激光技术在鼻科的应用
作者：雷大鹏
单位：山东医科大学附属医院
关键词：
山东医大基础医学院学报990222 栾信庸审校
原子内部能态分为高低两级,处于高能级的原子受一定频率的诱导光入射后,发射出与入射光同频率、同相位的光,其单色性纯、相干性好、能量密度大。激光就是利用这一原理,采用特殊的发光技术,使发光物质发生受激辐射,然后进行光放大,从而迫使所有光子以相同位相、相同振动频率并沿相同方向输出,即受激辐射的光放大,在我国称之为“激光”。激光具有以下特点:1.方向性好,因为所有光子以相同方向发射,所以发散角极小,几乎是一束平行光;2.因方向性强,亮度高;3.所有光子振动频率相同,谱线宽度越窄,单色性越好;4.良好的相干性。激光是一种受激辐射,各发光中心是相互联系的,所产生的光可在较长时间内保持恒定的位相差。相干性使全息照相得以实现,激光全息术已广泛用于医学、生物学领域〔1，2〕。
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1 激光在鼻科的应用简史
1977年首次报道激光在鼻科应用〔1〕。Lenz〔1〕等用Ar+激光碳化下鼻甲粘膜治疗血管运动性鼻炎、鼻出血和遗传性出血性毛细血管扩张症,优点是出血少,术后不需鼻腔填塞,但愈合期长。
Fukutake〔2〕等对140例过敏性鼻炎患者气化暴露的下鼻甲,48%疗效显著,29%疗效好。Selkin〔3〕用CO2激光对61例施行部分下鼻甲切除术,1例术后20d出现鼻出血,3例术后10个月鼻塞复发,临床完全愈合需3～6周。
1978年,Healy〔4〕等应用激光治疗后鼻孔闭锁,开放率达到83%。1983年,Williams〔5〕利用CO2激光行经上颌窦翼管神经切除术治疗血管运动性鼻炎,明显减轻了患者的痛苦和术后水肿。并有用激光治疗外鼻疾患、鼻中隔腺癌和内翻性乳头状瘤的报道。
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1977年Lenz等〔6〕首先将激光用于鼻窦手术,他用Ar+激光经下鼻道行上颌窦开窗术,但由于缺乏纤维导光系统,使用有限。1988年Ohyama〔7〕将Nd:YAG激光用于鼻窦外科,能切除上颌窦内病变粘膜并开大自然口,因Nd:YAG激光组织穿透深度可带来潜在的危险,故使用受到了限制。
Shapshay〔8〕等首次将Ho:YAG激光对狗进行鼻内手术。1992年,Shapshay报告了用Ho:YAG激光治疗人鼻窦手术的安全性和可行性。
2 激光对生物组织的作用
激光射入生物组织后被反射、吸收和透过、散射,其热变性分为高温(200～1000℃)数毫秒产生的蒸发与气化,低温(<100℃)数秒后蛋白分解和凝固。作为手术手段,主要利用其气化、凝固和切割的特性。
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激光对生物组织的作用机理分为4个方面。
(1)热作用。当生物组织吸收了激光能量后能直接或间接增加生物分子的热运动,使该处组织温度升高。弱激光的温热作用,增加了生命物质的能量,在生命过程中增强作功的本领,从而有能力去改变病理状态,恢复健康。强激光的热作用可造成活组织局部损伤,使组织间的机化粘连焊接、气化和切割以清除各种赘生物以及癌灶等病变组织。
(2)光化作用。当生物组织吸收了较大的激光能量后,生物分子的化学键可以断裂或形成新键。目前临床用得最广泛的是光敏化反应,如用血卟啉为光敏化剂的激光动力学作用治疗肿瘤。再者利用光解反应对角膜进行不留痕迹的精加工,修正角膜的正曲率半径或负曲率半径,以根治近视眼和远视眼。
(3)压强作用。有直接来自光子撞击的光压,也有因热作用的继发作用引起气流反冲压、内部蒸汽压、热膨胀超声压以及因激光的强电场作用引起电致伸缩压。激光手术刀即利用光压作用,光压随激光功率密度的增加而加大,功率密度越高,光刀刀口就越锋利。
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(4)弱激光生物刺激作用。用弱激光照射生物机体时,生物机体对这种刺激的应答反应可能是兴奋也可能是抑制,可通过调节激光剂量控制生物效应。主要作用有:促使受伤神经组织再生,促进血红蛋白增加和亚铁血红素合成,促进或抑制糜蛋白酶的活性,促进或抑制细菌生长,加快或抑制肠绒毛运动,促进创口愈合,促进移植皮片的生长。
3 不同激光器的特点
目前常用的激光器有Ar+激光、CO2激光、Nd:YAG激光、KTP/532激光、Ho:YAG激光、半导体激光等。激光参量为光斑的直径、输出功率和辐射时间,可简写为光斑(μm)/〔功率(W)./时间(s)〕。
3.1 Ar+激光 波长457.9～514.5nm,属蓝色可见光谱,光纤可传导,光束直径小于0.05μm,激光能量易被血红蛋白和黑色素等色素组织吸收,凝固直径达1mm的血管,可对微血管止血,“点焊”软组织和松解粘连。
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3.2 CO2激光 波长10.6μm,属不可见光,能产生直径0.4～2mm的光束,易被水吸收而产生强烈的热效应,可切割和气化,凝固直径0.5mm以下的血管,吸收深度<0.1mm,由于人体组织含70%～90%的水分,所以对人体组织的作用主要是气化。其优点是:(1)能量被组织高度吸收而无反射,只有极少量的散射,光束的吸收在任何颜色的组织内都一样;(2)能量不引起细胞的遗传突变,仅通过光能转化为热能而发挥效应;(3)激光能量可通过反射镜有效地被反射,应用特殊透镜能使激光能量聚焦成直径<1mm的光斑,且几乎不消耗能量。其缺点是:(1)气化时产生大量烟雾,对身体有危害;(2)传光系统不灵活,应用不方便;(3)对直径1.0mm的血管凝固性差;(4)易使组织表面碳化,妨碍深层组织的气化,且易形成术后粘连。最近纤维导光系统开始装备于CO2激光,但不能有效地作用于骨质。
3.3 Nd:YAG激光 波长1064nm,属红外光谱。可用光纤传送,光束直径可小至0.3mm,有高度的扩散吸收特性,不易被水吸收,热凝固时产生强大的热效应,穿透组织深度约4～5mm, 形成凝固坏死区。止血性能好, 能凝固直径达 1.5mm的血管。临床上常利用其良好的凝固作用对肿瘤凝固止血,可用于内窥镜下或皮肤及粘膜表面的操作。其缺点是水吸收性较低,破坏深度不易准确控制,而且该激光辐射能30%～40%被反向散射,术中易造成周围正常组织较大面积的损伤,导光纤维前端易被污染、脆断而影响激光传导。
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3.4 KTP/532激光 YAG激光发生波长1064nm的红外光,经磷酸钛钾晶体变频为532nm的蓝绿光—KTP/532激光,可选择性地被色素组织吸收。具有Ar+可见激光的特性,但KTP/532激光产生的光斑达200μm,激光参量较Ar+激光易控制,手术合并症少,它与组织的作用介于具有良好切割功能的CO2激光和较好凝固切能的Nd:YAG激光之间。由于KTP激光不能有效地切除非色素组织如骨质和息肉,故在鼻窦手术中受到限制。KTP/532激光主要用来凝固慢性鼻炎肥厚的下鼻甲粘膜。
3.5 Ho:YAG激光 波长2.14μm,属脉冲式固态型激光器,红外光谱。能被石英光纤传递,通过内镜进入体腔,精确地切除病变组织。能被水很好的吸收,对邻近组织的热扩散作用较小,穿透深度较大,但又不象Nd:YAG激光那么深,因而能较安全地用于鼻窦手术。虽不能被色素组织吸收,但能通过凝固小血管而止血。该激光能准确地切割和切除骨质如中鼻甲、钩突、筛泡、筛窦中隔、上颌窦自然口,较适合于内窥镜鼻窦手术[9]。
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3.6 半导体激光 这是近年发展起来的新型激光,在红外到近红外区,能量由低电流激发高功率激光二级管产生,二极管芯片由砷化镓铝(Ga Al As)半导体材料形成,与传统激光发射机制不同。其波长为805nm或810nm,易被组织色素吸收,对组织凝固和气化效果均良好。电光转化率高,出光率高,不产生多余的热量,110 V或220 V电压即够,不需冷却,淘汰了上下水、循环水或纯化水冷却装置。具有接触式及非接触式光纤和探头,4种内径的光纤可方便地与任何1种内镜匹配,术中光束对神经和组织无电刺激,产生烟雾较少,透热浅,无探头余热,临床使用有安全感。
Metson[10]指出,适用于鼻部手术的激光应具备以下几点要求:(1)能有效地切除骨质及软组织;(2)切除组织深度少于1mm;(3)止血性能好;(4)能凝固直径大于0.5mm的血管;(5)热损伤深度有限;(6)有良好的导光纤维传输系统。
4 激光在鼻科的应用
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激光作为鼻科研究手段主要是激光多普勒扫描。测量红细胞运动时产生激光多普勒信号,根据多普勒原理,运动细胞反射的光经历一次频率转换,而散射到静止组织的光仍保持其原有频率不变。这种频率转换记录处理后产生与细胞流量相称的电压输出,这是运动细胞数目与它们平均速率的产物。
激光多普勒流速计是测量微血管流量的有效工具,它在鼻科研究方面可用于估价鼻粘膜和鼻窦血流。Akerlund[11]等用激光多普勒流速计研究羟甲唑啉(非选择性α受体激动药,用于滴鼻治疗鼻出血、鼻炎,发挥局部血管收缩作用)在兔鼻腔、鼻窦粘膜血流中的作用。Tarver[12]等用激光多普勒流速计比较可卡因和利多卡因与羟甲唑啉混合物引起血管收缩的程度,结论是利多卡因与羟甲唑啉联合是一有效的选择。Wight[13]对可卡因和羟甲唑啉进行研究得出了相似的结论。
