钬激光碎石新进展

治疗尿路结石有很多腔镜泌尿外科技术可供选择,如体外震波碎石法(ESWL),逆行输尿管碎石术,经皮顺行碎石术,腹腔镜输尿管切开取石术等。各种手术方式有其相应的适应症,可以根据结石的位置及患者个体差异选择适合的手术入路。尿路结石ESWIL治疗的成功率约为57%~90%,而且在远端输尿

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治疗尿路结石有很多腔镜泌尿外科技术可供选择,如体外震波碎石法(ESWL),逆行输尿管碎石术,经皮顺行碎石术,腹腔镜输尿管切开取石术等。各种手术方式有其相应的适应症,可以根据结石的位置及患者个体差异选择适合的手术入路。尿路结石ESWIL治疗的成功率约为57%~90%,而且在远端输尿管梗阻情况下不易采用。传统腔内碎石术(包括超声碎石术、液电碎石术)所需输尿管镜较粗(F10),并且对输尿管中上段结石的排净率不到60%。开放性手术不但创伤大,而且存在结石不能一次取尽及结石复发后再次治疗极为困难的弊端。

钬激光对结石的碎石作用主要依靠热效应。碎石过程中,结石表面的水和结石中的水吸收钬激光的能量后汽化形成小球,汽化小球随后裂解所形成的冲击波产生二次压力,使结石粉碎。钬激光以脉冲式发射,发射时间为0.25s,瞬时间功率可达到10KW,足以粉碎各种成分和密度的结石,其组织穿透深度<0.5mm,组织损伤轻微,术后不会因疤痕形成导致尿路狭窄,因而钬激光结合内镜对泌尿系统结石具有独特的碎石效果。目前钬激光与腔内器械联合已成为治疗泌尿系结石的一种重要手段。

钬激光碎石既可以提高结石完全清除率,又可以降低并发症的危险性,已成为输尿管嵌顿结石处理技术范畴上的首选。根据欧洲泌尿技术研究协会结石处理的研究调查表明,北欧每家泌尿外科平均每月进行11.2次输尿管肾镜激光检查。

基本构造:

正如其名,钬激光的活性介质是一种稀有成分:钬:它可以结合YAG晶体成为HO:YAG,或者结合钇—钪—镓—石榴石(YSGG)为Ho:YSGG。各种商业模式略有不同,脉冲持续时间为250350微秒,脉冲能量为0.2-4.0J/脉冲,频率为5-45Hz,平均能量为3.0-80瓦。选择哪一种激光,取决于临床应用.它们的波长均为2100nm,也正因为这样的波长,才赋予了它不同于其他激光的临床特性。

碎石原理:

钬激光是一种固态脉冲激光,其波长2100nm,为一种不可见光,光位于光谱的近红外区。水在这个波长的吸收系数大约为 40cm-1,因此钬激光可明显被水吸收。由于组织主要由水分组成,所以钬激光可以被机体组织中的水分及结石表面微空吸收,从而达到良好的切割及组织灼蚀作用。它结合了二氧化碳激光和钕激光的特性,通过同一设备既可进行组织切割、也可进行凝固止血。由于钬激光的波长可以经光纤传输,所以特别适合腔内镜外科手术。软组织的热恢复时间是310ms,钬激光的脉冲持续时间短(250微秒),热量扩散最小。这样可以获得“所见即所得”的效果,使之更易于为外科医师所接受。

除了组织消融特性外,钬激光还有极好的结石消融效应。目前用于体内碎石的其他激光有脉冲染料激光及变色石激光,它们都是通过浆质介导的冲击波来粉碎碎结石的。这种光声学的相互作用可产生于微秒及毫微秒级别激光,其能够产生非常高的峰值能量。Nishioka等证明当脉冲染料激光直接作用于结石时,发生于结石表面的微小热效应能够促使大量游离钙离子释放。这些粒子形成了云雾和质泡、随每次激光脉冲而扩张和收缩,而每一次气泡的塌陷都会产生具有充足能量的光声学冲击波、其可击碎大部分的尿路结石。相比而言,钬激光碎石的确切机制目前尚不明确,但有证据表明它主要是通过热效应来实现的,同时还具有继发性冲击波效应和成腔效应。Zhong等用高速相机和声压测量对比了脉冲染料激光和钬激光的碎石作用。与脉冲染料激光形成的腔气泡和散射的强大冲击波相比,钬激光更长的脉冲持续时间产生了拉长的气泡和较弱的散射冲击波。这一发现也得到了其他研究者的证实,当激光的脉冲持续时间增加时,液体介质产生的成腔气泡被拉长成圆柱形,与短脉冲激光产生的球形气泡相比,这大大降低了继发压力波的力量。因此,钬激光产生的冲击波相对较弱,其碎石作用主要依赖于能够导致结石气化的热效应;可以想象,每次激光脉冲及加热作用在结石表面,导致了结石内部及表面的水汽化,这引起了小范围的结石消融。一旦在结石内部形成应力性碎裂,激光所产生的较弱的冲击波也在碎石过程中起作用,使结石沿着那些轻微的劈裂平面进一步碎裂。目前的临床试验均支持这一理论。也有一些科学家认为钬激光通过“钻孔效应”起作用,小的石块头被汽化或散发成为结石粉末。

同其他碎石装置比较,钬激光有很多无可比拟的优势:①光纤柔软可曲,能应用于可曲性肾镜,结石的取净率较高;②钬激光在碎石的同时能处理软组织病变,例如肾盂输尿管连接部狭窄或者上尿路肿瘤以及尖锐湿疣;③钬激光的热辐射具有抗菌作用,对常合并细菌感染的鹿角状结石治疗尤有帮助;④钬激光可以将结石磨碎成细小的部分从而更容易排出体外。这一点非常适合巨大输尿管结石,可以避免用石篮或钳加较大碎块。可完全瓦解结石避免了反复进出输尿管口钳加碎石同时缩短了手术时间。⑤大功率钬激光还可以行前列腺剜除术或者汽化术,可以做到一机多用,提高机器的使用效率,而钬激光光纤可以反复使用,降低了器械的使用成本。

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