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沖擊波碎石術的終極目標是高效、安全、無痛。其中，高效是指碎石的效率，是治療所追求的上線；安全和無痛是保證患者平穩(wěn)度過治療期的下線。SWL的基本治療準則是：SWL時須在上下線區(qū)間權衡利弊、揚長避短，力爭達到“無石”水平。目前，各國總體的SWL效率商（EQ）平均徘徊在0.5左右，所以在具體治療每一位結石患者時，對于療效預測，有很大的不確定性。這與影響沖擊波碎石療效的因素因素有關。主要有技術因素、結石因素和設備因素。影響碎石療效的設備因素很多，可概括為設備自身缺陷和設備使用不當兩類。

 

一、設備自身缺陷

（一）沖擊波源的問題 沖擊波碎石機的品質取決于它的設計和制造水平，重點體現(xiàn)在它的核心部件——沖擊波源的技術與工藝上。目前對沖擊波的本質和特性了解得還不夠深入，沖擊波碎石的物理機制并未徹底闡明，在沖擊波源的物理參數(shù)方面仍缺乏一套準確而可靠的公認標準，尤其是國內(nèi)缺乏檢測碎石機的標準方法和儀器。這些問題，集中體現(xiàn)在沖擊波的焦區(qū)方面。

 

1.焦區(qū)體積  以往認為，精細的沖擊波焦區(qū)能表明其研制技術和工藝先進，其實，焦區(qū)過于精細，碎石效果反而不佳。體外模型石實驗表明，它只能在結石表面產(chǎn)生一個“隕石坑”樣洞穴，整體破壞力不強。典型例證見于壓電晶體式碎石機，在臨床上，單期成功率較低，而復治率較高，以往所謂的“多期治療哲理”（multiple sessions philosophy）便是采用這種機型碎石的無奈之舉。此外，由于在SWL治療期間結石可隨呼吸來回移動，若焦區(qū)較窄，結石頻繁移入和移出狹窄的焦區(qū)。狹窄焦區(qū)的另一個潛在缺點是作用于結石的能量更少，因為當焦區(qū)寬度小于結石寬度時，結石內(nèi)部的張應力減小。因此，為了使結石受到剪切應力的全部作用，結石的外表面必須盡可能受到?jīng)_擊波的作用，即焦區(qū)的寬度應該大于目標結石的寬度。

 

2.焦點壓力  以往認為焦點壓力高碎石效率就高。但近來發(fā)現(xiàn)，碎石效果與焦點壓力的關系不大，至少不呈正相關。過高的壓力無益于結石粉碎，反而會招致不必要的組織損傷。治療的時候可以采取能量遞增技術（Ramping Up），以逐步提高沖擊電壓（能量）的方式觸發(fā)沖擊波，當發(fā)現(xiàn)結石開始產(chǎn)生形態(tài)上的改變時候，可以不再提高能量，以減少損傷。

 

3.焦點距離  焦點距離即焦距，是SWL中一項重要的物理參數(shù)，它代表治療時沖擊波可穿透的深度。在國產(chǎn)碎石機中，這項參數(shù)是失真的。盡管這項參數(shù)在每種機型的技術說明書中都有具體數(shù)值，但只是一個大致的估測值，一般短于實際焦距。適合國人的沖擊波焦距約為130mm～140mm，若焦距太短，治療肥胖者或下段輸尿管結石時，壓力最大的焦點往往夠不到結石，只能落在結石前方的組織部位，不僅導致了碎石效率下降，而且那些本應被結石吸收的能量還會造成周圍組織的損傷。

 

4.焦點位置  焦點位置有兩個概念：其一，是沖擊波自身的焦點。在制造或安裝碎石機時，焦點發(fā)生偏差在國產(chǎn)碎石機中并非少見，對策是每次安裝或檢修時，采用標準塊狀模型石進行試驗性檢測，根據(jù)“彈坑”位置進行校準。其二，是指把沖擊波焦點投照在監(jiān)視屏上作為發(fā)射準星的位置。碎石機長期使用后，由于機身震動，其中的某些結構可能發(fā)生移位，使監(jiān)視屏準星偏離了真正的沖擊波焦點，導致沖擊波的焦點偏離治療目標（結石），中靶率下降。因此，操作醫(yī)師應當學會使用焦點定標器定期校正焦點位置，確保準星到位。

