醫用激光在微創泌尿外科手術的應用范文

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[摘要]以鈥激光為代表的醫用激光在泌尿外科手術中的應用已有近30年,為了適應不斷擴展的手術領域,激光的種類也不斷變化。目前,開發出了如綠激光、銩激光、二極管激光等不同技術。醫用激光在泌尿外科手術中的應用也從最開始的尿路碎石,發展到如今上尿路上皮、膀胱腫瘤切除、治療良性前列腺增生等各種領域。本文就激光在泌尿外科的臨床應用作一綜述。

[關鍵詞]激光;泌尿外科;臨床應用

激光技術自誕生起,就迅速而深刻地影響了眼科、皮膚科等領域的醫療實踐。而在泌尿外科領域,由于腔內泌尿外科和微創泌尿外科發展的需要,激光技術也因其安全、高效的特性受到越來越多的關注。目前,激光碎石術是泌尿系結石治療的標準方法之一。激光前列腺剜除術也正在積累越來越多的臨床證據,有成為良性前列腺增生(BPH)標準治療方法的趨勢。而激光輔助的腎部分切除術、激光膀胱腫瘤切除、激光尿道狹窄切開等激光手術的創新性臨床應用也獲得了越來越多的探索和報道。本文就激光手術在泌尿外科中的發展現狀和未來趨勢作一綜述。

1醫用激光的物理基礎

臨床上使用的醫用激光種類繁多,主要包括鈥激光(Holmium:YAGlaser)、綠激光(GreenLightlaser)、銩激光(Thulium:YAGlaser)等。激光與組織相互作用的生物效應主要有3種:光熱效應、光機械效應和光化學效應。組織消融、切割、止血等主要利用激光的光熱效應,碎石則主要利用激光脈沖發射產生的光機械效應,而光動力療法(pho-todynamictherapy)等則是利用激光的光化學效應。激光生物效應的強弱主要由兩方面決定:光束能量的強弱和相應吸收遞質的吸收系數。目前泌尿外科利用的主流激光中大部分是以水為吸收遞質,比如鈥激光、銩激光等,并且由于組織中大部分是水,使得激光對組織的穿透作用短、損傷小,對勃起神經的保護也有幫助;而綠激光則是以血紅蛋白為吸收遞質〔1〕,所以被水吸收的量極少,熱傳導在組織間不明顯,并且能在汽化的組織上形成1~2mm的凝固層,可以起到封閉血管、止血作用,有效避免術后組織水腫、壞死的出現。而目前臨床應用的激光也具有多個功率的工作頻道,如綠激光,目前較為常用的是功率為80W的磷酸氧鈦鉀(po-tassiumtitanylphosphate,KTP)激光,也有120W的三硼酸鋰(lithiumtri-borate,LBO)激光以及180W的XPS高功率綠激光系統。理論上高功率既能實現良好的止血功能,又具有一般低功率不具備的汽化切割效率〔2〕。同時,由于激光并沒有電場效應,所以可以使用生理鹽水為沖洗液,避免甘露醇作為沖洗液過多進入體液引起的機體低滲,大大降低經尿道電切綜合征(TURS)的發生率,進一步保證手術的安全性〔3〕。目前常用的激光大都可被軟光纖傳輸,減少硬鏡對尿道造成的損傷,也可以減少腔內治療的視野盲區,并且采用的光纖是可反復使用、價格便宜的石英光纖,儀器設備也便于維護,使得手術成本大大降低〔4〕。除去前文提到的激光種類外,臨床常用的激光還有雙頻雙脈沖激光(frequcncy-doubled-doublcpulscNd:YAGlaser,FREDDYlaser)、二極管激光(Diodelaser)及鉺激光(Erbium:YAGla-ser)。FREDDY激光是由不可見紅外光以及綠光共同構成的,當激光打在組織表面時頻率較高的綠光首先被吸收,形成等離子體,隨后再吸收頻率較低的不可見紅外光后發生崩裂,產生沖擊波碎石〔5〕,但在切割的精準度和對周圍組織的副損傷方面上稍為遜色。二極管激光與KTP激光一樣具有更好的止血效果,并且前者的組織消融性甚至要優于KTP激光〔6〕。在常用的結石碎石領域的應用外,激光還可以運用在泌尿系腫瘤切除、治療BPH等其他方面。

2激光手術在泌尿外科中的主要應用

2.1激光碎石術激光碎石術是泌尿外科領域應用最早也是目前應用最成功的激光手術,其中對鈥激光的應用研究最為完備。相比于體外沖擊波碎石而言,基于鈥激光的輸尿管鏡碎石術具有結石清除率更高、再次手術率更低、術后患者報告結局(patient-reportedoutcomes,PROs)更好的優點。該技術發展已較為成熟,有學者已經在探索鈥激光經輸尿管鏡碎石的最佳頻率及能量方案。體外模型結果顯示,低頻、較長時間的脈沖(2J/5Hz)是較為優秀的方案,其優點是減少了激光纖維尖端老化和石頭的回漂〔7〕。而對于需要行經皮腎鏡碎石術(PCNL)的腎結石,激光碎石也因其較快的碎石速度和較低的并發癥發生率,逐步成為首選術式。目前,小通道PCNL、微小通道PCNL甚至超微小通道PCNL等新概念層出不窮,這必然使只通過纖細光纖傳導能量的激光技術在PCNL術中應用更具有優勢〔8〕。

2.2激光BPH手術對于需要手術治療的BPH,以往主流的方法是經尿道前列腺電切術(TURP),然而TURS和術中出血通常是TURP常見并發癥,激光則以其良好止血效果可以減少這些術后并發癥的發生,使正在進行抗凝和抗血小板藥物治療的患者也可以較為放心地行手術治療。其中證據最充分、效果最優越的是鈥激光前列腺剜除術(holmiumlaserenu-cleationoftheprostate,HoLEP)。有Meta分析顯示,HoLEP治療BPH臨床效果優越,其最大尿流率(Qmax)改善、排空后殘余尿量(PVR)降低、國際前列腺癥狀評分(IPSS)改善均優于傳統TURP,并且前者輸血率降低、尿管留置時間和住院時間變短。同時,有長期隨訪結果顯示HoLEP對前列腺的切除更徹底,其5年內再手術率明顯低于TURP〔9〕。正因為HoLEP具備了替代TURP的諸多優勢,近年來HoLEP已經表現出成為BPH標準術式的潛力〔10〕。此外也嘗試著進行其他類型激光的BPH手術,其中比較成熟的是經尿道前列腺光選擇性汽化術(photoselectivevaporizationoftheprostate,PVP)。一項對66例患者分組行綠激光PVP和傳統TURP隨訪到術后8周的前瞻性隨機試驗結果顯示,2種手術在Qmax、IPSS、生活質量評分(QOL)方面比較差異無統計學意義;與HoLEP類似,行PVP在術后尿管滯留時間、術后出血并發癥、輸血率方面都要優于傳統TURP〔11〕;而使用二極管激光也有類似的結果,與TURP相比術后并發癥發生率差異無統計學意義〔12〕。2017年,Saredi等〔13〕報道了一種新的整塊法銩激光前列腺剜除術(En-blocThuLEP),結果顯示與經典ThuLEP手術相比,新技術可以更容易地切除前列腺,縮短手術時間并減少所需能量。Pirola等〔14〕比較了HoLEP與ThuLEP術后患者功能狀況,術后12個月隨訪顯示兩組患者的IPSS評分和QOL評分顯著降低,Qmax也明顯降低。HoLEP組術后1年前列腺特異性抗原(PSA)中位數下降2.1ng/ml(52.83%),ThuLEP組下降1.75ng/ml(47.85%)。兩組均能有效和安全的緩解患者下尿路癥狀,臨床比較差異無統計學意義。

2.3激光輔助的腎部分切除術當前的腎部分切除術中腎門阻斷是腫瘤切割過程中獲得無血手術視野的必要條件。但腎門阻斷不僅造成殘留腎臟組織的缺血性損害及術后的腎功能恢復障礙,也因給腫瘤切除造成了時間限制而增加了手術復雜性。激光因為結合了組織切割和止血的雙重功能,因此被嘗試作為一種可以實現零缺血腎部分切除術的方法〔15〕。激光在腎部分切除手術中的應用雖然有一定優勢,但也存在一些問題。最新的一項動物實驗研究報道,對比了30只豬經KTP激光經腹腔鏡腎部分切除術(KTP-LPN)及傳統阻斷方式的術后,結果顯示在KTP激光組中2只豬因術后第1周尿瘺死亡;在傳統阻斷組中1只豬因心肌梗死死亡,另1只因惡性高熱而死亡;KTP激光組術后6周血紅蛋白和紅細胞壓積恢復較低,并且術后24h腎功能較差,3、6周后恢復;兩組手術邊緣差異無統計學意義,尸檢無差異〔16〕。這說明了KTP-LPN在動物模型中基本是安全可行的,但是有潛在的腎毒性等問題。Knezevic等〔17〕報道17例患者使用二極管激光行腹腔鏡腎部分切除術的研究顯示,17例患者中僅有2例患者無需夾閉腎動脈,1例是因為腫物為2cm的外生型小腫瘤,另1例雖然沒有夾閉腎動脈但由于術中產生的大量煙霧導致激光切除過程持續了40min,遠遠大于夾閉腎動脈的切除過程(平均15min)。Khoder等〔18〕研究顯示術中由于創面凝血效果不理想,需要對腎實質血管進行縫合。這些研究顯示了激光腎部分切除手術對較大的血管凝血效果不理想,另受腫瘤形態、大小以及術中煙霧對手術視野的限制。vonRundstedt等〔19〕在實際手術前使用3D打印技術打印出患者特異性腎模型進行術前規劃和手術排練,結果顯示模擬手術和實際術中切除所用時間及切除腫瘤體積差異無統計學意義,表明使用3D打印術對腎部分切除手術有一定的指導意義,借此方式或許能在一定程度上解決此類問題。

2.4經尿道激光膀胱腫瘤切除術目前對非肌層浸潤性膀胱癌(NMIBC)的金標準是經尿道膀胱腫瘤切除術(TURBT),膀胱灌注化療或免疫治療也是常用的輔助治療措施。然而,當病變位于膀胱外側壁或輸尿管口周圍時,使用電刀的傳統TURBT手術最佳切割深度便難以掌握,再加上可能會出現的閉孔神經反射(ONR),術中存在發生出血、膀胱穿孔和腎積水等并發癥的風險〔20〕。激光手術由于不產生電場,沒有電流的刺激,閉孔神經反射的發生率大大下降。再者,激光手術在治療服用抗凝血藥物的老年患者效果也較好。一項前瞻性非隨機對照研究顯示,158例患者分別行LBO激光全膀胱切除術或TURBT,激光手術組較TURBT組平均手術時間更短[(21.46±10.42)minvs.(27.47±15.30)min],血紅蛋白減少程度降低[(0.87±0.28)g/mlvs.(1±0.33)g/ml];在TURBT組中觀察到9例患者出現閉孔神經反射,2例患者發生膀胱穿孔,而LBO激光組中并未出現閉孔神經反射和膀胱穿孔;TURBT組有3例出現尿道狹窄,LBO激光組僅有1例出現尿道狹窄;隨訪36個月兩組無復發生存率差異無統計學意義〔21〕。除了用于切除膀胱腫物,也有研究報道采用機器人輔助綠激光膀胱憩室切除術,患者術后6個月PVR60ml,尿流量滿意〔22〕。不過目前激光切除膀胱腫物是否是更安全高效的方法仍有待更大的多中心前瞻性研究以及更長期隨訪臨床證據的支持〔20〕。