随着激光多普勒流速计的应用,对鼻变态反应性有了深入的研究。使用前、后鼻腔计能客观地测量鼻腔呼吸阻力,即鼻分泌物、粘膜水肿和血管充血。激光多普勒流速计不仅能测量血流量,而且能测血容积、红细胞速度、血流搏动。这项技术能评价鼻腔微血管对组胺和不同抗原激发的反应。通过检 测鼻腔粘膜血流,对正确评价抗组胺和类固醇鼻腔制剂也是有用的。
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Gronfors[14]等研制了微型计算机系统研究鼻腔血流中不同介质的作用。此系统通过微型计算机把激光多普勒流速计和电离子透射药物应用系统联系起来,药物在血流中的作用能通过电离子透入法进行研究。这一系统能用于评估不同抗原在慢性鼻炎病因学中的作用。
Druce[15]研究了非那汀在鼻粘膜微循环变化和血管通透性方面的作用,他用激光多普勒测量血流、血容积和红细胞速度来评价前者,血管通透性则是通过对鼻腔分泌物中白蛋白/总蛋白比率的分析而得到的。
激光治疗的鼻科疾病有:(1)外鼻赘生物、黑痣、乳头状瘤、毛细血管瘤。局部消毒麻醉后,用激光切除或气化病灶,创面基底部尽量平整,边缘自外向内略呈斜坡状,术后瘢痕轻微。激光治疗鼻部血管瘤疗效好,一般能治愈。
(2)鼻前庭炎、疖、囊肿。对鼻前庭的非化脓性病灶,可用He Ne激光进行理疗照射,具有消炎、消肿、止痛作用。对于囊肿,需要在局部浸润麻醉下,用激光刀头对准囊壁最突出处气化一小孔,排出囊液,继续气化小孔周边残余囊壁,可选用CO2激光或Nd:YAG激光。
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(3)慢性鼻炎。慢性单纯性鼻炎多用He Ne或弱CO2激光。用CO2激光对鼻背部进行理疗照射,可使症状缓解乃至全愈。慢性肥厚性鼻炎则在鼻粘膜麻醉下用CO2或Nd:YAG激光对鼻甲肥大部分进行凝固或气化,行下鼻甲激光凝固术,用1%丁卡因表面麻醉,1%麻黄素棉片收敛鼻甲粘膜,将激光光纤端对准下鼻甲肥大部分,距鼻甲粘膜1～3mm处进行非接触性照射,从前向后点状或线状凝固,直至下鼻甲粘膜变苍白收缩为止。对重度肥厚性鼻炎如桑椹状者,手术可分几次进行,先作下鼻甲前端凝固,再作下鼻甲后端凝固,术中出血少,术后反应轻,2～3周后创面愈合,通气改善,鼻腔不需填塞。
Mc Combe[16]对下鼻甲激光烧灼术与粘膜下透射疗法做了前瞻性研究,结论是:前者是较好的选择;对患者术后1年的随访表明激光烧灼术使患者的主观症状产生明显而持久的改善。但对下鼻甲骨性肥厚者,不宜采取激光治疗。
(4)过敏性鼻炎。对鼻粘膜收敛麻醉后,用激光对准鼻丘及中鼻甲粘膜相距1～3mm处进行照射至粘膜变白为止。将光纤端自下鼻甲后方至前呈条状照射,凝固或气化下鼻甲肥厚部分。Fukutake[2]等用激光治疗140例过敏性鼻炎,48%的患者1年内鼻通气良好,症状减轻,术后组织病理显示,2个月内基本上皮化。
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(5)血管舒缩性鼻炎。麻醉后,用激光光纤端对双侧下鼻甲、中鼻甲、鼻丘等部位照射,再对鼻丘相对应鼻中隔粘膜面和中隔前区行点状或划痕照射,直至粘膜苍白。术后用麻黄素滴鼻。
(6)鼻出血。将激光光纤端对准鼻出血区以非接触方式照射。可以先对出血血管周边进行环状固化,阻断外周小血管,再凝固血管断端,直至粘膜呈灰白色。有学者用KTP/532激光治疗11例遗传性出血性毛细血扩张症,随访6～18个月,出血频率和程度明显下降。
(7)鼻息肉。主要是利用激光对息肉进行凝固、气化。对于较小的息肉,可将光纤端对准息肉连续照射,直至消失。对单发较大的息肉,先摘除息肉,在根蒂部对创面照射,术后鼻腔不需填塞,出血少,Nd:YAG激光照射息肉根蒂部有防止鼻息肉复发的作用。
(8)FESS(功能性内窥镜鼻窦手术)。激光与鼻窦内窥镜配合使用,可以使手术野更加清晰,减少与出血有关的危险及并发症,更有利于操作。激光内窥镜手术能用于治疗慢性肥厚性鼻炎、慢性筛窦炎、慢性上颌窦炎、额窦炎症、鼻息肉、上颌窦粘膜下囊肿,对鼻及鼻窦病变进行固化或接触性切割[10]。术中对窦房内及骨壁出血要边吸引边固化止血。对上颌窦粘膜下囊肿,在下鼻道前部用鼻窦穿刺器穿入鼻窦,将带吸引头的光纤导管与鼻窦镜从穿刺孔进入鼻窦,在直视下对囊肿壁进行边气化边吸引。
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激光配合鼻窦内窥镜还可行泪囊鼻腔造孔术治疗慢性泪囊炎。先用激光气化切开粘膜,暴露鼻腔外侧壁,对切口缘的粘骨膜再次用激光进行固化止血,去除部分泪骨及上颌骨额突,暴露泪囊,切开泪囊壁,造孔置入扩张管。该术式面部不留瘢痕,不损伤内眦韧带,泪囊功能保留较好。
Shapshay[9]利用Ho:YAG激光辅助鼻窥镜进行临床观察,术后1周患者痂皮形成,术后2周愈合较满意,第3周愈合较完全,第3个月愈合良好。他们认为Ho:YAG激光很适于内窥镜鼻窦手术,不但出血少、反应轻,穿透组织深度较浅,对周围组织影响小,而且能准确有效地切割和切除骨质如中鼻甲、钩突、筛泡、上颌窦口。
(9)鼻腔术后疤痕粘连系鼻腔术后处理不当所致,可用Hd:YAG激光切除或气化粘连处瘢痕组织。因Hd:YAG激光的热效应与组织穿透能力可达瘢痕组织基底部,术后创面平整。
(10)后鼻孔闭锁。属先天性发育异常,临床上分为膜性闭锁、骨性闭锁和混合性闭锁3种,单侧性闭锁较多见。麻醉、收敛鼻腔,鼻咽部填塞浸有1%丁卡因麻黄素液的纱条,激光对准靶组织,气化、切割,至见到鼻中隔、蝶窦开口和翼板为止,取出残余粘膜和骨等组织,可以置管扩张。术中出血少,术野清晰,能避免损伤周围组织,局麻下进行,手术时间短。Roelly[17]等用激光处理膜性闭锁,而传统手术需要经腭途径。
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参考文献
1 Lenz H,Eichler J,Sald J,et al.Parameters for argon-laser-surgery of the lower human turbinates.Acta Otolaryngol,1977;83:660
2 Fukutake R,Yamashita T,Tomoda K,et al.Laser surgery for allergic rhinitis.Arch Otolaryngol Head Neck Surg,1986,112:1280
3 Selkin S.Laser turbinectomy as an adjunct to rhinoseptoplasty.Arch Otlaryngol Head Neck Surg,1985;111:446
, 百拇医药 4 Healy GB,McGill T,Jako GJ,et al.Management of choanal atresia with the carbon dioxide laser.Ann Otol Rhinol Laryngol,1978,87:658
5 Williams JD.Laser vidian veurectomy.Ann Otol Rhinol Laryngol,1983;92:281
6 Lenz H,Eickler J,Salk J,et al.Production of a naso-antral window with an Au+laser.J Mxillofac Surg,1977;5:314
7 Ohyama M.Flexible fiberoptic application of the Nd:YAG laser applications in chronic sinusitis in: Joffe SN,Oguro Y.eds.Advances in Nd:YAG laser Surg.New York:Spuinger-Verlay,1988;166
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8 Shapshay SM,Rebeiz EE,Bohigian RK, et al.Holmium:YAG laser-assisted endoscopic sinus surgery:Laboratory experience.Laryngoscope,1991;101:142
9 Shapshay SM,Rebeiz EE,Parkratov MM.Holmium:YAG laser assisted endoscopic sinus surgery:Clinical experience.Laryngoscope,1992;102:1177
10 Metson R.Holmium:YAG laser endoscopic sinus surgery:A randomized,controlled study.Largngoscope,1996;106(suppl)
11 Akerlund A,Bende M,Arfors K,et al.Effects of oxymetazoline on nasal and sinus mucosal blood flow in the rabbit as measured with laser Doppler flowmetry.Ann Otol Rhinol Laryngol,1993;102:123
