Holmium:YAG Laser 를이용한요관경하배석술의치료성적 Holmium:YAG Laser Lithotripsy as a Treatment Modality for Ureteral Calculi Hyun Ho Hwang, Ro Jung Park, Kyung Hyun Moon, Sang Hyeon Cheon From the Department of Urology, Ulsan University Hospital, University of Ulsan College of Medicine, Ulsan, Korea Purpose: We evaluated the results of Holmium:YAG laser lithotripsy according to the size and location of the ureteral stones. Materials and Methods: Between March 1998 and April 2007, the medical records of 203 patients who were treated with ureteroscopic Holmium: YAG laser lithotripsy due to ureteral calculi were reviewed. They were subgrouped by the size and the location of the ureteral stones. The results of treatment were evaluated by the stone free rate and the mean operation time of each group. Results: The stone free rates of the upper, mid and lower ureter stone groups were 73.3%, 96.1% and 100%, respectively. There was a significant difference in the upper ureter stone group compared to the other two groups, and especially for the group with stone less than 10mm. Stone migration into the renal pelvis or calyx was a major cause of failure in the patients with upper ureter stones. 8 cases showed stone migration and 2 cases showed fragment migration. Conclusions: As Holmium:YAG laser lithotripsy has a low complication rate and a high stone free rate, it is an effective treatment modality for ureteral calculi. However, such procedures should be performed carefully because the thermal effect of the Holmium:YAG laser causes ureteral perforation, and especially in the cases of impacted or large stones. Other effective alternatives such as trapping devices need to be studied for patients with upper ureteral stones to prevent stone migration. (Korean J Urol 2008;49:60-65) Key Words: Ureteral calculi, Holmium, Lithotripsy 대한비뇨기과학회지제 49 권제 1 호 2008 울산대학교의과대학비뇨기과학교실 황현호ㆍ박노정ㆍ문경현ㆍ전상현 접수일자 :2007년 6월 13일채택일자 :2007년 10월 29일 교신저자 : 전상현울산대힉교병원비뇨기과울산광역시동구전하동 290-3 682-714 TEL: 052-250-7191, 8802 FAX: 052-250-7193, 7198 E-mail: arlef@uuh.ulsan.kr 서론요관석의제거법은관혈적절석술, 체외충격파쇄석술, 요관경하배석술, 경피적신루절석술등이있으며치료방법의선택은요관석의크기및위치, 치료자의경험과선호도, 장비의접근성등에의해결정되나, 최근장비및기술의발달에힘입어덜침습적인방법인요관경하배석술과체외충격파쇄석술이요관석의일차적치료로많이선택된다. 구경이작으면서시야가우수한요관경이개발되고다양한체내쇄석술의발달로요관경하배석술은모든부위의요관석에서수술성공률이높고합병증이낮은우수한치료방법 으로인식되고있으며특히 Holmium:YAG laser를이용한체내쇄석술이각광을받고있다. 광열효과로요관석을기화시키는 Holmium:YAG laser는모든성분의요관석을분쇄할수있고구경이작은요관경뿐만아니라연성요관경에도사용할수있으며요관석의상부이동이다른체내쇄석방법보다적은장점이있다. 본원에서는 2000년에 Stone basket, electrohydraulic lithotripsy, Swiss lithoclast, Holmium: YAG laser를이용한배석술의치료성적을비교한결과 Holmium:YAG laser를이용한배석술이가장합병증이적고성공률이높은우수한방법으로보고한바있고, 1 그이후모든요관경하배석술시체내쇄석기로 Holmium:YAG laser 를이용하였다. 본연구에서는그러한경험을토대로 60
