良性前列腺增生症激光治疗的昨天、今天、明天

夏术阶，钱雨鑫，杨博宇

(上海交通大学泌尿外科研究所，上海交通大学附属第一人民医院泌尿外科，上海 200080)

随着我国人口老龄化，良性前列腺增生症(benign prostatic hyperplasia,BPH)在中老年男性群体中的发病率逐年增高。2015年VUICHOUD[1]调查显示，40～79岁男性中国际前列腺评分表(international prostatic symptom score,IPSS)评分7的总人数估计为2 130万。而手术治疗是对BPH最有效的治疗手段。

经尿道前列腺电切除术(transurethral resection of prostate,TURP)和开放性手术仍是目前BPH治疗的“金标准”，但仍存在诸多问题[2]。我团队[3]创新发现前列腺手术创面修复的新机制，即前列腺创面修复是由前列腺基底细胞转化为移行尿路的过程。依据这一新的创面修复理论，在进行BPH手术中，就必须使用热损伤浅且具有保留前列腺包膜“种子”细胞的手术工具。热损伤很深的术式(如TURP)，就因其易造成前列腺包膜热损伤，使29%的患者手术后不能获益[4]。

随着人们对前列腺手术安全性要求和对住院天数缩短期望的增高，更多的BPH微创手术开始在泌尿外科医生中开展。1960年7月，激光开始被人类应用[5]。激光第一次应用于泌尿外科是1968年MULVANY等[6]用于泌尿系统结石，第一次应用于人类BPH治疗是1992年COSTELLO等[7-8]对17例BPH患者采用Nd:YAG 60 W激光行前列腺消融术，术后2～4周随访所有的患者未有任何并发症发生，行膀胱镜检查发现患者的膀胱前列腺改变与行TURP患者的改变无明显差异，患者的症状评分和最大尿流率得到明显改善，此后激光应用于BPH患者的治疗方式开始在泌尿外科医生中广泛开展。

关于激光在BPH治疗中的应用，本文将从历史起源(昨天)、现今发展(今天)、未来展望(明天)三个不同角度展开，旨在为今后的激光特性与前列腺梗阻性疾病相关的基础和临床研究提供理论基础。

1 激光治疗BPH的昨天

自20世纪80年代泌尿外科医生采用激光技术探索治疗BPH以来，先后采用非接触式激光，如经尿道超声引导下进行激光前列腺切除术(transurethral laser prostatectomy,TULP)、直视下前列腺激光消融术(visual laser ablation of the prostate,VLAP)，接触式激光，如经尿道前列腺钕激光(Nd:YAG)接触性汽化术(laser contact vaporization,LCV)，以及经尿道前列腺组织间激光凝固术(interstitial laser coagulation,ILC)等方法，这些术式的有效性和安全性均不如开放手术(open prostatectomy,OP)和TURP，因此目前临床上已经很少应用[9-10]。但是，这些工作都是开拓性的。

HOFFMAN等[9]对激光治疗vs.TURP治疗BPH的20项RCT进行了回顾和Meta分析，其中行非接触式激光术后有超过6个月随访的BPH患者的IPSS的改善均值较TURP组为-2.47[-4.24,-0.70](P=0.006 2)，非接触式激光术后有超过6个月随访的BPH患者的尿流率峰值的改善均值较TURP组为-3.18[-4.89,-1.47](P=0.000 28)，均不如TURP组；其中行接触式激光的经尿道前列腺Nd:YAG汽化术或KTP/Nd:YAG混合汽化术的BPH患者术后随访时的IPSS均值较TURP组高，为1.78[0.35,3.22](P=0.015)，术后患者尿流率峰值均值较TURP组低，为-1.72[-3.76,0.32](P=0.099)，无显著差异；在术后并发症上，各非接触式激光、接触式激光的不良事件风险大多数高于TURP，例如术后尿路感染发生率非接触式激光组患者比TURP组高出2.23[1.02,4.87](P=0.045)，ILC组比TURP组高出4.50[1.53,13.22](P=0.006 2)。

掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)激光属固体激光，可激发脉冲激光或连续式激光，波长为1 064 nm(近红外)，位于血红蛋白及水的吸收峰外，因此深入组织深度达10 mm、凝固直径5 mm，适合处理大的肿瘤，有很好的止血、切除效果，尤其用于血管瘤，也可用于碎石术。但是Nd:YAG激光的组织热穿透深度深、热损伤是非选择性的，在凝固瘤体血管的同时，多余的能量也会损伤周围正常的组织，术后容易留下瘢痕或再水肿和长期的凝固组织脱落导致下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS)，尿潴留及长期导尿的发生率在30%[11]。因此，现在基本不用于BPH的手术治疗。当时的激光设备性能，决定了其临床疗效。

2 激光治疗BPH的今天

随着科学技术，尤其是内镜技术的发展，各种激光的性能得到充分认识，其应用也得到了扩展，新型设备的相继问世使可选用的医疗手段随之增多。任何一种激光，其核心问题是波长、热损伤深度、水吸收还是血红蛋白吸收，抑或二者兼吸收。若是水与血红蛋白兼吸收，激光对于水或血红蛋白吸收比率的差别也影响到激光的热损伤深度，因此依据激光的物理学特性选择手术方式才是安全可靠的科学方法。

2.1 绿激光绿激光，是由Nd:YAG激光经倍频，产生的一束532 nm可见光绿激光，能被氧合血红蛋白等红色组织吸收。因此，在血供丰富的前列腺组织中，绿激光能被血红蛋白选择性吸收，而对水则相对不吸收，故又被称为选择性光。绿激光最常被应用于绿激光前列腺选择性汽化术(photoselective vaporization of prostate,PVP)中，而术中所使用的绿激光又可被分为80 W磷酸氧钛钾(potassium titanyl phosphate,KTP)激光、GreenLight XPS 180 W(GL-XPS)、GreenLight HPS 120 W(GL-HPS)系统[12]。绿激光选择性吸收的特点使PVP术中出血量极少、手术视野清晰，而其对水则相对不吸收，所以极少造成包膜穿孔及电切综合征，因而几乎不会穿破前列腺包膜进而保护了支配阴茎勃起的神经血管束，绿激光治疗前列腺增生手术安全、操作简单，患者痛苦少、康复快，几乎不受前列腺大小、形状限制，是高龄、高危前列腺增生患者较为理想的微创手术治疗方法，但是PVP的效率仍有待提高[13]。

80 W KTP激光，指80 W输出功率被血红蛋白所强烈吸收。因其热损深度为1～2 mm，常用于前列腺等血供丰富的组织中，能量足够集中以使前列腺组织直接汽化，止血满意，血运减少时可能影响效率。

三硼酸锂(lithium triborate,LBO)激光是KTP之后发展的又一532 nm绿激光，功率120 W，其组织消融速度相对更快，而其组织穿透深度也有所增加(KTP工作距离为1 mm，LBO是3 mm)。LBO激光技术使用简单，但高功率的一个缺点是止血能力减弱[14]。

2.2 钬激光由钬钇铝石榴石晶体(Ho:YAG)脉冲发射一束波长为2 100 nm的光束，产生热及压力效应。在这个波长，水大量吸收光能，激光头端产生汽泡，迅速膨胀，产生破坏力，可用于碎石；钬激光对于前列腺吸收深度只有0.4 mm，为汽化提供足够高的能量密度，热扩散可使深度2 mm内小血管凝固，在处理小的输尿管肿瘤时亦安全。在经尿道钬激光前列腺切除术(transurethral holmium laser prostatectomy,HoLRP)中，钬激光止血满意、无碳化，但易导致前列腺包膜撕裂，因此用于剜除术更佳，HoLEP是目前钬激光用于BPH手术的主要应用领域[15]。但HoLEP造成的组织热穿透是造成术后尿失禁的关键，钬激光高能量的设定会使得导热率升高，加重尿道括约肌损害，这往往在小的腺体中更为严重。在对小腺体行HoLEP时，外科包膜往往不明显，术者如何寻找操作平面是个关键步骤。在术前讨论时体积大的前列腺增生病例可行HoLEP术，而针对小腺体则应进行讨论研究，尽量选择其他激光手术方法[16]。

