980 nm 半導(dǎo)體激光與鈥激光在中央氣道消融治療中的臨床效果

黃景陶，張仲衛(wèi)，張 濤，吳 迪，王 濤

激光消融可將組織汽化、碳化、凝固及去血管化，具有消融精準(zhǔn)、出血少、操作較簡單、視野清晰、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為最廣泛應(yīng)用的氣道內(nèi)消融技術(shù)[1-3]。鈥激光波長2 140 nm，組織穿透深度0.4 mm，采用0.25～0.35 ms 脈沖，精確可控、熱損傷小，自從1999 年首次報(bào)道應(yīng)用以來[4]，已成為目前中央氣道內(nèi)應(yīng)用的主流激光之一。但鈥激光設(shè)備較昂貴、體積較大、對(duì)電源電流強(qiáng)度有一定要求，經(jīng)濟(jì)性及便利性相對(duì)不足。半導(dǎo)體激光于2011 年首次報(bào)道用于大氣道阻塞的治療，以980 nm 激光為代表的新型半導(dǎo)體激光近年來逐漸用于臨床，在神經(jīng)外科、耳鼻喉科、泌尿外科及口腔科的應(yīng)用較多[5-7]，近年來也逐漸用于中央氣道病變的治療[8-9]，但報(bào)道較少，特別是缺乏其與傳統(tǒng)激光的直接對(duì)比研究，故其在氣道內(nèi)應(yīng)用的性能優(yōu)劣及臨床價(jià)值尚無參照評(píng)價(jià)。CO2激光是最早應(yīng)用于氣管鏡治療的激光[10-11]，但由于缺乏可彎曲光纖，其使用受到很大限制。Kalsi 等[1]于1979 年首次報(bào)道通過可彎曲光纖使用YAG 激光進(jìn)行氣管支氣管內(nèi)消融。此后，Nd-YAG激光逐步成為中央氣道病變治療的主流設(shè)備[2-3,12-13]。此外還有氬離子激光、銩激光、Nd：YAP 激光、KTP激光相繼用于中央氣道內(nèi)的消融治療[2-3,14-15]。本研究選取擬行中央氣道內(nèi)激光消融的患者，分別采用980 nm 半導(dǎo)體激光與傳統(tǒng)鈥激光進(jìn)行治療，通過比較兩組的治療效果，探討980 nm 半導(dǎo)體激光在中央氣道內(nèi)消融治療中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 連續(xù)選取2020 年9 月1 日—2022年9 月30 日在天津市南開醫(yī)院胸外科行氣道內(nèi)激光消融的58 例患者，其中男性39 例，女性19 例，年齡18～81 歲，平均（60.5±12.9）歲。其中良性病變12 例，均為氣管內(nèi)支架或插管后肉芽、瘢痕；惡性腫瘤病變46 例，包括氣管支氣管肺癌37 例、食管癌6例、縱隔腫瘤2 例、喉癌1 例。采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為兩組：980 nm 半導(dǎo)體激光組及鈥激光組，每組29 例。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 1）納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18 歲；胸部CT 顯示中央氣道狹窄>50%；能夠耐受氣道內(nèi)病變消融手術(shù)。2）排除標(biāo)準(zhǔn)：存在嚴(yán)重免疫功能不全或凝血功能障礙患者。3）剔除與退出：①術(shù)中因嚴(yán)重氣道狹窄威脅生命而需用其他方法快速打通氣道者；②試驗(yàn)過程中發(fā)生其他突發(fā)性情況不能繼續(xù)完成消融操作者。本試驗(yàn)方案經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.3 方法

1.3.1 980 nm 半導(dǎo)體激光組 經(jīng)硬質(zhì)氣管鏡插入軟鏡，封閉噴射接口，工作通道加密封帽，激光光纖由軟鏡鉗道插入接近病灶。硬質(zhì)氣管鏡接麻醉機(jī)。供氧濃度30%。980 nm 激光器使用武漢博激世紀(jì)科技有限公司生產(chǎn)的VELAS30B 激光治療儀，使用600 μm 光纖，功率30 W，連續(xù)模式；采用非接觸式消融，按光纖末端指示光位置進(jìn)行消融操作。