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12 Tarver Cp,Noorily AD,Sakai CS.A comparison of cocaine VS lidocaine with oxymetazoline for use in nasal procedures.Otolaryngol Head Neck Surg,1993;109:653
13 Wight RG,Cochrane T.A comparison of the effects of two commonly used vasoconstrictors on nasal mucosal blood flow and nasal airflow.Acta Otolaryngol,1990;109:137
14 Gronfors T,Pyykko I,Aalto H,et al.A microcomputer system for assessment of peripheral blood flow.An example of nasal blood flow.Med Prog Technol,1991;17:119
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15 Druce HM.The effects of an H1-receptor antagonist,terfenadine on histamine induced microcirculatory changes and vasopermeability in nasal mucosa.J Allergy Clin Immunol,1990;86:344
16 McCombe AW,Cook JA,Jones AS.A comparison of laser cautery and submucosal diathermy for rhinitis.Clin Otolaryngol,1973;17:297
17 Roelly P,Roger G,Bellity A,et al.Choanal atresia:management and surgical treatment:Study of 50 cases.Ann Pidiatr,1992;39:479
(收稿日期 1998-10-15)
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单位：山东医科大学附属医院
关键词：
山东医大基础医学院学报990222 栾信庸审校
原子内部能态分为高低两级,处于高能级的原子受一定频率的诱导光入射后,发射出与入射光同频率、同相位的光,其单色性纯、相干性好、能量密度大。激光就是利用这一原理,采用特殊的发光技术,使发光物质发生受激辐射,然后进行光放大,从而迫使所有光子以相同位相、相同振动频率并沿相同方向输出,即受激辐射的光放大,在我国称之为“激光”。激光具有以下特点:1.方向性好,因为所有光子以相同方向发射,所以发散角极小,几乎是一束平行光;2.因方向性强,亮度高;3.所有光子振动频率相同,谱线宽度越窄,单色性越好;4.良好的相干性。激光是一种受激辐射,各发光中心是相互联系的,所产生的光可在较长时间内保持恒定的位相差。相干性使全息照相得以实现,激光全息术已广泛用于医学、生物学领域〔1，2〕。
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1 激光在鼻科的应用简史
1977年首次报道激光在鼻科应用〔1〕。Lenz〔1〕等用Ar+激光碳化下鼻甲粘膜治疗血管运动性鼻炎、鼻出血和遗传性出血性毛细血管扩张症,优点是出血少,术后不需鼻腔填塞,但愈合期长。
Fukutake〔2〕等对140例过敏性鼻炎患者气化暴露的下鼻甲,48%疗效显著,29%疗效好。Selkin〔3〕用CO2激光对61例施行部分下鼻甲切除术,1例术后20d出现鼻出血,3例术后10个月鼻塞复发,临床完全愈合需3～6周。
1978年,Healy〔4〕等应用激光治疗后鼻孔闭锁,开放率达到83%。1983年,Williams〔5〕利用CO2激光行经上颌窦翼管神经切除术治疗血管运动性鼻炎,明显减轻了患者的痛苦和术后水肿。并有用激光治疗外鼻疾患、鼻中隔腺癌和内翻性乳头状瘤的报道。
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1977年Lenz等〔6〕首先将激光用于鼻窦手术,他用Ar+激光经下鼻道行上颌窦开窗术,但由于缺乏纤维导光系统,使用有限。1988年Ohyama〔7〕将Nd:YAG激光用于鼻窦外科,能切除上颌窦内病变粘膜并开大自然口,因Nd:YAG激光组织穿透深度可带来潜在的危险,故使用受到了限制。
