La technique de la lithotritie extracorporelle

25 novembre 2013

Auteurs : C. Saussine
Référence : Prog Urol, 2013, 14, 23, 1168-1171

La lithotritie extracorporelle (LEC) est un traitement de la lithiase urinaire par fragmentation grâce aux ondes de choc. Le principe de la LEC sera décrit ainsi que la fabrication, la diffusion et la focalisation des ondes de choc. Les moyens de repérage des calculs, les modes d’anesthésie ainsi que le déroulement d’une séance seront rappelés avec les contre-indications et le prérequis avant une séance. Les paramètres influençant l’efficacité de la LEC seront ensuite exposés. Enfin, les complications, les résultats et les indications de la lEC seront passés en revue.




 



La lithotritie extracorporelle (LEC) désigne le traitement qui vise à fragmenter les calculs urinaires par voie extracorporelle grâce à l'utilisation d'ondes de choc. L'étymologie du mot lithotritie vient du grec « lithos » qui signifie pierre et du latin « terere » qui signifie broyer. Mise au point par des urologues Munichois, la LEC a été appliquée à l'homme en 1982 et le premier lithotriteur extracorporel disponible en France a été installé en 1984.


Le principe de la lithotritie extracorporelle


Le mécanisme d'action de la LEC repose sur la fabrication, la focalisation et la diffusion des ondes de choc (OC). Ces OC sont des ondes acoustiques réalisant un choc acoustique d'une durée moyenne de 400ns et d'une pression moyenne de 1500bars. La caractéristique principale de cette OC est un pic de surpression de 30ns, suivie d'une dépression de 300ns [1, 2]. Les OC créent un phénomène de cavitation du gaz dissout dans les tissus. La succession des OC crée la formation de bulles de gaz. Ces bulles s'organisent en grappe ou clusters [3]. Ces clusters exercent sur la surface du calcul, différentes forces de distorsion (spallation ) et de pression (squeezing ) (Figure 1) [2, 3]. Ces forces fragmentent le calcul en fragments de moins de 2mm.


Figure 1
Figure 1. 

Mécanismes de fragmentation des ondes de choc.





La fabrication des ondes de choc


La fabrication des OC est assurée par des générateurs selon différents systèmes. Le plus ancien est le système électrohydraulique dont le principe consiste en une décharge électrique brutale (arc électrique) dans un milieu liquidien. Ce système a évolué en un système électroconductif dont l'avantage est d'assurer une meilleure stabilité de la puissance des OC. Le système piézoélectrique obtient des OC en faisant se contracter et se dilater des quartzs grâce à des impulsions électriques successives. Enfin, le système électromagnétique est basé sur le déplacement d'une membrane métallique par un champ magnétique induit par une décharge électrique.


La diffusion des ondes de choc


Une fois générées ces OC ont la propriété de diffuser dans tous les milieux quelle que soit leur impédance acoustique. Lorsqu'elles passent d'un milieu à un autre, elles perdent d'autant plus d'énergie que leurs impédances acoustiques sont différentes. Cette perte d'énergie contribue notamment au phénomène de cavitation décrit ci-dessus présidant à la fragmentation des calculs. Le corps humain étant constitué à 60 % d'eau, la progression des OC s'y fait sans trop de perte d'énergie sauf lorsque ces ondes rencontrent de l'air, de l'os ou des calculs urinaires. Il est important d'assurer un bon couplage entre le générateur qui fabrique les OC et le corps humain pour éviter des pertes d'énergie inutiles. C'est pourquoi le premier lithotriteur munichois consistait en une cuve remplie d'eau, au fond de laquelle se trouvait le générateur d'OC et dans laquelle était trempé le ou la patiente d'où l'emploi à cette époque du terme de « baignoire ». Ce système de transmission peu pratique a évolué vers les coussins à eau au sein desquels se trouve le générateur et qui, appliqués sur la peau du patient permettent une transmission des OC sans perte d'énergie importante et assurent ainsi le couplage générateur-patient.


