鈥激光手術(shù)常用功率的熱效應(yīng)初步研究

龔春雨，屈銳，鄧慧卓，羅小蓉，楊羅，何睿新，楊靜

1．四川大學(xué)華西第四醫(yī)院外科，四川成都610041；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院麻醉科，四川成都610041

鈥激光手術(shù)常用功率的熱效應(yīng)初步研究

龔春雨1，屈銳1，鄧慧卓1，羅小蓉1，楊羅1，何睿新1，楊靜2

1．四川大學(xué)華西第四醫(yī)院外科，四川成都610041；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院麻醉科，四川成都610041

目的鈥激光廣泛應(yīng)用于泌尿外科領(lǐng)域，效果良好，但鈥激光手術(shù)后出現(xiàn)輸尿管狹窄、粘連，其原因除結(jié)石、感染等，是否有熱效應(yīng)損傷因素尚缺乏文獻(xiàn)，該研究嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。方法在手術(shù)室，恒定溫度22℃，濕度60%，選用兩種常見的國產(chǎn)鈥激光設(shè)備廣東普電（POTENT）和愛科凱能（ACCU-TECH），鈥激光光纖放入10 mL注射器，再注入10 mL生理鹽水，參數(shù)設(shè)定：頻率20 Hz，能量2 J，分別連接標(biāo)準(zhǔn)配置的550 μm和600 μm的光纖；激發(fā)15 s，間歇5 s，反復(fù)進(jìn)行，分別在55 s和115 s時(shí)間點(diǎn)，用實(shí)驗(yàn)室常用的水銀溫度計(jì)測定生理鹽水溫度，反復(fù)6次，記錄并觀察其熱效應(yīng)。結(jié)果到55 s時(shí)間點(diǎn)時(shí)，廣東普電鈥激光的水溫達(dá)到43.5℃，愛科凱能為41.3℃，115 s的時(shí)候，廣東普電為73.8℃，愛科凱能為71.7℃；愛科凱能鈥激光設(shè)備，頻率不變20 Hz，能量減為1 J，其它參數(shù)不變，在55 s的時(shí)候，溫度為37.4℃，115 s的時(shí)候，溫度為47.9℃。結(jié)論在10 mL生理鹽水中鈥激光常用的功率會(huì)產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，對(duì)人體組織有潛在的損傷作用，特別是115 s時(shí)水溫會(huì)超過70℃，常用的兩家國產(chǎn)鈥激光設(shè)備在同一功率，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示在腎盂和輸尿管碎石手術(shù)過程中，鈥激光使用數(shù)分鐘后，可能產(chǎn)生熱損傷；如降低能量，其它參數(shù)不變，會(huì)明顯減少產(chǎn)熱，可能減少損傷。

鈥激光；功率；熱效應(yīng)

鈥激光是一種多用途的外科激光，為脈沖式激光，工作介質(zhì)是固定在釔鋁石榴石晶體中的鈥，波長為2 100 nm，可通過軟/硬光纖傳送,在泌尿外科領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，特別適合泌尿外科的腔內(nèi)手術(shù)。鈥激光具有以下特性:①穿透組織深度淺，穿透度＜0.5 mm，可用于精確的外科切割和止血，②高能脈沖，常用于處理泌尿結(jié)石，前列腺切除，尿道或輸尿管狹窄切開、淺表性移行細(xì)胞癌切除和膀胱頸切開等。鈥激光方向性好，約95%能量被周圍5 mm的水介質(zhì)吸收，使用安全，不易引起輸尿管或膀胱穿孔，是泌尿腔內(nèi)手術(shù)理想的碎石工具，能夠滿意處理泌尿結(jié)石和息肉[1]。但是隨著近年鈥激光大量普及，臨床醫(yī)師發(fā)現(xiàn)，鈥激光腔內(nèi)手術(shù)后出現(xiàn)輸尿管狹窄、粘連甚至管腔閉鎖，治療也比較困難。究其原因，除外結(jié)石、感染等，是否是術(shù)中鈥激光的熱效應(yīng)產(chǎn)生的不良反應(yīng)但鈥激光的熱效應(yīng)對(duì)周圍介質(zhì)的溫度影響尚缺乏相關(guān)研究和文獻(xiàn)。該研究用鈥激光進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)觀察，嘗試初步解答此問題。