Shapshay〔8〕等首次将Ho:YAG激光对狗进行鼻内手术。1992年,Shapshay报告了用Ho:YAG激光治疗人鼻窦手术的安全性和可行性。
2 激光对生物组织的作用
激光射入生物组织后被反射、吸收和透过、散射,其热变性分为高温(200～1000℃)数毫秒产生的蒸发与气化,低温(<100℃)数秒后蛋白分解和凝固。作为手术手段,主要利用其气化、凝固和切割的特性。
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激光对生物组织的作用机理分为4个方面。
(1)热作用。当生物组织吸收了激光能量后能直接或间接增加生物分子的热运动,使该处组织温度升高。弱激光的温热作用,增加了生命物质的能量,在生命过程中增强作功的本领,从而有能力去改变病理状态,恢复健康。强激光的热作用可造成活组织局部损伤,使组织间的机化粘连焊接、气化和切割以清除各种赘生物以及癌灶等病变组织。
(2)光化作用。当生物组织吸收了较大的激光能量后,生物分子的化学键可以断裂或形成新键。目前临床用得最广泛的是光敏化反应,如用血卟啉为光敏化剂的激光动力学作用治疗肿瘤。再者利用光解反应对角膜进行不留痕迹的精加工,修正角膜的正曲率半径或负曲率半径,以根治近视眼和远视眼。
(3)压强作用。有直接来自光子撞击的光压,也有因热作用的继发作用引起气流反冲压、内部蒸汽压、热膨胀超声压以及因激光的强电场作用引起电致伸缩压。激光手术刀即利用光压作用,光压随激光功率密度的增加而加大,功率密度越高,光刀刀口就越锋利。
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(4)弱激光生物刺激作用。用弱激光照射生物机体时,生物机体对这种刺激的应答反应可能是兴奋也可能是抑制,可通过调节激光剂量控制生物效应。主要作用有:促使受伤神经组织再生,促进血红蛋白增加和亚铁血红素合成,促进或抑制糜蛋白酶的活性,促进或抑制细菌生长,加快或抑制肠绒毛运动,促进创口愈合,促进移植皮片的生长。
3 不同激光器的特点
目前常用的激光器有Ar+激光、CO2激光、Nd:YAG激光、KTP/532激光、Ho:YAG激光、半导体激光等。激光参量为光斑的直径、输出功率和辐射时间,可简写为光斑(μm)/〔功率(W)./时间(s)〕。
3.1 Ar+激光 波长457.9～514.5nm,属蓝色可见光谱,光纤可传导,光束直径小于0.05μm,激光能量易被血红蛋白和黑色素等色素组织吸收,凝固直径达1mm的血管,可对微血管止血,“点焊”软组织和松解粘连。
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3.2 CO2激光 波长10.6μm,属不可见光,能产生直径0.4～2mm的光束,易被水吸收而产生强烈的热效应,可切割和气化,凝固直径0.5mm以下的血管,吸收深度<0.1mm,由于人体组织含70%～90%的水分,所以对人体组织的作用主要是气化。其优点是:(1)能量被组织高度吸收而无反射,只有极少量的散射,光束的吸收在任何颜色的组织内都一样;(2)能量不引起细胞的遗传突变,仅通过光能转化为热能而发挥效应;(3)激光能量可通过反射镜有效地被反射,应用特殊透镜能使激光能量聚焦成直径<1mm的光斑,且几乎不消耗能量。其缺点是:(1)气化时产生大量烟雾,对身体有危害;(2)传光系统不灵活,应用不方便;(3)对直径1.0mm的血管凝固性差;(4)易使组织表面碳化,妨碍深层组织的气化,且易形成术后粘连。最近纤维导光系统开始装备于CO2激光,但不能有效地作用于骨质。
3.3 Nd:YAG激光 波长1064nm,属红外光谱。可用光纤传送,光束直径可小至0.3mm,有高度的扩散吸收特性,不易被水吸收,热凝固时产生强大的热效应,穿透组织深度约4～5mm, 形成凝固坏死区。止血性能好, 能凝固直径达 1.5mm的血管。临床上常利用其良好的凝固作用对肿瘤凝固止血,可用于内窥镜下或皮肤及粘膜表面的操作。其缺点是水吸收性较低,破坏深度不易准确控制,而且该激光辐射能30%～40%被反向散射,术中易造成周围正常组织较大面积的损伤,导光纤维前端易被污染、脆断而影响激光传导。
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3.4 KTP/532激光 YAG激光发生波长1064nm的红外光,经磷酸钛钾晶体变频为532nm的蓝绿光—KTP/532激光,可选择性地被色素组织吸收。具有Ar+可见激光的特性,但KTP/532激光产生的光斑达200μm,激光参量较Ar+激光易控制,手术合并症少,它与组织的作用介于具有良好切割功能的CO2激光和较好凝固切能的Nd:YAG激光之间。由于KTP激光不能有效地切除非色素组织如骨质和息肉,故在鼻窦手术中受到限制。KTP/532激光主要用来凝固慢性鼻炎肥厚的下鼻甲粘膜。