La focalisation des ondes de choc


Pour optimiser l'efficacité des OC, toutes ces machines sont équipées de systèmes permettant de focaliser les OC : réflexion des OC sur une cupule métallique, lentille acoustique ou disposition des quartzs sur une cupule. Cette focalisation se caractérise par une zone de focalisation appelée tache focale où l'énergie délivrée est suffisante pour une bonne fragmentation des calculs.


Les paramètres influençant l'effet des ondes de choc


L'effet de fragmentation du calcul par les OC dépend plus de l'énergie de l'onde, de la taille de la tache focale, de la fréquence et du nombre d'OC délivrées [2, 3].


Pour la fragmentation, l'énergie de l'onde (enmJ) joue un rôle plus important que la pression [1].


Actuellement, il vaut mieux privilégier les lithotriteurs ayant une tache focale large. La tache focale doit si possible être plus large que le calcul pour obtenir une bonne fragmentation, du fait des mouvements du calcul pendant la respiration et de la meilleure répartition de la pression (squeezing ) à la surface du calcul [3].


Pour une fragmentation optimale, il faut utiliser des fréquences basses, idéalement de 1Hz (une OC par seconde), voire 1,5Hz. L'utilisation de fréquences faibles permet une meilleure fragmentation, moins d'analgésie car à cette fréquence les clusters des bulles de cavitations n'interfèrent pas avec les OC.


De plus, à la fréquence de 1Hz, l'onde de pression négative est plus profonde, sans que le pic de pression positive soit affecté [3].


Ces données ont été confirmées par de nombreuses études cliniques randomisées [4, 5, 6, 7]. Le taux de fragmentation de 1Hz était de 65 % et de 47 % à 2Hz [4, 5, 6, 7]. Le taux de sans fragment (SF) était de 60 % à 1Hz et de 30 % à 2Hz [4, 5, 6, 7]. La durée moyenne de la LEC était de 40minutes à 1Hz et de 24minutes à 2Hz. Ces résultats sont particulièrement nets pour les calcul du rein et de l'uretère proximal et les calculs inférieurs à 1cm [4, 5, 6, 7].


Le repérage des calculs


Les OC vont être focalisées sur le calcul dont idéalement le volume doit s'inscrire dans la tache focale pour un effet maximal. Pour cela, le calcul sera repéré soit par un système fluoroscopique, soit par un système échographique et le rôle de la personne en charge de la séance de LEC (urologue le plus souvent mais parfois aussi technicien) sera de faire coïncider le calcul avec la tache focale de façon manuelle ou semi-automatique. La plupart des lithotriteurs sont équipés des deux systèmes de repérage. Les calculs situés dans l'uretère devront être repérés fluoroscopiquement et pour cela doivent être radio-opaques, alors que les calculs situés dans les cavités rénales ou dans les portions de l'uretère très proches du bassinet ou de la vessie peuvent être repérés échographiquement ce qui est utile quand ils sont peu ou pas radio-opaques.


Quelle anesthésie lors d'une séance de lithotritie extracorporelle ?


Selon l'énergie des OC délivrées, variable selon les lithotriteurs et selon le choix de l'opérateur, selon la largeur du faisceau d'OC, selon la sensibilité du patient, la pénétration des OC dans le corps humain va s'accompagner d'une douleur elle aussi variable au point d'entrée des OC mais aussi au point de sortie lorsque ces ondes auront traversé de part en part le corps humain. Il est ainsi possible de réaliser une séance de LEC sans rien, avec une simple prémédication ou un traitement antalgique per os, après application d'un gel anesthésiant cutané, sous sédation ou sous anesthésie générale.


Les pré-requis à une séance de lithotritie extracorporelle


Selon les recommandations de l'AFU [8] :

