse sicher benutzt werden kann, eruiert.  E+ = 44 mJ Unter Einhaltung eines klinisches Therapieschemas wurden mit einer Energiestufeneskalation 3000 SW mit einer PRF von 1.5 Hz oder 1.0 Hz appliziert.  kumulative Energiedosis ~112J

Slide15

15

Methoden – in vivo

Nach erfolgter Behandlung wurden die Nieren in vivo druckperfundiert und fixiert, entnommen, alkohol-dehydriert, und mit einem aushärtenden Silikongel (Microfil®) perfundiert, um die vaskuläre Versorgung zu demarkieren.

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16

Methoden – in vivo

Nach Einbettung in Paraffinwax wurden die dehydrierten Nieren mit dem Mikrotom in 120 µm dünne Scheiben geschnitten.

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17

Methoden – in vivo

Die Schnitte wurden digitalisiert.Dann wurde die Schädigung des funktionellen renalen Volumens in Prozent ermittelt.

Slide18

18

Methoden – in vivo

Die durch die Originallinse und durch die neue Linse erzielten Steinzertrümmerungsraten (Effizienz) wurden im Schweinetiermodel verglichen.

Slide19

19

Methoden – in vivo

5x10mm große harte zylindrische Bego-Steine wurden in Schweinenieren implantiert.

Aorta

Ureter

Niere

Bego-Stein

Slide20

20

Methoden – in vivo

3000 SW / 1.5Hz pro Niere unter Verwendung des klinischen Eskalationsschemas  ~112J für beide LinsenZielstein in der NiereKoppelbalg

Linse

EM Spule

Slide21

21

Methoden – in vivo

Nach erfolgter ESWL wurden die Nieren entnommen, alle Fragmente sorgfältig gesammelt, getrocknet und gesiebt.Die endgültige Zertrümmerungseffizienz wurde durch den Prozentanteil (nach Gewicht) an Fragmenten definiert, die kleiner als 2mm im Verhältnis zum Originalgewicht waren.

Fragmente

DJ

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22

Ergebnisse - Gewebeschädigung

Geschädigtes funktionelles renales Volumen (%)Der Energie- Grenzwert für makroskopische

Gewebe-schädigung der neuen Linse

ist

vergleichbar

mit

dem

der

Originallinse

(

E

+

= 44

mJ

).

Die Gewebeschädigung hängt von der akustischen Puls-energie, der kumulierten Gesamtenergie und der PRF ab.

Neisius

et al

., PNAS 2014

Slide23

23

Ergebnisse - Zertrümmerung

Bei E+ = 44 mJ und 1.5 Hz zeigt die neue Linse eine Effizienz von 88,8% (±10,9%) versus 54,1% (±23,3%) bei der

Originallinse.

Zertrümmerungseffizienz <2mm

Original

Neu

Neisius

et al

., PNAS 2014

Slide24

24

Unsere jüngste

Linsenmodifikation für einen elektro-magnetischen Lithotripter Verbreitert den Fokus um ~ 47%.Eliminiert die 2. Druckwelle.Bringt den akustischen und geometrischen Fokus bei hohen Energieleveln zur Deckung. Zusammenfassung - Therapie

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25

Bessere

SteinzertrümmerungÄhnlich geringes GewebeschädigungspotentialKann prinzipiell in allen elektromagnetischen Lithotriptern nachgerüstet werden und dadurch die Effizienz deutlich verbessern. Zusammenfassung

Slide26

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !26