与目前广泛使用的Ho：YAG激光器相比，TFL在激光碎石术中表现出许多潜在的优势。TFL的波长可优化水中的吸收，增加石材汽化，提高能源效率，并可能增强激光器的安全性。

　　铥光纤激光器（TFL）是一项正在积极研究的新技术，可以替代钬：钇铝石榴石（Ho：YAG）激光器，后者目前是一系列泌尿外科手术的黄金标准。本综述的目的是讨论关于TFL在泌尿外科实践中的功能和有效性的现有文献。我们检索了PubMed，Medline，Web of Science Core Collection，SCOPUS，Embase（OVID）和Cochrane数据库，以获取有关TFL的所有完整文章和系统综述。我们总共找到了35篇相关文献。与Ho：YAG激光器相比，与TFL有关的早期研究结果显示出许多潜在的优势。体外和离体研究强调了 TFL 利用更小的激光光纤、获得更快的结石消融速率以及在碎石术中与 Ho：YAG 激光进行测试时实现较少的反冲的能力。目前，调查TFL利用率的体内研究有限。然而，现有的体内结果对于激光碎石术和软组织消融看起来都很有希望。事实上，现有文献表明TFL具有巨大的潜力，并且可能比Ho：YAG激光器具有许多技术优势，特别是在激光碎石术中。尽管这些早期研究很有希望，但需要随机对照试验来评估TFL在泌尿外科中的完全适用性。

　　在泌尿外科手术中使用医用激光变得越来越普遍。最常见的是，它们用于激光碎石术治疗尿石症。此外，它们还有多种软组织应用，例如上尿路尿路上皮肿瘤消融术、肾盂切开术和前列腺剜除术。目前，激光碎石术中使用的激光系统的黄金标准是钬：钇-铝-石榴石（Ho：YAG）激光器[1，2，3]。尽管Ho：YAG激光在泌尿外科领域具有变革性，但它有几个显着的局限性。例如，Ho：YAG激光器不能支撑直径小于150μm的纤维[4]，这可能会限制外科医生在肾盂镜检查期间使用激光时进入下极萼的能力。如果较小的激光光纤是可行的，它将允许通过现有的输尿管镜更好地灌溉，并可能允许开发更小的输尿管镜和仪器。此外，由于新型高功率Ho：YAG激光器的水冷要求[5]，发电机变得更大，尺寸和构造也越来越复杂，这使得各个手术室之间的转移具有挑战性。

　　因此，人们对改进泌尿外科医生采用的现有激光技术非常感兴趣。铥光纤激光器（TFL）是一种新型激光器，已显示出早期的前景，并且可能比Ho：YAG激光器具有多种优势。事实上，在之前的综述中，Traxer和Keller[6]评估了关于TFL的早期文献和实验模型中的潜在优势。尽管关于TFL的文献仍然有限，但此后已经发表了几项体内研究。

　　为了充分认识TFL在泌尿外科手术中的理论优势，有必要对水介质、激光发生器和激光光纤的物理性质进行评估。我们首先简要概述当前的黄金标准：Ho：YAG激光器。Ho：YAG激光器是固态激光器，其中来自闪光灯的光穿过掺杂有钬离子的YAG晶体[7]。钬离子以脉冲方式被激发，并在返回其静止量子态时释放波长为2，120nm的光子[8]。然后，这些光子在激光发生器内的镜子之间振荡，进一步激发钬离子，进而产生额外的光子。然后打开激光发生器内的孔径，允许这些光子作为激光束释放[7]。然后，激光束通过细长的二氧化硅光纤传输到手术部位。在泌尿外科手术中，水通常用作激光发色团，水的热膨胀和汽化导致消融[9]。

　　在过去的二十年中，Ho：YAG激光已成为泌尿外科的金标准激光，显示出许多优势[2]。在激光碎石术中，Ho：YAG激光已被证明可有效消融所有结石成分[10]。此外，其他研究表明，激光在上尿路和下尿路软组织消融方面也具有很大的临床实用性[11，12]。重要的是，该激光器具有良好的、经过时间考验的安全性[13，14]。然而，Ho：YAG激光器基于其基础物理原理存在一些缺点。虽然不是唯一的决定因素，但水对光子的吸收会显着影响消融[9]，理论上，改善光子吸收应该提高消融效率。在水中，峰值红外光子吸收发生在波长为1，940nm时，而Ho：YAG在2，120nm处产生光子[15]。虽然水在2，120nm处吸收一些光子，但在1，940nm的波长下可以优化效率[16]。重要的是，这种考虑是理论上的，因为其他因素（如光纤尖端到目标的距离）可能会影响光子吸收。

