不同能量沖擊波對豬腎近期病理損傷的實(shí)驗(yàn)研究

1、不同能量沖擊波對豬腎近期病理損傷的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)完成單位：1華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院泌尿外科2 湛江海濱醫(yī)用沖擊波研究所 周惜才1 嚴(yán)澤軍1 陳志強(qiáng)1 陳忠興2 鄭連偉2 實(shí)驗(yàn)參與討論單位：北京大學(xué)泌尿外科研究所 廣州醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院微創(chuàng)外科中心郭應(yīng)祿 梁麗莉 李遜 張澤 夏明義葉章群 周四維 謝凱 黃烈實(shí)驗(yàn)開始日期：2007年 3 月 17 日實(shí)驗(yàn)完成日期：2007年 7 月 10 日不同能量沖擊波對豬腎近期病理損傷的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)完成單位：1華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院泌尿外科2 湛江海濱醫(yī)用沖擊波研究所 周惜才1 嚴(yán)澤軍1 陳志強(qiáng)1 陳忠興2 鄭連偉2 實(shí)驗(yàn)參與討論單位：北

2、京大學(xué)泌尿外科研究所 廣州醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院微創(chuàng)外科中心郭應(yīng)祿 梁麗莉 李遜 張澤 夏明義葉章群 周四維 謝凱 黃烈摘要 目的：探討體外沖擊波能量大小與腎臟損傷的關(guān)系。方法：應(yīng)用液電式和電磁式碎石機(jī)，每型碎石機(jī)各沖擊體重2835kg的白豬36頭，根據(jù)沖擊電壓的不同，隨機(jī)分為A、B、C、D和E組，其中E組為對照組。每組按觀察時(shí)間又分為4個(gè)小組，分別于沖擊后即刻、1周、2周和3周予以解剖，并立即取出雙側(cè)腎臟，肉眼和光鏡下觀察其形態(tài)的改變。結(jié)果：所有受沖擊的腎臟均有損傷性改變, 且損傷隨脈沖壓力的增加而加重，隨時(shí)間的推移而逐漸恢復(fù)，當(dāng)脈沖壓力壓力超過25.45MPa后，所引起的損傷是不可逆的（至少短

3、期內(nèi)）。對照組腎臟無任何異常。結(jié)論：當(dāng)脈沖壓力25.45MPa時(shí)，沖擊波所引起的損傷在13周內(nèi)基本可以恢復(fù)，而一旦超過25.45MPa，則會(huì)造成腎臟不可逆性病理改變。本實(shí)驗(yàn)為臨床工作中ESWL能量參數(shù)的選擇提供了一個(gè)參考依據(jù)。_關(guān)鍵詞：液電式碎石機(jī)；電磁式碎石機(jī)；體外沖擊波；豬；腎臟；損傷；脈沖壓力An experimental study on the short-term pathologic injury of different extracorporeal shock wave energy on swines kidneyAbstract Objectives: To invest

4、igated the correlation between the degree of swine renal injury and the applied extracorporeal shock wave (ESW) energy. Methods: Electrohydraulic lithotripter and electromagnetic lithotripter were adopted, each lithotripter shocked 36 swines, which weighted 28-35kg were randomly divided into 5 group

5、s (A、B、C、D and E) according to different discharge voltage, and group E as a normal control. Each group was divided into 4 subgroups according to the time schedule, the subgroups were sacrificed respectively at immediately, the 1st, 2nd and 3rd weeks，resection of bilateral kidneys for gross appearan

6、ce observation and histological examination. Results: All of the kidneys have morphologic changes after ESW shocked, the severity of the damage was increasing with the rise of voltage, but gradually recovering with time. Once the pressure of focal spot exceeded 25.45MPa, the damage caused by ESW was

7、 irreversible (at least in short-term). There was no obvious abnormality in the control group. Conclusion: The injury of kidneys recovered well within 1 to 3 weeks when the pressure of focal spot was no higher than 25.45MPa, but irreversible pathological changes were observed when the pressure excee

