碎石机的技术和进展

　　提　要：介绍非开放性手术治疗人体结石仪器的技术和进展情况，包括体外冲击波碎石机和腔内碎石机的技术特点和性能比较.

　　中图分类号：TH789　文献标识码：A

　　文章编号：1000-6974（2000）01-0033-03

　　The Technique and Progress of Lithotriptors

　　YANG Dong

　　(The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical College)

　　YOU Yong-gao

　　(The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical College)

　　Abstract：This introduces the classifications,features and progress of lithotriptors,as well as compares applications among them.

　　Key worde：Intracorporeal;Lithotriptors;Applications▲

　　目前，世界上用仪器进行非开放式手术治疗人体结石的方法有两类，即体外冲击波碎石治疗和腔内碎石治疗。就应用的碎石技术而言又分为：体外冲击波碎石法、超声碎石法、液电碎石法、激光碎石法和气压碎石法。随着各种新技术的发展及应用于医疗，人体结石治疗仪器也得到了不断的完善和发展。

　　1　碎石技术及特点

　　1.1　体外冲击波碎石机

　　使用体外冲击波在体内聚焦粉碎人体结石，这类仪器按其震波源的不同一般分为三种：液电式、电磁式和压电式。液电式应用较早，于1980年2月2日在德国慕尼黑首次使用于临床。这种碎石机是用水下电极的尖端通过瞬间高压放电产生冲击波，毫微秒级的强脉冲放电产生的液电效应，冲击波经半椭圆球反射体聚焦后，通过水的传播进入人体，其能量作用于第二焦点，在X线机或B超仪构成的定位系统的协助下，将结石准确定位在第二焦点上，结石在冲击波的拉应力和压应力的多次联合作用下粉碎。

　　压电式是由许多在约50cm球冠上的陶瓷晶体元件，在电脉冲作用下产生压电效应，即电效应转变为机械效应，使晶体快速变形产生机械振动，振动产生冲击波到达球心聚焦进行碎石。

　　电磁式碎石机是通过高压电容器对一个线圈放电，放电产生的脉冲电流形成一很强的脉冲磁场，引起机械振动并在介质中形成冲击波，经声透镜聚焦得到增强而粉碎结石。

　　1.2　腔内碎石机

　　腔内碎石机目前有四种：

　　1.2.1　超声碎石机

　　采用顶端装有超声换能器的探杆通过内窥镜接触结石，利用超声发生器产生的电振荡使超声换能器产生高频机械振动。超声波传递进结石，在结石的表面产生反射波，结石表面会受压而破裂，当超声波完全穿过结石时，在界面被再次反射，这一反射产生张力波，当张力波的强度大于结石的扩张强度时，结石破裂。

　　1.2.2　液电碎石机

　　这类仪器是在内窥镜的观察下，将带有同轴电极的探杆靠近结石，当电极在水中放电，使电极附近的水迅速气化，压力和温度急剧升高以致电极周围的水向外推动而产生冲击波，由于冲击波从电极尖端呈辐射状向外传播，在传播过程中其能量密度逐渐减弱，因此电极必须尽量靠近结石，使冲击波达到足以使人体结石粉碎的强度。

　　1.2.3　激光碎石机

　　利用激光产生的功率密度很高的能量，这种高功率密度激光可在生物组织中产生辐射压、电致伸缩、冲击波、介质击穿等机械作用，导致结石的粉碎，临床上利用光导纤维将激光发生器产生的激光通过内窥镜导入人体内，先用引导光瞄准结石，然后输出脉冲激光将结石击碎。

　　1.2.4　气压弹道碎石机

　　是目前较新的一种腔内碎石机，它利用压缩气产生的动力，通过控制装置驱动操作手柄内微型气缸(弹道)的弹射体，弹射体高速撞击进入内窥镜的冲击杆，振动力通过冲击杆传递至人体的结石并使之破碎。

　　2　几种碎石机的比较

　　2.1　体外冲击波碎石机

　　优点在于它的治疗过程基本是非侵入性的，患者易于接受。而且它的治疗成功率高，对人体组织的损伤较少。但是，体外冲击波碎石机在治疗嵌顿的输尿管结石和完全性鹿角形街石等仍比较困难，X线定位治疗时病人还要受到X线辐射。液电式体外冲击波碎石机已广泛应用于临床，其冲击波能量大，但噪声也较大，消耗电极。液电式的冲击波属球面波，对组织的损伤较压电式和电磁式稍大。压电式和电磁式冲击波能量不如液电式，但噪声较小，压电式的噪声更小，都有不需消耗电极和治疗成本低的优点。

