980 nm 半导体激光与钬激光在中央气道消融治疗中的临床效果

黄景陶，张仲卫，张 涛，吴 迪，王 涛

激光消融可将组织汽化、碳化、凝固及去血管化，具有消融精准、出血少、操作较简单、视野清晰、可重复等优点，已经成为最广泛应用的气道内消融技术[1-3]。钬激光波长2 140 nm，组织穿透深度0.4 mm，采用0.25～0.35 ms 脉冲，精确可控、热损伤小，自从1999 年首次报道应用以来[4]，已成为目前中央气道内应用的主流激光之一。但钬激光设备较昂贵、体积较大、对电源电流强度有一定要求，经济性及便利性相对不足。半导体激光于2011 年首次报道用于大气道阻塞的治疗，以980 nm 激光为代表的新型半导体激光近年来逐渐用于临床，在神经外科、耳鼻喉科、泌尿外科及口腔科的应用较多[5-7]，近年来也逐渐用于中央气道病变的治疗[8-9]，但报道较少，特别是缺乏其与传统激光的直接对比研究，故其在气道内应用的性能优劣及临床价值尚无参照评价。CO2激光是最早应用于气管镜治疗的激光[10-11]，但由于缺乏可弯曲光纤，其使用受到很大限制。Kalsi 等[1]于1979 年首次报道通过可弯曲光纤使用YAG 激光进行气管支气管内消融。此后，Nd-YAG激光逐步成为中央气道病变治疗的主流设备[2-3,12-13]。此外还有氩离子激光、铥激光、Nd：YAP 激光、KTP激光相继用于中央气道内的消融治疗[2-3,14-15]。本研究选取拟行中央气道内激光消融的患者，分别采用980 nm 半导体激光与传统钬激光进行治疗，通过比较两组的治疗效果，探讨980 nm 半导体激光在中央气道内消融治疗中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 连续选取2020 年9 月1 日—2022年9 月30 日在天津市南开医院胸外科行气道内激光消融的58 例患者，其中男性39 例，女性19 例，年龄18～81 岁，平均（60.5±12.9）岁。其中良性病变12 例，均为气管内支架或插管后肉芽、瘢痕；恶性肿瘤病变46 例，包括气管支气管肺癌37 例、食管癌6例、纵隔肿瘤2 例、喉癌1 例。采用随机数字表法随机分为两组：980 nm 半导体激光组及钬激光组，每组29 例。

1.2 纳入及排除标准 1）纳入标准：年龄≥18 岁；胸部CT 显示中央气道狭窄>50%；能够耐受气道内病变消融手术。2）排除标准：存在严重免疫功能不全或凝血功能障碍患者。3）剔除与退出：①术中因严重气道狭窄威胁生命而需用其他方法快速打通气道者；②试验过程中发生其他突发性情况不能继续完成消融操作者。本试验方案经医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.3 方法

1.3.1 980 nm 半导体激光组 经硬质气管镜插入软镜，封闭喷射接口，工作通道加密封帽，激光光纤由软镜钳道插入接近病灶。硬质气管镜接麻醉机。供氧浓度30%。980 nm 激光器使用武汉博激世纪科技有限公司生产的VELAS30B 激光治疗仪，使用600 μm 光纤，功率30 W，连续模式；采用非接触式消融，按光纤末端指示光位置进行消融操作。

1.3.2 钬激光组 经硬质气管镜插入软镜，封闭喷射接口，工作通道加密封帽，激光光纤由软镜钳道插入接近病灶。硬质气管镜接麻醉机。供氧浓度30%。钬激光使用上海科瑞恩激光技术有限公司生产的SRM-H3B 激光治疗仪，使用600 μm 光纤，2.5焦耳×12 Hz（30 W)。采用非接触式消融，按光纤末端指示光位置进行消融操作。

1.4 数据采集及疗效评价 统计患者的性别、年龄、原发疾病种类。按照表1 评分标准对烟雾大小、视野亮度可见、出血情况、止血效果、术后肉芽增生进行分级评分。对于有大块组织切除的病例，体外切取5 mm×5 mm ×5 mm 组织块进行连续激光消融并记录时间，以评价消融速率。统计两组管腔再通率及症状改善率。统计并比较两组术中术后并发症发生情况：术中大出血、气道穿孔、气道内着火、术中低氧及术后纵隔气肿、气胸。

表1 激光消融特性评分标准

1.5 统计学方法 数据采用SSPS 26.0 统计学软件进行分析。采用秩和检验比较两组激光消融指标评分，计量资料以±s 表示，两组比较采用t检验，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