8、ded 25.45MPa. The research provides the experimental foundation for the selection of energy parameter in clinical ESWL.Key words Electrohydraulic lithotripter; Electromagnetic lithotripter; Extracorporeal shock wave; Swine; Kidney; Injury自Chaussy等人首次應(yīng)用Dornier HM1型體外沖擊波碎石機(jī)成功地治療腎結(jié)石以來，腎結(jié)石的治療發(fā)生了革命性的變化。經(jīng)

9、過短短20多年的發(fā)展，體外沖擊波碎石術(shù)（ESWL）已經(jīng)成為腎結(jié)石治療的主要方法。但是，大量的臨床觀察表明，由于能量參數(shù)選擇不當(dāng)，高能沖擊波（HESW）在 ESWL過程中對腎臟組織會(huì)造成急性和慢性損傷1。為了探討體外沖擊波能量大小與腎臟損傷的關(guān)系，為臨床安全合理地使用ESWL提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，我們以豬為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分別采用液電式和電磁式碎石機(jī)進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)報(bào)告如下。材料與方法1.碎石機(jī)和沖擊波源：液電式HB-ESWL-V型液電式和電磁式碎石機(jī)（湛江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)海濱醫(yī)療器械有限公司 制造），沖擊波波源為該公司自行研制，液電式觸發(fā)沖擊電壓選擇為7 KV10 KV，電容為0.54f；電磁式觸發(fā)沖擊

10、電壓選擇為12 KV15 KV，電容為1.2f。2測試儀器列表(附圖1-4)：表1 測試儀器列表設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)產(chǎn)地?cái)?shù)字式示波器TDS 220美國數(shù)字式示波器TDS 3054B美國針式水聽器ZS-1000中國圖1 TDS 220數(shù)字式示波器（用作電磁式測試）圖2 TDS 3054B數(shù)字式示波器（用作液電式測試）圖3 ZS-1000針式水聽器圖4 測試環(huán)境3.每種波源的碎石機(jī)各采用體重2835kg的白豬36頭，根據(jù)沖擊電壓的不同，隨機(jī)分為A、B、C、D和E 5組，其中E組為對照組。每組按觀察時(shí)間又分為4個(gè)小組，分別于沖擊后即刻、1周、2周和3周予以解剖，具體分組方法見表2和表3。表2 液電式波源

11、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組（附波形圖5-8）組別沖擊電壓（KV）聲壓峰值動(dòng)物數(shù)量（頭）壓縮（MPa）膨脹（MPa）即刻1W2W3WA722.010.9172222B825.4502222C929.5802222D1033.714.62222E0001111* 本次液電式測試使用的ZS-1000針式水聽器靈敏度為：0.436 uV/Pa 脈沖壓力計(jì)算公式： 脈沖峰值電壓（單位：uV） 脈沖壓力 (單位：Pa) = - 針式水聽器靈敏度 (單位：uV/Pa) 9.6 × 10 6（uV） - = 22.01 × 10 6 (Pa) 0.436 (uV/Pa)圖5 液電式A組波形圖（7 KV）

12、11.1 × 10 6（uV） - = 25.45 × 10 6 (Pa) 0.436 (uV/Pa)圖6 液電式B組波形圖（8 KV）12.9 × 10 6（uV） - = 29.58 × 10 6 (Pa) 0.436 (uV/Pa)圖7 液電式C組波形圖（9 KV）14.7 × 10 6（uV） - = 33.71 × 10 6 (Pa) 0.436 (uV/Pa)圖8 液電式D組波形圖（10 KV）表3 電磁式波源實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組（附波形圖9-12）組別沖擊電壓（KV）聲壓峰值動(dòng)物數(shù)量（頭）壓縮（MPa）膨脹（MPa）即刻1W2W

13、3WA1219.345.4942222B1324.618.7912222C1428.1310.102222D1533.4010.542222E0001111* 本次電磁式測試使用的ZS-1000針式水聽器靈敏度為：0.455 uV/Pa 脈沖壓力計(jì)算公式： 脈沖峰值電壓（單位：uV） 脈沖壓力 (單位：Pa) = - 針式水聽器靈敏度 (單位：uV/Pa)8.8 × 10 6（uV） - = 19.34 × 10 6 (Pa) 0.455 (uV/Pa)圖9 電磁式A組波形圖（12 KV）11.2 × 10 6（uV） - = 24.61 × 10 6

