钬激光手术常用功率的热效应初步研究
[摘要] 目的 鈥激光广泛应用于泌尿外科领域，效果良好，但钬激光手术后出现输尿管狭窄、粘连，其原因除结石、感染等，是否有热效应损伤因素尚缺乏文献，该研究尝试进行实验观察。 方法 在手术室，恒定温度22℃，湿度60%，选用两种常见的国产钬激光设备广东普电（POTENT）和爱科凯能（ACCU-TECH），钬激光光纤放入10 mL注射器，再注入10 mL生理盐水，参数设定：频率20 Hz，能量2 J，分别连接标准配置的550 μm和600 μm的光纤；激发15 s，间歇5 s，反复进行，分别在55 s和115 s时间点，用实验室常用的水银温度计测定生理盐水温度，反复6次，记录并观察其热效应。结果 到55 s时间点时，广东普电钬激光的水温达到43.5℃，爱科凯能为41.3℃，115 s的时候，广东普电为73.8℃，爱科凯能为71.7℃；爱科凯能钬激光设备，频率不变20 Hz，能量减为1 J，其它参数不变，在55 s的时候，温度为37.4℃，115 s的时候，温度为47.9℃。结论 在10 mL生理盐水中钬激光常用的功率会产生明显的热效应，对人体组织有潜在的损伤作用，特别是115 s时水温会超过70℃，常用的两家国产钬激光设备在同一功率，差异无统计学意义。提示在肾盂和输尿管碎石手术过程中，钬激光使用数分钟后，可能产生热损伤；如降低能量，其它参数不变，会明显减少产热，可能减少损伤。
[关键词] 钬激光；功率；热效应
[中图分类号] R69 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2017）03（b）-0055-02
[Abstract] Objective To observe the heat effect injury factors of common power of holmium laser surgery due to it is widely used in the Department of urine surgery and the effect is good. Methods In the operating room， the constant temperature was 22℃ and the humidity was 60%， and the common national POTENT and ACCU-TECH were selected， and the holmium laser fiber was placed into 10ml injector， and injected into 10ml normal saline， parameter setting： frequency 20 Hz and energy 2 J， and the standard configuration 550 micron and 660 micron fibers were respectively connected； motivation： 15 s and intermission 5 s， repeatedly， and the normal saline temperature was tested by the common mercurial thermometer in the experiment at 55 s and 5 s six times， and the heat effect was observed and recorded. Results The water temperature of POTENT at 55 s reached 43.5℃ and of ACCU-TECH reached 41.3℃， the water temperature of POTENT at 1165 s reached 73.8℃ and of ACCU-TECH reached 71.7℃，and the frequency of the ACCU-TECH was constant （20 Hz），and the energy decreased to 1J， and if the other parameters were constant， the temperature was 37.4℃ at 55 s and 47.9℃ at 115 s. Conclusion The common power of holmium laser in 10 mL normal saline can produce an obvious heat effect and have a potential injury effect on the human tissue， especially the water temperature can be more than 70℃ at 115 s， there is no statistical difference between the domestic holmium laser equipment at the same power， which reminds that the holmium laser may produce the heat injury after the use for few minutes in the pelvis and ureterolithotripsy operation course， if the energy is reduced and other parameters are constant， the heat will be obviously reduced， and it may reduce the injury.
