劉國雄,徐曉峰，姜大力，喬西民，賀大林

(1.咸陽市中心醫(yī)院泌尿外科，陜西咸陽 712000；2.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿外科，陜西西安 710061)

良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia，BPH)是中老年男性常見的一種疾病，主要表現(xiàn)以下尿路癥狀為主[1]。眾所周知，經(jīng)尿道前列腺切除術(shù)(transurethral resection of prostate，TURP)是BPH手術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)[2]，在TURP過程中，術(shù)者需要不斷地切換腳踏踏板進(jìn)行切割和止血。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，激光手術(shù)在泌尿外科疾病治療中占有非常重要的地位，尤其是激光前列腺手術(shù)[3]。在進(jìn)行激光前列腺手術(shù)的時(shí)候，主刀大夫往往會(huì)把光纖頭貼近組織進(jìn)行汽化切割，光纖頭遠(yuǎn)離組織時(shí)進(jìn)行凝固止血。但是，遠(yuǎn)距離、長時(shí)間凝固止血會(huì)對組織產(chǎn)生的作用結(jié)果尚鮮見報(bào)道。我們采用532 nm綠激光、800 μm纖芯光纖(發(fā)散角半角為0.22 rad)對新鮮離體腎臟進(jìn)行照射實(shí)驗(yàn)，探究在低功率、遠(yuǎn)距離、長時(shí)間條件下激光-組織作用結(jié)果，從不同角度挖掘激光在BPH手術(shù)中的潛在應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 組織標(biāo)本制備、激光設(shè)備與儀器在西安近郊購買新鮮的豬腎臟組織，保存在4 ℃溫箱運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室。將腎臟組織橫向、縱向切成四等分，并保留腎臟周纖維膜。將制好的組織標(biāo)本放置4 ℃冰箱備用。使用綠激光手術(shù)系統(tǒng)，配800 μm纖芯的光纖。佳能相機(jī)，奧林巴斯顯微鏡設(shè)備、步進(jìn)機(jī)，游標(biāo)卡尺、組織承載盒。

1.2 方法將制備好的腎臟組織置于承載盒中，連接光纖與綠激光激光手術(shù)系統(tǒng)主機(jī)，將光纖安置于步進(jìn)機(jī)上(圖1)。調(diào)試激光功率為10 W，步進(jìn)機(jī)安置的光纖頭距離組織1、2、3 cm，啟動(dòng)綠激光手術(shù)系統(tǒng)，分別照射腎臟組織5(圖2)、10、15 s；同理，在激光功率為20、30 W時(shí)，照射腎臟組織。對照射后的組織進(jìn)行拍照，并保存置10%多聚甲醛。24 h后，將標(biāo)本從多聚甲醛中取出，依次測量光斑損傷直徑，切開腎臟組織，觀察汽化、碳化等組織損傷情況，測量凝固層厚度、汽化和碳化的范圍。將組織置于包埋框，自來水沖洗2 h，經(jīng)過不同濃度乙醇脫水、二甲苯脫乙醇、浸蠟等步驟制備組織蠟塊，行病理切片。將病理切片置于在25倍鏡、50倍鏡、200倍鏡下觀察組織形態(tài)，重點(diǎn)觀察熱損傷區(qū)域大小。

圖1 實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)

2 結(jié) 果

2.1 腎臟組織形成凝固瘢的直徑和厚度當(dāng)激光照射時(shí)間為5 s時(shí)(圖2、圖3)，隨著照射距離的增大，腎臟組織凝固瘢的直徑逐漸增大，并且隨著激光功率的增加保持照射距離不變，腎臟組織凝固瘢的直徑也逐漸增大。凝固瘢的直徑在功率10 W、垂直照射距離1 cm條件下為2.52 mm，在功率30 W、垂直照射距離4 cm條件下為6.26 mm達(dá)到最大直徑。然而激光對腎臟組織所產(chǎn)生的凝固層厚度卻并沒有因?yàn)楣β实脑黾雍驼丈渚嚯x的加大而產(chǎn)生明顯的變化,10、20、30 W所產(chǎn)生的平均凝固層厚度分別為2.11、2.07、2.30 mm。