14、(Pa) 0.455 (uV/Pa)圖10 電磁式B組波形圖（13 KV）12.8 × 10 6（uV） - = 28.13 × 10 6 (Pa) 0.455 (uV/Pa)圖11 電磁式C組波形圖（14 KV）15.2 × 10 6（uV） - = 33.40 × 10 6 (Pa) 0.455 (uV/Pa)圖12 電磁式D組波形圖（15 KV）4.實(shí)驗(yàn)方法：應(yīng)用氯胺酮（1520mg/kg）肌注麻醉后，用剃刀剃除2側(cè)脅腹部豬毛，用特制的固定架將豬仰臥位固定（圖13），用76%的泛影葡胺（1ml/kg）作靜脈腎盂造影（圖14），在X線透視的引導(dǎo)下將F

15、2定位于腎臟。用自制的腹圖13 用特制的固定架將豬仰臥位固定圖14 靜脈腎盂造影對腎臟進(jìn)行定位帶在豬腹中部加壓以延緩造影劑過快排入膀胱和限制呼吸對腎臟移動(dòng)的影響。每頭豬采用相同的電壓沖擊2側(cè)腎臟，每側(cè)沖擊2500次，頻率為60次/min，液電式碎石機(jī)每沖擊2500次更換一個(gè)電極，電磁式碎石機(jī)不需要更換。將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分別于沖擊后即刻、1周、2周和3周處死，并立即取出雙側(cè)腎臟，肉眼和光鏡下（HE染色）觀察其形態(tài)的改變。結(jié) 果一、液電式2頭豬接受沖擊波處理后在觀察期內(nèi)死亡，其中C組1頭，D組1頭，解剖后取出腎臟，可見其損傷程度在34級(jí)。1.肉眼觀察：所有受沖擊的腎臟均有肉眼可見的損傷性改變，由于呼吸幅

16、度的影響，損傷范圍比沖擊波焦斑大約1.53cm，但以焦斑中心區(qū)為重，且損傷隨電壓的增加而加重，隨時(shí)間的發(fā)展而逐漸恢復(fù)。對照組腎臟無任何異常。1.1沖擊后即刻：腎臟損傷情況見表4（圖15、圖16）。表4 沖擊后即刻腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常000021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷410002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血030003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）003004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00140圖15 沖擊后即刻圖16 沖擊后即刻剖面圖1

17、.2 沖擊后1周：腎臟損傷情況見表5（圖17、圖18）。表5 沖擊后1周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常 300021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷130002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血011003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）003004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00020 D組在1周觀察期間死亡1頭豬圖17 沖擊后1周圖18 沖擊后1周剖面圖1.3 沖擊后2周：腎臟損傷情況見表6（圖19、圖20）。表6 沖擊后2周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量

18、（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常430021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷010002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血001003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）001004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00040C組在2周觀察期間死亡1頭豬圖19 沖擊后2周圖20 沖擊后2周剖面圖1.4 沖擊后3周：腎臟損傷情況見表7（圖21、圖22）。表7 沖擊后3周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常441021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷002002包膜下

19、散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血001003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）000104包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00030圖21 沖擊后3周圖22 沖擊后3周剖面圖2.光鏡觀察：所有受沖擊的腎臟都有鏡下可見的病理改變，損傷程度隨能量的增加而加重，隨時(shí)間的推移而逐漸恢復(fù)，但是當(dāng)焦斑壓力達(dá)到一定程度后（25.45MPa），所引起的損傷是不可逆的（至少短期內(nèi)）。所有對照組腎臟無任何病理改變。2.1 A組（7 KV = 脈沖壓力：22.01Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見受沖擊部位包膜下腎實(shí)質(zhì)、間質(zhì)見點(diǎn)灶狀出血，間質(zhì)散在淋巴細(xì)胞

