超脉冲铥光纤激光在输尿管中温度变化的体外实验

目的利用3D肾模型模拟体内输尿管环境碎石,研究超脉冲铥光纤激光(TFL)在不同功率、碎石模式及灌注速度下的热效应情况。方法构建体外热效应模型,在实验室温度、设备固定等相同条件下,测量并比较采用不同光纤直径、功率、碎石模式、灌注速度等进行TFL模拟碎石时的光纤周围温度。结果两种不同直径的光纤在相同条件下所引起的光纤周围温度变化比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。在同等条件下,不同的碎石模式所产生的光纤周围温度不同,“高能低频”的温度要低于“低能高频”,数据分别进行组间比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。随着灌注速度的增加,光纤周围的温度逐渐下降,数据分别进行了组内多重比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。当碎石功率为10 W,灌注速度最小为10 mL/min,平台期温度未达到安全阈值(43℃)。当碎石功率为20 W时,灌注速度最小为10 mL/min,平台期温度超过安全阈值,而灌注速度为20 mL/min时,平台期的温度未达到安全阈值。结论在体外输尿管模型碎石研究中,激光的碎石功率、碎石模式、灌注速度、光纤直径等是TFL热效应的影响因素。无论哪种碎石模式、光纤直径,当碎石功率≤10 W,灌注速度≥10 mL/min时,光纤周围温度是安全的,当碎石功率≤20 W,灌注速度≥20 mL/min时,光纤周围温度是安全的。

国产超脉冲铥光纤激光碎石体外实验研究

目的研究国产超脉冲铥光纤激光的最佳“碎块化”“粉末化”激光参数设置。方法将BegoStone结石放入一个上下直径相同的试管内,试管之间放置一个粗细可调节的筛网,由泌尿外科医师手持激光光纤,在规定时间内,激发激光进行碎石,实验结束后收集筛网上下两侧的结石碎块及粉末,再次使用筛网人工筛选符合“碎块化”“粉末化”的结石后进行称重,记录每次碎石的总重量、大小等,最后进行分析,计算出符合“碎块化”“粉末化”的结石重量及所占比重,每次实验在同样的条件下重复5次,最后记录平均值。结果在超脉冲铥光纤激光碎石过程中,当频率或激光能量其中之一固定不变时,碎石效率随着另一个条件的增加而增加。在“硬结石”碎石时,当碎石能量与频率为0.8 J×20 Hz时,碎石速率为(94.20±25.42)mg/min,“碎块化”效率最高约为82.1%(P<0.05),碎块化速率为(77.34±15.06)mg/min。当碎石能量与频率为0.2 J×120 Hz时,碎石速率为(63.99±5.05)mg/min,“粉末化”效率最高约为84.3%(P<0.05),粉末化速率为(53.93±3.69)mg/min。在“软结石”碎石时,当碎石能量与频率为0.8 J×20 Hz时,碎石速率为(107.15±1.89)mg/min,“碎块化”效率最高约为85.6%(P<0.05),碎块化速率为(91.59±7.86)mg/min。当碎石能量与频率为0.2 J×120 Hz时,碎石速率为(92.69±5.07)mg/min,“粉末化”效率最高约为87.5%(P<0.05),粉末化速率为(81.10±8.72)mg/min。结论在体外超脉冲铥光纤激光碎石中,其“碎块化”最佳参数设置为0.8 J×20 Hz,“粉末化”最佳参数设置为0.2 J×120 Hz。

超脉冲铥光纤激光体外碎石术中光纤周围温度变化的研究

目的:探讨国产超脉冲铥光纤激光体外碎石过程中光纤周围温度的变化。方法:将大小1 cm×1 cm×1 cm的人造立方体结石置于的体外圆柱形模型中,由同一名医生行体外软性输尿管镜激光碎石术,温度探头位于光纤周围5 mm处,激光激发15 s,间断5 s,每组实验周期为120 s,每组重复5次实验。激光功率为10、15、20、25、30 W,灌注速率为0、10、15、25 mL/min,激光设备为超脉冲铥光纤激光,光纤直径为272μm,脉宽为7 ms。实时记录光纤周围温度变化情况,比较不同功率、不同灌注速度下光纤周围温度的变化情况。结果:在碎石功率为10 W时,灌注流速为0 mL/min时,周围温度每分钟升高0.2℃,在57 s时光纤周围温度达到安全阈值43℃。当灌注速度为15 mL/min,碎石功率20 W时,光纤平台期温度36.9~37.25℃,未超过安全阈值43℃。当灌注速度为20 mL/min,碎石功率25 W时,光纤平台期温度36.8~37.05℃,未超过安全阈值43℃。当灌注速度为25 mL/min,碎石功率30 W时,光纤平台期温度37.05~37.2℃,未超过安全阈值43℃。结论:体外软性输尿管镜超脉铥光纤激光碎石术中,安全灌流速度与激光功率成正相关,碎石功率≤20 W时需保持灌注速度≥15 mL/min,碎石功率≤25 W时需保持灌注速度≥20 mL/min,碎石功率≤30 W时需保持灌注速度≥25 mL/min。

超脉冲铥光纤激光碎石体外实验研究

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(P<0.05)。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。

超脉冲光纤铥激光碎石术腔内治疗泌尿系结石的有效性和安全性研究

目的评价超脉冲光纤铥激光碎石术腔内治疗泌尿系结石的有效性和安全性。方法2021年5月至2022年7月间,在4家医疗中心前瞻性纳入符合条件的泌尿系结石患者,采用超脉冲光纤铥激光治疗机经内窥镜直视下碎石,记录患者围手术期情况,主要的有效性指标为术后4周的结石清除率(SFR),主要的安全性指标为术中试验器械的故障发生率,次要的安全性指标为围手术期并发症发生率。结果共76例符合条件的患者完成了超脉冲光纤铥激光碎石术,患者年龄(52.0±11.1)岁,男54例,女22例。肾结石31例,输尿管结石43例,膀胱结石2例。17例患者行经皮肾镜取石术,57例患者行输尿管硬/软镜碎石术,2例患者行经尿道膀胱碎石取石。所有患者的碎石时间为(50.9±31.4)min,术中未出现试验器械故障。6例患者拒绝术后的随访检查。术后不良事件发生率为61.8%(47/76),1例患者术后因腹股沟疝需住院治疗,其余均为Clavien‑dindo分级1~2级。术后4周SFR为94.3%(66/70)。结论超脉冲光纤铥激光治疗机用于泌尿系结石的腔内治疗是有效、安全的。

超脉冲光纤铥激光在尿路结石治疗中的规范应用

超脉冲光纤铥激光(SPTFL)的出现使泌尿系结石的微创治疗有了新的选择。相对于钬激光,SPTFL的碎石效率更高、参数设置更全面,且设备更小型化,具备多功能性。规范地使用SPTFL,熟悉SPTFL碎石常见并发症及预防、处理措施,个性化设置碎石参数并根据不同术式使用相应的方法和技巧,不但能减少设备的损坏,更有助于提高碎石的效果和安全性。