經(jīng)皮激光微創(chuàng)治療技術(shù)及應(yīng)用綜述

1、經(jīng)皮激光微創(chuàng)治療技術(shù)及應(yīng)用綜述激光技術(shù)的出現(xiàn)至今已有幾十年的歷史，隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光治療技術(shù)將逐漸形成一門嶄新的學(xué)科激光醫(yī)學(xué)。激光對(duì)組織的破壞分為五個(gè)階段：首先是通過(guò)激光的高溫作用使組織細(xì)胞的蛋白質(zhì)變性；繼而出現(xiàn)凝固性環(huán)死；組織細(xì)胞液化；大量水分蒸發(fā)汽化；而后組織碳化呈棕黑色。 細(xì)胞的這種變性一凝固一液化一汽化一碳化過(guò)程，只是在瞬間完成。激光技術(shù)經(jīng)過(guò)研發(fā)者多年的潛心研究及臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)， 激光手術(shù)具有許多其它方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，其中包括：（1）對(duì)周圍正常組織損傷小，術(shù)后反應(yīng)輕，傷口愈合快，疤痕也小。（2）止血效果好，止血時(shí)間是電刀的十四分之一，止血效果是電刀的24倍。因此，可望達(dá)到術(shù)中

2、極少出血甚至無(wú)血手術(shù)。手術(shù)野無(wú)滲血且清晰可辨，還可大大縮短手術(shù)時(shí)間。（3）激光可用光纖傳輸，可與各種內(nèi)窺鏡或穿刺針聯(lián)合使用。（4）激光手術(shù)對(duì)術(shù)中的各種監(jiān)護(hù)儀器無(wú)干擾，對(duì)不同組織的不同手術(shù)，所需要的激光(波長(zhǎng))也不盡相同。激光的種類： 目前被應(yīng)用于臨床的激光主要有：脈沖式染料激光、CO2激光、半導(dǎo)體激光、各種摻雜的YAG激光(Nd、Ho、Er)等。 脈沖染料激光機(jī)：目前激光染料已達(dá)近百種。常用585nm、510nm。585nm常用于治療葡萄酒色斑等淺表血管瘤。波長(zhǎng)為510nm光為綠色可見(jiàn)光，主要治療體表色素性疾病。 紅寶石激光機(jī)：紅寶石基質(zhì)中摻入少量的氧化鉻，為波長(zhǎng)694nm的紅光。治療黑色或黑

3、色素顆粒。脈沖用于治療多毛癥。 翠綠寶石激光機(jī)：翠綠寶石晶體，波長(zhǎng)755nm，紅光。治療色素性疾病和深色文身。長(zhǎng)脈沖治療脫毛。 C02激光機(jī)：波長(zhǎng)10600nm的遠(yuǎn)紅外不可見(jiàn)光，最早應(yīng)用是通過(guò)光熱作用切割組織，但易出現(xiàn)增生性疤痕。 二氧化碳(CO2)激光是最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的激光之一。其波長(zhǎng)為10 600 nm，幾乎能全被生物組織200 pm內(nèi)的表層吸收。20世紀(jì)70年代開始已使用連續(xù)的CO。激光進(jìn)行皮膚表面贅生物的消融和外科手術(shù)切割。這種連續(xù)的COz激光具有切割和氣化功能，在外科切割時(shí)的主要優(yōu)勢(shì)在于術(shù)中有良好的止血作用，它能使管徑0.5 mm的血管凝固封閉。由于切割時(shí)幾乎沒(méi)有出血，術(shù)中視野清

4、晰，這樣能相對(duì)地縮短手術(shù)時(shí)間。這種優(yōu)點(diǎn)對(duì)那些凝血功能較差的患者及血管性手術(shù)來(lái)說(shuō)具有非常大的意義。但是連續(xù)的CO2激光的缺點(diǎn)在于，熱量向周圍組織傳導(dǎo)較多，周圍會(huì)存在相當(dāng)厚的熱壞死帶(可達(dá)1 mm)，導(dǎo)致傷口的愈合時(shí)間延長(zhǎng)。 Nd：YAG激光：摻釹釔鋁石榴石：Nd(釹)：發(fā)光物質(zhì)、釔鋁晶體(YAG)是基質(zhì)。輸出波長(zhǎng)1064nm。的近紅外光，連續(xù)輸出功率高達(dá)數(shù)百瓦(W)。波長(zhǎng)1064nm的光在組織中穿透能力強(qiáng)，可深達(dá)35nm。與光導(dǎo)纖維聯(lián)合使用，用于組織汽化、血管凝固、切割等。相對(duì)氣體如二氧化碳而言的“固體激光”釔-鋁-石榴石(yttrium aluminum garnet，YAG)激光。因?yàn)椋?/p>

