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作者简介吕毅，主任医师、教授、博士研究生导师。现任西安交通大学校长助理、医学部副主任，医院肝胆病院副院长。兼任中华医学会外科学分会外科手术学组副组长，外科学分会委员，中国医师协会外科医师分会常务委员，陕西省抗癌协会副会长，陕西省康复医学会副会长、器官移植学会主任委员等。担任《中华肝脏外科手术学电子杂志》《中华肝胆外科杂志》副总编辑，《中华消化外科杂志》等10种杂志编委。主持教育部创新团队发展计划，国家自然科学基金重点项目等省部级项目10余项。主编、参编教材、专著12部，主译专著3部。发表学术论文篇，SCI收录70篇。获国家发明专利15项。主持、指导开展新医疗新技术18项。获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）一等奖1项，陕西省科学技术一等奖2项，陕西省教学成果一等奖1项。全国五一劳动奖章获得者、享受国务院特殊津贴，卫计委有特殊贡献中青年专家。陕西省五四青年奖章获得者、陕西省道德模范。

自20世纪60年代初激光发明后不久便被纳入肝胆外科领域的研究。早在年便有了用CO2激光进行肝切除术的实验观察报道。年上海第一医学院余业勤、汤钊猷等学者在动物实验的基础上首次将激光用于原发性肝癌（肝癌）的临床治疗，取得了良好效果。近年来，利用激光热效应的激光诱导间质热疗技术（laser-inducedinterstitialthermotherapy，LITT）发展成经皮经肝激光消融术（percutaneouslaserablation，PLA），成为射频消融、微波消融外，又一用于肝癌微创消融治疗的新技术[1-2]。此外，利用激光的“光致机械作用”原理发展的肝内/胆道激光碎石术（lasertripsy），可使传统内镜技术无法摘取的胆系嵌顿结石被激光“震碎”以便于进一步取出，而激光对结石之外的胆道组织损伤极小，安全性高[3-5]。

利用激光携带高能可产生热效应、机械冲击效应的特性，在热凝固止血（热效应）的同时汽化切割（机械冲击效应），达到激光刀“无血”手术的效果一直是激光组织切割的理想目标[6-8]。肝脏是人体最大的储血器官、实体器官，其血运丰富，肝切除术不但需要精准高效，同时也需切实有效地控制出血，能否预防出血或迅速止血是检验其是否适用于肝切除术的一个重要指标[9-10]。本文就半导体激光在肝切除中的实验研究和临床应用进行探讨。

一、发展现状

随着医用固体激光器在泌尿外科的推广应用，其他外科专业也逐渐将激光纳入研究范围。年Kirschbaum等[11]研究应用德国LIMAX?型Nd:YAG激光器对肝实质的切割作用。他们将非接触式Nd:YAG激光以20、10、5mm/s3种速度匀速划过离体猪肝表面，每种速度下激光输出功率分别设置为60、W两组，研究认为激光功率W，以5mm/s的速率效果最佳，切割区汽化深度及热凝宽度分别为（.6±5.9）、（.6±2.3）μm，平均输出功率为W时最大切割效率为（6.0±0.4）cm2/min。

文献资料证实，固体激光对肝、肾、脑等器官以及口腔软组织均有切割和止血的能力[12]。然而，固体激光器需泵浦激励，结构复杂，价格及维护成本高，电光转化率低，并且作为一种外科手术设备，其操作技术的培训复杂，均是其难以广泛推广应用的原因[13]。近年来激光工业发展迅速，半导体激光发生器（laserdiode，LD）凭借结构简单、性能稳定、造价低廉、且电光转化率高等优势脱颖而出，占据全球激光行业市场主要份额，已逐渐取代传统气体、固体激光器在医学各领域的应用，并出现功率超过30W的医用半导体激光器。有学者使用nm激光对活体猪肝脏行核磁引导下的LITT治疗，均可提高15W和30W时消融体积精度，以核磁为引导成为一种新的具有潜力的激光消融术式，同时也证实nm半导体激光行肝脏汽化消融术安全、有效[14]。