황현호외 :Holmium:YAG Laser 를이용한요관경하배석술의치료성적 61 Holmium:YAG laser를이용한요관경하배석술의치료성적을보고하고자하였다. 대상및방법 1998년 3월부터 2007년 4월까지본원에서 Holmium:YAG laser를이용하여요관경하배석술을시행한 203명의의무기록과방사선학적검사를토대로후향적으로치료성적을분석하였다. 환자의연령은 17세부터 78세까지평균 44.6세였고남자가 121명, 여자가 82명이었다. 상부, 중부및하부요관석으로분류한군에서의남성과여성의수는각각 26 명과 19명, 28명과 23명, 67명과 40명이었고평균나이는각각 46.8세, 41.8세, 45.0세였다. 평균결석의크기는 9.09mm 였고상부, 중부및하부요관석으로분류한군에서의결석크기의평균은각각 10.2mm, 8.61mm, 8.85mm였다. 각군에서의나이와성별및결석의크기는유의한차이를보이고있지않아비교가가능하였다 (Table 1). 마취는전신마취를시행하였고방광내시경으로방광내부및양측요관구를확인한후유도철선을요관으로삽입한후 6-7.5Fr 반경성요관경 (Wolf, Germany) 을요관내로진입시켰고관류액은생리식염수를사용하였다. Holmium: YAG laser (Lumenis Holmium laser 20W:VersaPulse powersuite, Germany) 의 fiber는 365μm ending firing fiber를이용하였고레이저출력에너지는 0.6J-6Hz부터 1.0J-10Hz까지사용하였다. 쇄석후의잔석은 basket이나요석겸자를이용하여제거하였고크기가작은잔석은자연배출을유도하였다. 술후 1일째 KUB를시행하였고술후 1개월째 IVU 및초음파검사로추적관찰하여잔석이없는경우를성공으 로판정하였다. 수술시간은마취기록지의수술시간을기준으로산정하였고평균입원기간과수술후재원일수를산정하였다. 대상환자군을결석의크기와위치에따라분류하여성공률과수술시간및재원일수를비교하였고실패의원인에대해조사하였다. 독립표본의 Student's t-test 또는 chi-square test, One-Way ANOVA를이용한통계학적방법으로결과를분석하였고 p값이 0.05 미만일때유의하다고판정하였다. 결과평균수술시간은 65.6±33.1분이었고상부, 중부, 하부요관석의수술시간은각각 74.4±33.9분, 68.4±35.1분, 60.5± 31.1분이었고각군간의유의한차이를보였고특히상부요관석의수술시간이하부요관석에비하여유의하게길었다. 평균입원기간은 2.25±1.79일이었고상부, 중부, 하부요관석을비교했을때유의한차이를보이지않았다. 수술성공률 (stone free rate) 은 93.1% (189/203명) 였고상부, 중부, 하부요관석의성공률은각각 73.3% (33/45명), 96.1% (49/51 명 ), 100% (107/107명) 였고중부와하부요관석간에는유의한차이를보이지않았지만 (p=0.103) 상부요관석의성공률은중부와하부요관석의성공률에비하여유의하게낮았다 (p=0.003) (Table 2). 결석의크기가 10mm 미만인군과 10mm 이상인군의평균수술시간과수술성공률을비교하였을때평균수술시간은크기가 10mm 미만인군에서 53.0±23.1분이었고크기가 10mm 이상인군에서 79.9±36.9분으로두군의수술시간이유의한차이를보였다 (p=0.005). 수술성공률은크기가 Table 1. Patients characteristics Stone location (number) Upper (45) Mid (51) Lower (107) Total (203) p-value Male/female 26/19 28/23 67/40 121/82 0.627* Mean age±sd (years) 46.8±11.5 41.8±11.5 45.0±12.9 44.6±12.3 0.118 Mean stone size±sd (mm) 10.2±4.99 8.61±2.81 8.85±3.45 9.09±3.74 0.072 *: statistical analysis by chi-square equation, : statistical analysis by One-Way ANOVA Table 2. Results according to stone location Stone location (number) Upper (45) Mid (51) Lower (107) Total (203) p-value Mean operation time±sd (min) 74.4±33.9* 68.4±35.1 60.5±31.1 65.6±33.1 0.045 Mean hospitalization±sd (days) 1.98±1.32* 2.69±2.40 2.15±1.59 2.25±1.79 0.110 Stone free rate (%) 73.3%* (33/45) 96.1% (49/51) 100.0% (107/107) 93.1% (189/203) <0.001 *: statistical significant comparing to other two groups, : statistical analysis by One-Way ANOVA, : statistical analysis by chi-square equation