2.3 半导体二极管激光半导体二极管激光，是使用发光二极管谐振器产生激光，尺寸更小，效率更高，因此比大多数现有激光拥有更高性价比，其波长可通过添加各种元素(如铝、铟)调节，常见有940、980、1 318、1 470 nm。980 nm半导体二极管激光为水和血红蛋白双吸收，在前列腺汽化时相比120 W的LBO激光有更好的止血效果，但热损伤厚度达4 mm。二极管激光器(4 mm)组织坏死和穿透深度明显高于绿激光(1～2 mm)，有更高的术后并发症风险，如尿路刺激症状和附睾炎等。此外，二极管激光可以匹配大多数光敏剂药物(630～760 nm)，可通过光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)用于浅表膀胱移行细胞癌的诊断和治疗[17]。

2.4 铥激光铥激光(波长1 940 nm)的主要的优势在于它更易被组织中水分吸收的物理特性和可切换的连续/脉冲模式，可使周边组织损伤降到最低。我团队[18]逐步探索并设计了铥激光前列腺剥橘式切除术(thulium laser resection of the prostate-tangerine technique,TmLRP-TT)，于2004年进入临床施行，并证实该术式安全有效。TmLRP-TT的手术方法为：首先在精阜内侧3、9、12点处做切除标记。然后自膀胱颈部5、6、7点处分别切开沟槽至精阜水平，深度达外科包膜。于精阜近侧将前列腺中叶两瓣推向并脱入膀胱。之后在6、12点之间(经右叶9点或左叶3点)做大弧形切开前列腺侧叶，在3点或9点位置紧贴外科包膜作水平切开，将侧叶分为两至三瓣，再重复6、12划弧切割，切下两个侧叶。最后，修切前列腺尖部，取出前列腺组织[19]。

因为铥激光是水吸收，膀胱冲洗液中能量有吸收损耗之可能，所以操作过程中很关键的一点是保持光纤最大限度地减少与水的接触，即需要把光纤插入组织中才能发挥其最大作用，切除前列腺组织的速度可以到达2～3 g/min。铥激光在止血时可将光纤与血管断端保持一定距离，利用汽化能量进行前列腺表面止血，这样的非接触式汽化术安全性更高[20]。铥激光在前列腺腺体表面热损伤深度仅为0.2 mm，规避了前列腺包膜穿透和热效应损伤勃起神经血管束的风险。铥激光除了本身无电流刺激、热损伤少、术中视野良好的特性外，“剥橘”式的切割方法，操作精确，而该术式不需使用组织粉碎器，避免了尿道括约肌在手术操作中受到损伤。另外，对于巨大前列腺增生患者(80 mL)使用TmLRP-TT同样是安全有效的[21]。

铥激光处理小体积前列腺增生患者依然有优势，应得到重视。文献报道，对体积小于30 mL的前列腺患者行TURP术，其膀胱颈部挛缩的发生率高达19.3%，如给予铥激光小前列腺剜除术，膀胱颈部挛缩的发生率下降至1%[22]，非常值得推广应用。

3 激光治疗BPH的明天

医学未来的发展方向之一是人工智能和技术创新，把激光用于临床医学充分体现了现代科学工程技术与医疗的融合与创新，未来这些曾经用于治疗BPH的激光技术发展方向也必将如此。

未来的激光治疗仪器，会朝着多功能、多学科交叉的方向前进[23]。相信不久的将来可以见到同时处理BPH和膀胱结石的激光器，体积小、功率大，并且发出的激光能具备探知结石成分并据此调整频率与功率，做到激光切割粉碎一体化。

激光电磁辐射的本质和精准切割特性方便形成二进制的数据，上传云端，形成大数据，与医师培训、监管相结合，模拟、指导医师的手术操作，便于医师的学习，缩短学习曲线。此外，微型机器人结合激光进行手术可以放大激光精准、便携的特点。当微型机器人与激光结合，可进行更加精准的切割、汽化、凝固等手术治疗以及激活药物活性。当纳米机器人出现后，还能和激光结合进行细胞手术，修复受损的细胞膜、细胞器，乃至DNA。

激光技术是泌尿外科的多用途工具，特别是在BPH患者中的应用。相信未来的激光技术会朝着小型化、智能化、多功率、多功能的方向发展，最终实现激光发明人MAIMAN博士在预测激光应用于医学前景上时，他那令人振奋的回答：“几乎每个医生手中都应有一台激光医疗器械。”