圖2 激光照射時(shí)間5 s時(shí)的標(biāo)本大體觀

當(dāng)激光照射時(shí)間延長至10 s時(shí)(圖3)，腎臟組織凝固瘢的直徑同樣是隨著功率的增加、照射距離的增大而增加，凝固瘢的直徑由功率10 W、垂直照射距離1 cm條件下為2.40 mm，增大至功率30 W、垂直照射距離4 cm條件下的8.06 mm，相同功率下凝固瘢的平均直徑要大于照射時(shí)間為5 s。當(dāng)功率依次為10、20、30 W所產(chǎn)生的平均凝固層厚度分別為2.47、2.68、3.18 mm，說明隨著照射時(shí)間的延長，產(chǎn)生的凝固層厚度也逐漸變大。但是，分別在照射功率為10、20 W時(shí)，凝固層厚度卻沒有因?yàn)檎丈渚嚯x的增大而增加的趨勢。而在照射功率為30 W時(shí)，凝固層厚度隨垂直照射距離增加至3 cm時(shí)是逐漸增大的，增加至4 cm時(shí)的凝固層厚度和1 cm時(shí)基本相近。

逐漸延長激光照射時(shí)間至15 s(圖3)，腎臟組織凝固瘢的直徑從功率10 W、垂直照射距離1 cm時(shí)的2.59 mm，增加至功率30 W、垂直照射距離4 cm條件下的7.67 mm，雖然最大凝固瘢的直徑要比照射時(shí)間為10 s時(shí)的最大凝固瘢8.06 mm小,但是整體凝固瘢的平均直徑比照射10 s時(shí)要大。10 s時(shí)的整體平均凝固直徑為5.04 mm,15 s時(shí)為5.38 mm。類似照射時(shí)間為5、10 s的趨勢，當(dāng)垂直照射的功率為10、20、30 W，分別產(chǎn)生平均凝固層厚度為2.69、3.07、3.92 mm。但是，仍然有在功率不變，增加激光的垂直照射距離至3 cm時(shí)，所產(chǎn)生的凝固層厚度無增加或降低趨勢。只有當(dāng)激光功率為30 W時(shí)，所產(chǎn)生的凝固層厚度隨著照射距離的增加而增厚。

圖3 532 nm綠激光在不同照射組織時(shí)間、不同照射功率、不同照射距離下的作用效果

A:照射時(shí)間5 s；B：照射時(shí)間10 s；C：照射時(shí)間15 s。

2.2 腎臟組織被汽化碳化的寬度和深度由表1、2所見，隨著照射時(shí)間及激光功率的增加，腎臟組織被汽化的寬度和深度也有不同程度的增大。在激光功率為10 W，照射5、10 s時(shí)(圖2)，腎臟組織只產(chǎn)生了凝固效果，沒有汽化和碳化出現(xiàn)。在垂直距離為4 cm時(shí)，分別用10、20、30 W照射腎臟5、10 s，腎臟組織也未產(chǎn)生汽化和碳化結(jié)果。照射時(shí)間為15 s時(shí)，腎臟組織所產(chǎn)生的汽化和碳化結(jié)果最強(qiáng)，在距離為2 cm時(shí)作用各功率作用最明顯。增加功率、照射時(shí)間、增加垂直照射的距離后，腎臟組織被汽化的范圍也增大，在距離為3 cm，功率為10、20 W時(shí)(圖4)，汽化和碳化結(jié)果基本未發(fā)生。30 W照射腎臟組織在3個(gè)照射時(shí)間、各垂直距離下都產(chǎn)生了不同程度的汽化碳化范圍和深度，這種作用效果在照射15 s、距離4 cm時(shí)還存在。

圖4 照射時(shí)間5 s、激光功率20 W、光纖頭距離 腎臟組織3 cm時(shí)病理鏡下觀(HE，×25)

表1 激光在不同條件下照射腎臟組織產(chǎn)生的汽化寬度(mm)的均數(shù)比較

/：無作用效果。

表2 激光在不同條件下照射腎臟組織產(chǎn)生的汽化深度(mm)的均數(shù)比較

/：無作用效果。

3 討 論

隨著激光在泌尿系統(tǒng)疾病治療中的廣泛應(yīng)用，激光-組織間的相互作用研究也越發(fā)細(xì)微和深入[4]，激光波長不同、所用光纖纖芯粗細(xì)不同，其作用效果也不同[5]。此外，激光功率、功率密度不同，其產(chǎn)生的組織效應(yīng)也不同。這就使得我們需更進(jìn)一步地了解激光在不同條件下的作用效果。532 nm綠激光作用原理主要是通過高效的血紅蛋白吸收能力產(chǎn)生較理想的汽化凝固效果，是泌尿外科使用較早、較普遍的激光手術(shù)系統(tǒng)。其廣泛應(yīng)用在前列腺增生手術(shù)、泌尿系結(jié)石碎石術(shù)，此外尚有激光在膀胱腫瘤剜除術(shù)、腎臟腫瘤剜除術(shù)的優(yōu)勢，日趨被泌尿外科醫(yī)師所認(rèn)可。