 

（二）定位系統(tǒng)的問題：精準度與可靠性雙雙不足 定位系統(tǒng)在腎結石治療中的角色不可小覷，但目前來看，這一環(huán)節(jié)的問題可不少。首先，我們來看一下定位系統(tǒng)的兩大主要缺陷。

 

1. 自身局限性：無論是X光定位還是B超定位，這兩種常用的定位系統(tǒng)都有其局限性。X光定位只能對不透光的結石進行定位，對于透光或顯影較淡的結石則無能為力；而B超定位雖然能定位各種性質的結石，但對于輸尿管結石的定位卻比較困難，因為輸尿管結石往往缺少“聲窗”，定位操作相對復雜，需要經(jīng)驗豐富的醫(yī)生才能掌握。

 

2. 內(nèi)在品質不佳：定位系統(tǒng)的品質對碎石效果有很大影響。以常用的23厘米增強器為例，按照國家行業(yè)標準，其分辨率達到12線對即可達標。然而，這種標準只能滿足一般結石的定位需求，如果結石與骨骼或腸道內(nèi)容物重疊，定位就會變得非常困難，甚至不可能。實際上，國內(nèi)不少碎石機的定位系統(tǒng)達不到行業(yè)標準，有些機器的定位系統(tǒng)已經(jīng)嚴重老化，但仍在超期“服役”，這無疑會大大影響定位效果。再來看B超定位。由于價格低廉，B超定位的碎石機在國內(nèi)基層醫(yī)院較為常見。但若使用的B超儀檔次低、品質差、分辨力不高，加上B超定位的局限性和操作難度，往往就會導致因定位不準帶來的碎石失敗。這種現(xiàn)象在基層醫(yī)院中尤為普遍。

 

 

二、設備使用不當

 

（一）波源超期使用

液電式波源超期使用：由電極引起的碎石效率下降是液電式波源的主要問題。電極是高能沖擊波的發(fā)生源，有對極、同軸、平行、金屬熔斷式等多種，其中以對極式最佳，使用也最為普遍。對極式電極呈尖錐狀，在SWL過程中其尖端逐漸損耗，正負極間隙逐漸增大，最終影響橢球體的聚焦。正常電極尖間隙應保持在規(guī)定距離，誤差不超過1mm，過長或過短都會影響沖擊波的產(chǎn)生和傳導。該距離每增加1mm，焦點寬度將增加10mm，結果是碎石效率降低，結石周圍組織損傷加重。電極必須對稱，位于反射缸中心。兩電極尖端也應對稱并處在同一軸線上，不能偏移。HM3型碎石機的電極是可調的，治療過程中，要求每放電1000次左右即應調節(jié)一下雙極間距，使之保持在正常范圍。但我國的液電波源使用的電極，均不可調節(jié)電極間距，為保證有效放電，原則上要求一個電極只治療一例患者。勉強使用報廢電極，從表面看來，是節(jié)省了一根電極，但其實際代價是碎石效果差，復震率高，加重了整機的工作負擔，耗費整機使用壽命，其實是因小失大。電磁式波源超期使用：電磁盤是電磁式?jīng)_擊波的發(fā)生源，使用壽命因機型不同而異，通常放電次數(shù)為80萬～150萬次，可治療患者200～300人次。

 

有3種情況可致電磁盤的效能下降：①出廠時電磁盤質量不佳；②電磁盤壽命縮短；③電磁盤超期使用。對策比較簡單，可用標準結石模型在透明容器中行碎石檢測，對不合格者應及時更換。一般不宜勉強使用“超期服役”的電磁盤，以免得不償失。壓電式波源超期使用：壓電晶體是壓電式?jīng)_擊波的發(fā)生源，可發(fā)射次數(shù)視機型而定。通常治療數(shù)百例患者后，功率逐漸衰減，碎石效率下降，此時就應更換壓電晶體片。每次更換后的壓電晶體壽命較前逐次縮短30％左右。

 