62 대한비뇨기과학회지 : 제 49 권제 1 호 2008 Table 3. Comparison of outcomes according to the stone location and stone size Stone free rate (%) Mean operation time (min) <10mm (n=108) 10mm (n=95) p-value <10mm (n=108) 10mm (n=95) p-value Upper 52.4 (11/21) 91.7 (22/24) 0.003 60.7 83.7 0.016 Mid 100.0 (26/26) 92.0 (23/25) 0.141 52.1 85.4 0.001 Lower 100.0 (61/61) 100.0 (46/46) 50.7 73.5 <0.001 Total 90.7 (98/108) 95.8 (91/95) 0.157 53.0 79.9 0.005 p-value <0.001* 0.141* 0.224* 0.260* *: statistical analysis by One-Way ANOVA, : statistical analysis by chi-square equation, : statistical analysis by Student's t-test Table 4. Causes of failure (n=14) Upper Mid Lower Total (n=12) (n=2) (n=0) (n=14) Stone migration(%) 8 0 0 10(71.4) Ureteral perforation (%) 2 1 0 3 (21.4) Fragment migration (%) 2 1 0 1 (7.1) 10mm 미만인군이 90.7%, 크기가 10mm 이상인군이 95.8 % 로유의한차이를보이지않았다 (p=0.157). 상부및중부, 하부요관석을각각결석의크기에따라치료성적을비교하였을때평균수술시간은 10mm 이상인군이 10mm 미만인군보다상부, 중부, 하부요관석모두에서유의하게길었다. 10mm 이상인군과 10mm 미만인군모두에서평균수술시간은위치에따른유의한차이를보이지않았다. 중부와하부요관석에서는크기에따른수술성공률의차이는보이지않았고상부요관석에서는 10mm 미만인군이유의하게수술성공률이낮았다. 큰결석에서는상부, 중부, 하부요관석의수술성공률의차이는없었으나 (p=0.141) 작은결석에서는상부요관석의수술성공률이유의하게낮았다 (p<0.001) (Table 3). 전체요관경하쇄석술을시행한 203명의환자중 14명의환자에서요관석의완전배출에실패하였다 (6.9%). 그원인은요관석이상부로이동한경우가 8명으로가장많았고모두상부요관석이면서결석의크기가 10mm 미만이었다. 14명중 3명은요관천공이발생하였고그중 2명은상부요관석이면서결석의크기가 10mm 이상이었고중부요관석에서 1명이었다. 세번째원인은잔석의상부이동으로상부요관석에서 2례, 중부요관석에서 1례발생하였다 (Table 4). 전체환자중 7례에서수술중요관천공이있었으나 4례에서는천공이발생한후에도요관경하배석술을지속하여요관석을완전히배출하였다. 고찰과거에는요로결석을치료할때비침습적인체외충격파쇄석술을많이시도하였으나최근에는요관경과체내쇄석장비가발달함에따라요관경을이용한요관석의치료를많이시도하고있다. 특히체외충격파쇄석기치료에실패하였을경우에는이차적으로요관경하배석술을시행하는추세이고술자에따라요관석의일차치료로체외충격파쇄석술을대신하기도한다. 요관경하에서쇄석하는장비에는초음파쇄석기, 전기수압파쇄석기 (electrohydraulic lithotripsy; EHL), Swiss lithoclast, Holmium:YAG laser lithotripsy 등이있다. Holmium:YAG laser는물에잘흡수되고신체조직들이대부분물로이루어져있기때문에 laser 에너지의대부분은표층에흡수된다. 이러한기전이있기때문에 Holmium: YAG laser를이용하여표층면절단이나절제를할수있고 0.5mm에서 1.0mm 정도의열손상이발생된다. Holmium: YAG laser는공기중의마른결석을쇄석할때효과가더크다. Holmium:YAG laser lithotripsy는결석을광열효과 (photothermal effect) 로기화시킴으로써 2-4 돌이조각으로나뉘어지기도하지만돌의크기를감소시켜서배석을가능하게하므로배출해야할잔석의수가적고요관석의성분에관계없이모두분쇄할수있고, 약한충격파를만들어내기때문에요관석의상부이동이적고, 연성 fiber를통한에너지전달이가능하기때문에집뇨계전체를대상으로체내요관경하쇄석술이가능하다는장점이있다. Sofer 등 5 은 Holmium:YAG laser를이용한요관경하배석술에서수술성공률은상부요관석에서 97%, 중부요관석에서 100%, 하부요관석에서 98% 로좋은성적을보였고특히상부요관석과신결석에서우수한치료방법이라고하였다. Jeon 등 4 은 Holmium:YAG laser는요관석의상부이동이심각하지않고요관경하배석술의치료로우수한치료방법이라고하였다.