1 材料與方法

1.1 材料

選用兩種常見的國產(chǎn)鈥激光設(shè)備：廣東普電（POTENT）和愛科凱能（ACCU-TECH）鈥激光設(shè)備，分別連接標(biāo)準(zhǔn)配置的550 μm和600 μm的光纖，置入10 mL注射器固定，并注入10 mL生理鹽水；參數(shù)設(shè)定：功率40 W（頻率20 Hz，能量2 J）和20 W（頻率20 Hz，能量1 J），激發(fā)15 s，間歇5 s，反復(fù)進(jìn)行，分別在55 s和115 s時(shí)間點(diǎn)停止，并立即用實(shí)驗(yàn)室常用的水銀溫度計(jì)測定生理鹽水溫度，反復(fù)6次，取平均值記錄并觀察其熱效應(yīng)。

1.2 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，組間比較采用t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

鈥激光激發(fā)后不同時(shí)間測定的溫度見表1。在55 s的時(shí)候，廣東普電的水溫達(dá)到43.5℃，愛科凱能為41.3℃；而115 s時(shí)，廣東普電為73.8℃，愛科凱能為71.7℃，兩設(shè)備間介質(zhì)水溫度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表1 設(shè)定功率為40W，不同鈥激光，激發(fā)不同時(shí)間的溫度測量結(jié)果[（±s），℃]

表1 設(shè)定功率為40W，不同鈥激光，激發(fā)不同時(shí)間的溫度測量結(jié)果[（±s），℃]

注：10 mL空針注入10 mL生理鹽水，鈥激光參數(shù)：40 W（20 Hz，2 J）。

鈥激光設(shè)備標(biāo)配光纖55 s115 s廣東普電（POTENT）愛科凱能（ACCU-TECH）550 um 600 um（43.5±1.53）（41.3±1.16）t=1.05/P=0.34（73.8±2.75）（71.7±1.74）t=2.092/P=0.06

降低鈥激光能量為1 J，其與參數(shù)不變，不同時(shí)間測定的溫度見表2。在55 s的時(shí)候，廣東普電的水溫達(dá)到38.6℃，愛科凱能為37.4℃；而115 s的時(shí)，廣東普電為49.5℃，愛科凱能為47.9℃，設(shè)備間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表2 設(shè)定功率減為20 W，能量減為1 J,不同鈥激光，激發(fā)不同時(shí)間的溫度測量結(jié)果[（±s），℃]

表2 設(shè)定功率減為20 W，能量減為1 J,不同鈥激光，激發(fā)不同時(shí)間的溫度測量結(jié)果[（±s），℃]

注：10 mL空針注入10 mL生理鹽水，鈥激光參數(shù)：20 W（20 Hz，1 J）。

鈥激光設(shè)備標(biāo)配光纖55 s115 s廣東普電（POTENT）愛科凱能（ACCU-TECH）550 600（38.6±2.36）（37.4±1.61）t=2.12/P=0.68（49.5±1.37）（47.9±2.04）t=1.93/P=0.10

3 討論

鈥激光屬于多用途的一種臨床治療激光技術(shù)，在泌尿外科應(yīng)用領(lǐng)域中比較廣泛，優(yōu)點(diǎn)主要包括凝固特性好、切割精確、能量易于被水介質(zhì)吸收、穿透性弱、方向性好。泌尿系統(tǒng)屬于管道系統(tǒng)，針對(duì)碎石、切除、切開等操作可達(dá)到滿意的效果，因此鈥激光在內(nèi)鏡的配合下治療泌尿外科疾病具有重要的醫(yī)學(xué)價(jià)值。