（二）水囊內(nèi)存有氣泡

第二代和第三代碎石機大都采用水囊式耦合。實驗室測試表明，水囊本身就可以導致20%的沖擊波能量衰減。如果水囊內(nèi)存在氣泡，沖擊波在傳播過程中會發(fā)生折射和散射，導致沖擊波能量的進一步衰減。

 

囊內(nèi)出現(xiàn)氣泡的原因有三個：一是空化效應所致，沖擊波在水中傳播時，會產(chǎn)生大量微氣泡，這些微氣泡聚集之后就會形成較大的氣泡飄浮在囊內(nèi)的頂部。沖擊波的頻率越高，空化效應越明顯。為了解決這個問題，Alexander及其團隊研制出了一種可以發(fā)射低幅脈沖的裝置，以期加速水囊中空化氣泡核的崩解，避免其聚集而影響下一個沖擊波的傳導。二是囊內(nèi)注水后空氣未排盡，尤其是使用自來水的情況下，水中的氯氣也會逐漸釋放，需要較長時間才能徹底消失。三是囊內(nèi)水溫過高，根據(jù)蓋·呂薩克定律，壓強不變的情況下，一定氣體的體積跟熱力學溫度成正比。如果采用較低溫度的水，則溶解于水中的氣體分壓相應降低，氣泡形成就相對減少。在臨床上，將水囊內(nèi)水溫控制在20℃左右較為適宜。此外，晝夜溫差變化也可能導致水囊內(nèi)產(chǎn)生較多的氣泡。目前，一些先進的碎石機帶有自動抽氣裝置，可在治療過程中始終保持囊內(nèi)去氣狀態(tài)。在啟用自動抽氣裝置時，要注意適當傾斜水囊，使抽氣口位于水囊的最高點。

 

（三）耦合問題

1.耦合欠佳 理想的耦合是波源的水囊膜與人體皮膚之間通過耦合劑密切貼合，以保證沖擊波在其通路上進行有效傳播。在臨床上常常會忽視理想的耦合。以下是兩種可能導致耦合不良的情況：一是貼合不良，常見于治療深度比較大、水囊充盈度不足時。如果患者在治療過程中靠壓水囊，囊膜有可能出現(xiàn)皺褶，這會造成沖擊波能量損耗。由于皺褶中存在空氣，可能會導致局部皮膚出血甚至破損。因此，操作醫(yī)師在定位后觸發(fā)沖擊波之前，應常規(guī)檢查水囊是否平整；也可以在定位前先排掉水囊中大量的水，待定位好后在目視下再充盈水囊進行微調定位。二是治療深度比較淺時，水囊可能充盈不足，與皮膚貼合不充分。此外，如果采用超聲定位的話，超聲探頭也會減少水囊與皮膚的接觸面。這個問題可以通過充分充盈水囊來解決，同時也要注意在超聲探頭與水囊之間的縫隙涂上充足的耦合劑。

 

