^_^ sabrina_valentina ^_^: Acoustic Shock Wave Lithotripsy…

Shock Wave Lithotripsy (SWL) telah diperkenalkan sejak tahun 1980-an untuk suatu treatment dari batu pada saluran kencing (urinary stones), batu tersebut dapat berada pada ginjal, ureter, kandung kemih dan uretra. Metode ini telah digunakan untuk menghancurkan batu ginjal oleh rumah sakit rumah sakit di dunia. Diperkirakan sekitar 70% dari penyakit batu ginjal telah diobati dengan menggunakan SWL. Setiap tahunnya, lithotripsy mengalami beberapa kemajuan teknologi gelombang, untuk memaksimalkan treatment ini. Namun perubahan tidak terjadi secara signifikan, hanya perubahan kecil pada dasar dari pembangkitan dan pengiriman shock wave tersebut. Lithotriptor menghasilkan sebuah bentuk gelombang tanda, yaitu sebuah acoustic shock wave. Tekanan gelombang atau shock wave memungkinkan untuk menghancurkan batu-batu tersebut. Lithotriptor menghasilkan medan akustik yang sangat kuat yang menghasilkan 2 gaya mekanik pada batu-batu dan jaringan, yaitu : (1) tekanan langsung terkait dengan amplitudo shock wave yang tinggi dan (2) tekanan dan microjet terkait dengan pertumbuhan dan hancurnya peronggaan gelembung (bubble cavitation). Penemuan terus dilakukan untuk memperoleh cara agar SWL dapat lebih aman dan lebih manjur lagi.

Bagaimana Lithotripsy bekerja??

Lithotripsy menggunakan shock waves (gelombang getaran) untuk menghancurkan urinary calculi (batu pada saluran kencing, seperti pada ginjal, ureter, kandung kemih dan uretra) secara non-invasively (operasi non-bedah). Berbeda dengan metode lainnya, seperti penghancuran batu yang membutuhkan open surgery/surgical nephrotomy (bedah terbuka dengan membuat irisan pada bagian punggung untuk memaparkan ginjal) sehingga dapat melakukan irisan pada ginjal untuk mengambil batu ginjal tersebut (percutaneous extraction), atau penyisipan ureteroscope melalui uretra dengan fragmentasi batu lebih lanjut dan penghancuran dengan alat mekanik. Seluruh prosedur invasive (operasi bedah) memberikan resiko komplikasi infeksi yang sangat tinggi dibandingkan dengan prosedur non-invasive (operasi non-bedah) seperti lithotripsy.

Ketika batu menghalangi aliran dari urine (air kencing), pasien akan mengalami kesakitan yang sangat hebat (renal colic). Rasa sakit ini dapat dikontrol dengan memasukkan stent ke dalam ureter. Stent pada dasarnya berupa saluran pipa yang ditempatkan di dalam ureter dan memudahkan urine untuk mengalir melewati gangguan tersebut.

Shock waves memiliki karakter sebuah pembangkitan tekanan yang sangat cepat dalam suatu medium transmisi. Shock waves ditransmisikan melewati kulit pasien dan melalui jaringan ikat pada pasien dengan aman. Shock wave masuk melalui ginjal dan menumbuk batu. Pada batas batu, energy akan hilang dan hal ini menyebabkan terbentuknya retakan kecil pada bagian tepi permukaan batu. Pengaruh yang sama terjadi ketika shock wave keluar dari batu. Dengan guncangan berturut-turut, retakan membuka dan lama kelamaan retakan kecil akan membentuk retakan yang lebih besar. Batu direduksi menjadi partikel yang lebih kecil, yang akan mengalir secara natural keluar dari ginjal atau ureter selama buang air kecil.

Proses ini secara keseluruhan membutuhkan waktu sekitar 1 jam, dimana 8000 guncangan digunakan. Pasien akan mengalami beberapa ketidaknyaman selama treatment ini dilakukan tergantung dari tingkat toleransi setiap pasien terhadap rasa sakit tersebut. Analgesics mungkin dapat digunakan untuk membuat pasien merasa lebih nyaman.

Sistem shock wave memanfaatkan teknologi elektromagnetik untuk membangkitkan shock wave. Sebuah lensa konveks memfokuskan shock wave ke dalam titik fokus terapi. Electromagnetic therapy head (EMSE) merupakan integrasi secara isosentris dalam sistem x-ray C-arm yang bergerak seperti unit satuan pada 3 sumbu (x,y,z) yang mengelilingi pasien. Ketika sistem lokalisasi telah fokus pada batu, fokus shock wave secara serempak memusat. Ujung terapi dihubungkan pada tubuh pasien melalui bantalan air (water cushion). Shock waves yang dikeluarkan dari 70-120 getaran per menit, atau mungkin dikeluarkan melalui penggerak ECG sesuai yang diperlukan. Shock waves diproduksi pada rentang energi yang luas, salah satunya seperti energi rendah atau energi tinggi lithotripter. Electromagnetic Shock Wave Emitter (EMSE) bekerja dengan prinsip yang serupa untuk sebuah loud speaker.

Karakteristik dari Lithotriptor Shock Wave

Lithotripter dapat menggunakan beberapa metode untuk membangkitkan shock waves. Salah satunya dengan sebuah electrohydraulic lithotripter yang menggunakan sumber letupan api yang ditempatkan pada focus pertama (F1) pada sebuah ellipsoidal reflector. Ellipsoid memantulkan energi dan memfokuskannya pada focus kedua (F2) pada ellipse dimana batu ginjal tersebut seharusnya berada. Pada gambar ditunjukkan bahwa ray paths berasal dari busi percikan api dan pemfokusan pada F2.

Daerah Fokus (Focal Zone) dari suatu lithotripter merupakan bentuk ellipsoid normal dengan dimensi yang sangat panjang pada sumbu dari shock wave. Panjang dan diameter dari focal zone tergantung dari diameter sumber, panjang focus sumber dan frekuensi yang dibawa oleh bentuk gelombang. Kecepatan partikel dibutuhkan untuk menentukan energy dalam gelombang suara. kecepatan partikel dalam target biologi mungkin menghasilkan tegangan yang cukup untuk menghancurkan sel-sel. Lithotriptor mencapai fokus dengan berbagai cara, meliputi penggunaan reflector, lensa akustik, dan sumber dengan kurva berbentuk bola.

Gambar di samping menunjukkan bentuk gelombang khusus yang direkam pada fokus lithotripter menggunakan PVDF membrane hydrophone. Bentuk gelombang terdiri dari peningkatan yang tajam dengan amplitudo puncak mencapai 40 MPa dan durasi 1 µs.

Bentuk gelombang awal dikejutkan dan terukur rise time sebesar 30 ns yang dibatasi oleh hidrofon (hydrophone). Peningkatan yang tajam diikuti dengan bagian belakang yang ditarik, dimana bagian akhir lebih dari 3 µs dan mempunyai tekanan puncak negatif sekitar 10 MPa. Bagian belakang ini yang menyebabkan peningkatan peronggaan (cavitation) dengan lithotripter.

Gambar di atas menunjukkan distribusi tekanan puncak positif pada medan HM3 berdasarkan hasil perhitungan menggunakan KZK equation. Kontur dari tekanan 10, 20, and 30 MPa ditunjukkan, fokus geometris pada 12,8 cm. Maksimum tekanan puncak positif terjadi ketika melewati focus yang disebabkan terjadinya refraksi mandiri yang dihubungkan dengan propagasi non-linear.