什么是激光碎石术？
激光碎石术 是一种自20世纪80年代以来就已存在的治疗方法，其原理是利用激光器 肾结石激光器 因为与其他方法相比，该方法通常能为患者带来更好的治疗效果。钬激光器 目前钬激光器 该疗法的“金标准”，但随着技术的不断进步，钬光纤激光器 逐渐获得广泛认可。
对于普通成年人而言，肾脏每天要过滤约150升血液。有时，这种过滤过程会导致矿物质沉积。这可能是由各种功能性问题、健康状况或饮食因素引起的。在某些情况下，这些物质会结晶，从而形成“肾结石”。
肾结石的大小可能小如沙粒，也可能大如高尔夫球。大多数结石的大小在几毫米或更小。直径小于约4毫米的结石通常尿道 通过尿道 ，并随尿液排出体外。
但结石有时会卡尿道某个尿道，尤其是较大的结石。如果结石无法自行排出（或在药物辅助下排出），并导致尿道严重阻塞，可能会引发严重的感染。这种情况还会引起剧烈的疼痛。此时，必须接受医疗治疗。
图1： 用于从器官中取出结石的内窥镜取 石篮。
肾结石的治疗
根据肾结石的大小、成分（有几种不同类型）和位置，有多种治疗方案可供选择。
冲击波碎石术 SWL) |
碎石术（源自希腊语，意为“击碎石头”）是指通过某种方式将肾结石击碎或研磨成粉末。这样，结石就会变得足够小，可以自然排出，或者通过手术取出。 体外冲击波碎石术（SWL），也称为体外冲击波碎石术（ESWL），利用超声冲击波将结石击碎。进行该手术时，患者需平躺在专门的设备上，该设备会产生用于治疗的冲击波。 体外冲击波碎石术（SWL）广泛用于治疗卡在肾脏或输尿管上段的小结石。该手术通常在门诊进行，采用轻度全身麻醉或局部麻醉。 |
输尿管镜手术 |
输尿管镜 细长的管子，可直接插入尿道，然后尿道引导。输尿管镜 光源和成像光学元件 外科医生能够清晰观察到所有情况。 输尿管镜 的末端输尿管镜 配有一个“捕石篮”，用于物理捕获结石。随后输尿管镜 从体内抽出输尿管镜 ，这些结石会被一并取出。此外，也可以在输尿管镜内插入一根光纤。通过该光纤传输高功率脉冲激光，并将激光聚焦于结石上以将其击碎。这就是激光碎石术。 患者在输尿管镜手术时会接受全身麻醉，该手术通常在门诊进行。手术过程中通常会放置一个可取出支架。 输尿管镜手术 治疗多发性结石的首选方法。对于正在服用抗凝血药物的患者而言，该方法尤为适用，因为此类患者接受任何需要切口的治疗都存在一定风险。 |
经皮肾镜取石术 PCNL) |
经皮肾镜取石术（PCNL）适用于其他方法无法治疗的结石——例如，当结石体积过大、数量过多或位置难以触及时。该手术需在患者背部切开一个切口，然后将肾镜插入肾脏。随后利用超声波将结石粉碎，并通过负压吸引将碎石清除。此外，激光碎石术 采用激光碎石术 。 经皮肾盂造影术通常在全身麻醉下进行，术后需住院休养。手术过程中通常会放置一根可移除的尿道支架。 |
传统外科 |
外科 仅在极少数情况下（不到1%）用于取出最大型的结石。由于这种方法侵入性较强，需要更大的切口，因此必须住院治疗。其恢复时间比其他治疗方式更长。 |
钬激光器
输尿管镜手术，通常与 激光碎石术，是治疗肾结石最常用的方法，因为它比其他治疗方式具有更多优势。例如，无论结石的大小、位置或成分如何，该方法均能有效治疗。而体外冲击波碎石术（SWL）则无法做到这一点。此外，激光碎石术 的成功率激光碎石术 体外冲击波碎石术。而且，该方法通常不会在尿道 残留尿道 引起阻塞尿道 。
钬钇铝石榴石（Ho:YAG）激光器是体外碎石术的主要设备。这是一种闪光灯泵浦的固态激光器 2.1 µm波长下产生高功率脉冲输出。
Ho:YAG激光之所以广受欢迎，原因有以下几点。例如，其波长能被水充分吸收，从而能够高效地消融结石。此外，它还可以通过光纤传输，这对配合输尿管镜使用至关重要。