황현호외 :Holmium:YAG Laser 를이용한요관경하배석술의치료성적 63 본연구에서 Holmium:YAG laser를이용한요관경하배석술시에상부, 중부및하부요관석의성공률과수술시간을비교하였을때전체성공률은 90% 이상 (93.1%) 으로높았고중부와하부요관석의성공률은 96.1% 와 100% 로두군에서모두우수한결과를보였고유의한차이를보이지않았다 (p=0.150). 그러나다른연구에서의결과와는달리저자들의경우상부요관석의수술성공률은 73.3% 로낮았고중부와하부요관석의성적과비교하였을때유의한차이를보였다 (p<0.001). 수술시간은결석의위치나크기에따른차이를보이지않았다 (Table 2, 3). 상부요관석의배석실패 12례중 8례가요관석의상부이동이었고, 2례는잔석의상부이동, 2례는요관천공이었다. 요관석및잔석이상부로이동한 10례들은요관석의크기평균은 5.9mm였고 10례모두가 10mm 미만이었다. 요관석의상부이동은대부분상부요관석이었고모두작은결석에서발생하였다. Holmium:YAG laser lithotripsy는 Swiss lithoclast와비교하였을때쇄석시에요관석을상부로밀어올리는작용이작아서비교적요관석상부이동의발생이적은것으로알려져있으나 6,7 본연구에서는 Holmium:YAG laser lithotripsy로쇄석시에상부요관의작은결석에서상부이동이타연구에비하여많았다. 그이유는첫째, 작은크기의요관석은약한힘으로쇄석하더라도큰결석에비하여상대적으로심하게움직이기때문이고둘째, 수신증및요관의확장이요관석의상부이동에영향을줄수있으며셋째, 쇄석시요관석의무작위적움직임을효과적으로제어할수있는도구가없고넷째, 쇄석중시야가흐려서관류액의압력을상승시키게되면결석의움직임이더심하게되는것도그이유인것으로생각한다. 지난몇년간요관석의상부이동을제어하기위하여몇가지기구들이고안되었다. 그중 Boston Scientific Microvasive Stone cone TM (Boston, USA) 은현재널리사용되고있는장치이다. Stone cone은 7mm 또는 10mm spiral tip이있는 Nitinol wire이고 tip에는외부피막이싸고있다. 또다른제어장치로널리사용되는것이 Ntrap (Cook, USA) 이다. 끝이그물모양을띠고있고 2.6Fr 외부피막이그물모양의끝을싸고있다. 두기구모두요관석의근위부에서요관석이상부로이동하는것을억제할수있다. 8 Stone basket은쇄석된잔석을제거할때탁월한기능을가진것으로알려져있으나잔석을제거하는동안결석이요관협부에걸려서나오지않는경우에과도하게당김으로인하여가끔씩요관박리가발생하기도한다. 9,10 이러한 basket의문제점은 stone cone이나 Ntrap을사용하게되면어느정도보완할수있다. 두기구는모두낮은하중에서요관석이기구로부터빠져나가는특징이있기때문이다. 8 저자들은 2005년 8월이후부터상부요관석 14명의환자에서결석이상부로이동하는것을방지하기위하여 Boston Scientific Microvasive Stone cone TM (7mm 또는 10mm) 이나 Ntrap (Cook, USA) 을사용하였고 13명에서요로결석을완전히배출하였다. 10mm 미만의요관석은쇄석하지않고 basket이나 stone cone, Ntrap으로만제거하는시도를하였다. Basket이나 stone cone, Ntrap만으로결석제거에성공한경우는본연구대상에서제외하였다. Basket만으로제거를시도하여요관협부에걸린경우는요관박리를예방하기위하여더이상의하중을가하지않았고 basket을자른후다시요관경을진입하여쇄석하였다. 결석의상부이동을억제하기위한방법으로 stone basket으로결석을잡고쇄석하는방법도좋은방법중하나이다. 