兰州大学第二医院泌尿系疾病研究所,甘肃省泌尿系疾病研究重点实验室,甘肃省泌尿系统疾病临床医学中心, 甘肃 兰州 730030
铥光纤激光是一种有碎石潜能的新型激光, 近年来在泌尿外科领域得到广泛关注。探讨了铥光纤激光的性能特点、碎石原理、碎石安全性及临床应用。相对于钬激光, 铥光纤激光有着更高的碎石效率及安全性, 其临床应用有望推动泌尿系结石治疗的新变革。
铥光纤激光 机制 碎石效率 安全性 thulium fiber laser mechanism lithotripsy efficiency safety
1 清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室，北京 100084
2 密尔医疗科技（深圳）有限公司，广东 深圳 518000
3 福建医科大学附属三明第一医院，福建 福州 365000
4 莱凯医疗器械（北京）有限公司，北京 101300
激光自诞生以来就在众多领域中有着广泛应用，激光碎石技术就是其中之一。相比目前激光碎石技术的“金标准”钬激光器，掺铥碎石光纤激光器在近些年不断发展，而且逐步被证明可实现更快的碎石速率与粉末化碎石、产生较小的碎石反推力、允许更高的液体灌溉速率等手术优点，同时整机系统支持免水冷工作、高电光效率运转、全光纤高效耦合以及大幅度体积缩减，因此受到了越来越多的关注。本文从连续性、准连续型和纳秒短脉冲型掺铥光纤激光器三个角度出发，详细总结了掺铥光纤激光器的部分重要研究进展及其在碎石领域的研究，介绍了掺铥光纤激光器用于碎石的优势与原理，并展望了未来研究的方向和挑战。
激光器 掺铥光纤激光器 掺铥连续光纤激光器 掺铥准连续光纤激光器 掺铥纳秒短脉冲激光器 掺铥激光碎石 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500007
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学同济医学院附属同济医院，湖北 武汉 430074
掺铥激光凭借其可以被水分子高效率吸收的优势，成为生物组织消融和碎石手术应用的理想选择，在生物医疗上具有极大的应用前景。简要阐述了掺铥激光与生物组织作用原理，介绍了国内外掺铥激光器的最新研究成果，以及掺铥激光器在组织消融和碎石手术中的应用，总结了不同激光器参数，包括工作模式、功率、照射时间、光斑面积、脉冲频率等对组织消融和碎石手术的影响，表明掺铥光纤激光器是未来医疗激光器的重要发展方向，并对国产掺铥激光器在生物医疗领域的发展提出了建议。
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0100004
1 深圳技术大学先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室，广东 深圳 518118
2 深圳技术大学中德智能制造学院，广东 深圳 518118
3 深圳市人民医院，广东 深圳 518020
采用线型腔结构，实现了中心波长为1939.31 nm、脉宽在0~2000 μs可调、重复频率在0~2 kHz可调、最大平均输出功率为34.2 W的准连续掺铥光纤激光器，并利用此激光器在体外环境下开展结石消融量随激光脉宽与重复频率的变化规律的研究。结果显示：在相同时间内，当单脉冲能量相近时，增大脉冲重复频率（平均输出功率）有利于提高碎石速率；当平均输出功率接近时，单脉冲能量越大，石块消融量越大。在90 s的碎石时间内，石块经过31.8 W/0.053 J（250 μs）、33.1 W/0.11 J（500 μs）、33.5 W/0.22 J（1000 μs）、34.2 W/0.45 J（2000 μs）4组参数激光照射后的消融量分别为0.333，0.480，0.697，0.723 g，结石表面的最高水温分别为30.8，35.5，38.9，41.2 ℃。
1 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 苏州 215163
2 江苏省医用光学重点实验室, 苏州 215163
3 中国科学院 安徽光学精密机械研究所,合肥 230031
为了提高结石碎石率和粉碎程度、减小碎石过程中副作用, 采用电光调Q技术, 设计了高峰值功率输出的纳秒钬激光碎石系统。从冷却温度、透过率、腔长等方面进行了理论分析, 在冷却温度22℃、重复频率3Hz、抽运能量200J的条件下进行了实验验证, 获得了腔内最大单脉冲能量443mJ、脉宽90ns激光输出的数据。结果表明, 该系统可输出高峰值功率的纳秒钬激光, 碎石时间短, 可粉碎任何成分的结石,一次碎石率高,粉碎程度高。这为下一步产业化打下了基础。
激光技术 纳秒钬激光 电光调Q 碎石 高峰值功率 laser technique nanosecond Cr Tm Ho∶YAG laser electro-optic Q-switched lithotripsy high-peak power
1 第二军医大学 附属上海长征医院闸北分院泌尿外科,上海 200070
2 第二军医大学 附属上海长征医院泌尿外科,上海 200003
比较U-100双频激光碎石术与气压弹道碎石术治疗输尿管结石的疗效和实用性。方法:采用U-100双频激光碎石术治疗输尿管结石498例,气压弹道碎石术342例。比较两组手术时间、单次手术碎石率、结石排净时间、手术并发症的差异。结果:U-100双频激光碎石术手术时间为29.8±5.4 min,少于气压弹道碎石术44.3±9.5min,P<0.05;U-100双频激光碎石术(U-100组)单次手术输尿管结石碎石率为93.2％(464／498),高于气压弹道碎石术(PL组)的79.8％(273／342),P<0.05;U-100组的结石排净时间为18.5±4.4d,短于PL组的31.2±5.8d,P<0.05;U-100组并发症相对较少,无一例发生输尿管穿孔;而PL组9例发生输尿管穿孔。结论:U-100双频激光碎石术的疗效和实用性明显优于气压弹道碎石术。
输尿管结石 碎石术 输尿管镜 激光 气压弹道 ureteral calculi lithotripsy ureteroscope laser pneumatic ballistic
1 江苏省昆山市第一人民医院,215300
2 上海第二医科大学附属仁济医院泌尿外科,上海,200001
目的:探讨应用U-100双频激光和钬激光腔内治疗输尿管结石的疗效和操作体会.方法:回顾性分析850例输尿管膀胱结石在输尿管镜下激光碎石的临床资料.结果:一次性碎石总成功率为91%.膀胱结石碎石成功率为100%.术后碎石总排净率为95%.结论:输尿管镜下激光治疗输尿管膀胱结石,具有安全可靠、损伤小、恢复快、碎石率高等优点,是微创治疗的有效方法之一.对尿路结石,尤其是输尿管结石作为首选,疗效满意.
激光 输尿管镜 碎石 lasers ureteroscope lithotripsy
