经皮激光微创治疗技术及应用综述

1、经皮激光微创治疗技术及应用综述激光技术的出现至今已有几十年的历史，随着激光技术的不断发展，激光治疗技术将逐渐形成一门崭新的学科激光医学。激光对组织的破坏分为五个阶段：首先是通过激光的高温作用使组织细胞的蛋白质变性；继而出现凝固性环死；组织细胞液化；大量水分蒸发汽化；而后组织碳化呈棕黑色。 细胞的这种变性一凝固一液化一汽化一碳化过程，只是在瞬间完成。激光技术经过研发者多年的潜心研究及临床应用发现， 激光手术具有许多其它方法不可比拟的优点，其中包括：（1）对周围正常组织损伤小，术后反应轻，伤口愈合快，疤痕也小。（2）止血效果好，止血时间是电刀的十四分之一，止血效果是电刀的24倍。因此，可望达到术中

2、极少出血甚至无血手术。手术野无渗血且清晰可辨，还可大大缩短手术时间。（3）激光可用光纤传输，可与各种内窥镜或穿刺针联合使用。（4）激光手术对术中的各种监护仪器无干扰，对不同组织的不同手术，所需要的激光(波长)也不尽相同。激光的种类： 目前被应用于临床的激光主要有：脉冲式染料激光、CO2激光、半导体激光、各种掺杂的YAG激光(Nd、Ho、Er)等。 脉冲染料激光机：目前激光染料已达近百种。常用585nm、510nm。585nm常用于治疗葡萄酒色斑等浅表血管瘤。波长为510nm光为绿色可见光，主要治疗体表色素性疾病。 红宝石激光机：红宝石基质中掺入少量的氧化铬，为波长694nm的红光。治疗黑色或黑

3、色素颗粒。脉冲用于治疗多毛症。 翠绿宝石激光机：翠绿宝石晶体，波长755nm，红光。治疗色素性疾病和深色文身。长脉冲治疗脱毛。 C02激光机：波长10600nm的远红外不可见光，最早应用是通过光热作用切割组织，但易出现增生性疤痕。 二氧化碳(CO2)激光是最早应用于医学领域的激光之一。其波长为10 600 nm，几乎能全被生物组织200 pm内的表层吸收。20世纪70年代开始已使用连续的CO。激光进行皮肤表面赘生物的消融和外科手术切割。这种连续的COz激光具有切割和气化功能，在外科切割时的主要优势在于术中有良好的止血作用，它能使管径0.5 mm的血管凝固封闭。由于切割时几乎没有出血，术中视野清

4、晰，这样能相对地缩短手术时间。这种优点对那些凝血功能较差的患者及血管性手术来说具有非常大的意义。但是连续的CO2激光的缺点在于，热量向周围组织传导较多，周围会存在相当厚的热坏死带(可达1 mm)，导致伤口的愈合时间延长。 Nd：YAG激光：掺钕钇铝石榴石：Nd(钕)：发光物质、钇铝晶体(YAG)是基质。输出波长1064nm。的近红外光，连续输出功率高达数百瓦(W)。波长1064nm的光在组织中穿透能力强，可深达35nm。与光导纤维联合使用，用于组织汽化、血管凝固、切割等。相对气体如二氧化碳而言的“固体激光”钇-铝-石榴石(yttrium aluminum garnet，YAG)激光。因为，它是

5、一个晶体被用作辐射介质。石榴石是一种硅化晶体，被用作“种子”在实验室中与两种元素钇和铝结合，产生一种更大的晶体。在晶体形成过程中，其他元素的原子在这一晶体中可被均匀分布。与此同时，又将钕原子添加到晶体中。克服电能很难通过固体被传送的特性，利用钕原子可用连续或脉冲的光能来激发，产生激发辐射。在Nd：YAG晶体的两面反射镜间产生激射，钕容易被激发和产生波长为1064nm的红外光束。由于1064nm的波长接近可见光谱，因此也被称为近红外。与之相比，10600nm波长的二氧化碳激光被称为远红外。Nd：YAG激光束刚好在标准光导纤维传导的范围内。传递的激光能被组织内带色素的物体和蛋白质所吸收。这些激光能

6、几乎完全能穿透水层。这样，钕一钇铝石榴石激光既可用在气一组织界面，也可以用在水一组织界面，此特殊性也不同于二氧化碳激光仅可用在气一组织界面。 由于其特有的特质，故其传导的热能比二氧化碳激光更深，并能用来凝固更深和更大的血管。并且随着能量的增加，能够凝固比二氧化碳激光或氩离子激光更大的血管。二、激光技术产生的生物效应1对蛋白质的影响 蛋白质分子量高，组成与结构十分复杂，维持分子空间构象的次级键(非共价键)键能比较低，因此分子不稳定，很容易受到物理化学因素的影响，破坏其空间构象，使其理化性质发生改变，从而使稳定性降低并失去其生物学功能，这种现象叫做蛋白质变性。高温可使蛋白质分子次级键断裂而变性。一

7、般蛋白质在60以上就开始变性。蛋白质变性对正常组织是有害的，它会引起不可逆变化，使细胞和组织受到破坏。另一方面，热可用于消毒杀菌。2对酶的影响 酶是由活细胞产生的一种具有催化性能的蛋白质。酶的种类很多，催化反应也不一样。在生物体内，新陈代谢过程中，每一步化学反应几乎都是由一定的酶促成的。酶是生物催化剂。酶促反应和一般化学反应一样，随着温度增高反应速度加快。但酶是蛋白质，温度过高可引起酶蛋白变性。在60以上时，酶活性通常下降，在80以上时，酶活性会完全丧失。所以，热作用会产生影响酶活性的效应，使代谢受到影响。3. 对神经细胞的影响 神经细胞对温度变化很敏感，温度稍有变化就会影响它们的正常活动。神