Ho:YAG激光器还是一款灵活的工具。激光输出 多项激光输出 重复频率、脉冲能量冲持续时间——均可调节。这使得外科医生能够采用多种方法进行取石。例如，在较高重复频率下使用较低的脉冲能量通常会产生“碎石”效应（即形成亚毫米级大小的结石碎片）。此处的目的是将结石击碎成足够小的碎片，使其能够自行排出。
在较低的重复频率下使用更高的脉冲能量会产生更大的碎屑。在此被称为“碎裂与清除”的方法中，外科医生随后会使用收集篮将这些较大的碎块清除出来。
延长激光脉冲持续时间有助于减少结石反推现象；所谓“反推”，是指在消融后结石或碎片远离光纤尖端的运动。限制反推现象是有益的，因为这能最大限度地减少外科医生为定位和捕获这些逃逸的结石碎片而移动内窥镜的次数。
钬纤维激光器
尽管钕：YAG激光器在体外碎石术中取得了成功并被广泛接受，但它并非完美的工具。在过去的几年里，铥光纤激光器 TFL）作为一种替代方案崭露头角，在成本、可靠性、性能和治疗效果方面具有显著优势。
TFL 的结构与大多数激光器相同。具体而言，二极管激光器产生的泵浦光被耦合到增益光纤中，本例中使用的是钬掺杂光纤，高意 系列。该光纤构成了激光腔，其中集成了作为端面反射镜光纤布拉格光栅 FBGs）。
与闪光灯泵浦Ho:YAG技术相比，该结构具有多项实际优势，包括：
更高的插座效率 |
闪光灯产生的光线大部分都被浪费了，转化为热量。相比之下，二极管激光输出 大部分激光输出 泵浦掺Tm的光纤，从而实现了更高的运行效率和更低的功耗。 |
简化冷却 |
Ho:YAG 激光器产生的巨大余热需要水冷，这带来了相应的成本和复杂性。而 TFL 激光器通常可以采用风冷。 |
较小尺寸 |
取消水冷系统可节省太空，而且泵浦二极管激光器模块本身比闪光灯系统要紧凑得多。 |
降低设施要求 |
TFL 可使用标准电源（110 V 或 220 V）供电，无需专用的大电流或高压电源。此外，其体积小巧。因此，TFL 便于搬运，几乎在任何地方只需插上电源即可使用。 |
TFL的输出特性在碎石术中也具有显著优势。首先，TFL的输出波长为1940纳米。水对该波长的吸收能力约为Ho:YAG波长的四倍。这使得碎石效率大大提高。
图2：TFL激光器的输出波长与水在近红外波段的吸收峰非常接近，因此能够更高效地通过光纤传输。这使其比Ho:YAG激光器更适合作为外科 。
TFL的第二个优势源于其高质量的输出光束。Ho:YAG激光器产生的多模、非均匀光束难以耦合到芯径小于200 µm光学元件 。这不仅降低了系统的光学效率，也限制了在光纤输出端实现小焦斑尺寸的能力。
相比之下，TFL 能够产生接近衍射的高斯分布输出光斑，且不存在热点。该光束可轻松聚焦到芯径小至 50 µm 的光纤中。这使得制造输尿管镜 产生小而聚焦光斑输尿管镜 变得更加容易，从而实现更高效的治疗。
TFL脉冲能量、重复率（脉冲频率）甚至脉冲波形方面也具有更宽广的工作范围。这为医生提供了更大的太空参数太空进行操作，并支持更多外科 。
例如，TFL产生的脉冲能量虽比Ho:YAG低十倍，但脉冲重复频率却高出十倍以上。这种结合使得在结石消融中能够更先进地应用“粉化”技术。TFL能够产生比Ho:YAG更长的脉冲，这进一步限制了反向推进。此外，更长的脉冲持续时间与光纤端面烧损和退化的减少直接相关。
最后，通过将TFL的光信号传输至直径更小的光纤，有望推动新一代更高效的输尿管镜的研发。缩小光纤尺寸后，冲洗液太空 将更加太空 外科医生提供更清晰的视野。这不仅能使器械体积更小，还能提升光纤的柔韧性，从而使其适用于更广泛外科 。
尽管TFL在几乎所有方面都是更好的体外碎石术光源，但医疗从业者对新技术的接受速度较慢。他们需要临床研究来验证并量化任何新方法的优势，才能说服他们采用。此外，他们还需要接受新设备的使用培训。 此外，要使一项新的医疗技术获得普遍应用，还面临着各种监管障碍。但随着时间的推移，TFL几乎必然会取代Ho:YAG，成为激光碎石术的首选光源。