5、一個(gè)晶體被用作輻射介質(zhì)。石榴石是一種硅化晶體，被用作“種子”在實(shí)驗(yàn)室中與兩種元素釔和鋁結(jié)合，產(chǎn)生一種更大的晶體。在晶體形成過(guò)程中，其他元素的原子在這一晶體中可被均勻分布。與此同時(shí)，又將釹原子添加到晶體中。克服電能很難通過(guò)固體被傳送的特性，利用釹原子可用連續(xù)或脈沖的光能來(lái)激發(fā)，產(chǎn)生激發(fā)輻射。在Nd：YAG晶體的兩面反射鏡間產(chǎn)生激射，釹容易被激發(fā)和產(chǎn)生波長(zhǎng)為1064nm的紅外光束。由于1064nm的波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光譜，因此也被稱為近紅外。與之相比，10600nm波長(zhǎng)的二氧化碳激光被稱為遠(yuǎn)紅外。Nd：YAG激光束剛好在標(biāo)準(zhǔn)光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)的范圍內(nèi)。傳遞的激光能被組織內(nèi)帶色素的物體和蛋白質(zhì)所吸收。這些激光能

6、幾乎完全能穿透水層。這樣，釹一釔鋁石榴石激光既可用在氣一組織界面，也可以用在水一組織界面，此特殊性也不同于二氧化碳激光僅可用在氣一組織界面。 由于其特有的特質(zhì)，故其傳導(dǎo)的熱能比二氧化碳激光更深，并能用來(lái)凝固更深和更大的血管。并且隨著能量的增加，能夠凝固比二氧化碳激光或氬離子激光更大的血管。二、激光技術(shù)產(chǎn)生的生物效應(yīng)1對(duì)蛋白質(zhì)的影響 蛋白質(zhì)分子量高，組成與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，維持分子空間構(gòu)象的次級(jí)鍵(非共價(jià)鍵)鍵能比較低，因此分子不穩(wěn)定，很容易受到物理化學(xué)因素的影響，破壞其空間構(gòu)象，使其理化性質(zhì)發(fā)生改變，從而使穩(wěn)定性降低并失去其生物學(xué)功能，這種現(xiàn)象叫做蛋白質(zhì)變性。高溫可使蛋白質(zhì)分子次級(jí)鍵斷裂而變性。一

7、般蛋白質(zhì)在60以上就開始變性。蛋白質(zhì)變性對(duì)正常組織是有害的，它會(huì)引起不可逆變化，使細(xì)胞和組織受到破壞。另一方面，熱可用于消毒殺菌。2對(duì)酶的影響 酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的一種具有催化性能的蛋白質(zhì)。酶的種類很多，催化反應(yīng)也不一樣。在生物體內(nèi)，新陳代謝過(guò)程中，每一步化學(xué)反應(yīng)幾乎都是由一定的酶促成的。酶是生物催化劑。酶促反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)一樣，隨著溫度增高反應(yīng)速度加快。但酶是蛋白質(zhì)，溫度過(guò)高可引起酶蛋白變性。在60以上時(shí)，酶活性通常下降，在80以上時(shí)，酶活性會(huì)完全喪失。所以，熱作用會(huì)產(chǎn)生影響酶活性的效應(yīng)，使代謝受到影響。3. 對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的影響 神經(jīng)細(xì)胞對(duì)溫度變化很敏感，溫度稍有變化就會(huì)影響它們的正常活動(dòng)。神

8、經(jīng)細(xì)胞傳導(dǎo)速度隨體溫上升而加快，但體溫在40以上時(shí)，神經(jīng)的興奮下降，傳導(dǎo)速度變慢。當(dāng)中樞神經(jīng)細(xì)胞的溫度超過(guò)(或低于)正常體溫4時(shí)，就不能正常工作。 4. 對(duì)皮膚的影響 皮膚受到激光的照射后，由于吸收了激光的能量而使被照處溫度升高。溫度升高到3840時(shí)，有溫?zé)岣杏X(jué)。4344時(shí)，皮下微血管擴(kuò)張充血，出現(xiàn)熱致紅斑。4748時(shí)，產(chǎn)生熱致水皰，即有炎性滲出物潴留在皮內(nèi)，致使表皮和真皮分離而形成水皰。5560時(shí)，產(chǎn)生熱致凝固，即受照處很快會(huì)凝固壞死。略高于100時(shí)，產(chǎn)生熱致沸騰，即皮膚組織中的組織液沸騰(水在l00時(shí)沸騰)而氣化。300400時(shí)，產(chǎn)生熱致炭化，即皮膚迅速炭化、呈棕黑色。超過(guò)530時(shí)，產(chǎn)生熱

9、致燃燒，即皮膚燃燒，可見(jiàn)火光。730以上時(shí)，產(chǎn)生熱致氣化，即皮膚組織由固體立即變成氣體，并以極高的速度從組織射出，而使該處留下一個(gè)凹陷。如果激光照射使組織強(qiáng)烈吸收，激光射入深度就很表淺，只使組織表面層受熱升溫而蒸發(fā)，這種現(xiàn)象稱為表面效應(yīng)，如鉺激光和CO2激光，它宜用于切割組織、皮膚去皺和氣化皮膚表面的較淺的疣、痣和贅生物。反之，如激光照射使組織表面吸收少，它進(jìn)入組織進(jìn)行散射，分布到一個(gè)較大的體積內(nèi)，所以稱為體積效應(yīng)。如Nd：YAG就是這樣，它適用于進(jìn)行凝固、止血和治療大而深的病灶。如將激光聚焦在組織深處時(shí)，則深處溫升比表層更高。據(jù)報(bào)道在上層細(xì)胞僅出現(xiàn)熱凝固壞死的情況下，深層細(xì)胞內(nèi)卻因沸騰氣化而