　　Ho：YAG激光器的另一个限制是，来自这种固态激光器的闪光灯机制的大部分能量以发生器中的热量形式浪费[6]。这种多余的热量将单个Ho：YAG激光腔产生的功率限制为30 W.可以在单个发生器中放置多个激光腔以克服此功率限制。然而，使用多个腔需要大型水冷设备来防止激光发生器过热，这使得Ho：YAG激光发生器在物理上笨重，难以在手术室之间转移或在手术室内重新定位[17]。Ho：YAG的另一个缺点是输出的激光束不均匀，这妨碍了使用小于150μm的激光光纤[4]。值得注意的是，Tm：YAG激光器（也称为连续波Tm：YAG）与Ho：YAG激光器相似，因为固态YAG晶体掺杂了铥而不是钬。Tm：YAG的激光输出波长为2，010 nm，更接近水的峰值红外吸收。虽然光子吸收得到改善，但Tm：YAG激光器具有与Ho：YAG激光器相似的局限性[18]。

　　TFL是光纤激光器的一种形式，而不是固态激光器。在TFL中，掺铥光纤用作增益介质，而不是离子掺杂的YAG晶体。二极管激光器通过这种掺铥光纤引导能量，激发铥电子并产生光子，然后通过向外激光光纤引导到手术部位[19]。二极管激光器的发射光谱可以与铥的吸收范围相匹配，使激光泵浦机构更有效，最终产生的热量比Ho：YAG或Tm：YAG激光器的闪光灯装置更少。因此，无需笨重的水冷设备即可实现高功率[19]。从角度来看，考虑到Ho：YAG激光发生器所需的大型冷却设备，整个激光单元的重量从245千克到300千克不等[20]。相比之下，风扇冷却的TFL装置仅重36公斤[21]。此外，由于TFL中的增益介质非常薄，发射激光器的空间分布比固态激光器（即Ho：YAG或Tm：YAG）的空间分布更均匀，因此可以使用更小的手术激光光纤[22]。使用较小的激光光纤可以改善通过现有内窥镜仪器的冲洗流量，减少反冲[23]，以及更小的未来内窥镜仪器。使用TFL的体外研究评估了激光碎石术中使用较小的激光光纤[2，24，25，26，27，28]。相比之下，这些实验光纤的范围为50-150μm，明显小于目前可用的最小的Ho：YAG激光光纤200μm。事实上，调查结石消融和反冲的研究发现，这些较小的纤维有效地消融了结石，导致整体反冲减少[6，24，26，27，29，30，31，32]。值得注意的是，与现有的大型光纤（≥200 μm）相比，这些新型较小的激光光纤（≤150 μm）的耐用性仍未经过测试。TFL的另一个优点是产生的激光光子的波长为1，940nm，该波长被水高度吸收[15]。从理论上讲，这应该比Ho：YAG和Tm：YAG激光器通常分别采用的2，120 nm或2，010 nm波长更有效的激光烧蚀。

　　气泡动力学和时间脉冲分布是激光碎石术中影响结石反脉冲的关键因素，因为在脉冲激光能量传递过程中形成气泡是有效结石和组织消融的重要机制[33]。此外，气泡的形成和破裂可能会减少结石反冲[34]。2016年的一项研究观察到，与Ho：YAG相比，TFL在长度和宽度上产生的气泡更小，并且在所有功率设置下的单个激光脉冲期间还产生了多个气泡流[35]。先前的研究结果显示，单个气泡的形成和崩溃会减少结石反冲[34]，多个气泡的形成和坍塌可能会增加这种反冲的减少[36]。同一项研究还表明，TFL时间脉冲分布比Ho：YAG激光分布更均匀，导致整个激光脉冲持续时间内的能量分散更均匀[36]。TFL 利用更小的纤维、独特的气泡动力学和时间脉冲分布都有助于使用该技术实现更高效的激光碎石和组织消融。

　　TFL在泌尿外科具有广泛的理论应用。目前，绝大多数数据和已发表的研究来自实验实验室环境。特别是，这些体外和离体研究探讨了新型激光在碎石术中的应用，无论是一般的（表1），并与 Ho：YAG （表2).