20、浸潤，腎小球形態(tài)基本正常，囊內(nèi)可見少量紅細(xì)胞和蛋白漿液滲出，濾過膜輕度受損，腎小管上皮細(xì)胞輕度濁腫、空泡化改變，管腔變小，管腔內(nèi)可見粉染的蛋白質(zhì)顆粒（圖23A）；1周后上述改變基本恢復(fù)正常（圖23B）。圖23 A ,沖擊后即刻腎小球、腎小管內(nèi)少量漿液性滲出，部分腎小管上皮細(xì)胞濁腫；B，沖擊后1周，腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常2.2 B組（8 KV = 脈沖壓力：25.45Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見受沖擊部位包膜下腎實(shí)質(zhì)、間質(zhì)不同程度條索狀出血，腎小球囊內(nèi)可見多量紅細(xì)胞和蛋白漿液滲出，間質(zhì)少量淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球基底膜破裂，失去正常形態(tài)，腎小管上皮細(xì)胞濁腫，灶狀壞死，部分腎小管擴(kuò)張，

21、其內(nèi)有血性液體聚集，弓狀動(dòng)脈和小葉間動(dòng)靜脈內(nèi)皮細(xì)胞輕度損傷，管腔縮小，不規(guī)則（圖24A)；1周后，腎小管形態(tài)接近正常，腎小球內(nèi)仍可見蛋白漿液，未見紅細(xì)胞，髓質(zhì)仍可見點(diǎn)狀出血，但較沖擊后即刻明顯減輕，間質(zhì)輕度水腫，淋巴細(xì)胞浸潤，動(dòng)、靜脈形態(tài)基本正常（圖24B）；2周后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常，間質(zhì)內(nèi)可見散在淋巴細(xì)胞浸潤（圖24C）；3周后基本恢復(fù)正常（圖24D）。圖24 A，沖擊后即刻間質(zhì)不同程度條索狀出血；B，1周后腎小球、腎小管內(nèi)可見蛋白漿液；C，2周后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常，間質(zhì)內(nèi)可見散在淋巴細(xì)胞浸潤；D，3周后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常；2.3 C組（9 KV = 脈沖

22、壓力：29.58Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)可見較大范圍的出血，間質(zhì)內(nèi)可見多量紅細(xì)胞，出血灶周圍淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球受壓變形，部分腎小球破裂，濾過膜損傷，腎小管成灶狀或小片狀壞死，腎小球、腎小管內(nèi)可見漿液滲出，部分動(dòng)靜脈擴(kuò)張，血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，可見紅細(xì)胞溢出（圖25A)；1周后腎組織內(nèi)出血灶仍存在，間質(zhì)內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球萎縮，其內(nèi)可見蛋白漿液，腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張充血，可見血栓形成，腎小管、集合管擴(kuò)張，管腔內(nèi)出現(xiàn)蛋白管型和細(xì)胞管型，腎小管上皮細(xì)胞腫脹明顯（圖25B)；2周后未見明顯出血灶，部分腎小球萎縮，部分代償性肥大，間質(zhì)仍可見淋巴細(xì)胞浸潤伴肉芽組織形成，部分腎小管管腔

23、內(nèi)可見蛋白管型（圖25C)；3周后表現(xiàn)與2周后基本相同，但是間質(zhì)可見到不同程度的纖維組織增生，腎包膜稍增厚（圖25D)。圖25 A， 沖擊后腎組織內(nèi)可見較大范圍的出血，部分腎小球受壓變形；B，1周后腎組織內(nèi)出血灶仍存在，間質(zhì)內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球萎縮，其內(nèi)可見蛋白漿液；C，2周后間質(zhì)仍可見淋巴細(xì)胞浸潤伴肉芽組織形成；D，3周后間質(zhì)可見到不同程度的纖維組織增生；2.4 D組（10 KV = 脈沖壓力：33.71Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)廣泛（甚至整個(gè)視野）出血灶，其中央組織被完全破壞，可見大量血小板、纖維素和白細(xì)胞，在出血灶周圍可見腎小球、腎小管和血管壁的碎片，周圍組織明顯受壓

