文献分享输尿管肾盂软镜和钬激光使用新概念

输尿管肾盂软镜和钬激光使用新概念:

安全距离

熊玮吕骥

四川省医学科学院·医院

输尿管镜钬激光碎石术医院医院泌尿外科重要的手术内容之一，而其中输尿管软镜的维护和合理使用是临床面临的难题。笔者参加了年11月8-12日在南非开普敦举行的第三十四届世界腔道泌尿外科大会（WorldCongressofEndourology，WCE）；有趣的是本次会议最佳论文奖颁给了法国医院泌尿外科MicheleTalso医师，他的论文摘要“LaserFiberandFlexibleUreterorenoscopy:TheSafetyDistanceConcept”，即提出输尿管软镜与钬激光光纤头端“安全距离”的概念，让人耳目一新，其论文全文发表于年第12期《JournalofEndourology》杂志。这一概念提出促使腔道泌尿外科医师思考输尿管软镜应用中如何更好地维护器械的使用寿命并降低成本，也提示临床

研究颇具趣味性和实用价值。

TalsoM,EmilianiE,HaddadM,BertheL,BaghdadiM,MontanariE,

TraxerO..LaserFiberandFlexibleUreterorenoscopy:

TheSafetyDistanceConcept.JournalofEndourology.

,30(12):-.

此文作者授权中文翻译，版权属JournalofEndourology所有

激光光纤与输尿管肾盂软镜：安全距离的概念

LaserFiberandFlexibleUreterorenoscopy:TheSafetyDistanceConcept.JournalofEndourology.December,30(12):-.

背景

输尿管软镜的成本和维护要求外科医师知道自己如何正确操作设备。文献中尚缺乏关于输尿管软镜激光光纤伸出软镜摄像头以避免损坏设备的安全距离的证据。

材料和方法

我们使用七款输尿管软镜进行了一项体外观察研究。我们在激光光纤刚出现在内窥镜屏幕和激光光纤头端位于1/4屏幕位置时测量了光纤尖端到软镜摄像头的距离。其次，为评估不同的光纤距离对钬激光气泡的影响，我们测量激光光纤前端产生的气泡大小与形态，并用高速摄像机记录图像。

结果

激光光纤头端在不同输尿管软镜伸出软镜尖端后在屏幕上的图像表现是不同的。在所有输尿管软镜中，我们观察到当激光光纤出现在四分之一屏幕位置时，气泡从未触及软镜头端。

结论

虽然因不能测量和评估输尿管软镜尖端表面损伤而致本研究有较大局限性，我们仍观察到当光纤尖端到达四分之一屏幕时，激光激发所产生的气泡从未弹回输尿管软镜镜头从而避免激光损伤输尿管软镜镜头。我们可定义为这个位置为安全距离。

引言

输尿管软镜通常用于处理肾结石和上尿路肿瘤。由于输尿管软镜购置和修理费用非常昂贵，因此我们需要了解如何正确使用输尿管软镜。熟悉输尿管软镜、光纤、激光参数设置有助于我们达到最好的结果，既保证病人安全同时避免损伤软镜。诸多研究表明，输尿管软镜使用寿命取决于外科医师和手术团队的经验、软镜的消毒方式和手术类型。输尿管软镜的损坏率和维修费用报道不一。目前没有研究报道光纤尖端和软镜头保持多长的距离可避免钬激光产生的空化气泡损伤软镜。因此，我们进行了一项研究，使用不同的激光参数设置、并将光纤头放在距离输尿管软镜头端不同距离的位置来评估避免软镜损伤的光纤头最佳位置。

材料和方法

我们采用体外观察的实验方法。共使用了7种输尿管软镜（既有纤维镜也有电子镜）：OlympusP6(纤维镜),OlympusV(电子镜),OlympusV2(电子镜),WolfBoa(电子镜),WolfCobraVision(电子镜),StorzXC(电子镜),和BostonScientificLithoVue(电子镜)。首先，将激光光纤置入各个输尿管软镜的工作通道。我们使用的是μm的光纤和30W的钬激光设备（Rocamed）。由同一研究者使用直尺测量光纤头到软镜头端端距离，光纤头刚出现在屏幕上的距离定义为D1，光纤头位置占屏幕1/4时的距离定义为D2（表1和图1）。

表1D1：光纤刚出现在屏幕时光纤头与输尿管软镜头端的距离；D2：光纤头位置占屏幕1/4时光纤头与输尿管软镜头的距离

软镜品牌

D1(mm)

D2(mm)