3.5 Ho:YAG激光 波长2.14μm,属脉冲式固态型激光器,红外光谱。能被石英光纤传递,通过内镜进入体腔,精确地切除病变组织。能被水很好的吸收,对邻近组织的热扩散作用较小,穿透深度较大,但又不象Nd:YAG激光那么深,因而能较安全地用于鼻窦手术。虽不能被色素组织吸收,但能通过凝固小血管而止血。该激光能准确地切割和切除骨质如中鼻甲、钩突、筛泡、筛窦中隔、上颌窦自然口,较适合于内窥镜鼻窦手术[9]。
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3.6 半导体激光 这是近年发展起来的新型激光,在红外到近红外区,能量由低电流激发高功率激光二级管产生,二极管芯片由砷化镓铝(Ga Al As)半导体材料形成,与传统激光发射机制不同。其波长为805nm或810nm,易被组织色素吸收,对组织凝固和气化效果均良好。电光转化率高,出光率高,不产生多余的热量,110 V或220 V电压即够,不需冷却,淘汰了上下水、循环水或纯化水冷却装置。具有接触式及非接触式光纤和探头,4种内径的光纤可方便地与任何1种内镜匹配,术中光束对神经和组织无电刺激,产生烟雾较少,透热浅,无探头余热,临床使用有安全感。
Metson[10]指出,适用于鼻部手术的激光应具备以下几点要求:(1)能有效地切除骨质及软组织;(2)切除组织深度少于1mm;(3)止血性能好;(4)能凝固直径大于0.5mm的血管;(5)热损伤深度有限;(6)有良好的导光纤维传输系统。
4 激光在鼻科的应用
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激光作为鼻科研究手段主要是激光多普勒扫描。测量红细胞运动时产生激光多普勒信号,根据多普勒原理,运动细胞反射的光经历一次频率转换,而散射到静止组织的光仍保持其原有频率不变。这种频率转换记录处理后产生与细胞流量相称的电压输出,这是运动细胞数目与它们平均速率的产物。
激光多普勒流速计是测量微血管流量的有效工具,它在鼻科研究方面可用于估价鼻粘膜和鼻窦血流。Akerlund[11]等用激光多普勒流速计研究羟甲唑啉(非选择性α受体激动药,用于滴鼻治疗鼻出血、鼻炎,发挥局部血管收缩作用)在兔鼻腔、鼻窦粘膜血流中的作用。Tarver[12]等用激光多普勒流速计比较可卡因和利多卡因与羟甲唑啉混合物引起血管收缩的程度,结论是利多卡因与羟甲唑啉联合是一有效的选择。Wight[13]对可卡因和羟甲唑啉进行研究得出了相似的结论。
随着激光多普勒流速计的应用,对鼻变态反应性有了深入的研究。使用前、后鼻腔计能客观地测量鼻腔呼吸阻力,即鼻分泌物、粘膜水肿和血管充血。激光多普勒流速计不仅能测量血流量,而且能测血容积、红细胞速度、血流搏动。这项技术能评价鼻腔微血管对组胺和不同抗原激发的反应。通过检 测鼻腔粘膜血流,对正确评价抗组胺和类固醇鼻腔制剂也是有用的。
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Gronfors[14]等研制了微型计算机系统研究鼻腔血流中不同介质的作用。此系统通过微型计算机把激光多普勒流速计和电离子透射药物应用系统联系起来,药物在血流中的作用能通过电离子透入法进行研究。这一系统能用于评估不同抗原在慢性鼻炎病因学中的作用。
Druce[15]研究了非那汀在鼻粘膜微循环变化和血管通透性方面的作用,他用激光多普勒测量血流、血容积和红细胞速度来评价前者,血管通透性则是通过对鼻腔分泌物中白蛋白/总蛋白比率的分析而得到的。
激光治疗的鼻科疾病有:(1)外鼻赘生物、黑痣、乳头状瘤、毛细血管瘤。局部消毒麻醉后,用激光切除或气化病灶,创面基底部尽量平整,边缘自外向内略呈斜坡状,术后瘢痕轻微。激光治疗鼻部血管瘤疗效好,一般能治愈。
(2)鼻前庭炎、疖、囊肿。对鼻前庭的非化脓性病灶,可用He Ne激光进行理疗照射,具有消炎、消肿、止痛作用。对于囊肿,需要在局部浸润麻醉下,用激光刀头对准囊壁最突出处气化一小孔,排出囊液,继续气化小孔周边残余囊壁,可选用CO2激光或Nd:YAG激光。
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(3)慢性鼻炎。慢性单纯性鼻炎多用He Ne或弱CO2激光。用CO2激光对鼻背部进行理疗照射,可使症状缓解乃至全愈。慢性肥厚性鼻炎则在鼻粘膜麻醉下用CO2或Nd:YAG激光对鼻甲肥大部分进行凝固或气化,行下鼻甲激光凝固术,用1%丁卡因表面麻醉,1%麻黄素棉片收敛鼻甲粘膜,将激光光纤端对准下鼻甲肥大部分,距鼻甲粘膜1～3mm处进行非接触性照射,从前向后点状或线状凝固,直至下鼻甲粘膜变苍白收缩为止。对重度肥厚性鼻炎如桑椹状者,手术可分几次进行,先作下鼻甲前端凝固,再作下鼻甲后端凝固,术中出血少,术后反应轻,2～3周后创面愈合,通气改善,鼻腔不需填塞。