1.3.2 鈥激光組 經(jīng)硬質(zhì)氣管鏡插入軟鏡，封閉噴射接口，工作通道加密封帽，激光光纖由軟鏡鉗道插入接近病灶。硬質(zhì)氣管鏡接麻醉機(jī)。供氧濃度30%。鈥激光使用上?？迫鸲骷す饧夹g(shù)有限公司生產(chǎn)的SRM-H3B 激光治療儀，使用600 μm 光纖，2.5焦耳×12 Hz（30 W)。采用非接觸式消融，按光纖末端指示光位置進(jìn)行消融操作。

1.4 數(shù)據(jù)采集及療效評(píng)價(jià) 統(tǒng)計(jì)患者的性別、年齡、原發(fā)疾病種類。按照表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙霧大小、視野亮度可見、出血情況、止血效果、術(shù)后肉芽增生進(jìn)行分級(jí)評(píng)分。對(duì)于有大塊組織切除的病例，體外切取5 mm×5 mm ×5 mm 組織塊進(jìn)行連續(xù)激光消融并記錄時(shí)間，以評(píng)價(jià)消融速率。統(tǒng)計(jì)兩組管腔再通率及癥狀改善率。統(tǒng)計(jì)并比較兩組術(shù)中術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況：術(shù)中大出血、氣道穿孔、氣道內(nèi)著火、術(shù)中低氧及術(shù)后縱隔氣腫、氣胸。

表1 激光消融特性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)采用SSPS 26.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析。采用秩和檢驗(yàn)比較兩組激光消融指標(biāo)評(píng)分，計(jì)量資料以±s 表示，兩組比較采用t檢驗(yàn)，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組煙霧大小、出血、止血效果及肉芽增生評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；鈥激光組的內(nèi)鏡下視野亮度可見性較好，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表2。

表2 兩種激光消融指標(biāo)評(píng)分比較

58 例患者中有大塊組織取出并行消融時(shí)間測量者23 例，其中980 nm 半導(dǎo)體激光組11 例，鈥激光組12 例。980 nm 半導(dǎo)體激光組消融時(shí)間46～85（66.7±13.6）s，鈥激光組50～88（71.8±11.9）s，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.950，P=0.621）。兩組管腔再通率及癥狀改善率均為100%。所有患者術(shù)后隨訪4～27 個(gè)月。創(chuàng)面肉芽增生情況無顯著差異。術(shù)中及術(shù)后僅1 例使用980 nm 激光術(shù)中出現(xiàn)氣道著火，全部病例無大出血、穿孔、低氧及術(shù)后縱隔氣腫發(fā)生。

3 討論

激光的波長、脈沖、功率等參數(shù)決定了激光在組織中的治療特性，其中激光的波長決定了其核心特性。由于人體組織含水量約為75%～90%，因此水對(duì)激光的吸收決定了激光的作用深度。激光在水中的吸收系數(shù)大體呈現(xiàn)隨波長升高的趨勢，故一般較長的激光消融深度較淺。為避免激光熱傳導(dǎo)對(duì)周圍組織的損傷，部分激光使用脈沖形式，如脈沖時(shí)間小于熱傳導(dǎo)時(shí)間能明顯減小激光對(duì)周圍組織的損傷，從而減小空腔臟器穿孔等風(fēng)險(xiǎn)。雖然理論上各種激光性能不同，但不同激光在實(shí)踐中的應(yīng)用特性尚無直接比較的研究。本研究旨在對(duì)比研究鈥激光與980 nm 半導(dǎo)體激光在中央氣道內(nèi)的臨床應(yīng)用效果，從而指導(dǎo)兩種激光的選擇和應(yīng)用。

激光消融產(chǎn)生的煙霧及視野過亮是影響手術(shù)操作的重要因素。本研究中，兩組均產(chǎn)生少量煙霧，在間斷使用支氣管鏡吸引的情況下，均不會(huì)影響操作。在鏡下亮度方面，980 nm 激光會(huì)產(chǎn)生明顯的視野過亮而影響消融操作，本研究采用間斷發(fā)射激光、間歇期觀察創(chuàng)面并調(diào)整光纖照射位置的方法，能夠克服視野過亮的問題。而在本研究入組病例以外，筆者使用其他品牌的支氣管鏡，未出現(xiàn)視野過亮的情況，考慮與內(nèi)鏡圖像處理技術(shù)有關(guān)。

