钬激光碎石术中结石位移的影响因素

谈维杰; 陈明惠; 冯媛媛; 王健平; 郑刚

doi:10.37188/OPE.20212902.0243

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钬激光碎石术中结石位移的影响因素

现代应用光学 | 更新时间：2021-03-05

- 钬激光碎石术中结石位移的影响因素
- Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy
- 光学精密工程 2021年29卷第2期页码：243-250
- 作者机构：
  
  上海理工大学上海介入医疗器械工程技术研究中心，上海 200093
- 作者简介：
  
  [ "谈维杰（1996-），男，上海人，硕士研究生，2018年于上海理工大学获得学士学位，主要从事生物医学光子学方面的研究。E-mail： 15902166731@163.com" ]
  [ "陈明惠（1981-），女，福建南靖人，博士，副教授，硕士生导师，2004年、2007年于福建师范大学分别获得学士、硕士学位，2011年于浙江大学获得博士学位，主要从事生物医学光子学方面的研究。E-mail：cmhui.43@163.com" ]
- 基金信息：
  
  上海市科委产学研医项目(15DZ19940400);国家自然科学基金资助项目(61308115)
- DOI：10.37188/OPE.20212902.0243
  中图分类号： TN249
- 收稿日期：2020-05-14，
  
  修回日期：2020-06-29，
  
  纸质出版日期：2021-02-15
- 稿件说明：
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谈维杰,陈明惠,冯媛媛等.钬激光碎石术中结石位移的影响因素[J].光学精密工程,2021,29(02):243-250.

TAN Wei-jie,CHEN Ming-hui,FENG Yuan-yuan,et al.Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(02):243-250.
谈维杰,陈明惠,冯媛媛等.钬激光碎石术中结石位移的影响因素[J].光学精密工程,2021,29(02):243-250. DOI： 10.37188/OPE.20212902.0243.

TAN Wei-jie,CHEN Ming-hui,FENG Yuan-yuan,et al.Factors influencing stone displacement in holmium laser lithotripsy[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(02):243-250. DOI： 10.37188/OPE.20212902.0243.

摘要

为了减小钬激光碎石术中结石产生的位移，研究了钬激光脉冲峰值功率、激光烧灼尺寸和工作距离对于结石位移的影响。分析了影响结石位移的因素，搭建了一个体外模型装置以此来模拟输尿管内钬激光碎石的过程，实验使用0.25 g的正方体石膏模型来代替人体结石，钬激光功率选择12 W（0.6 J×20 Hz，0.8 J×15 Hz，1.2 J×10 Hz）和20 W（0.8 J×25 Hz、1.0 J×20 Hz、2.0 J×10 Hz），脉冲持续时间为200 μs和800 μs，光纤使用272 μm以及550 μm，工作距离从0~5 mm。最后，将体外模型置于水中，在室温进行实验。实验结果表明，结石位移随着脉冲峰值功率的增大而增大；较长的脉冲持续时间可以减小16.95%~27.27%的结石位移；272 μm的光纤相比于550 μm的光纤能够减少35.59%~54.17%的结石位移；增大工作距离可以减小结石位移，同时降低消融效率，但当结石模型与光纤顶端接触时，会产生吸附挣扎的现象。上述结论为改进国产钬激光器设计以及钬激光参数精细化设置提供了参考，对于临床手术有借鉴意义。

Abstract

To reduce the displacement of stones caused by holmium laser lithotripsy， the effects of peak pulse power， laser cauterization size， and working distance on stone displacement were explored in this study. First， domestic and foreign studies were reviewed to determine the factors that may affect stone displacement. Second， an in vitro model device was built to simulate the process of holmium laser lithotripsy in the ureter. The experiment used a 0.25-g cubic gypsum model to replace human stones. The parameters required for the experiments were then determined. The holmium laser power was selected to be 12 W （0.6 J × 20 Hz， 0.8 J × 15 Hz， 1.2 J × 10 Hz） and 20 W （0.8 J × 25 Hz， 1.0 J × 20 Hz， 2.0 J × 10 Hz）， The pulse duration was 200 and 800 μs， the fiber sizes were 272 and 550 μm， and the working distance was in the range of 0 to 5 mm. Finally， the in vitro model was placed in water， with the room temperature kept constant during the experiment. Results showed that stone displacement increased with an increase in pulse peak power. A longer pulse duration could reduce the displacement of stones by 16.95%–27.27%. The 272-μm fiber could reduce the displacement by 35.59%–54.17% as compared with the 550-μm fiber. When the working distance increased， both the stone displacement and ablation efficiency decreased. However， when the stone model contacted the fiber tip， the phenomenon of adsorption struggle occurred. This study can be a reference for improving the design of domestic holmium lasers and the fine settings of holmium laser parameters. It also has significance for clinical surgery.

关键词

Keywords

references

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