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综述分享||2026 想买激光,该怎么选?

  • 更新时间 2026-09-27 06:42:31
综述分享||2026 想买激光,该怎么选?

序:

关于激光碎石设备,近年来层出不穷
传统金标准钬激光的地位岌岌可危
后来者比如TFL、p-Tm: YAG,强势来袭
本文,从综述角度,试图找出最强者
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摘要 ABSTRACT
目的:激光技术的快速发展彻底改变了输尿管镜的应用格局。
从传统标准钬:激光向铥光纤激光(TFL),以及新兴混合技术(磁星/铥激光)的过渡,给临床决策带来了不确定性。
本综述分析现有各类激光的物理原理、安全性与临床结局,提出一项基于临床场景的决策框架。
材料与方法:通过PubMed与Embase数据库对2014至2025年的文献进行检索,共得到1902条相关记录。
经筛选后纳入14项具有代表性的高质量研究,围绕消融效率、无石率(SFR)、并发症与成本效益开展专家叙事性综述。
结果:现有文献存在异质性,尤其是无石率的定义与成像方式不统一,给对比分析带来阻碍。
临床层面,与标准Ho:YAG激光相比,TFL的消融速度与粉末化碎石能力更优,且安全性相当。
但大功率Ho:YAG激光处理复杂结石的综合适用性仍无可替代。
新兴的脉冲式Tm:YAG激光与Magneto Cyber Ho系统理论上可兼顾峰值功率与粉末化碎石效率,但其临床价值仍需进一步验证。
经济学层面,TFL与大功率激光系统的设备投入成本远高于小功率设备。
结论:目前不存在适用于所有场景的绝对优势激光设备,设备选择需结合医疗机构的实际条件确定。
本文提出四场景决策框架:
(1)小功率Ho:YAG激光是对成本敏感、手术量较低的医疗机构的理想选择;
(2)大功率Ho:YAG激光是接诊复杂病例的高手术量医疗机构的标准配置;
(3)TFL适用于追求手术效率最大化与粉末化碎石效果的场景;
(4)新兴混合技术适用于以创新为导向的学术型医疗机构。
后续研究需优先推进报告规范的统一,以夯实该领域的证据基础。
译者注:分四种情形,很赞~!
想买设备的小伙伴儿,可以对号入座
介绍INTRODUCTION
在输尿管镜检查中,激光已获得显著的应用地位。然而,激光类型、特性及应用的多样性可能会导致决策不确定性。
本综述全面介绍了激光技术,同时为专业人员提供该领域的最新进展与见解。
自1995年以来,钬(Ho:YAG)彻底改变了碎石术,由于其能够粉碎所有类型的结石、效率高且组织穿透性极小,迅速成为尿路结石治疗的金标准(1)。
在钬激光成功应用的基础上,近期出现了多种替代激光技术,以提高内镜下碎石术的性能,其中包括铥系统,该系统表现出更优异的消融特性且结石逃逸现象减少(2-4)。光纤传输系统和脉冲调制技术的同步进步进一步优化了能量传输,改善了安全性,并提高了整体消融效率(2)。
这些技术进步拓展了泌尿外科医师的可用选择。事实上,近期文献不断强调,逆行肾内手术(RIRS)技术与设备的优化可直接影响临床结局与患者安全(5,6)。
本文旨在对现有可选方案进行文献综述,并提供一个决策框架,以协助泌尿外科医师结合临床实际情况选择适宜的器械。
既往综述已广泛比较标准Ho:YAG与TFL,但文献尚缺乏纳入最新混合及脉冲固体激光技术(如脉冲Tm:YAG与磁星Magneto)的实用指南。
因此,本综述的新颖之处在于超越简单的物理与临床对比,提供更新的经济学概览,并提出一种基于情境的新型决策框架。该方法对当前泌尿外科文献具有重要意义,可协助外科医生、科室主任及医疗管理者根据各自机构的实际情况进行激光设备选型,在预算限制、手术量与临床需求之间取得平衡(7)。
材料与方法 MATERIALS AND METHODS
本研究在PubMed与Embase数据库中开展了全面文献综述。纳入2014年至2025年间发表的文献。
在检索的数据库中总计识别出1902篇文献。其中,对2014年至2025年间发表的1264篇文献进行了评估。最终,确定了40篇高度相关的文献,并从中针对性选取25项核心研究以撰写本专家综述,具体流程如本研究的流程图(图1)所示。
结果 RESULTS
定义与物理原理
激光装置(受激辐射光放大)可产生具有高度定向性与精准性的光束,其特征为光子相干性,即所有光子具有相同的相位与传播方向,从而实现受激辐射(图2)。
碎石术中激光碎裂尿路结石的机制以光热效应为主,即激光能量在结石结构内直接转化为热能。当结石成分吸收激光能量后,会产生剧烈的局部升温,所形成的热环境超出结石材料的分子稳定阈值。该热过程可导致结石结构内的化学键分解,最终引发结石碎裂,其碎裂效率取决于结石对所用特定激光波长的吸收特性。
此外,在冲击波的负压阶段,空化作用会产生蒸气泡。这些气泡在微秒级时间内剧烈溃灭,产生二次冲击波和微射流。非对称溃灭在结石表面附近产生瞬态压力。反复空化事件造成的累积性微观结构损伤导致结石碎裂。
译者注:关于激光如何打碎结石的机制,还没统一
文献分享||冲击波与钬激光碎石
关键激光特性包括向特定点的高强度能量传输、单色性(单一波长光)以及用于精密应用的低光束发散度(方向性)。激光以连续或脉冲模式工作,其中连续模式持续传递能量并伴随渐进性组织加热,从而增加热损伤风险;而脉冲模式以间歇性脉冲形式发射能量,脉冲间隔允许热量消散。脉冲传输在碎石术中更为优选,以尽量减少向邻近组织的热传递,占空比控制对于在碎石过程中维持热安全性至关重要。
综述分享||2025 激光热损伤的八大因素
以下为具有医学实践意义的激光相关概念:
脉冲频率:以赫兹(Hz)为单位的重复频率,决定每秒发射的脉冲数量。
脉冲持续时间:单个脉冲的时间长度。较短脉冲通常产生较少的热副作用,但可能增加结石逃逸效应。
波长:相邻两个电磁波波峰之间的距离,以纳米(nm)为单位,决定激光与不同组织的相互作用方式。每种组织对不同波长具有特定的吸收系数,进而影响穿透深度与治疗效果。
峰值功率:脉冲发射过程中的最大瞬时激光功率,以瓦特(W)或千瓦(kW)为单位,由脉冲能量除以脉冲持续时间计算得出。
该参数直接影响组织消融能力与结石碎石效率,峰值功率越高,碎石效率越高,且所需总能量越低。
译者注:两高一低,钬与TFL不同
吸收率:指靶组织吸收激光能量的速率,由该特定波长下组织的吸收系数(μₐ)决定。
效率:指传递至靶组织的有用能量与系统总能量之间的关系,需考虑传输、散射及非特异性吸收损耗,以单位能量消融体积(μm³/μJ)衡量。
效率受波长、脉冲持续时间、频率、组织光学特性及操作技术的影响,效率更高的系统所需总能量更少,并可减少附带热损伤及手术时间。
这些操作参数是根据临床背景和外科医生的偏好选择的。
当前可用的激光器类型
钬激光 因可有效粉碎所有类型的结石,被视为碎石术的金标准。
该激光发射脉冲的持续时间为350至700微秒,可分为短脉冲(350微秒)与长脉冲(700微秒)两类,其波长为2120纳米,组织穿透深度约为0.4毫米。
钬激光器分为低功率型(25~50 W)和高功率型(80~120 W)两种配置。
译者注:本文低的标准上限是50W,其他文献4~6W~18W~20W不等
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低功率系统采用与光纤直接对准的单个激光腔,通常在较低的脉冲能量(1.0 J)下运行,且具有成本效益。
高功率系统包含多个需要精确对准的激光腔,可实现更高的脉冲能量(最高达2.0 J)和频率(100 Hz),但需要复杂的冷却系统和专用电气装置(例如专用50 A电路),从而增加了成本。
两种配置的成功率和并发症发生率相当,不过高功率系统或许能够缩短较大结石的手术时间(2,8)。
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Moses™技术通过提供双峰值调制脉冲提高钬激光效率:第一个峰值形成水腔,促进第二个峰值更有效地传递至目标结石。这可减少结石逃逸,提高碎石效率,有望缩短手术时间。然而,研究表明,与传统模式相比,其无石率及并发症发生率无显著差异。此外,与传统设备相比,这些系统往往产生更高的噪音,且通常体积更大、重量更重,可能影响手术室的后勤保障和人机工程学(2,3)。
铥激光代表了激光技术的另一项重要进展,主要包括两种类型:铥光纤激光(TFL)和脉冲铥:YAG(Tm:YAG)激光器。
铥光纤激光器的工作波长为1,940 nm,该波长下激光能量的水吸收率更高,吸收系数显著提高,达160 cm⁻¹(图3)。
TFL由一根掺铥的10–20米长硅光纤构成,其特点是脉冲能量和频率可调,可根据具体临床需求进行定制。其关键优势在于能够以较低能量(峰值功率)实现高频率,这凸显了TFL在碎石术中实现不同性能表现的潜力。
铥激光的发射波长为2013纳米,具有中等吸收特性(约100–150 cm⁻¹),其谐振腔中的铥晶体由高功率激光二极管激发。
译者注:两种铥,波长分别为1940和2013nm
尽管与铥光纤激光(TFL)相比,该激光具有更高的峰值功率,提示其在结石消融方面具有潜在优势,但由于其上市时间较晚,与钬(Ho:YAG)系统和铥光纤激光相比,其临床应用仍然有限(2)。
铥系统提供多种操作模式,包括Virtual Basket™, Bubble Blast™, and VaporTunnel™,每种模式在结石碎裂方案中都具有独特优势。
译者注:这里原文可能有误,这几种技术应该是钬,不是铥
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光纤由高纯度石英纤芯构成,其周围环绕着折射率较低的包层,该包层通过全内反射约束光,其效率由光纤的数值孔径(NA)决定。它们将能量从激光器传输至结石,在泌尿外科碎石术中,最常使用的光纤直径为200 μm或270 μm。更细的光纤可实现更好的灌流、减少结石逃逸,并提升软镜的灵活性。技术挑战包括因烧蚀导致的尖端退化以及曲率半径效应,这些挑战推动了可分离尖端、自动振动光纤以及集成压力/温度传感器等创新,以优化手术的有效性和安全性。
安全性与泌尿外科内镜应用
热安全性在泌尿内腔镜激光应用中至关重要。
研究表明,恰当的持续冲洗及输尿管鞘可有效将温度维持在低于组织损伤阈值的水平(2, 3)。合适的功率设置与冲洗速率对于预防热损伤至关重要。
2024年与2025年开展的近期体外及真实世界温度监测研究进一步证实,要将肾内温度维持在43℃这一临界阈值以下,高度依赖持续液体冲洗(至少15–20 mL/min),尤其在使用钬激光(Ho:YAG)及现代铥光纤激光(TFL)设备的高功率设置时更是如此(9, 10)。
虽然存在设备相关并发症(如光纤尖端消融),但包括输尿管穿孔和狭窄在内的具有临床意义的不良事件已有充分文献记载(2,4),这凸显了在碎石术及软组织操作中精确技术和适当激光设置的重要性。近期证据进一步表明,理解这些不断演进的碎石技术的细微差异并个体化调整手术参数,是降低并发症发生率和改善输尿管镜整体安全性的基本步骤(11)。
激光碎石术中,多种技术可将热损伤降至最低:降低激光能量/频率、限定激活时间、增加灌注速度,以及使用室温或冷却的灌流液(12)。
输尿管鞘(UAS)可促进灌注液流出,降低肾盂内压和肾内温度,在高功率激光设置时尤为重要(12)。低功率配置可防止温度显著升高,且可能无需高灌注速率。
动物研究表明,对于25W的激光,15mL/min的灌注是安全的;而对于48W的激光,至少需要30mL/min的灌流(13)。
粉末化策略与更短的手术时间及更低的输尿管损伤风险相关,不过残留碎片可能会增加未来结石事件的发生概率(14)。
比较成本分析与系统特性
钬激光是腔内泌尿外科领域一项发展成熟的技术,因在尿路结石治疗中展现出的多功能性与有效性而得到广泛应用。钬激光系统的成本通常在75000美元至350000美元之间,具体数值取决于其输出功率与特定功能配置。
译者注:换算一下,多少人民币
相比之下,铥光纤激光(TFL)代表了碎石术中的一种较新选择,其设备体积更小、重量更轻,便于运输,且在结石粉碎方面具有高效率。然而,这些特性需要付出更高的成本,TFL 系统的成本通常在 220,000 美元至 450,000 美元之间。
铥(Tm:YAG)激光是一个颇具潜力的有趣选择,可实现高峰值功率,但其成本仍然较高,价格在 250,000 美元至 500,000 美元之间,目前仍处于早期应用阶段。
译者注:这个铥,应该是指:脉冲铥 ,即p-Tm:YAG
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表 1 详细列出了这些平台的技术规格、优势、局限性和成本的综合对比。