OlympusP6

2

3

OlympusV

1.5

3

OlympusV2

1.5

3.5

WolfBoa

1

3.3

WolfCobraVision

1

3

StorzXC

2

4

LithoVue

2

3

为了评估不同光纤距离钬激光产生气泡的效应，我们记录了激光激发的时候光纤尖端产生的气泡的大小和形状。我们根据临床经验设计了四种情况：无任何操作对象；使用猪肾代表软组织；人工合成一水合草酸钙结石（硬结石）；人工合成尿酸结石（软结石）。我们根据Esch等文献报道使用BegoStone粉制作了人工合成结石。我们使用PhotronAPX-RS高速摄像机在激光激发时候记录光纤尖端状态，当光纤头端与软镜头端距离是1mm和2mm的时候记录速度为30,张每秒，当距离是3mm时记录速度为15,张每秒（因为距离3mm时，摄像机的视野在30,张每秒的情况下不能完整捕捉整个图像。）

我们在光纤头端距离软镜头端距离为1mm、2mm、3mm进行记录。在激发激光前，两名研究者用直尺测量光纤头端到软镜头端的距离。将输尿管软镜固定于机械臂（图2-1）。我们使用不同的激光参数设置，激发不同能量，同时使用短脉冲和长脉冲以模拟碎石过程中的粉末化、碎块化和猪肾组织消融（表2）。

最后，在距离为3mm的时候，用三种参数设置(0.5J,10Hz;1J,10Hz;2J,5Hz)在无操作对象和碎软结石两种情形下进行评估。在短脉冲和长脉冲时分别测量气泡大小，使用ImageJ软件进行气泡水平和垂直直径的测量。结石与光纤距离设置为1mm。所有实验均将光纤尖端透明部分切除。在激光测试部分，我们使用BostonScientific的LithoVue软镜系统。

结果

不同输尿管软镜上光纤刚好出现在屏幕时与软镜头端的距离(D1)不同。WolfCobraVision软镜和WolfBoa软镜D1是所有软镜中最短的，均为1mm。StorzXC软镜D2距离最长，为4mm。所有软镜的D1范围是1-2mm，D2范围是3-4mm。气泡记录实验发现，在距离为1mm时，与激光参数、激光处理的物体无关，能量均会反弹伤及软镜尖端(图3)。在距离为1mm时，唯一一种未伤及软镜尖端的情况是：同时满足操作在0.9%生理盐水中、光纤前方无操作物体、低能量(0.5J)和脉冲持续时间长的条件（图4）。在距离为2mm时，与激光参数、激光处理的物体无关，气泡均未接触到软镜尖端，但在能量1J时，不管脉宽如何，均有部分粉末化结石反弹后接触到软镜尖端。在距离为3mm时，气泡不会接触到软镜尖端，反弹的粉末样结石也比2mm距离时要少。在固定频率和能量的情况下，使用不同的脉宽，我们观察到在处理不同对象时，短脉冲总是会比长脉冲产生更大的气泡（图5和表3）。

▽图1激光光纤占屏幕1/4示意图（左侧为电子镜、右侧为纤维镜）▽▽图2实验室设置2-1输尿管软镜固定于左侧机械臂，高速摄像机固定于试验台中间；2-2猪肾放于水池中，软镜从水池上方进入；2-3试验台设置）▽

表2四种不同情形下参数设置

材料

粉末化设置

碎块化设置

无

LP0.5J,15Hz

SP1.5J,5Hz

硬结石

LP1.0J,15Hz

SP1.5J,5Hz

软结石

LP0.6J,15Hz

SP1.2J,5Hz

猪肾

LP1.0J,15Hz

注：分别在距离为1mm、2mm、3mm进行记录。LP=长脉冲；SP=短脉冲。

▽图3距离1mm时，不同参数设置情况下，气泡接触软镜尖端的照片▽▽图4在0.9%生理盐水中、光纤前方无操作物体、低能量(0.5J)和脉冲持续时间长条件同时满足时，μm激光光纤产生的气泡并未接触到输尿管软镜尖端▽▽图5距离设置为3mm，在能量相同，脉宽不同时，比较在0.9%生理盐水中、光纤前方无操作物体和有软结石时产生气泡的情况▽

表3在能量相同情况下，比较长脉冲和短脉冲产生气泡的水平和垂直直径

长脉冲

长脉冲

短脉冲

短脉冲

条件

水平直径(mm)

垂直直径(mm)

水平直径(mm)

垂直直径(mm)

0.9%NaCl

0.5J,10Hz

2.

2.

2.

2.

1.0J,10Hz

3.

3.

3.

3.

2.0J,10Hz

3.

4.

4.

4.

软结石

0.5J,10Hz

2.

1.

2.

1.

1.0J,10Hz

2.

2.

3.

2.

2.0J,10Hz

3.

3.

4.

3.