两组烟雾大小、出血、止血效果及肉芽增生评分差异无统计学意义；钬激光组的内镜下视野亮度可见性较好，差异有统计学意义，见表2。

表2 两种激光消融指标评分比较

58 例患者中有大块组织取出并行消融时间测量者23 例，其中980 nm 半导体激光组11 例，钬激光组12 例。980 nm 半导体激光组消融时间46～85（66.7±13.6）s，钬激光组50～88（71.8±11.9）s，两组比较差异无统计学意义（t=0.950，P=0.621）。两组管腔再通率及症状改善率均为100%。所有患者术后随访4～27 个月。创面肉芽增生情况无显著差异。术中及术后仅1 例使用980 nm 激光术中出现气道着火，全部病例无大出血、穿孔、低氧及术后纵隔气肿发生。

3 讨论

激光的波长、脉冲、功率等参数决定了激光在组织中的治疗特性，其中激光的波长决定了其核心特性。由于人体组织含水量约为75%～90%，因此水对激光的吸收决定了激光的作用深度。激光在水中的吸收系数大体呈现随波长升高的趋势，故一般较长的激光消融深度较浅。为避免激光热传导对周围组织的损伤，部分激光使用脉冲形式，如脉冲时间小于热传导时间能明显减小激光对周围组织的损伤，从而减小空腔脏器穿孔等风险。虽然理论上各种激光性能不同，但不同激光在实践中的应用特性尚无直接比较的研究。本研究旨在对比研究钬激光与980 nm 半导体激光在中央气道内的临床应用效果，从而指导两种激光的选择和应用。

激光消融产生的烟雾及视野过亮是影响手术操作的重要因素。本研究中，两组均产生少量烟雾，在间断使用支气管镜吸引的情况下，均不会影响操作。在镜下亮度方面，980 nm 激光会产生明显的视野过亮而影响消融操作，本研究采用间断发射激光、间歇期观察创面并调整光纤照射位置的方法，能够克服视野过亮的问题。而在本研究入组病例以外，笔者使用其他品牌的支气管镜，未出现视野过亮的情况，考虑与内镜图像处理技术有关。

出血和止血性能是气管镜消融治疗的重要指标，显著影响消融操作的安全性和便利性。本研究在出血和止血方面，两组未出现明显差异。虽然在理论上980 nm 激光的血红蛋白吸收更好且穿透深度更深，但实际比较未发现两种激光在出血及止血方面的差异。

肉芽增生是中央气道消融术后的主要并发症之一，可导致气道再狭窄，显著影响预后。在肉芽增生方面，两组术后均未观察到明显的肉芽增生。在对大气道恶性肿瘤消融的过程中，可能面临的问题是恶性肿瘤复发而非良性肉芽增生，且消融后的病灶往往还需要置入支架，消融创面被支架覆盖而免受瘢痕增生影响；而良性肉芽瘢痕多由气管内支架边缘摩擦产生，去除支架后大多不再有肉芽增生，因此无论是良性还是恶性病变的消融，均无需干预肉芽增生。这一结果说明在实际应用层面，激光导致肉芽增生的问题在中央气道内消融治疗中的意义不大。

消融效率方面，两组均使用30 W 功率，两组消融等体积组织所需时间未见差异，说明两种激光的消融效率大致相同。两组管腔再通及症状改善率均为100%，说明两组均有较好的短期疗效，且两种激光基本相当。

安全性方面，文献报道的并发症包括空气栓塞、器官穿孔、出血、气道着火、低氧及气胸等[16-18]。本研究中仅1 例采用980 nm 激光消融的患者出现气道内着火，为术中疏忽未降低氧气浓度导致。在供氧浓度30%的所有患者中，未出现着火情况。说明只要保证低供氧浓度，气道内着火风险不大。激光治疗的热量会被周围组织吸收，并在治疗后48～96 h 形成细胞坏死[3]。本研究中两组均无大出血、穿孔及纵隔气肿等深部热损伤并发症发生，说明虽然两种激光波长及脉冲形式不同，理论上热传导深度不同，但在实际应用中深部热损伤安全性均良好。但在实际操作中，为避免局部温度过高，减少着火及深部热损伤发生率，应注意避免长时间连续激光照射，可间断喷水降温，以及在调整光纤位置过程中适当增加激光照射间隔。

半导体激光的光电转换率较高，因此功率消耗和产热极少，使用冷风冷却，设备体积及重量显著小于钬激光设备，便于手术空间安排；可使用普通电源，不需要特殊改造的大电流电源，便于在任意需要的场所使用；机器内无高压电，使用寿命长；设备价格大大低于钬激光，治疗成本也大大降低。

综上所述，980 nm 半导体激光在操作便利性、消融效率、止血效能、近期疗效及安全性方面大致与钬激光相当。而作为新型半导体激光，其具有设备体积小、经济性好、对电源无特殊要求等优点，可作为钬激光的良好替代选择。