该系统所需的耗材(如激光光纤)也对治疗的总成本有显著影响。这些光纤具有不同直径,单价为200美元至1000美元。为确保最佳的无菌性和性能,大多数光纤为一次性使用设计。不过,部分系统允许使用可重复使用的光纤,这类光纤虽可能降低即时成本,但使用次数有限,需定期更换。
比较分析与标准化中的挑战
解读当前激光碎石术相关文献的一个关键挑战在于不同研究之间缺乏标准化。
“无石率”(SFR)的定义差异显著,根据不同的成像方式(CT扫描、超声或腹部平片),其范围从完全无碎片到残留碎片<4mm、<2mm,甚至粉末状碎片不等。
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此外,激光设置(频率、脉冲宽度及调制方式)的报告往往不够充分,或在研究组之间存在不一致性。这种异质性使得直接进行meta分析比较存在困难,凸显了迫切需要就定义和报告标准达成共识,从而为未来的比较研究奠定理论基础。
译者注:需要始皇帝出来统一一下度量衡
临床决策:一种基于情境的方法
鉴于文献的异质性以及各项技术的独特优势,问题的关键并非“哪一种激光最好”,而是“哪一种激光最适合特定的临床实际”。
译者注:合适的,才是最好的
我们基于四种不同的机构情境,提出一个决策框架:
1. 有限预算与低手术量:低功率Ho:YAG解决方案。
对于预算受限或手术量较低的中心而言,低功率Ho:YAG(20–35W)仍是最合理的选择。
它是一种“主力”技术:可靠、成本效益高,且能够处理大多数输尿管及肾结石。尽管其缺乏高频粉末化的速度,但其已被证实的疗效以及较低的购置与维护成本,为常规病例提供了最佳的成本效益比。
2. 高性能与多功能性: 高功率钬Ho:YAG解决方案。
对于处理复杂病例的高容量中心而言,高功率 Ho:YAG 系统是公认的金标准。
尽管这类系统需要配套重要基础设施(专用电路)并投入更高的资本成本,但其在碎石术及剜除术(钬激光前列腺剜除术,HoLEP)方面具备无可比拟的多功能性,是综合腔内泌尿外科的理想选择。
3. 效率与最大化粉末化:铥光纤激光(TFL)解决方案。
对于致力于优化手术时间并通过粉末化实现高清石率的医疗机构而言,铥光纤激光是更优选择。
其产生超高频的能力可形成细微粉末,有望减少取石网篮的使用需求并缩短手术时间。该技术在软组织消融和精准碎石方面具有显著优势,代表了现代效率标准。
4. 新兴技术与未来潜力:铥(Tm:YAG)与磁星技术。
脉冲铥激光、混合式磁星Cyber Ho等新型技术代表了碎石术的前沿领域。
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这类技术具备颇具前景的理论优势,例如可实现高峰值功率与类铥光纤激光(TFL)脉冲序列的结合。
但由于其成本高昂,且目前缺乏高水平的对比研究证据,现阶段最适用于致力于探索新型碎石术模式应用极限的学术中心或早期应用者。
成本-效益与临床应用的关系:结石清除率、并发症、手术时间
近期高质量研究表明,在输尿管镜手术中,铥光纤激光(TFL)的无石率(SFR)总体与标准钬(Ho:YAG)激光相当,甚至更优。
一项关键随机对照试验显示,术后3个月的总体结石清除率方面,铥光纤激光组为92%,显著高于钬激光组的67%;该优势在肾结石患者中尤为突出(结石清除率分别为86%和49%,P=0.001)(15)。
相关荟萃分析也证实了这一获益:一项纳入21项研究(共3598例病例)的综合性汇总分析显示,铥光纤激光的结石清除率存在小幅但具有统计学意义的优势(16)。
在安全性方面,总体并发症发生率仍然较低,并且在输尿管镜碎石术中不同激光模态之间表现出广泛的相似性。汇总分析显示,铥光纤激光与钬激光统在术中及术后总并发症方面无显著差异(17)。值得注意的是,随机证据表明铥光纤激光的不良事件更少,尤其是在影响视野的出血方面,其发生率显著低于钬激光(分别为5%与22%,p=0.014)(15)。
虽然输尿管穿孔和脓毒症等主要并发症在所有模态中均持续处于较低水平,但一项荟萃分析发现铥光纤激光的术后尿源性脓毒症发生率更高(RR≈5.3)(16)。然而,总体证据支持三种激光系统具有相似的安全性特征,且铥光纤激光可能减少术中出血和结石逃逸。
上述发现已得到最新的2025年随机对照试验和系统评价的一致证实,这些研究确认铥光纤激光不仅能达到相当或更高的结石清除率,而且与传统钬激光系统相比,可显著缩短手术时间和碎石时间(18, 19)。
从手术效率的角度来看,铥光纤激光(TFL)的输尿管镜手术时长始终短于钬激光。多项临床试验及荟萃分析均报告,应用铥光纤激光可显著缩短手术操作时间与激光作用时间(15, 17)。一项随机对照试验记录了,使用TFL的平均输尿管镜手术(URS)时间为49分钟,而使用Ho:YAG的平均URS时间为57分钟(p=0.008)[15],这代表手术时长实现了具有临床意义的缩短。回顾性成本分析已将这些时间节约转化为显著的经济效益,某机构系列研究发现,TFL可使每例手术的手术室(OR)时间缩短约13分钟,按每分钟34美元计算,相当于直接手术室成本节约约440美元[20]。此外,每根一次性光纤的机构成本也显示TFL更具优势,TFL光纤约为320美元,而Ho:YAG光纤为450美元[20]。汇总证据表明,在输尿管镜手术中,TFL以及潜在的脉冲铥激光(Thulium:YAG)可达到或超越Ho:YAG的疗效,同时缩短手术时间并降低相关医疗成本。持续追求更高的手术效率和更佳的无结石率,仍是当代腔内泌尿外科学研究的核心重点,且不断影响着我们的临床决策过程[21]。
未来方向:新兴的混合与固态技术
采用Magneto磁星技术的Cyber Ho系统将受控的钬激光功率与类似于铥光纤激光的延长脉冲串相结合。由此形成汽化通道,旨在实现精细粉碎(“粉末化”)并减少结石逃逸。
近期一项多中心随机对照试验(2025年4月)评估了60例患者(Magneto组与铥光纤激光组对比)。结果显示,Magneto组激光作用时间显著更短(12.1分钟 vs 17.3分钟,p=0.04),且取石网篮使用需求降低(13.3% vs 23.3%,p=0.04),结石清除率相似(22)。该技术代表了一项重要进展,但仍需进一步研究以证实其成本效益。
译者注:铥比钬强,磁星比铥强,文献结论非常有趣
同样,脉冲固态铥(pTm:YAG)代表了一类新型激光,区别于钬(Ho:YAG)和铥光纤激光(TFL)。
译者注:咦?第三种铥??
前面说两种已经包括了脉冲铥,作者在搞什么?
Panthier等人(23)报告了该技术在25例接受逆行肾内手术(RIRS)患者中的初始临床应用经验。该研究表明,p-Tm:YAG安全可行,可实现有效碎石,且无术中重大并发症。该设备结合了固态激光器的峰值功率特性与铥波长(2013 nm),理论上可在Ho:YAG的爆破功率与TFL的吸收效率之间取得平衡。尽管Panthier等人证实了其临床可行性,但他们强调仍需对具体参数进行优化,才能与已确立的粉末化标准充分竞争。
随后一项在软性输尿管镜术中对TFL与p-Tm:YAG的前瞻性对比研究显示,两种技术的效率与安全性相当,进一步证实了这一新兴平台的临床适用性(24)。仍需开展更多对比研究,以明确其在高负荷诊疗场景中相较于TFL的优势。
2025年最新的系统评价,包括欧洲泌尿外科学会(EAU)腔内泌尿外科学组的数据,均强调p-Tm:YAG是一种极具前景的输尿管镜专用工具。其脉冲稳定且峰值功率高,逆行入路时输尿管结石碎石的初步临床数据显示,结石清除率高,安全性极佳(25)。
结论 CONCLUSIONS 
泌尿内镜中的激光技术已从“一刀切”的单一模式,发展为多元化的专用工具体系。
铥光纤激光(TFL)及新兴的混合技术在碎石效率和速度方面展现出优异的物理特性,但钬(Ho:YAG)激光仍是一种可靠的标准选择。
我们认为,不存在具有绝对优势的单一激光设备,其选择取决于成本、结石复杂性和手术量的综合因素。
低功率Ho:YAG适用于对成本敏感的医疗机构,而TFL和高功率激光则适用于注重性能的机构。
未来研究必须优先对激光参数和结果进行标准化报告,以便开展更清晰的对比分析。
读后感:
作者能把自己弄晕,也是厉害
本综述的新颖之处在于超越简单的物理与临床对比,提供更新的经济学概览,可协助科室主任及管理者购买设备
2026/08/19  19:25 译
说明:
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