2.耦合劑品質不佳 由于水囊膜與人體皮膚之間存在一定的聲阻差異，并且兩者相貼合時，中間會存在空氣。為了保持水囊與皮膚間的密切接觸，涂抹上一層液膠狀耦合劑作為傳導介質。然而，臨床常見問題是自制的耦合劑不達標，調配過稀會導致耦合劑在使用中流淌，起不到應有的作用；調配過稠則會結成塊狀，中間產(chǎn)生大量氣泡，增加聲阻抗。體外實驗研究顯示，耦合區(qū)域有2%的氣體可以使結石的粉碎率減少20%~40%；如果有20%的氣體，粉碎模型石所需的沖擊波次數(shù)是沒有氣體的3倍。為了解決這個問題，多尼爾碎石機設計者在水囊中安裝了監(jiān)控耦合的攝像裝置，以監(jiān)控耦合質量。如果有氣泡等耦合不良問題，可以通過壓舌板平刮水囊與皮膚間隙，顯著減少間隙中的氣泡，從而減少25%的沖擊次數(shù)。在臨床工作中，可以仿效多尼爾碎石機的做法，常規(guī)使用壓舌板平刮來去除氣泡。品質良好的SWL耦合劑應具有以下特點：沖擊波衰減系數(shù)小；聲阻抗介于皮膚與水囊之間，匹配良好；具有一定粘附力，易于展開，易于清除；粘滯性適中，潤滑性能良好，使用時不會流淌，又易擠出；不污染衣服，干燥后不留痕跡；保濕性適中，不易干燥；外觀色澤透明，均勻性高，不含氣泡，不含顆粒及雜質；穩(wěn)定性好，不變色，不分層，不析出，不變質，不腐敗，稠度不改變；不刺激皮膚，不腐蝕水囊。另外，涂抹耦合劑的方法也會影響碎石效果。Neucks使用數(shù)字成像技術研究涂抹耦合劑的最佳方法發(fā)現(xiàn)，最好的技術是直接從儲存罐中將大量的耦合劑倒在碎石機的水囊膜上，而不是手動涂抹。通過水囊的逐漸充盈過程使耦合劑擴散，同時注意到水囊中心部分的耦合作用是最重要的。為解決耦合的問題，有研究者正在研發(fā)一次性耦合膜，其作用是：保證水囊與人體之間的良好耦合，以及減少交叉感染。SWL可以產(chǎn)生皮損，即使術后皮膚表面不滲血，不代表皮膚沒有損傷。在放大鏡下觀察可以發(fā)現(xiàn)表皮的損傷性改變。因此一次性耦合膜的研發(fā)具有重要的應用價值。

 

（四）沖擊頻率過快

體外、體內(nèi)實驗和臨床證據(jù)表明，碎石沖擊頻率過快是導致碎石效率下降的常見原因。我們的體外實驗測試顯示，碎石效率與沖擊頻率呈反比關系，每分鐘50次的沖擊頻率比每分鐘90次的沖擊頻率碎石效率高出約一倍。Paterson及其同事在一項實驗中，使用經(jīng)皮方法將模型石植入豬的腎下極，隨后用電子液壓Dornier HM3裝置分別以每分鐘30次和120次的沖擊頻率，給予20kV 400次的沖擊波。結果顯示，每分鐘30次的結石粉碎率明顯高于每分鐘120次。Pace的一項薈萃分析也顯示，相對于每分鐘120次，頻率為每分鐘60次療效更好，尤其在直徑10mm以上的結石中更為明顯。沖擊頻率對碎石效率的影響機制尚未完全闡明?，F(xiàn)階段的主要觀點是，隨著沖擊頻率的增加，前次沖擊波產(chǎn)生的空化氣泡尚未完全崩解，這些微氣泡形成所謂的“空化顆粒或氣泡云”，這種氣泡云可以反射沖擊波并限制空化氣泡的崩潰，從而減弱了后續(xù)沖擊波的效率。在低沖擊頻率情況下，結石周圍的空化氣泡含量減少，聲阻抗降低。Bailey及其同事在豬模型中也證實了這種氣泡云的存在。降低沖擊頻率不僅有利于碎石，還可以減少腎臟的損傷。Evan使用Dornier HM3碎石機在豬模型中證實，每分鐘120次的沖擊頻率出現(xiàn)的出血性腎損害為4.7%，而每分鐘30次僅為0.08％。研究小組提出了兩個機制：首先，較慢的速度有更多的時間更有效地清除血管內(nèi)的空化核，從而減少空化泡破裂對血管的影響；其次，如果沖擊波的頻率比組織的松弛時間快，則腎實質內(nèi)的應力可以累積，并且可能導致血管損傷。因此，為了優(yōu)化SWL效率并減輕組織損傷，建議將沖擊頻率控制在每分鐘60次以下。

 

 

產(chǎn)品介紹

 

Magna雙波源碎石機

——“蝴蝶形”聚焦區(qū)，減少腎臟損傷

● 研究表明，雙波源“蝴蝶形”聚焦區(qū)能減少5倍的腎臟損傷，大大縮短治療時間，減少病人痛苦和并發(fā)癥

● 創(chuàng)新性的電磁波波源效率監(jiān)控技術，可以明確指示波源的效能狀態(tài)，保證手術時患者的安全

● 沖擊波發(fā)射與超聲影像同軸技術，可實時觀察沖擊波通路、耦合，消除了聚焦點與靶區(qū)的定位誤差