2.5激光在尿道狹窄、輸尿管狹窄和腎盂輸尿管連接處狹窄(UPJO)等的應用泌尿系腔道的良性狹窄臨床常見,但因復發率高而令臨床手術效果大打折扣。這類疾病通常可以通過冷刀、電刀或激光切開的方法治療。冷刀安全有效,但有時會出現大量出血,且冷刀切割復發率較高;電刀由于熱損傷過大易致復發而被基本摒棄;激光同時具備切割和止血功能,穿透能力弱、對周圍組織熱損傷小,因此理論上可成為理想的治療手段。事實上利用激光進行腔內狹窄切開已經是臨床較為普遍的做法,并獲得權威指南的推薦〔23〕。Liu等〔24〕對190例行鈥激光內尿道切開術的回顧性研究顯示,術后6個月,平均Qmax顯著增加,平均IPSS評分顯著降低,平均QOL評分顯著改善;除23例有可控陰囊和陰莖水腫外,無明顯的術中并發癥發生;隨訪6~36個月均無復發。目前,激光在治療尿道狹窄的研究中仍然缺乏大樣本、長時間的前瞻性研究來進一步說明其臨床應用的有效性及安全性。新生兒也是尿路畸形等問題的受眾人群,激光也被證實在患兒身上使用也同樣安全有效。Ilic等〔25〕分析了該院收治的膨出進膀胱的輸尿管囊腫2種手術方法的療效,12例(平均年齡9.8d)激光穿刺(Laser-puncture,LP)組和20例電切術(Elec-trosurgery-incision,ES)組(平均年齡10.2d)的結果比較顯示:LP組僅有1例患者需要再治療,ES組有4例患者需要再次手術;兩組全麻平均時間及住院時間比較差異無統計學意義;LP組無并發癥發生,ES組出現2例腎盂腎炎;1個月后LP組和ES組分別有1例和2例患者的超聲檢查出現梗阻;3個月后兩組患者均未發現梗阻;6個月后,LP組輸尿管囊腫后膀胱輸尿管反流1例,ES組術后有13例。結果表明內鏡下激光穿刺手術治療新生兒輸尿管囊腫臨床效果更好。

3激光手術促進泌尿外科手術朝著更微創的方向發展

隨著激光手術的優勢逐漸顯現,越來越多的泌尿外科醫師開始利用激光手術進行一些更微創、更有利于患者的治療嘗試。Garg等〔26〕對46例膀胱結石患者行局麻下鈥激光碎石術并獲得良好的治療效果,這對于全麻風險較高的患者是一種福音。Cano-Garcia等〔27〕則嘗試在門診局麻條件下利用鈥激光切除復發性低級別淺表性膀胱癌,亦獲得了良好的治療效果。國內楊國勝教授團隊則創新性地應用綠激光進行經尿道前射式膀胱擴大術來治療膀胱攣縮,綠激光能夠更精確地切割逼尿肌,減少膀胱穿孔概率,具有手術創傷更小、出血量更少等優勢〔28〕。而我院泌尿外科也積累了近10例通過輸尿管鏡進行銩激光輸尿管腫瘤切除術的經驗,中短期隨訪結果良好,這類手術對于治療有半尿路手術禁忌證、孤立腎或終末期腎臟病的患者具有重要意義。

4總結

激光技術本質是一種高效的能量發生系統,其主要優勢是結合了切割、止血、汽化等多種功能,并通過光纖傳導,有利于深入泌尿系腔道發揮作用。激光技術的創新性應用有賴于泌尿外科醫生對激光技術優勢的把握,其原本治療費用高的劣勢也因技術進步和極低的再次手術率而逐漸消失。目前,鈥激光在泌尿外科領域應用中最受歡迎,因其臨床使用經驗長、各類臨床證據充分,而且鈥激光功能多樣,適用疾病多,因此性價比高;而綠激光、銩激光等對特定疾病具有較鈥激光更強的優勢,代表了手術發展精益求精的方向。激光手術已經顯著推動了腔內泌尿外科的發展,減少了患者的手術創傷,提高了高危患者的手術成功率,但臨床上仍存在很多問題有待我們去解決,如FREDDY激光對于某些成分的結石的碎石效率、鉺激光合適的纖維材料問題以及腎部分切除術等仍存在若干限制和缺乏足夠多的臨床試驗證據證明其優越性;而現階段對于激光術后大樣本、長期隨訪的相關研究仍有所欠缺;還有很多研究由于知情同意等問題缺乏隨機對照研究來進一步證明激光治療的有效性、安全性等優點。目前激光手術仍憑借其優越的物理特性及術中安全性等優勢推動了一部分常規住院全麻泌尿外科手術變為門診局麻手術,這可能成為新的趨勢。未來,激光和光纖技術的持續進展將會讓激光手術變得更安全便捷和精確可控。

作者：敖天讓1；文進1；紀志剛1；董德鑫1；成向明1