　　从碎石效果来看，液电式产生的能量较强，可调范围大，效果较好。压电式产生的是窄脉冲冲击波，功率较小；但波长短，结石粉碎的颗粒小，可以成细砂状粉末，有利于排出体外。电磁式每次转换的能量有一定损失，但能量稳定和重复性较好，能达到较好的碎石效果，其产生的冲击波属平面波，避免了直达波的损伤。

　　就人体的安全来说压电式和电磁式较好，对人体的影响较小。从设备的制造工艺和要求方面，压电式晶体的质量和寿命及安装都要求较高，否则每个晶体触发脉冲难以同步。而电磁式的充电电压较高(约17KV)，所以线圈绝缘要求高，如放电次数多易产生短路现象。每40多人次需更换磁盘。

　　2.2　腔内碎石机

　　超声碎石机其换量器在腔内工作时会引起雾化现象，影响内窥镜的观察。由于超声振荡对结石所施加的应力较小，所以碎石效果较差，治疗时间较长。另外超声探杆在腔内还会产生热量，应用不当对组织会有损伤。

　　液电碎石机优点是运行费用低，碎石能量较超声强；但所产生的冲击波未经聚焦，冲击波从电极尖端呈放射状向外传播，存在灼伤组织的可能性，结石每次得到的冲击能量也不稳定，应用不当还会损坏内窥镜。

　　激光碎石机是目前较新的一种应用于腔内的碎石机。激光能量具有最大脉冲压、平均脉冲压和冲频率等优点，碎石效果较好，能配用软性内窥镜，碎石时间比超声和液电式的要短。但这类激光设备昂贵，能量输出不太稳定，设备保养难度大，需消耗品导光纤维，运行费用高。

　　气压弹道腔内碎石机，它的腔内探杆不带电，不产生热量，所以不会产生电击和热损伤。冲击杆直接接触结石时进行冲击碎石，不经过其他介质，碎石效率高，治疗时间短，但不能配用软性内窥镜。

　　就安全性而言，超声和液电碎石机其腔内探杆是带电的，须在安全防护方面给予极大的关注。而激光碎石机由于能量功率密度高，定位要求极高，对组织存在损伤的可能。

　　就腔内碎石内窥镜的选择来说，超声、液电和气压弹道式只能通过硬性内窥镜进行碎石，一些部位使用受限制。而激光碎石机可通过软性内窥镜进行碎石，随内窥镜进入体内治疗部位基本不受限制。

　　3　进展和应用情况

　　目前国外对新型碎石机的开发研制和对现有碎石机进行不断改进完善主要有二个方面，一是继续完善体外冲击波碎石机，因为这是尿石症治疗的主流，新型电磁式体外冲击波碎石机加上双B超机自动定位，更加准确，医生和患者不受X线辐射，如Dornier公司产品。应用范围也已经扩大到胆结石的治疗，不过胆管结石疗效要好于胆囊结石。体外冲击波用于输尿管下段结石治疗也可选择性进行。由于压电式和电磁式在能量等方面不断改善已逐步取代液电式体外碎石机。

　　二是多种新型激光碎石机的研制，有微秒震波激光碎石机、自动识别组织的脉冲染料激光碎石机和绿宝石激光碎石机等。这几种机型的开发围绕着碎石效果，安全可靠等方面进行。如绿宝石激光可不被水和血红蛋白吸收，可以说是最安全的激光。但目前使用的激光导光纤维消耗品还较贵，国外有的为一次性使用，需几十到几百美元，这方面和激光的稳定性都有待改进。

　　从70年代后期激光应用于胆石治疗开始，现在已发展到通过子母式经口胆道镜进行激光粉碎胆石，胆道子镜口径可小到0.5mm左右引入激光，就安全性来说应使用上述介绍的新型激光碎石机，否则普通的激光导入体内如在空气中出光碎石会影响胆管壁。

　　4　结束语

　　体外冲击波碎石机应用广泛，技术方法成熟可靠，但对膀胱结石、部分输尿管结石和完全性鹿角形结石等仍有困难，对胆囊结石适应症有限。压电式和电磁式体外冲击波碎石机正逐步占主导地位，尤其是电磁式机型。

　　腔内碎石技术中超声和液电碎石机应用已逐步减少，呈淘汰趋势。激光碎石机以最新开发的自动识别组织的脉冲染料激光机较佳，但价格贵。气压弹道式腔内碎石机效率高，安全性极高，价格较低，适合国情。

　　目前体内机为气压弹道式碎石机配合电磁式体外机是较好的搭配。腔内碎石机配合开放式手术治疗肾结石可大大减少肾脏的切口损伤。随着各种软性和硬性内窥镜的广泛应用，激光碎石机技术上的完善及成本的降低，腔内碎石将更为普遍、简单、安全可靠。