10、“爆炸”。三、激光技術(shù)在臨床的應(yīng)用激光在腫瘤外科中對(duì)減少惡性腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散有積極意義；能減少正常組織的損傷，從而減少術(shù)后反應(yīng)，減少并發(fā)癥；與組織間無(wú)機(jī)械接觸，加上光高溫殺菌作用，減少了術(shù)后感染機(jī)會(huì)。Hager和Krasnov應(yīng)用氬離子連續(xù)激光和倍頻脈沖釹激光對(duì)青光眼行小梁切除均已獲成功。巴西的研究人員用激光導(dǎo)入術(shù)切開犬的肺動(dòng)脈瓣，消除動(dòng)脈阻塞而不干擾循環(huán)。Choy報(bào)道，在心臟外科手術(shù)時(shí)，用氨氬離子激光汽化阻塞冠狀動(dòng)脈的血栓，而未損及血管壁。人們?cè)O(shè)想，可用光纖穿過(guò)動(dòng)脈系統(tǒng)照射阻塞的冠狀血管而勿開胸。Sampliner 報(bào)道了用Nd: YAG 激光治療Barrett食管上皮的結(jié)果，治療前予奧美

11、拉唑(40 mg/d)控制食管酸暴露，11 mo后復(fù)查發(fā)現(xiàn)治療區(qū)域的柱狀上皮被鱗狀上皮替代，而未治療的對(duì)照區(qū)域沒(méi)有改變.Weston 用Nd: YAG 接觸式激光治療14例HGDBarrett食管和/或早期Barrett食管腺癌. 其中11例(78.6 %)治療后內(nèi)鏡和組織學(xué)證實(shí)Barrett組織完全消除; 2例95 %的Barrett組織被消除，殘留含杯狀細(xì)胞的但沒(méi)有不典型增生的化生柱狀上皮; 1例患者的Barrett黏膜消融了75 %，殘留LGDBarrett黏膜.甲狀腺結(jié)節(jié)激光消融治療；甲狀腺結(jié)節(jié)是一類高發(fā)疾病，流行病學(xué)調(diào)查顯示，甲狀腺結(jié)節(jié)的發(fā)病率為7，以中年女性多見(jiàn)；甲狀腺結(jié)節(jié)病變中約

12、有1的惡變風(fēng)險(xiǎn)。此外甲狀腺癌由于惡性度不高，超聲影像惡性腫瘤特征不明顯，因此具有較高的誤診率。當(dāng)疾病進(jìn)展到晚期，已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了最佳的治療時(shí)期。對(duì)于甲狀腺占位的姑息療法，往往也為患者留下了潛在的致命隱患。目前對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)經(jīng)行積極的主動(dòng)治療已是醫(yī)療的共識(shí)，以往的治療方法有：長(zhǎng)期服藥、手術(shù)切除、酒精消融。然而藥物治療在考慮療效、藥物副作用、以及患者的舒適度上，并無(wú)可取之處。手術(shù)切除可以獲得確切的療效，但手術(shù)的較大損傷，及術(shù)后瘢痕影像美觀，顯然也不是最佳選擇。介入消融可以獲得確切療效，也是損傷最小的治療手段；酒精消融相對(duì)安全，但需要反復(fù)多次治療，較為麻煩。甲狀腺體積較小，甲狀腺結(jié)節(jié)通常是2cm以內(nèi)的占位

13、，因此，射頻和微波在甲狀腺結(jié)節(jié)的消融治療上也無(wú)用武之地。精準(zhǔn)的激光消融可安全確切的消融甲狀腺結(jié)節(jié)，同時(shí)精準(zhǔn)的熱場(chǎng)控制又不至損傷過(guò)多正常組織及甲狀腺附近重要的喉返神經(jīng)。精準(zhǔn)、安全、美觀的激光消融必將在甲狀腺結(jié)節(jié)的消融中得到廣泛的應(yīng)用。 高危占位熱消融治療；統(tǒng)計(jì)表明在肝臟占位病變中約有25占位屬于介入消融治療的高危結(jié)節(jié)。高危結(jié)節(jié)就是靠近重要結(jié)構(gòu)的占位，如位于肝被膜下、肝外生長(zhǎng)的、肝門附近的占位等。高危病灶在微波及射頻的消融時(shí)經(jīng)常會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)的并發(fā)癥或治療失敗。傳統(tǒng)的解決方法是人工腹水，但依然存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。激光的精準(zhǔn)消融確可在這類高危結(jié)節(jié)的消融上發(fā)揮重要作用。現(xiàn)有的臨床經(jīng)驗(yàn)表明，激光消融在高危結(jié)節(jié)的熱消融治療上具有療效確切、并發(fā)癥少的優(yōu)勢(shì)。四、展望隨著科技技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，有效利用計(jì)算機(jī)控