Mc Combe[16]对下鼻甲激光烧灼术与粘膜下透射疗法做了前瞻性研究,结论是:前者是较好的选择;对患者术后1年的随访表明激光烧灼术使患者的主观症状产生明显而持久的改善。但对下鼻甲骨性肥厚者,不宜采取激光治疗。
(4)过敏性鼻炎。对鼻粘膜收敛麻醉后,用激光对准鼻丘及中鼻甲粘膜相距1～3mm处进行照射至粘膜变白为止。将光纤端自下鼻甲后方至前呈条状照射,凝固或气化下鼻甲肥厚部分。Fukutake[2]等用激光治疗140例过敏性鼻炎,48%的患者1年内鼻通气良好,症状减轻,术后组织病理显示,2个月内基本上皮化。
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(5)血管舒缩性鼻炎。麻醉后,用激光光纤端对双侧下鼻甲、中鼻甲、鼻丘等部位照射,再对鼻丘相对应鼻中隔粘膜面和中隔前区行点状或划痕照射,直至粘膜苍白。术后用麻黄素滴鼻。
(6)鼻出血。将激光光纤端对准鼻出血区以非接触方式照射。可以先对出血血管周边进行环状固化,阻断外周小血管,再凝固血管断端,直至粘膜呈灰白色。有学者用KTP/532激光治疗11例遗传性出血性毛细血扩张症,随访6～18个月,出血频率和程度明显下降。
(7)鼻息肉。主要是利用激光对息肉进行凝固、气化。对于较小的息肉,可将光纤端对准息肉连续照射,直至消失。对单发较大的息肉,先摘除息肉,在根蒂部对创面照射,术后鼻腔不需填塞,出血少,Nd:YAG激光照射息肉根蒂部有防止鼻息肉复发的作用。
(8)FESS(功能性内窥镜鼻窦手术)。激光与鼻窦内窥镜配合使用,可以使手术野更加清晰,减少与出血有关的危险及并发症,更有利于操作。激光内窥镜手术能用于治疗慢性肥厚性鼻炎、慢性筛窦炎、慢性上颌窦炎、额窦炎症、鼻息肉、上颌窦粘膜下囊肿,对鼻及鼻窦病变进行固化或接触性切割[10]。术中对窦房内及骨壁出血要边吸引边固化止血。对上颌窦粘膜下囊肿,在下鼻道前部用鼻窦穿刺器穿入鼻窦,将带吸引头的光纤导管与鼻窦镜从穿刺孔进入鼻窦,在直视下对囊肿壁进行边气化边吸引。
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激光配合鼻窦内窥镜还可行泪囊鼻腔造孔术治疗慢性泪囊炎。先用激光气化切开粘膜,暴露鼻腔外侧壁,对切口缘的粘骨膜再次用激光进行固化止血,去除部分泪骨及上颌骨额突,暴露泪囊,切开泪囊壁,造孔置入扩张管。该术式面部不留瘢痕,不损伤内眦韧带,泪囊功能保留较好。
Shapshay[9]利用Ho:YAG激光辅助鼻窥镜进行临床观察,术后1周患者痂皮形成,术后2周愈合较满意,第3周愈合较完全,第3个月愈合良好。他们认为Ho:YAG激光很适于内窥镜鼻窦手术,不但出血少、反应轻,穿透组织深度较浅,对周围组织影响小,而且能准确有效地切割和切除骨质如中鼻甲、钩突、筛泡、上颌窦口。
(9)鼻腔术后疤痕粘连系鼻腔术后处理不当所致,可用Hd:YAG激光切除或气化粘连处瘢痕组织。因Hd:YAG激光的热效应与组织穿透能力可达瘢痕组织基底部,术后创面平整。
(10)后鼻孔闭锁。属先天性发育异常,临床上分为膜性闭锁、骨性闭锁和混合性闭锁3种,单侧性闭锁较多见。麻醉、收敛鼻腔,鼻咽部填塞浸有1%丁卡因麻黄素液的纱条,激光对准靶组织,气化、切割,至见到鼻中隔、蝶窦开口和翼板为止,取出残余粘膜和骨等组织,可以置管扩张。术中出血少,术野清晰,能避免损伤周围组织,局麻下进行,手术时间短。Roelly[17]等用激光处理膜性闭锁,而传统手术需要经腭途径。
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参考文献
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10 Metson R.Holmium:YAG laser endoscopic sinus surgery:A randomized,controlled study.Largngoscope,1996;106(suppl)
11 Akerlund A,Bende M,Arfors K,et al.Effects of oxymetazoline on nasal and sinus mucosal blood flow in the rabbit as measured with laser Doppler flowmetry.Ann Otol Rhinol Laryngol,1993;102:123
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(收稿日期 1998-10-15)
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