激光前列腺手術(shù)，主要以其良好的止血效果被業(yè)界認(rèn)可，目前的研究主要集中在激光汽化組織產(chǎn)生的效率和凝固層厚度。MALEK等[5]使用750 μm纖芯的180 W XPS綠激光汽化犬前列腺后產(chǎn)生了2.0 mm的凝固層厚度，0.8 mm熱損傷厚度。但是，HU等[6]通過6種不同紅外波長激光對離體腎臟組織作用結(jié)果的比較，證明了激光切除腎臟T1期腫瘤的可行性，并提示不僅僅是激光的波長和功率、光纖移動(dòng)的速度、光纖與組織的作用距離也應(yīng)該引起手術(shù)操作者的重視。ERET等[7]使用532 nm綠激光在活體豬腎臟進(jìn)行腎部分切除手術(shù)，30 W功率作用下急慢性期腎臟損傷深度分別為2 mm和14 mm。ANDERSON等[8]使用80 W KTP綠激光在行豬腎臟部分切除術(shù)后急慢性期損傷深度分別為2.5～5 mm和4～6 mm，止血效果良好，其慢性損傷厚度薄，可能與所用的光纖纖芯為365 μm有關(guān)聯(lián)。KYRIAZISI等[9]報(bào)道銩激光也有良好的切割和止血效果。

由于激光光斑在距離逐漸改變的情況下，大小也發(fā)生了變化，同時(shí)其功率密度也降低，所產(chǎn)生的汽化效果變?nèi)?，凝固作用加?qiáng)，恰好適合術(shù)中止血使用，尤其是在對富含血液的組織進(jìn)行汽化止血。隨著照射距離、照射功率的增加，激光作用腎臟凝固范圍也在增大，但同時(shí)激光對組織逐漸產(chǎn)生了碳化和汽化作用，且作用效果呈增大趨勢。在臨床中當(dāng)進(jìn)行前列腺手術(shù)止血時(shí)，需要的是穩(wěn)定的凝固層厚度、適當(dāng)?shù)哪谭秶?，這就需要把握激光照射前列腺組織的功率、距離、時(shí)間，使組織既不產(chǎn)生碳化而影響創(chuàng)面愈合，又不會(huì)因組織汽化而造成損傷過深導(dǎo)致“隔空打?！睋p傷直腸的現(xiàn)象產(chǎn)生。由圖表可知，當(dāng)照射功率為10 W、照射時(shí)間分別為5 s和10 s時(shí)，腎臟組織均未產(chǎn)生汽化效果，而且凝固層厚度也趨于穩(wěn)定；隨著照射距離的不斷增加，凝固范圍由2.52 mm增加至4.5 mm的范圍(照射時(shí)間5 s、功率為10 W)。所以，如果手術(shù)過程中需要大面積范圍的止血，不妨降低激光的能量，增加激光的工作距離，適當(dāng)?shù)陌盐照丈鋾r(shí)間，那么就可以達(dá)到我們所要求的止血效果。

總之，激光作為與傳統(tǒng)手術(shù)刀、電凝刀、超聲刀、射頻刀相媲美的非接觸式的新型外科切割工具，同時(shí)還具備在快速汽化切割過程中進(jìn)行有效止血的能力。既可以做到無血切割，也可以做到有效止血，集切割與止血優(yōu)勢為一體。本實(shí)驗(yàn)旨在利用光纖發(fā)散角，使用800 μm光纖、應(yīng)用傳統(tǒng)綠激光在遠(yuǎn)距離照射離體腎臟組織情況下進(jìn)行激光-組織作用效果的研究，為臨床激光前列腺增生手術(shù)中進(jìn)行大范圍止血提供實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。當(dāng)然，如能比較多種纖芯光纖，例如365、400、600 μm光纖；多種類激光，如980、1 470、2 μm激光以及更大功率、更多條件情況，就可以更全面地考慮到臨床激光手術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用的多樣性，從而找到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，全面了解激光-組織不同作用條件情況下組織被凝固的范圍和深度。因此，在后期的課題研究中，我們會(huì)完善激光對組織的作用效果，為激光在前列腺手術(shù)中的廣泛應(yīng)用提供良好的實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)。