la stérilité des urines peut être affirmée par la négativité d'une bandelette urinaire dans les cas simples ou un ECBU ;
une antibioprophylaxie n'est pas indispensable mais dépend du risque infectieux et sera prescrite en cas d'infection urinaire ou urologique, de valve cardiaque. Une antibiothérapie de couverture sera réservée aux calculs infectieux ;
les anticoagulants ou antiaggrégants plaquettaires doivent être arrêtés cinq à huit jours avant la séance de LEC ;
une imagerie de qualité permettant de localiser le calcul est nécessaire et peut consister en un cliché de l'abdomen sans préparation éventuellement associé à une échographie ou au mieux en un scanner abdominopelvien non injecté. Une imagerie avec injection de produit de contraste peut être utile selon les cas pour s'assurer de la position exacte du calcul au sein des cavités rénales (calculs diverticulaires ou précaliciels faisant parfois reconsidérer l'indication de LEC), s'assurer de la liberté de la voie urinaire en aval du calcul et écarter une obstruction sévère devant faire l'objet préalable d'un drainage par sonde urétérale ou néphrostomie ;
la mise en place systématique avant la séance d'une sonde double J n'est pas recommandée sauf en cas de rein unique.


Les contre-indications consensuelles de la LEC sont [9] :

une grossesse en cours ;
des malformations musculosquelettiques sévères ;
une obésité sévère ;
un anévrisme de l'aorte ou de l'artère rénale ;
des troubles de la coagulation non contrôlés ;
une infection urinaire non traitée ;
un pacemaker (dépend du constructeur).


Ces contre-indications sont le plus souvent relatives, sous certaines conditions.


La séance de lithotritie extracorporelle


Il est conseillé en cours de séance de vérifier le bon repérage du calcul.


La puissance des OC sera augmentée progressivement à un rythme recommandé de 1 à 1,5Hz.


La durée de la séance variera selon le temps passé à repérer le calcul et le nombre d'OC délivrées. Pour une fréquence conseillée de une OC par seconde (1Hz), une séance administrant 2000 OC durera ainsi au minimum 35 à 40minutes.


Les complications de la lithotritie extracorporelle


Les complications de la LEC rapportées dans les recommandations 2013 de l'EAU [10] figurent dans le Tableau 1.


Les résultats de la lithotritie extracorporelle


Ces résultats seront appréciés un à trois mois après la séance par la réalisation d'un cliché de l'abdomen sans préparation (ASP), d'une échographie ou d'un scanner abdominopelvien non injecté.


Pour les calculs rénaux, le taux de succès global à trois mois de la LEC pour les calculs du rein est de 70 à 80 % [9].


Pour les calculs urétéraux les résultats varient selon la taille et la localisation des calculs de 73 à 89 % après un nombre moyen de séance de 1,36 [11].


En dehors de la taille et de la localisation des calculs, les facteurs influençant négativement les résultats de la LEC sont la dureté du calcul et donc sa nature chimique, l'obésité (distance peau calcul>10cm), les calculs anciens ou impactés, les malformations rénales et la multifocalité des calculs.


Les indications de la lithotritie extracorporelle


Quelle que soit la technique de LEC utilisée, les résultats dépendent des indications de la LEC.


Ces indications sont :

pour les calculs rénaux : les calculs inférieurs à 20mm. Les calculs caliciels asymptomatiques de moins de 5mm ne sont pas indiqués pour la LEC mais peuvent être surveillés ;
pour les calculs urétéraux : tous les calculs repérables sont une indication dans la mesure où contrairement au rein les calculs urétéraux très volumineux (>20mm) sont exceptionnels. Des séances de LEC ont été proposées en urgence au décours d'une colique néphrétique [9] mais en règle générale il est habituel de traiter les calculs qui ne s'éliminent pas sous l'effet du traitement médical après un délai de quelques semaines.


Déclaration d'intérêts


L'auteur est consultant pour Coloplast et Cook Medical et investigateur pour EDAP Technomed.




Tableau 1 - Les complications de la lithotritie extracorporelle.
Complications 
Liées aux fragments    
Empierrement urétéral  4-7 
Repousse de fragments résiduels  21-59 
Colique néphrétique  2-4 
 
Infectieuses    
Bactériurie dans les calculs non infectieux  7,7-23 
Sepsis  1-2,7 
 
Effets tissulaires    
Rénaux   
Hématome symptomatique  <
Hématome asymptomatique  4-19 
Cardiovasculaires   
Troubles du rythme  11-59 
Évènements cardiaques morbides  Cas rapportés 
Gastro-intestinaux   
Perforation intestinale  Cas rapportés 
Hématome splénique ou hépatique  Cas rapportés 




Références



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