泌尿系統(tǒng)如輸尿管和腎盂內(nèi)部體積一般不大，液體量有限（取決于積水程度），手術(shù)數(shù)量較多時(shí)，外科醫(yī)生為了快速碎石，處理狹窄等，鈥激光的功率常傾向調(diào)大[2]，根據(jù)該研究實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，因?yàn)殁€激光工作原理，常用的功率會(huì)產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，介質(zhì)溫度增高，手術(shù)室內(nèi)，鈥激光功率40 W（頻率20 Hz，能量2 J），激發(fā)15 s，間歇5 s，不到1 min，水溫將超過50℃，可能對(duì)人體組織產(chǎn)生損傷作用，115 s的時(shí)候的溫度，水溫會(huì)超過70℃，會(huì)產(chǎn)生的熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致包括血管收縮在內(nèi)的明顯損傷組織[3]。國產(chǎn)常用的兩種鈥激光設(shè)備在同一功率時(shí)，熱效應(yīng)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。如降低鈥激光能量2 J減為1 J，其他參數(shù)不變，會(huì)明顯減少鈥激光熱效應(yīng)，減少可能的人體組織損傷，但隨著手術(shù)時(shí)間延長，溫度也會(huì)隨著增加，仍有潛在的損傷可能。該研究推測，鈥激光術(shù)后一些病例出現(xiàn)泌尿管道狹窄，如輸尿管狹窄、粘連甚至管腔閉鎖，除了結(jié)石引起炎癥和感染因素外，提醒手術(shù)醫(yī)生，鈥激光的熱效應(yīng)導(dǎo)致介質(zhì)水溫增加所產(chǎn)生的人體組織損傷不可忽視。必須承認(rèn)，體外實(shí)驗(yàn)的鈥激光介質(zhì)水是靜止的，實(shí)際手術(shù)時(shí)醫(yī)生會(huì)持續(xù)灌注生理鹽水，循環(huán)的介質(zhì)明顯可以帶走熱量，減少溫度損傷；根據(jù)術(shù)中情況，功率可能調(diào)整，激發(fā)和間歇的時(shí)間也會(huì)不同，體外鈥激光實(shí)驗(yàn)不能等同于體內(nèi)手術(shù)。

4 結(jié)語

鈥激光常用的功率會(huì)產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，水溫增加將可能會(huì)對(duì)人體組織有損傷作用，降低其能量可以減少熱效應(yīng)，減輕可能的損傷。

[1]孫穎浩，楊波.鈥激光在泌尿外科中的應(yīng)用[J].中華泌尿外科雜志,2005,26(1):62-64.

[2]Grasso M，F(xiàn)raiman 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.

Primary Research on Heat Effect of Common Power of Holmium Laser Surgery

GONG Chun-yu1,QU Rui1,DENG Hui-zhuo1,LUO Xiao-rong1,YANG Luo1,HE Rui-xin1,YANG Jing2
1.Department of Surgery,Huaxi Fourth Hospital of Sichuan University,Chengdu,Sichuan Province,610041 China；2.Department of Anesthesiology,Huaxi Hospital of Sichuan University,Chengdu,Sichuan Province,610041 China

ObjectiveTo 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.MethodsIn 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.ResultsThe 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.ConclusionThe 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.

Holmium laser;Power;Heat effect

R69

A

1672-5654（2017）03（b）-0055-02

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.08.055

2016-12-17）

龔春雨（1972-），男，四川仁壽人，博士，副主任醫(yī)師，研究方向：微創(chuàng)泌尿外科，泌尿結(jié)石，泌尿腫瘤臨床及基礎(chǔ)研究。

楊靜（1972-），女，四川威遠(yuǎn)人，博士，教授，研究方向：手術(shù)安全及預(yù)防，全麻及其機(jī)制研究，神經(jīng)阻滯鎮(zhèn)痛研究，E-mail：422963362@qq.com。