注：短脉冲总是能产生比长脉冲更大的气泡，水平和垂直直径使用ImageJ软件进行测量。

讨论

钬激光产生的脉冲能切割套石篮钢丝、导丝和许多其它材料。钬激光脉冲引起套石篮和导丝损伤是光纤头端的高温引起的。Kang等研究提示：更厚的液体层可减少尖端产生的高温热辐射的烧蚀效率。这意味着秘诀是，激光头越接近靶目标，更有效率，且同时，激光头离输尿管软镜头端越远，则激光引起损伤越小。我们同意Cecchetti等的说法，使用钬激光应当坚持如下原则：必须有清晰而准确的视觉监视以保证光纤头接触靶目标而距输尿管壁足够远以避免空化气泡损伤健康软组织，反之任何操作都不宜进行。Cecchetti还注意到在泌尿道中，套石筐和导丝必须和光纤留有足够距离以避免损伤。

Canales等回顾了在他们系统中从2年到年输尿管软镜维修记录。他们已完成次维修：30％累及输尿管软镜的远端部分，4％为维修物镜、C-盖及盖玻璃。在回顾性分析单中心连续次输尿管软镜的4个设备的维修原因后，Kramolowsky等报道镜头模糊是最常见的损伤。有几组研究此前曾报道了源于机构及制造商的记录中关于输尿管软镜损伤的原因和输尿管软镜破损部位。Sung等报告说，50％以上损坏案例发生在工作通道中（激光在工作通道烧灼）或极度弯曲输尿管软镜。

Shangguan等研究了在不同吸收液体介质（例如，血液，对比介质或生理盐水）中，密度、粘度和机械强度对激光激发空化气泡的影响。结果发现，气泡动力学高度依赖于吸收液体介质的物理性质，空化气泡在生理盐水中比在高密度液体中更大。因此，我们可假设即在比生理盐水更高密度的液体中，采用相同的激光设置，激光所产生的空化气泡将较小。

不同距离的激光光纤在屏幕上的图像表现取决于不同品牌输尿管软镜。我们需要特别注意的是，在0°输尿管软镜中，当光纤刚出现在屏幕上时，它已经从输尿管软镜中伸出至少1mm了，这是本研究数据所揭示的。这方面知识在操作软镜过程中避免意外损伤尿路上皮至关重要。我们观察到7款输尿管软镜中有4款如此，即光纤头伸出2毫米的距离即出现在屏幕上。在所有软镜中，当在屏幕的四分之一位置观察到光纤，光纤头伸出3mm或更多（图6）。这些结果与观察情况相符，即当激光光纤在软镜头端3mm距离，钬激光所产生的气泡从未触及输尿管软镜的摄像头，即使在高能量和短脉冲也如此，我们可认为这个位置是避免输尿管镜软镜损伤的安全距离。

▽图6.不同输尿管软镜中光纤距离在D1和D2位置时：外部观和镜下观▽

有些疑难病例可能使得外科医生光纤头刚出现在内窥镜屏幕上时即激发激光。在这种情况下，我们建议使用低能量（≤0.5J）和长脉冲持续时间，因为气泡的最大半径是激光能量和脉冲持续时间的函数。如需要使用高能量，建议使用尽量短时间内激发激光以避免损坏仪器。然而，很少有关于镜头损坏的数据。但我们认为，激光能量在短距离内击打输尿管软镜可能损坏软镜前端，包括摄像镜头和光源。本研究的重要限制是，因需要一些新的输尿管软镜来完成一个完整的评估过程，我们无法测量和评估输尿管软镜头端表面的损坏程度。因此，输尿管软镜头端实际损伤的评估还需要进一步研究。

结论

本研究的目的是为用于输尿管软镜系统的激光光纤的使用提供建议。根据我们的结果，我们相信将激光光纤头端置于占显示器屏幕四分之一的距离时，所有的测试输尿管软镜，钬激光能量没有反弹到软镜摄像头，我们称之为安全距离。在复杂病例中，如需要激光光纤接近输尿管软镜摄像头时，最好根据所治疗组织特性使用尽可能低的能量和长脉冲持续时间。

翻译学者介绍熊玮→

医学博士副主任医师

擅长于肾移植及泌尿系疾病诊治，尤其腔道泌尿外科、泌尿腹腔镜及机器人辅助泌尿外科手术等。

学术任职：

欧洲泌尿外科学会国际会员

四川省医学会男科学分会委员

四川省医学会医用机器人学组委员

中国性学会男性生殖医学分会全国委员

四川省医师协会移植医师分会委员

←吕骥

主治医师

毕业于第二医院泌尿外科，从事泌尿外科和器官移植的基础及临床工作6年余，擅长泌尿外科肿瘤、结石等疾病的微创治疗及临床肾移植技术，发表及参与发表中英文论文10余篇。

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