出血和止血性能是氣管鏡消融治療的重要指標(biāo)，顯著影響消融操作的安全性和便利性。本研究在出血和止血方面，兩組未出現(xiàn)明顯差異。雖然在理論上980 nm 激光的血紅蛋白吸收更好且穿透深度更深，但實(shí)際比較未發(fā)現(xiàn)兩種激光在出血及止血方面的差異。

肉芽增生是中央氣道消融術(shù)后的主要并發(fā)癥之一，可導(dǎo)致氣道再狹窄，顯著影響預(yù)后。在肉芽增生方面，兩組術(shù)后均未觀察到明顯的肉芽增生。在對(duì)大氣道惡性腫瘤消融的過程中，可能面臨的問題是惡性腫瘤復(fù)發(fā)而非良性肉芽增生，且消融后的病灶往往還需要置入支架，消融創(chuàng)面被支架覆蓋而免受瘢痕增生影響；而良性肉芽瘢痕多由氣管內(nèi)支架邊緣摩擦產(chǎn)生，去除支架后大多不再有肉芽增生，因此無論是良性還是惡性病變的消融，均無需干預(yù)肉芽增生。這一結(jié)果說明在實(shí)際應(yīng)用層面，激光導(dǎo)致肉芽增生的問題在中央氣道內(nèi)消融治療中的意義不大。

消融效率方面，兩組均使用30 W 功率，兩組消融等體積組織所需時(shí)間未見差異，說明兩種激光的消融效率大致相同。兩組管腔再通及癥狀改善率均為100%，說明兩組均有較好的短期療效，且兩種激光基本相當(dāng)。

安全性方面，文獻(xiàn)報(bào)道的并發(fā)癥包括空氣栓塞、器官穿孔、出血、氣道著火、低氧及氣胸等[16-18]。本研究中僅1 例采用980 nm 激光消融的患者出現(xiàn)氣道內(nèi)著火，為術(shù)中疏忽未降低氧氣濃度導(dǎo)致。在供氧濃度30%的所有患者中，未出現(xiàn)著火情況。說明只要保證低供氧濃度，氣道內(nèi)著火風(fēng)險(xiǎn)不大。激光治療的熱量會(huì)被周圍組織吸收，并在治療后48～96 h 形成細(xì)胞壞死[3]。本研究中兩組均無大出血、穿孔及縱隔氣腫等深部熱損傷并發(fā)癥發(fā)生，說明雖然兩種激光波長及脈沖形式不同，理論上熱傳導(dǎo)深度不同，但在實(shí)際應(yīng)用中深部熱損傷安全性均良好。但在實(shí)際操作中，為避免局部溫度過高，減少著火及深部熱損傷發(fā)生率，應(yīng)注意避免長時(shí)間連續(xù)激光照射，可間斷噴水降溫，以及在調(diào)整光纖位置過程中適當(dāng)增加激光照射間隔。

半導(dǎo)體激光的光電轉(zhuǎn)換率較高，因此功率消耗和產(chǎn)熱極少，使用冷風(fēng)冷卻，設(shè)備體積及重量顯著小于鈥激光設(shè)備，便于手術(shù)空間安排；可使用普通電源，不需要特殊改造的大電流電源，便于在任意需要的場所使用；機(jī)器內(nèi)無高壓電，使用壽命長；設(shè)備價(jià)格大大低于鈥激光，治療成本也大大降低。

綜上所述，980 nm 半導(dǎo)體激光在操作便利性、消融效率、止血效能、近期療效及安全性方面大致與鈥激光相當(dāng)。而作為新型半導(dǎo)體激光，其具有設(shè)備體積小、經(jīng)濟(jì)性好、對(duì)電源無特殊要求等優(yōu)點(diǎn)，可作為鈥激光的良好替代選擇。