　　2005年进行了第一项评估TFL用于肾结石碎石术的研究。使用1 J脉冲能量和10 Hz频率的设置来靶向盐水浴中的草酸钙一水合物（COM）和尿酸（UA）结石。研究人员发现，UA和COM结石都被新技术充分破碎（2毫米）[37]。在过去的十年中，许多后续研究调查并比较了TFL和Ho：YAG激光器在一系列激光规格中的结石消融速率，消融阈值和其他激光参数。当Ho：YAG激光和TFL在相似的脉冲能量设置下进行测试时，TFL的结石消融速率始终明显快于Ho：YAG激光[26，29，32，38]。Blackmon等人于2010年首次进行了两项比较这两种激光方式之间结石消融率和疗效的研究[29，32]。在一项研究中，当TFL和Ho：YAG向结石靶（盐浴中的COM和UA结石）传输总体相同的脉冲总数和脉冲能量时，发现TFL产生的结石质量损失明显大于Ho：YAG激光，形成深度为4-10倍的结石烧蚀坑[32]。该实验室进行的第二项研究调查了相应的烧蚀速率、消融阈值（定义为去除石材的最低入射辐射暴露）以及多种 Ho：YAG 激光和 TFL 设置的反冲效应。本研究中的TFL设置包括比Ho：YAG激光器更低的脉冲能量范围（分别为5-35 mJ和30-550 mJ）和更高的频率（分别为10-400 Hz和10 Hz）。COM结石的TFL能量消融接近Ho：YAG阈值（20.8 J / cm）的四分之一2与 82.6 焦耳/厘米2，分别）[29]。同一项研究还观察到，与Ho：YAG激光相比，使用TFL的结石消融率更高，分别达到140μg/s和100μg/s的最大速率。

　　激光碎石术中一种相对较新的技术发展，称为“除尘”，是产生极小的石头颗粒。虽然除尘的临床意义仍在研究中[39，40]，但迄今为止的体外研究表明，TFL在除尘时比Ho：YAG更有效[26，38]。2019 年的一项体外研究比较了 TFL 和 Ho：YAG 激光器在对 COM 和 UA 结石进行碎石术时的消融率。值得注意的是，这项研究是首批利用高功率Ho：YAG模型（P-100和P-120;Lumenis，Yokneam，以色列），效率更高，能够利用摩西技术，并且与以前的Ho：YAG激光器相比，可以发射更高的最大功率和频率。激光器在各种“碎裂”和“除尘”设置中进行了测试。即使使用新型Ho：YAG激光器的更高功率和频率范围，TFL在绝大多数测试的激光设置中仍然表现出显着更高的烧蚀率。对于“除尘”激光设置（产生小于 1 mm 的结石颗粒），与 UA 和 COM 结石的 Ho：YAG 相比，观察到 TFL 对所有测试的激光参数产生明显更快的烧蚀速率。对于“碎裂”，该研究观察到TFL的整体消融率是UA结石的两倍（在碎裂实验中未测试COM结石），但当两种激光器在较低的平均功率设置（≤6.4W）下进行测试时，没有发现统计学意义[38]。另一项体外研究表明，TFL 能够使用 150 μm 激光光纤（小于最小的可用 Ho：YAG 光纤）进行有效的结石消融。研究人员使用盐溶液中的石模型来比较配备TFL的150μm激光光纤，配备Ho：YAG激光器（MH1Rocamed®，摩纳哥）的272μm激光光纤以及配备TFL的272μm激光光纤之间的烧蚀速率。他们使用 TFL 和 Ho：YAG 激光器测试了各种尺寸的宝石和各种激光设置。与 272 μm Ho：YAG 光纤相比，配备到 TFL 时，较小的 150 μm 激光光纤在所有研究臂中具有明显更快的烧蚀速率，除了软结石的“碎裂”。当TFL配备272 μm激光光纤时，与272 μm Ho：YAG光纤研究臂相比，TFL在“除尘”和“碎裂”实验中的消融速率明显更快[26]。

　　观察到的TFL消融率更快归因于多个变量。重要的。

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