24、變形，腎小球、腎小管和血管的基本表現(xiàn)同9 KV組，但損傷范圍更廣，程度更重（圖26A)；1周后上述改變?nèi)源嬖?，但有所減輕，可見大量炎性細(xì)胞浸潤（圖26B)；2周后出血灶開始機(jī)化吸收，出血區(qū)域未見完整的腎單位，間質(zhì)內(nèi)可見灶性淋巴細(xì)胞浸潤，出血灶周圍可見腎小球萎縮或代償性肥大，腎小球、腎小管內(nèi)可見蛋白管型（圖26C)；3周后可見包膜增厚，腎組織陳舊性出血，其中可見含鐵血黃素和鈣沉積，纖維組織呈帶狀增生，間質(zhì)彌漫性纖維化伴淋巴細(xì)胞浸潤，增生的纖維組織部分呈玻璃樣變，腎小管內(nèi)皮細(xì)胞萎縮，部分管腔擴(kuò)張，其內(nèi)可見壞死顆?；虻鞍坠苄停▓D26D)。圖26 A，沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)廣泛出血灶，其中央組織被完全

25、破壞；B，1周后出血灶仍存在，可見大量炎性細(xì)胞浸潤；C，出血灶開始機(jī)化吸收，出血區(qū)域未見完整的腎單位，間質(zhì)內(nèi)可見灶性淋巴細(xì)胞浸潤；D，腎組織陳舊性出血，可見含鐵血黃素和鈣沉積，增生的纖維組織部分呈玻璃樣變；二、電磁式3頭豬接受沖擊波處理后在觀察期內(nèi)死亡，其中C組1頭，D組2頭，解剖后取出其腎臟，可見腎臟損傷程度在34級(jí)。1.肉眼觀察：所有受沖擊的腎臟均有肉眼可見的損傷性改變，以焦斑中心區(qū)為重，且損傷隨電壓的增加而加重，隨時(shí)間的發(fā)展而逐漸恢復(fù)。對照組腎臟無任何異常。1.1沖擊后即刻：腎臟損傷情況見表8（圖27、圖28）。表8 沖擊后即刻腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E

26、組0無任何異常000021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷410002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血030003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）003004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00140圖27 沖擊后即刻圖28 沖擊后即刻剖面圖1.2 沖擊后1周：腎臟損傷情況見表9（圖29、圖30）。表9沖擊后1周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常 300021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷130002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出

27、血011003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）003004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00020 D組在1周觀察期間死亡1頭豬圖29 沖擊后1周圖30 沖擊后1周剖面圖1.3 沖擊后2周：腎臟損傷情況見表10（圖31、圖32）。表10 沖擊后2周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常430021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷010002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血001003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）001004包膜下血腫、片狀瘀斑，切面

28、腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00020C組和D組在2周觀察期間各死亡1頭豬圖31 沖擊后2周圖32 沖擊后2周剖面圖1.4 沖擊后3周：腎臟損傷情況見表11（圖33、圖34）。表11 沖擊后3周腎臟損傷情況損傷分級(jí)病變程度腎臟數(shù)量（個(gè)）A組B組C組D組E組0無任何異常441021包膜下散在出血點(diǎn)，切面腎實(shí)質(zhì)無肉眼可見的損傷002002包膜下散在出血點(diǎn)、瘀斑，小片狀融合，切面腎實(shí)質(zhì)見少量點(diǎn)狀出血001003包膜下片狀出血瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見小片狀出血（1cm）000104包膜下血腫、片狀瘀斑，切面腎實(shí)質(zhì)可見明顯出血(1cm)00030圖33 沖擊后3周圖34 沖擊后3周剖面圖2.光鏡觀察：所有受

29、沖擊的腎臟都有鏡下可見的病理改變，損傷程度隨能量的增加而加重，隨時(shí)間的推移而逐漸恢復(fù)，但是當(dāng)能量達(dá)到一定程度后（25.45MPa），所引起的損傷是不可逆的（至少短期內(nèi)）。所有對照組腎臟無任何病理改變。2.1 A組（12 KV = 脈沖壓力：19.34Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見受沖擊部位包膜下腎實(shí)質(zhì)、間質(zhì)見點(diǎn)灶狀出血，間質(zhì)散在淋巴細(xì)胞浸潤，腎小球形態(tài)基本正常，囊內(nèi)可見少量紅細(xì)胞和蛋白漿液滲出，濾過膜輕度受損，腎小管上皮細(xì)胞輕度濁腫、空泡化改變，管腔變小，管腔內(nèi)可見蛋白質(zhì)顆粒(圖35A)；1周后上述改變基本恢復(fù)正常（圖35B）。圖35 A,沖擊后即刻腎小球、腎小管內(nèi)少量漿液性滲出，部分腎小管

