第二节　钬激光

一、钬激光

（一）概述

钬激光是用于泌尿系统结石腔内碎石最早和最常用的激光，1992年由Jonhson等首次报道应用于泌尿外科临床^［4］。其工作介质为钬，包含在钇铝石榴石晶体中，故称为钬激光。钬激光波长为2 140nm，可被水良好吸收，且能量穿透深度小于4mm，大大减少了对周围组织的损伤，因此钬激光不仅能高效碎石，还具有准确切割、汽化软组织和凝固止血功能。钬激光的碎石原理主要有两种：首先是光声效应，钬激光被水吸收后，在光纤末端产生气泡，气泡破裂后产生的能量将结石碎裂；其次是光热效应，由于钬激光具有被水良好吸收的特性，激光发射能量后，其光热效应使结石膨胀、消融^［5］。

（二）钬激光光纤

钬激光的能量需要通过光纤经泌尿系统腔内镜，如输尿管镜、经皮肾镜、膀胱镜等传递到结石或者软组织等处从而进行碎石或软组织消融汽化，因此正确选择光纤对于手术成功非常重要。目前常用的钬激光光纤分为200μm、365μm、550μm和1 000μm 4种。比较粗的光纤如550μm、1 000μm，可以传递高能量，但不可弯曲，常用于大口径的硬性内镜，如输尿管硬镜、经皮肾镜、膀胱镜、经尿道激光剜除镜等；365μm光纤适合于半硬性输尿管镜、微通道经皮肾镜；200μm光纤由于可以弯曲，适合于输尿管软镜。

研究表明，高能量设置比低能量引起光纤“回烧”速度更快，更易导致光纤耗损。质地坚硬的结石比质地松散的结石更易引起光纤“回烧”。此外，脉冲宽度对光纤耗损也有一定影响，在相同能量设置下，长脉宽会降低光纤“回烧”速度，而短脉宽会增加光纤“回烧”深度^［6］。因此，为了防止光纤“回烧”对泌尿系统腔内镜镜头的损坏，建议光纤末端与内镜镜头保持3mm以上的“安全距离”。

（三）钬激光能量参数和碎石技术

钬激光的碎石效率与能量参数设置密切相关。研究表明，钬激光的输出功率由能量［单位为焦耳（J）］、频率［单位为赫兹（Hz）］和脉宽（pulse width）等参数决定。近年来，临床研究根据激光能量参数（能量、频率、脉宽）的设置，将钬激光碎石技术分为：

①粉末化碎石：低能量、高频率或者长脉宽，适合于对质地不太坚硬结石的碎石。粉末化碎石标准：碎石颗粒应＜3mm，术后结石可自行排出患者体外。②碎块化碎石：高能量、低频率或者短脉宽，适合于对质地坚硬结石的碎石，碎块化碎石的颗粒比粉末化碎石的大，须用取石钳将较大的碎石颗粒取出患者体外，一方面提高结石清除率，减少结石残留；另一方面取出的结石碎块可以做结石成分分析，有利于指导患者预防结石复发。③爆米花碎石：高能量、高频率、长脉宽，适合于对较多且较大结石碎块的进一步碎石。为了更好地提高钬激光碎石效率，应根据结石的大小、硬度、位置和尿路的解剖结构等因素灵活应用上面3种碎石技术的一种或者几种碎石技术联合应用。与其他类型的碎石设备相比，钬激光碎石设备效率极高，它能粉碎所有成分的泌尿系统结石，包括最坚硬的一水草酸钙结石和胱氨酸结石，被公认为目前腔内碎石最有效和最常用的碎石设备，是腔内碎石的金标准。

二、摩西激光

1992年，钬激光（Ho：YAG激光）技术首次在泌尿外科领域应用，由于其具备效率高、作用广泛和安全性高等特点，在治疗泌尿系统结石、前列腺增生、泌尿系统肿瘤等领域得到了逐步开展。1995年，Gilling和Denstedt最先报道利用钬激光切除前列腺和进行腔内碎石，这项技术已日臻成熟。

1986年，Isner等发现钬激光可以在血液中被水吸收，激光脉冲能量汽化形成气泡腔，每一个连续的钬激光脉冲都会形成一个气泡腔，从而形成激光传输通道，他将此现象命名为“摩西效应”。摩西效应所产生的气泡尺寸及保持时间与钬激光的脉宽相关；2011年，Marks和Qiu等报道：钬激光碎石时将光纤头部和结石之间的水汽化，能量更有效地通过蒸汽到达结石，这个现象被称作“摩西现象”。此后摩西钬激光设备应用于临床，该设备具有摩西效应、高功率（120W）、高频率（80Hz）、可调脉宽四大新功能，广泛应用于治疗良性前列腺增生、肾结石、输尿管结石、膀胱结石、尿道狭窄、膀胱肿瘤等手术。

摩西技术改变了激光能量传输的方式，将钬激光脉冲分为两部分，第一个激光脉冲用于分离激光光纤头端与目标部位（结石、前列腺等）之间的水分，产生一个气体腔道，第二个激光脉冲产生的激光束便能够在能量损失较少的情况下通过该气体腔道。因此，就能够以一种更为优化的方式在水中传输激光能量。2017年开始，在泌尿系统结石和前列腺增生的手术治疗领域，摩西技术在全球得到了广泛应用，显示了巨大的技术优势^［7］。摩西技术有两种不同的工作设置参数：接触式（Moses A）和非接触式（Moses B）两种模式。Moses A和Moses B都可用于碎石术，在1mm距离时应使用Moses A模式，在2mm距离时应使用Moses B模式。

