超脉冲铥光纤激光碎石体外实验研究

作     者：丁天福 肖博 黄忠月 曾雪 梁磊 姬超岳 李建兴 DING Tianfu;XIAO Bo;HUANG Zhongyue;ZENG Xue;LIANG Lei;JI Chaoyue;LI Jianxing

作者机构：清华大学附属北京清华长庚医院泌尿外科清华大学临床医学院北京102218 

出 版 物：《临床泌尿外科杂志》 (Journal of Clinical Urology)

年 卷 期：2023年第38卷第9期

页      面：690-695页

学科分类：1002[医学-临床医学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100215[医学-康复医学与理疗学] 10[医学] 

主　　题：超脉冲铥光纤激光 碎石术 碎石效率 热效应 

摘      要：目的:探索超脉冲铥光纤激光(super pulse thulium fiber laser,SP-TFL)碎石体外环境下的碎石效率及热效应情况。方法:将BegoStones结石置于弯盘内固定。连接光纤与激光机器,光纤与结石平面接触进行碎石。三维步进电机速度为1 mm/s,激光激发时间为连续激发30 s,按照预先设计,三维步进电机运动轨迹为“之字形路线。测量每次碎石的重量,每组实验进行10次,最终计算平均值。操作时频率或者激光能量其中一个条件固定不变,另一个条件逐步增加。激光能量及频率范围为0.8~2.0 J×8~30 Hz及0.1~0.3 J×100~300 Hz,脉宽为7 ms。测温实验:调节实验室温度为22℃,激光功率:10 W(10 Hz×1 J)、15 W(10 Hz×1.5 J)、20 W(10 Hz×2 J)、25 W(10 Hz×2.5 J)、30 W(10 Hz×3 J)和灌注速度:0、15、25、35 mL/min(灌注液:生理盐水,温度为24℃)。激光连续激发120 s,测温仪每秒记录1次温度,记录激光激发时的实时温度以及激光激发前后温度的差值,每组实验重复10次,最终记录平均值。结果:同一种结石成分,相同的碎石功率,不同的脉冲能量、碎石频率组合10 W(1.0 J×10 Hz vs 0.1 J×100 Hz)、12 W(1.2 J×10 Hz vs 0.1 J×120 Hz)、15 W(1.5 J×10 Hz vs 0.1 J×150 Hz),而产生的碎石效率不同:10 W[(57.40±6.68)mg/min vs(19.98±2.29)mg/min]、12 W[(64.49±11.31)mg/min vs(24.59±0.40)mg/min]、15 W[(98.98±2.89)mg/min vs(34.74±1.69)mg/min]。当单脉冲能量为0.1 J固定时,随着碎石频率的增加为100 Hz、120 Hz、150 Hz、180 Hz时,相对应的功率为10 W、12 W、15 W、18 W,激光的碎石效率也相应增加(19.98±2.29)mg/min、(24.59±0.40)mg/min、(34.74±1.69)mg/min、(39.73±5.70)mg/min。当碎石频率固定为100 Hz时,随着脉冲能量的增加为0.1 J、0.2 J、0.3 J,激光的碎石效率也相应增加(19.98±2.29)mg/min、(38.92±0.11)mg/min、(62.32±18.27)mg/min。相同的碎石频率与脉冲能量组合,不同的结石成分所造成的碎石效率不同,“软结石组“硬结石组(P0.05)。在灌注流量为15 mL/min,碎石功率为10 W、15 W时,平台期温度均为低于安全阈值。碎石功率在20 W、25 W、30 W时,平台期温度超过安全阈值43℃。在灌注流量为25 mL/min时,碎石功率为10 W、15 W、20 W、25 W时平台期温度均为低于安全阈值。只有碎石功率在30 W时,平台期温度超过安全阈值43℃。在灌注流量为35 mL/min时,所有功率下的平台期温度不超过安全阈值43℃。结论:初步的碎石体外实验研究结果显示,SP-TFL对结石具有良好的碎石效果,同时,为避免较高的热效应,在使用过程中应当选择其合适的灌注速度。