径向光纤锥形尖端对巴雷特食管环周激光消融的机制性评估

本研究针对巴雷特食管(BE)治疗中射频消融(RFA)存在的能量分布不均、操作耗时长等问题，开发了具有76°、56°和38°三种锥形角度的径向光纤(ROF)尖端，通过ZEMAX模拟和离体/在体实验证实，76°ROF结合1470 nm激光能实现黏膜层300-400 μm的精准环周消融，为BE治疗提供了更高效的激光消融(LA)新方案。

　　

在消化道疾病领域，巴雷特食管(Barrett's Esophagus, BE)作为食管腺癌(EAC)的主要癌前病变，其治疗始终面临重大挑战。当前主流的射频消融(Radiofrequency Ablation, RFA)技术虽被FDA批准，但存在能量分布不均、难以覆盖黏膜褶皱区域等固有缺陷，且操作时需反复调整电极位置，容易导致治疗时间延长和深层组织损伤风险。更棘手的是，全球食管癌发病率正以每年超过80%的速度增长，开发更精准高效的BE治疗技术迫在眉睫。

韩国釜庆国立大学(Pukyong National University)的Minh Duc Ta团队在《Optics》发表的研究中，创新性地将原本用于静脉治疗的径向光纤(Radial Optical Fiber, ROF)技术引入BE治疗领域。研究人员设计了三种不同锥形角度(76°、56°和38°)的ROF尖端，通过ZEMAX光学模拟和系列生物实验证实，76°ROF配合1470 nm激光能实现黏膜层300-400 μm的精准环周消融，其性能显著优于传统RFA技术。这项研究为BE治疗提供了兼具高效性和安全性的全新激光消融(Laser Ablation, LA)方案。

研究采用三大关键技术方法：首先通过ZEMAX软件进行非序列光线追迹模拟，预测不同锥形角度的光束输出特性；其次采用定制六臂镍钛合金篮固定ROF在食管中心位置；最后通过离体猪肝实验和在体猪食管模型验证消融效果。样本来源于标准屠宰场获取的猪肝脏和实验动物中心的健康猪只。

【数值光线追迹模拟】部分显示，76°ROF的模拟输出角β为68.3°，与实测值67.5°高度吻合，其光束强度达56°和38°ROF的1.8倍和3.2倍，且发散角最小（仅15.2°）。

【结果】部分的关键发现包括：在离体猪肝实验中，76°ROF产生的消融深度(843±76 μm)和宽度(3.2±0.3 mm)最接近临床需求；在体实验证实其可在黏膜层形成均匀的环周消融带，且未伤及肌层。

【讨论】部分强调了三项突破：1）76°锥形角实现了Fresnel反射方程预测的最佳光强分布；2）1470 nm波长因黏膜吸收系数μ_a=15.8 cm^-1而具有理想穿透深度(δ=633 μm)；3）定制篮装置确保ROF始终位于食管几何中心。

该研究的核心价值在于：首次将EVLA领域成熟的ROF技术创造性应用于BE治疗，通过精确控制锥形角度和激光参数，实现"三优"效果——更快的定位速度（较RFA缩短40%操作时间）、更高的能量利用率（光强提升3倍）、更精准的空间控制（发散角减少62%）。这些优势使得76°ROF系统有望成为BE治疗的新标准方案，特别是对于伴有黏膜褶皱或不规则病变的复杂病例。研究团队计划进一步开展多中心临床试验，以验证该技术在不同尺寸食管中的普适性。