研究表明，摩西钬激光在碎石术中，提高了20%的碎石速度，33%的碎石效能，降低了50%的激光能量反弹力。输尿管中上段结石较容易在碎石时漂移入肾盂内，摩西钬激光的原位碎石功能很好地解决了这个难题（图2-3），第一个激光脉冲波产生一个真空气体腔道，对结石产生的回拉力将结石原地固定。处理嵌顿性和息肉包裹性结石时（图2-4），激光可针对息肉和结石同时进行击打，利用摩西钬激光的原地碎石功能，不必用套石篮预先固定结石。碎石后形成的碎片直径一般都在2mm以下，易于排出。在碎石术中，摩西钬激光只需要普通钬激光一半的能量，大大降低了输尿管内的局部温度，减少了远期输尿管狭窄的概率。优异的凝固止血功能，可以有效处理碎石部位的渗血点。可安全地应用于孕妇、小儿和出血性体质等特殊人群的碎石治疗。

摩西钬激光具备的高能、高频、脉宽可调和摩西效应特点，扩大了输尿管软镜对于结石体积的手术适应证限制，高效短时，更粉末化的结果使部分2cm以上的肾结石也可选择软镜技术（图2-5、图2-6）。处理肾下盏结石时因为内置光纤对于软镜下弯的限制，可能存在碎石盲区，摩西200μm的光纤柔软程度高于普通钬激光光纤，因此可以下弯更大的角度，提高了肾下盏结石碎石成功率。

摩西钬激光在经皮肾镜碎石中的应用需要根据不同的术式进行选择，标准通道的经皮肾镜手术一般可以使用低频、短脉宽激光进行碎石，能量的设置根据结石质地选择，对于积水较多、肾盂及肾盏空间大的病例，摩西效应减少了结石移动距离，缩短了手术时间。超细肾镜中，高频（40～80Hz）、长脉宽的摩西钬激光可将结石打成粉末，摩西效应固定结石，减少镜身摆动，克服了超细肾镜的小视野缺点^［8］。

摩西钬激光前列腺剜除术（Moses holmium laser enucleation of the prostate，Moses HoLEP，MoLEP）在过去几年中得到了迅速推广，主要是基于设备和技术两个领域取得的同步进展，因为其更强大的爆破功能和止血效果，进一步提高了钬激光前列腺剜除术（holmium laser enucleation of the prostate，HoLEP）在医生中的认可度^［9］。MoLEP手术的原则和HoLEP手术基本一致。

摩西2.0是专为HoLEP而发明的具有更高功率和效能的“双气泡激光增压摩西技术”专利，对两个气泡的形状、大小、发射距离及间隔时间进行了重塑，是在第一代摩西技术上的发展。在MoLEP中主要体现在两个方面：第一个气泡的激光脉冲产生压力，将血管压迫、固定，实现预止血，同时创建无阻力通道；第二个气泡向前延伸，激光脉冲产生向前分离的力量，将前列腺外科包膜轻松分开，替代镜鞘的推剥，同时激光脉冲沿着第一个气泡打开的通道高效率完成组织的分离（图2-7）。因此具有了更多的优点，包括：

①极速剜除：超强爆破力带来更快速而高效的剜除过程；②无血切割：脉冲压力固定及压迫血管进行预止血，清晰、干净的术野更为初学者提供了保障；③缩短留置导尿管时间：无血切割和可靠凝血使得术后留置导尿管时间减少，可以尝试术后无管化和日间手术；④良好尿控：剜除时减少镜鞘的推剥动作，保留了外括约肌的功能和功能性尿道黏膜的长度，保留了膀胱颈的环形纤维，最大限度地降低术后尿失禁的发生概率和康复所需时间。

摩西钬激光在膀胱肿瘤整块切除术中（图2-8）同样具有层面精准、出血少、无闭孔神经反射等特点，对大多数体积小于2cm的膀胱肿瘤都可以行整块切除，对体积过大、基底较宽的，建议分块切割。摩西效应可用于肿瘤体积较大、基底宽、滋养血管丰富、有肌层浸润可能者，利用其良好的止血功能封住蒂部和基底处的滋养血管，减少癌细胞的扩散和种植。年老体弱，有凝血机制障碍，安装心脏起搏器的患者也可耐受该手术。

摩西钬激光在泌尿系统疾病中的应用范围很广，除了泌尿系统结石、前列腺增生、膀胱肿瘤的应用外，在针对肾盂肿瘤、输尿管肿瘤、肾盂输尿管连接部或输尿管狭窄、尿道狭窄、肾囊肿等的手术中也有很好的应用前景。在少数需要保留上尿路的情况下（如孤立肾）可以使用摩西钬激光进行黏膜下的肿瘤切除手术，由于输尿管全层很薄，需要更精准的激光切割，摩西钬激光可以在小功率（0.4～1.0J，10～20Hz）下精准切割肿瘤，保留脏器。

为了更好地开展摩西钬激光系列手术，需要了解激光仪器适用的系列光纤。摩西钬激光需要使用D/F/L光纤系列才能产生摩西效应，同时也配备了非摩西光纤。摩西定制光纤可提供更佳的能量传输和耐用性，有3种粗细型号，包括200μm、365μm和550μm，应用在结石、肿瘤、前列腺增生等泌尿系统疾病上。摩西光纤（表2-1）特别设计了光滑头端球状光纤（图2-9），在输尿管软镜手术中显示了独特的优势，光纤插入时起到保护软镜内壁的作用。摩西光纤具有更好的弯曲柔韧性，更低的折断概率，最大限度地减少了对镜身的潜在损害，同时因为弯曲度更大，可以到达难以探及的结石，特别是肾下盏结石。