[Key words] Holmium laser； Power； Heat effect
钬激光是一种多用途的外科激光，为脉冲式激光，工作介质是固定在钇铝石榴石晶体中的钬，波长为2 100 nm，可通过软/硬光纤传送，在泌尿外科领域应用相当广泛，特别适合泌尿外科的腔内手术。钬激光具有以下特性： ①穿透组织深度浅，穿透度<0.5 mm，可用于精确的外科切割和止血，②高能脉冲，常用于处理泌尿结石，前列腺切除，尿道或输尿管狭窄切开、浅表性移行细胞癌切除和膀胱颈切开等。钬激光方向性好，约95%能量被周围5 mm的水介质吸收，使用安全，不易引起输尿管或膀胱穿孔，是泌尿腔内手术理想的碎石工具，能够满意处理泌尿结石和息肉[1]。但是随着近年钬激光大量普及，临床医师发现，钬激光腔内手术后出现输尿管狭窄、粘连甚至管腔闭锁，治疗也比较困难。究其原因，除外结石、感染等，是否是术中钬激光的热效应产生的不良反应但钬激光的热效应对周围介质的温度影响尚缺乏相关研究和文献。该研究用钬激光进行体外实验观察，尝试初步解答此问题。
1 材料与方法
1.1 材料
选用两种常见的国产钬激光设备：广东普电（POTENT）和爱科凯能（ACCU-TECH）钬激光设备，分别连接标准配置的550 μm和600 μm的光纤，置入10 mL注射器固定，并注入10 mL生理盐水；参数设定：功率40 W（频率20 Hz，能量2 J）和20 W（频率20 Hz，能量1 J），激发15 s，间歇5 s，反复进行，分别在55 s和115 s时间点停止，并立即用实验室常用的水银温度计测定生理盐水温度，反复6次，取平均值记录并观察其热效应。
1.2 统计方法
采用 SPSS 12.0统计学软件处理数据，组间比较采用 t 检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
钬激光激发后不同时间测定的温度见表1。在55 s的时候，广东普电的水温达到43.5℃，爱科凯能为41.3℃；而115 s时，广东普电为73.8℃，爱科凯能为71.7℃，两设备间介质水温度比较差异无统计学意义（P>0.05）。
降低钬激光能量为1 J，其与参数不变，不同时间测定的温度见表2。在55 s的时候，广东普电的水温达到38.6℃，愛科凯能为37.4℃；而115 s的时，广东普电为49.5℃，爱科凯能为47.9℃，设备间比较差异无统计学意义（P>0.05）。
3 讨论
钬激光属于多用途的一种临床治疗激光技术，在泌尿外科应用领域中比较广泛，优点主要包括凝固特性好、切割精确、能量易于被水介质吸收、穿透性弱、方向性好。泌尿系统属于管道系统，针对碎石、切除、切开等操作可达到满意的效果，因此钬激光在内镜的配合下治疗泌尿外科疾病具有重要的医学价值。
泌尿系统如输尿管和肾盂内部体积一般不大，液体量有限（取决于积水程度），手术数量较多时，外科医生为了快速碎石，处理狭窄等，钬激光的功率常倾向调大[2]，根据该研究实验观察结果，因为钬激光工作原理，常用的功率会产生明显的热效应，介质温度增高，手术室内，钬激光功率40 W（频率20 Hz，能量2 J），激发15 s，间歇5 s，不到1 min，水温将超过50℃，可能对人体组织产生损伤作用，115 s的时候的温度，水温会超过70℃，会产生的热效应会导致包括血管收缩在内的明显损伤组织[3]。国产常用的两种钬激光设备在同一功率时，热效应差异无统计学意义。如降低钬激光能量2 J减为1 J，其他参数不变，会明显减少钬激光热效应，减少可能的人体组织损伤，但随着手术时间延长，温度也会随着增加，仍有潜在的损伤可能。该研究推测，钬激光术后一些病例出现泌尿管道狭窄，如输尿管狭窄、粘连甚至管腔闭锁，除了结石引起炎症和感染因素外，提醒手术医生，钬激光的热效应导致介质水温增加所产生的人体组织损伤不可忽视。必须承认，体外实验的钬激光介质水是静止的，实际手术时医生会持续灌注生理盐水，循环的介质明显可以带走热量，减少温度损伤；根据术中情况，功率可能调整，激发和间歇的时间也会不同，体外钬激光实验不能等同于体内手术。
4 结语
钬激光常用的功率会产生明显的热效应，水温增加将可能会对人体组织有损伤作用，降低其能量可以减少热效应，减轻可能的损伤。
[参考文献]
[1] 孙颖浩，杨波.钬激光在泌尿外科中的应用[J].中华泌尿外科杂志，2005， 26（1）：62-64.
[2] Grasso M， Fraiman M，Levine M，et al.Ureteropyeloscopic diagnosis and treatment of upper urinary tract urothelial malignancies[J].Urology，1999，54（2）：240-246.
[3] Ng EY， Tan HM， Ooi EH. Boundary element method with bioheat equation for skin burn injury[J].Burns，2009，35（7）：987-997.
（收稿日期：2016-12-17）
