钬激光治疗肺癌晚期大气道阻塞的可行性分析

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1、理论分析1．激光在临床的应用历史激光医学的基本理论研究大部分在60年代就完成了。1960年7月7日，梅曼宣布世界上第一台激光器诞生。由于激光出现的较晚，所以相对于其他科技研究，我国在激光器的研究上依然是世界领先的，1961年长春光机所研制了我国的首台红宝石激光器，60年代中后期是激光研究的井喷时期，随着氩离子(Ar+)激光、低功率二氧化碳激光和钕玻璃激光的相继研制，我国上海于1968年研制出Nd：YAG激光(钕激光)。但这些激光并没有大量应用于临床，直到20世纪80年代，二氧化碳激光、金蒸汽激光、钛激光、铒激光、Nd：YAG激光、Ho激光、准分子激光等激光器才纷纷应

2、用于临床【l51。2．激光治疗的作用原理激光应用于!临床治疗的作用原理在于激光的5种效应：1、热效应，激光的能量密度极高，在激光束的照射下，生物组织在几毫秒内组织局部可达到数百甚至上千度的高温，使蛋白质变性、凝固坏死或气化。2、非热致气化效应，紫外波段激光的光子能量在照射组织时可以打断生物分子的化学键，从而导致组织气化；短脉冲激光产生的冲击波可以将蛋白质分解，击碎病变组织。3、光动力效应。4、电磁场效应，作为电磁波的一种，激光产生的电磁场可使组织离化、核分解。5、激光照射在组织表面时可出现吸收、反射、传导和扩散四种现象，称之为激光的生物学效应。而生物学效应随激光波长

3、的变化而有所不同，进而造成不同激光在临床治疗上有不同的作用DT]。组织切割依靠的是激光的热效应和非热致气化效应。使组织被照射部位产生气化来达到切割的效果。但组织的吸收、传导和扩散会对激光产生能量的衰减。如果组织对激光的吸收性差，那么激光的能量衰减就小，对照射区周围组织的热损伤范围就大。反之亦然。3．钬激光与钕激光在物理特性上的对比钬激光的工作递质为钬．钇一铝石榴石(Ho：YAG)，是利用氪闪烁光源激活嵌在钇。铝石榴石晶体上的稀有元素钬而产生的脉冲式近红外线激光，波长为2140nm，恰位于水的吸收范围。激光的脉冲时间为0．25ms，远远小于组织的热传导时间(1ms)，

4、故对周围组织热损伤极小，组织穿透深度小于0．4mm，其余热损伤深度可达O．5～1。0mm，组织的凝固与坏死范围局限于2～4mm。钬激光在水中有很高的吸收系数，因为组织主要由水组成，所以主要的能量集中在表层，使激光具有极好的切割能力和组织切除能力，在组织切割过程中对于直径为lmm的血管也可以进行止血IS]。而Nd：YAG(钕)激光的工作介质是氧化钇和氧化钕，它的脉冲时间为1．2ms，波长为1064nm，水吸收系数小，在组织中穿透深，易散射，造成广泛的热损伤，可造成深达4～6mm的凝固坏死【9】。C02激光波长为10600nm，更易被水吸收，消融组织深度更浅，只有0．0

5、5mm，与钬激光相比虽然可以进行更精确地切割，热损伤范围则更小，但在血管丰富区余热穿透深度不足以凝固止血。对术中直径大于0．5～1mm的血管不易控制。钬激光可以说是集合了钕激光和C02激光的优点【10】。关于钬激光的止血效果，有文献显示钬激光的止血效果是高频电刀的2～4倍，止血时间是高频电刀的1／14t”】，所以可以进行更长阻塞段的复通。而且可以达到术中极少出血甚至无血手术。手术野无渗血且清晰可辨，在清晰的术野下操作还可大大缩短手术时间。4．理论小结通过钬激光与钕激光在物理特性上的对比，我们认为钬激光具有比钕激光更理想的操作效果。因为钬激光相比钕激光可以更加精确的切

6、割组织，并且减少激光的热效应对周围组织或气管壁的热损伤。有效并可靠的止血，能最大限度的减少术中出血，保证术野的清晰。在保障精确操作的同时，也能减少手术时问。明显小于钕激光的热损伤范围，可以有效的减少患者的术后不良反应。所以在理论上分析，钬激光在大气道阻塞的复通治疗中是优于钕激光的。动物实验材料：取猪的呼吸系统一套(包括主支气管及完整两侧肺脏)，模拟人的气道环境。OlympusBF—P40型纤维支气管镜。0～100W钬激光治疗仪，钬激光光导纤维一根。新鲜人体肺肿瘤组织标本6块(未经冰冻)。方法：将人体肺肿瘤组织标本根据猪气管的直径修剪，置于二级气道内，模拟阻塞状态。钬

7、激光治疗仪连接光导纤维，开机并测试成功后，将光导纤维导入纤维支气管镜的活检取物管道内，通过纤维支气管镜的电视屏幕观察，经纤维支气管镜引导进入气道内，发现模拟的阻塞点后，再将光导纤维探出镜头，探出距离约1cin左右，避免激光的热能辐射损伤纤维支气管镜的镜头。在镜下进行组织的切割操作。完成通气切割后将标本取出，经过固化、切片、染色后在显微镜下观察组织细胞的损伤程度，分析组织热损伤范围对手术本身操作的影响及与术后不良反应的关系；取猪的二级支气管，使用钬激光在不同功率下进行穿透试验，以分析使用钬激光在手术操作时导致气管壁击穿的风险。根据动物实验得出的数据，推理设计在实际