8、经细胞传导速度随体温上升而加快，但体温在40以上时，神经的兴奋下降，传导速度变慢。当中枢神经细胞的温度超过(或低于)正常体温4时，就不能正常工作。 4. 对皮肤的影响 皮肤受到激光的照射后，由于吸收了激光的能量而使被照处温度升高。温度升高到3840时，有温热感觉。4344时，皮下微血管扩张充血，出现热致红斑。4748时，产生热致水疱，即有炎性渗出物潴留在皮内，致使表皮和真皮分离而形成水疱。5560时，产生热致凝固，即受照处很快会凝固坏死。略高于100时，产生热致沸腾，即皮肤组织中的组织液沸腾(水在l00时沸腾)而气化。300400时，产生热致炭化，即皮肤迅速炭化、呈棕黑色。超过530时，产生热

9、致燃烧，即皮肤燃烧，可见火光。730以上时，产生热致气化，即皮肤组织由固体立即变成气体，并以极高的速度从组织射出，而使该处留下一个凹陷。如果激光照射使组织强烈吸收，激光射入深度就很表浅，只使组织表面层受热升温而蒸发，这种现象称为表面效应，如铒激光和CO2激光，它宜用于切割组织、皮肤去皱和气化皮肤表面的较浅的疣、痣和赘生物。反之，如激光照射使组织表面吸收少，它进入组织进行散射，分布到一个较大的体积内，所以称为体积效应。如Nd：YAG就是这样，它适用于进行凝固、止血和治疗大而深的病灶。如将激光聚焦在组织深处时，则深处温升比表层更高。据报道在上层细胞仅出现热凝固坏死的情况下，深层细胞内却因沸腾气化而

10、“爆炸”。三、激光技术在临床的应用激光在肿瘤外科中对减少恶性肿瘤细胞的转移扩散有积极意义；能减少正常组织的损伤，从而减少术后反应，减少并发症；与组织间无机械接触，加上光高温杀菌作用，减少了术后感染机会。Hager和Krasnov应用氩离子连续激光和倍频脉冲钕激光对青光眼行小梁切除均已获成功。巴西的研究人员用激光导入术切开犬的肺动脉瓣，消除动脉阻塞而不干扰循环。Choy报道，在心脏外科手术时，用氨氩离子激光汽化阻塞冠状动脉的血栓，而未损及血管壁。人们设想，可用光纤穿过动脉系统照射阻塞的冠状血管而勿开胸。Sampliner 报道了用Nd: YAG 激光治疗Barrett食管上皮的结果，治疗前予奥美

11、拉唑(40 mg/d)控制食管酸暴露，11 mo后复查发现治疗区域的柱状上皮被鳞状上皮替代，而未治疗的对照区域没有改变.Weston 用Nd: YAG 接触式激光治疗14例HGDBarrett食管和/或早期Barrett食管腺癌. 其中11例(78.6 %)治疗后内镜和组织学证实Barrett组织完全消除; 2例95 %的Barrett组织被消除，残留含杯状细胞的但没有不典型增生的化生柱状上皮; 1例患者的Barrett黏膜消融了75 %，残留LGDBarrett黏膜.甲状腺结节激光消融治疗；甲状腺结节是一类高发疾病，流行病学调查显示，甲状腺结节的发病率为7，以中年女性多见；甲状腺结节病变中约

12、有1的恶变风险。此外甲状腺癌由于恶性度不高，超声影像恶性肿瘤特征不明显，因此具有较高的误诊率。当疾病进展到晚期，已经错过了最佳的治疗时期。对于甲状腺占位的姑息疗法，往往也为患者留下了潜在的致命隐患。目前对于甲状腺结节经行积极的主动治疗已是医疗的共识，以往的治疗方法有：长期服药、手术切除、酒精消融。然而药物治疗在考虑疗效、药物副作用、以及患者的舒适度上，并无可取之处。手术切除可以获得确切的疗效，但手术的较大损伤，及术后瘢痕影像美观，显然也不是最佳选择。介入消融可以获得确切疗效，也是损伤最小的治疗手段；酒精消融相对安全，但需要反复多次治疗，较为麻烦。甲状腺体积较小，甲状腺结节通常是2cm以内的占位

13、，因此，射频和微波在甲状腺结节的消融治疗上也无用武之地。精准的激光消融可安全确切的消融甲状腺结节，同时精准的热场控制又不至损伤过多正常组织及甲状腺附近重要的喉返神经。精准、安全、美观的激光消融必将在甲状腺结节的消融中得到广泛的应用。 高危占位热消融治疗；统计表明在肝脏占位病变中约有25占位属于介入消融治疗的高危结节。高危结节就是靠近重要结构的占位，如位于肝被膜下、肝外生长的、肝门附近的占位等。高危病灶在微波及射频的消融时经常会引发危险的并发症或治疗失败。传统的解决方法是人工腹水，但依然存在很大的风险。激光的精准消融确可在这类高危结节的消融上发挥重要作用。现有的临床经验表明，激光消融在高危结节的热消融治疗上具有疗效确切、并发症少的优势。四、展望随着科技技术的进一步发展，有效利用计算机控