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第 4 类激光系统在多模式疼痛治疗和手术组织消融中的临床疗效和光生物调制方案：全面回顾
摘要
激光技术的发展已从低水平治疗过渡到高强度的 4 级系统，能够进行深度光生物调制 (PBMT) 和精确的手术消融。本综述探讨了激光与组织相互作用的生物物理基础，特别是针对 810 纳米、980 纳米和 1470 纳米波长的激光。我们评估了平衡治疗效果和热安全性所需的临床方案，为从业人员提供了优化慢性疼痛治疗和微创手术患者疗效的路线图。.
1.生物物理原理：组织相互作用的机理
在分析临床 “为什么 ”之前，我们必须确定物理 “是什么”。与 3b 级系统相比，4 级激光的功率密度是否真的能提供更佳的穿透深度？答案在于 比尔-兰伯特法 以及 “光学窗口 ”的管理。”
1.1 特定波长的吸收率
的功效 激光治疗 是以主发色团的吸收系数为基础的：水（$H_2O$）、氧血红蛋白（$HbO_2$）和细胞色素 C 氧化酶（CCO）。.
- 980nm 波长 显示了水和血红蛋白之间的平衡吸收曲线。这使它成为热生物刺激和需要适度止血的外科应用的理想 “主力军”。.
- 1470nm 波长 战略定位在重要的水吸收峰值。在外科手术中，血管壁或组织的细胞内水吸收能量的效率是 980nm 的 40 倍。这种定位方式最大程度地减少了 热松弛时间 (TRT) 周围结构，从而极大地保护周围神经。.
1.2 热扩散和功率密度
4 级激光器的定义是发射功率 $>0.5W$，它利用高辐照度来克服真皮层和脂肪层的散射系数。3b 级激光器通常无法以治疗剂量照射到深层关节（如髋关节或腰椎深部），而 4 级系统则能提供必要的治疗剂量。 焦耳/平方厘米 在几分钟内而不是几小时内到达目标组织。.
2.光生物调节（PBMT）和线粒体信号通路
在以下方面 光生物调节疗法, 其主要机制是刺激线粒体呼吸链。.
2.1 激活细胞色素 C 氧化酶 (CCO)
CCO 对光子的吸收会导致抑制性一氧化氮（NO）解离。这样，氧气就能与 CCO 结合，加速电子传递链并增加 三磷酸腺苷 (ATP) 生产.
2.2 次级信使和疼痛调节
对于 激光治疗疼痛, 由此可见，其机理并不局限于 ATP：
- 活性氧 (ROS) 调节： 在控制剂量下，PBMT 会诱导 ROS 轻微增加，从而激活负责细胞修复的转录因子。.
- 镇痛效果： 高功率 4 级激光通过调节线粒体膜电位，对 A-delta 和 C 纤维产生暂时的 “神经阻滞 ”效应，从而提高疼痛信号传递的阈值。.
3.临床协议：手术和治疗标准
建立标准化规程对于确保手术成功和防止先天性损伤至关重要。.
3.1 手术方案：静脉内或间质激光消融术（EVLA/ILA）
当使用 4 级激光 (特别是用于组织消融的 FotonMedix 1470nm 系统），重点转向能量密度控制。.
- 术前准备 在超声波引导下绘制目标区域图。.
- 电源设置： 10W - 15W 英寸 连续波（CW） 模式是高含水量组织的临床标准。.
- 退出速度 (Verr)： 为确保能量均匀输送，回拉速度为 1 毫米/秒至 2 毫米/秒 建议.
- 线性腔内能量密度 (LEED)： 目标值为 60-80 J/cm，以确保在不造成血管穿孔的情况下完全闭合。.
3.2 治疗方案：深层组织疼痛治疗
对于慢性肌肉骨骼疾病，该方案强调的是 “总能量”，而不是瞬时功率。.
| 目标条件 | 功率（瓦） | 总能量（焦耳） | 模式 | 频率 |
| 腰椎间盘突出症 | 12W - 15W | 3,000 - 6,000 J | 脉冲/CW | 每周 2-3 次 |
| 膝关节骨性关节炎 | 8W - 10W | 1,500 - 2,500 J | 化武 | 每周 2 节课 |
| 颈椎病 | 6W - 8W | 1,200 - 2,000 J | 脉冲 | 每周 3 节课 |
4.医院病例分析：腰椎病的高级治疗
医疗机构阿尔法临床中心神经外科与疼痛治疗部.
患者简介：男性，54 岁，被诊断为 L4-L5 椎间盘突出症并伴有坐骨神经痛。保守药物治疗（非甾体抗炎药、普瑞巴林）6 个月无效。.
4.1 干预：4 级高功率激光疗法
患者接受了一个疗程的 光生物调节疗法 使用 980nm/1064nm 双波长 4 级系统。.
- 手术意图 无创减轻病灶周围水肿，调节炎症细胞因子（IL-1β、TNF-α）。.
- 参数 平均功率 12W，占空比 50%，频率 20Hz。.
- 每节课的总能量： 通过椎旁肌肉组织和坐骨神经路径输送 4 500 焦耳。.
- 预防并发症： 实时热监测，确保皮肤温度不超过 42°C。.
4.2 后续行动和结果
- 术后立即恢复： 30% 降低了 VAS（视觉模拟量表）得分。.
- 3 个月随访： 患者报告称其行动能力改善了 80%；停用了所有神经痛药物。.
- 12 个月随访： 核磁共振成像显示，疝出肿块的体积明显缩小（可能是由于大循环和吸收过程得到改善）。急性症状没有复发。.
5.安全规程和并发症缓解
4 级激光器的辐照度很高，必须严格遵守安全标准。.
- 眼部安全： 980nm/1470nm 的标称眼部危险距离 (NOHD) 可超过 30 米。所有人员必须佩戴标准 OD5+ 安全眼镜。.
- 热扩散控制： 为防止治疗过程中皮肤烧伤，必须采用 “持续运动 ”技术。15 瓦的静态功率可在数秒内导致组织坏死。.
- 反光表面： 手术室必须清除可能导致杂散光束反射的反光手术器械。.
6.临床常见问题：从业者关注的问题
问：在手术消融方面，1470 纳米波长是否优于 980 纳米波长？
答：对于富含水分的组织（如静脉壁或息肉），可以。1470nm 波长在水中的吸收系数较高，因此可以使用较低的功率设置（如 8W 对 15W）来达到相同的效果，从而显著减少术后瘀伤和疼痛。.
问：光生物调制中 “剂量过大 ”有什么风险？
答：这就是所谓的阿恩特-舒尔茨定律。能量有一个 “甜蜜点”。能量太小不会产生任何效果；能量太大实际上会抑制细胞修复或造成热应力。对于疼痛治疗，一般认为深层组织的治疗窗口在 6-15 焦耳/平方厘米的范围内。.
问：4 级激光器能否用于金属植入物？
答：与透热疗法或超声波不同，激光能量是以光为基础的。虽然金属不会因感应而 “升温”，但激光会在金属表面反射。建议谨慎使用，但这并不像核磁共振或某些电疗那样是绝对禁忌症。.
7.结论
4 级激光系统代表着手术精确度和康复速度的范式转变。通过了解 1470nm 和 980nm 波长的特定吸收特性，外科医生和临床医生可以提供有针对性的能量，从而最大限度地提高以下效果 光生物调制 同时最大限度地减少附带热损伤。临床病例数据证明，这些大功率系统的集成可为患者带来更佳的长期疗效，并缩短康复时间。.