Burst wave lithotripsy and acoustic manipulation of stones

Abstract

Purpose of review Burst wave lithotripsy and ultrasonic propulsion of kidney stones are novel, noninvasive emerging technologies to separately or synergistically fragment and reposition stones in an office setting. The purpose of this review is to discuss the latest refinements in technology, to update on testing of safety and efficacy, and to review future applications. Recent findings Burst wave lithotripsy produced consistent, small passable fragments through transcutaneous applications in a porcine model, while producing minimal injury and clinical trials are now underway. A more efficient ultrasonic propulsion design that can also deliver burst wave lithotripsy effectively repositioned 95% of stones in 18 human participants (18 of 19 kidneys) and clinical trials continue. Acoustic tractor beam technology is an emerging technology with promising clinical applications through the manipulation of macroscopic objects. Summary The goal of the reviewed work is an office-based system to image, fragment, and reposition urinary stones to facilitate their natural passage. The review highlights progress in establishing safety, effectiveness, and clinical benefit of these new technologies. The work is also anticipating challenges in clinical trials and developing the next generation of technology to improve on the technology as it is being commercialized today.

Clinical application of the therapeutic ultrasound in urologic disease: Part II of therapeutic ultrasound in urology

“…Recently, a novel shock wave system has been developed and is expected to be a game-changer in treating urinary calculi. It uses a combination of burst-wave lithotripsy (BWL) and ultrasound propulsion technology [ 109 110 111 ]. BWL delivers a high-frequency, focused sinusoidal acoustic wave in short bursts transcutaneously.…”

Improving Burst Wave Lithotripsy Effectiveness for Small Stones and Fragments by Increasing Frequency: Theoretical Modeling and Ex Vivo Study

“…We are developing an ultrasound-based burst wave lithotripsy (BWL) system for fragmenting stones in awake subjects. 1 Unlike shock wave lithotripsy (SWL), which uses a single broadband pulse of ultrasound to fragment stones, BWL employs narrowband pulses consisting of multiple cycles of ultrasound. The amplitude of the BWL pulse is lower than with SWL and has the potential to be used as an office-based procedure.…”

Burst wave lithotripsy – the new evolution stage of extracorporeal shock-wave lithotripsy

“…[12]. Технология получила название «Burst wave lithotripsy» (BWL) [1]. Интерес к более низким амплитудам энергии волны возник из наблюдения, что самый первый коммерческий литотриптор Dornier HM3 обладал большей эффективностью, чем последующие поколения литотрипторов, поскольку он доставлял импульсы с более низкой амплитудой в более широкую фокальную зону [6].…”

“…В экспериментах на животных была отмечена картина геморрагического повреждения почек, схожая с повреждениями после ДУВЛ. При этом объём поражения был значительно меньше (0,1%) по сравнению с 5% при ДУВЛ [1]. Считается, что механизм повреждения заключается в том, что быстрое образование кавитационных пузырьков и их схлопывание во время BWL вызывает механические повреждения мелких сосудов.…”

“…З а последние десятилетия заболеваемость мочекаменной болезнью значительно возросла, и в настоящее время примерно каждый одиннадцатый житель Земли страдает от данного заболевания [1]. Несмотря на технологические достижения в области хирургических методов лечения, частота повторных вмешательств высока и составляет от 26 до 34% в зависимости от вида операции [2].…”