그러나 stone basket으로결석을잡았을때쇄석중결석의크기가작아져 basket 에서빠져나가거나, 결석을잡고있는 basket의채가레이저의광열로인하여끊어지는단점이있는반면 stone cone이나 Ntrap은채의구멍이 stone basket에비해훨씬작고위쪽에서결석을받쳐주므로레이저광열이직접닿지않는유리한점이있었다. 또한결석이동을억제하기위해결석을 basket으로잡는대신결석의상부에 basket을펼쳐둔채로쇄석하는방법이있는데이또한결석이상부로이동하는것을막아주는역할을하였으나 stone basket은 stone cone이나 Ntrap에비하여채의구멍이커서효과가떨어지는경향을보였다. 그래서결석의상부이동을억제하는데에는 stone cone이나 Ntrap을이용하였을때 stone basket을이용할때보다더효과적이면서편하고안전하였다. 상부요관석에서 stone cone이나 Ntrap으로만제거를시도하여실패한경우는결석이협부에걸리는현상은발생하지않았으나요관석이기구로부터빠져나가서결석을제거하지못하였고 laser로쇄석을한후 stone cone이나 Ntrap, basket으로제거하였다. 상부요관석에서 stone cone이나 Ntrap을사용하기전은 31명중 20명 (64.5%) 에서배석에성공하였다. 상부요관석에서 stone cone이나 Ntrap 등의기구사용을시작한이후에는 14명중 13명 (92.9%) 에서배석에성공하였고기구를사용하기전에비해유의하게높았다 (p=0.047). 상부요관석에서실패한 12례중 2례는요관천공으로 2례모두크기가 10mm 이상인요관석이었고그중 1례는기구를사용하였다. 나머지 10례는모두크기가 10mm 미만인요관석이었고그중 8명은결석의상부이동, 2명은잔석의상부이동이실패의원인이었다. 즉, 이기구를사용한이후에배석에실패한 1례는요관천공에의한것이었고단한건의결석및잔석의상부이동도발생하지않았다. 그리고기구가결석의상부이동을효과적으로막아주기때문에요관점막의출혈로시야가흐려져있을때보다관류액의압력을
64 대한비뇨기과학회지 : 제 49 권제 1 호 2008 높일수있어서수술중에내시경으로보이는시야가더깨끗하다는점도확인할수있었다. Chung 등 11 은 2006년 stone cone을이용한상부요관석의치료에서 stone cone의유용성에대하여발표하였고 lithoclast로쇄석을하는동안상부요관석이상부로이동하는것을억제하여시술의성공률을높일수있다고하였다. Lithoclast는결석의상부이동이많아서상부요관석에서는잘시도되지않는 lithotriptor인데반해매복석 (impacted stone) 에서는요관천공의위험성은오히려낮은편이다. 12 그래서요관천공의위험이높은상부의매복석이나상부의거대결석에서는 lithoclast를 stone cone이나 Ntrap과병행하여사용하게되면요관천공과결석의상부이동을동시에억제할수있어서수술성공률을높일수있을것으로생각한다. Holmium:YAG laser lithotripsy를이용한환자중 7명의환자에서요관천공이있었고그중 3명에서배석술에실패하였다 (Table 4). 요관천공으로배석술에실패한환자 3례는쇄석중에결석이요관벽에매복되었거나매복되어있는요관석을쇄석하던중에요관천공이발생하였다. 요관천공은 4주간요관부목을삽입하는시술만으로치유되었고추가적인합병증은발생하지않았다. 요관천공은수술시간이긴경우와신결석, EHL을사용하는경우, 경험이적은술자가시행하는경우에잘발생한다. 12 본연구에서요관천공은모두매복석과관련되어발생하였고수술시간도길었다. 특히천공으로배석에실패한 3례는같은크기의결석을쇄석할때보다두배이상의수술시간이소요되었다. 저자들은다른연구들에비하여 (0-4.7%) 12 본연구에서요관천공이 3.4% 로비교적빈발한것을발견하였다. 요관천공은 laser fiber의조준이정확하지않아서요관벽을조준하거나, 정확히조준하였더라도 laser의열에의하여결석과가까이있는요관벽이간접적으로장시간열전달에노출되어손상이발생한것으로생각한다. 