二、本课题组研究进展介于半导体激光诸多优势，本课题组联合具有国际先进半导体激光研发技术的西安炬光科技股份有限公司共同研发适用于外科肝切除术的高功率半导体激光器。

（一）实验研究

本课题组使用西安炬光科技股份有限公司提供的峰值功率80W的nm半导体激光器（型号：FL-DLS02-FCSB04）分别对大鼠、家兔、犬进行实验，并取得一定进展。大鼠实验：（1）将激光设置为80W峰值功率脉冲模式，按25%占空比设定频率为50Hz，脉宽5.0ms，使用光纤非接触式切割活体鼠肝左外叶，结果显示激光在切肝过程中可预防出血并有效止血。（2）将激光峰值功率设置为80W，调试4种脉冲频率，分别为25、50、、Hz，脉宽分别为10.0、5.0、2.5、1.3ms，可达到最高25%的占空比，以保持平均输出功率20W；再设置峰值功率40W，占空比50%（平均输出功率20W），脉冲频率调试为25、Hz两种，脉宽分别对应20.0、1.3ms。各种参数条件下分别切割肝叶，结果显示当峰值功率和平均输出功率恒定时，增加脉冲频率可提高切割效率。家兔实验采用峰值功率80W，脉冲频率Hz且脉宽2.5ms（平均输出功率20W）的nm半导体激光非接触式切割兔肝，结果显示激光热效应可导致距切缘3～5mm范围内继发性坏死，但范围界限明显，热凝固坏死带之外组织结构正常。犬实验采用30、35、40、45W4种功率值的nm半导体激光非接触式切割犬肝，结果显示nm半导体激光同样具有对大动物组织的切割能力，功率越高，切割越快。

（二）临床应用

动物实验证实nm半导体激光具有切割肝脏的能力，可对切割面进行光辐射止血，且对肝脏的热影响范围有限。半导体激光用于外科手术是安全的，其采用柔性光纤传导，作用于组织时能量释放集中[15]。更高功率的固体激光，如磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）绿激光、铥激光等在动物实验和外科临床切割过程几乎不失血，对出血点也表现出良好的止血效果[16-19]。经医院伦理委员会批准，并获得患者知情同意后，我们首次将nm半导体激光用于临床肝脏的切割止血。

例1女，78岁，入院诊断“肝囊肿；胆囊结石伴慢性胆囊炎”。术中采用nm半导体激光以平均输出功率20W（频率Hz，脉宽2.5ms）进行胆囊床的剥离、止血，对囊肿壁开窗引流并切除囊肿壁，最后激光照射创面止血。例2女，45岁，入院诊断“肝血管瘤”。术中采用激光设置峰值功率80W，以平均输出功率20W切割肝脏并止血，切除肝左外叶。例3男，29岁，入院诊断“肝细胞癌”。术中采用nm半导体激光以平均输出功率20W切除肝Ⅶ段。3例患者术中出血量分别为10、、ml，手术后恢复顺利。通过临床3例病例（肝囊肿、肝血管瘤、肝癌）研究证明，nm半导体激光在肝脏切除、止血等方面有可行性。

三、问题与展望

目前用于泌尿外科的固体激光就是高峰值功率，短脉宽输出，且平均功率可达到W以上。Kirschbaum等[11]使用德国LIMAX?型Nd:YAG激光器W切割肝脏，切割效率可达（6.0±0.4）cm2/min。然而，医疗界常见半导体激光功率很少超过40W。西安炬光科技股份有限公司提供的半导体激光器最高功率可达50W，但当我们缩短脉宽设置使平均功率介于20～45W之间，最高切割效率也仅（1.68±0.15）cm2/min。与实际临床手术中超声刀或高频电刀的切割效率仍有较大差距[11，20]。

其他问题如针对不同肝脏血管、胆道的合适切肝、止血参数，激光聚焦，切肝刀刀柄，半导体激光切肝刀系统的整合以及腹腔镜激光专用器械等正在解决。当半导体激光器平均功率提高后，虽然整体手术操作时间缩短，但单位时间投射到组织中的能量增多，对组织产生的热效应影响仍需进一步研究。随着实验推进，适用于肝脏外科手术操作的高功率半导体激光器可成为医工结合领域一个重要的研发方向。

柴祎超，刘学民，张东，等．nm半导体激光用于肝切除的实验研究及临床应用（附视频）[J/CD]．中华肝脏外科手术学电子杂志，，6(1):16-18.

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