조준이정확하지못한이유는첫째, 충분한내시경시야확보가되지않거나둘째, 여러명의술자가수술을시행함으로써그중경험이부족한술자가좋지않은내시경시야에서정확한조준을하지못하였기때문이었다. 요관벽이장시간열전달에노출된것은크기가큰매복석을장시간쇄석하는동안발생하였던것으로생각한다. Mugiya 등 13 의연구에의하면 104명의매복석환자에서 Holmium:YAG laser를이용한치료를받은후 100% 배석성공률을보였다고한다. 그러나다른연구들에서는 Holmium:YAG laser는연부조직에대한효과로종양의파괴및절제협착부위의절개등에도효과적으로사용될수있는장점이있는반면 14,15 이러한특징으로말미암아한편으로요관손상을일으킬위험성을내포하고있다고하였다. 16,17 그러므로요관석이커서레이저로장시간쇄석 을해야하는경우에는요관벽이 laser의광열에노출되는시간이그만큼길어지므로요관벽의손상이발생할가능성이높아지는것으로생각하며매복석의경우에는무리하게 Holmium:YAG laser lithotripsy로쇄석하려는시도는하지않는것이좋고 pneumatic lithoclast와함께 stone cone이나 Ntrap을같이사용하는배석술도좋은방법중하나라고생각한다. 만약 Holmium:YAG laser lithotripsy를매복석을쇄석할때굳이사용하려면결석이상부로이동하는것을억제하는장치를하고관류액의압력을조절하여충분한시야를확보한후에 laser를결석에정확하게조준해야한다. 술중적색유도광이요석에서사라지면반드시쇄석을중단하여야하며보이지않는요석뒤편의요관손상을예방하기위해서는요석의구멍을뚫을때완전히관통시키려는시도는하지말아야한다. 짧은시간내에쇄석을마치는것이중요하고이렇게요관벽이광열에노출되는시간을줄이고열손상을예방하기위해관류액을적절하게조절하면요관벽의손상을그만큼덜수있을것이다. 결 Holmium:YAG laser를이용한요관경하배석술은합병증은적고성공률은높아서요관석을치료하는효과적인방법이다. 특히상부요관석에서는 stone cone이나 Ntrap을같이사용하게되면결석이상부로이동하는것을방지할수가있어서상부요관석의요관경하배석술에서치료성적을높일수있다. 그러나매복석에서는 Holmium:YAG laser는광열효과로인하여요관천공과같은합병증과그로인한성공률의감소가있을수있어서주의를요하며요관천공이적은 lithoclast와상부이동을억제하는제어기구를같이사용하면유리할것이다. 제어기구의치료성적에관한연구는향후추가적연구진행이필요할것으로생각한다. 론 REFERENCES 1. Chung JS, Park RJ. Ureteroscopic management of ureteral calculi: comparisons of stone basket, electrohydraulic lithotripsy, Swiss lithoclast and Holmium:YAG Laser. Korean J Urol 2000;41:239-45 2. Vassar GJ, Chan KF, Teichman JM, Glickman RD, Weintraub ST, Pfefer TJ, et al. Holmium:YAG lithotripsy: photothermal mechanism. J Endourol 1999;13:181-90 3. Razvi HA, Denstedt JD, Chun SS, Sales JL. Intracorporeal lithotripsy with the holmium:yag laser. J Urol 1996;156: 912-4 4. Jeon SS, Lee KS, Won HS, Park KH, Lee SW, Choi HY, et al. A comparison of Holmium:YAG laser with lithoclast
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