30、上皮細(xì)胞濁腫；B，沖擊后1周，腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常；2.2 B組（13 KV = 脈沖壓力：24.61Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見受沖擊部位包膜下腎實(shí)質(zhì)、間質(zhì)不同程度條索狀出血，腎小球囊內(nèi)可見多量紅細(xì)胞和蛋白漿液滲出，間質(zhì)少量淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球基底膜破裂，失去正常形態(tài)，腎小管上皮細(xì)胞濁腫，灶狀壞死，部分腎小管擴(kuò)張，其內(nèi)有血性液體聚集，弓狀動(dòng)脈和小葉間動(dòng)靜脈內(nèi)皮細(xì)胞輕度損傷，管腔縮小，不規(guī)則（圖36A）；1周后，腎小管形態(tài)接近正常，腎小球內(nèi)仍可見蛋白漿液，未見紅細(xì)胞，髓質(zhì)仍可見點(diǎn)狀出血，但較沖擊后即刻明顯減輕，間質(zhì)輕度水腫，淋巴細(xì)胞浸潤，動(dòng)、靜脈形態(tài)基本正常（圖36B）；2周

31、后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常，間質(zhì)內(nèi)可見散在淋巴細(xì)胞浸潤（圖36C）；3周后表現(xiàn)和2周相似（圖36D）。圖36 A，沖擊后即刻間質(zhì)不同程度條索狀出血；B，1周后腎小球、腎小管內(nèi)可見蛋白漿液；C，2周后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常，間質(zhì)內(nèi)可見散在淋巴細(xì)胞浸潤；D，3周后腎小球、腎小管形態(tài)基本恢復(fù)正常；2.3 C組（14 KV = 脈沖壓力：28.13Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)可見較大范圍的出血，間質(zhì)內(nèi)可見多量紅細(xì)胞，出血灶周圍淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球受壓變形，部分腎小球破裂，濾過膜損傷，腎小管成灶狀或小片狀壞死，腎小球、腎小管內(nèi)可見漿液滲出，部分動(dòng)靜脈擴(kuò)張，血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，

32、可見紅細(xì)胞溢出(圖37A)；1周后腎組織內(nèi)出血灶仍存在，間質(zhì)內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球萎縮，其內(nèi)可見蛋白漿液，腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張充血，可見血栓形成，腎小管、集合管擴(kuò)張，管腔內(nèi)出現(xiàn)蛋白管型和細(xì)胞管型，腎小管上皮細(xì)胞腫脹明顯（圖37B）；2周后未見明顯出血灶，部分腎小球萎縮，部分代償性肥大，間質(zhì)仍可見淋巴細(xì)胞浸潤伴肉芽組織形成，部分腎小管管腔內(nèi)可見蛋白管型（圖37C）；3周后表現(xiàn)與2周后基本相同，但是間質(zhì)可見到不同程度的纖維組織增生，腎包膜稍增厚（圖37D）。圖37 A，沖擊后腎組織內(nèi)可見較大范圍的出血，部分腎小球受壓變形；B，1周后腎組織內(nèi)出血灶仍存在，間質(zhì)內(nèi)淋巴細(xì)胞浸潤，部分腎小球萎縮，其內(nèi)可

33、見蛋白漿液；C，2周后間質(zhì)仍可見淋巴細(xì)胞浸潤伴肉芽組織形成；D，3周后間質(zhì)可見到不同程度的纖維組織增生2.4 D組（15 KV = 脈沖壓力：33.40Mpa）鏡下改變：沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)廣泛（甚至整個(gè)視野）出血灶，其中央組織被完全破壞，可見大量血小板、纖維素和白細(xì)胞，在出血灶周圍可見腎小球、腎小管和血管壁的碎片，周圍組織明顯受壓變形，腎小球、腎小管和血管的基本表現(xiàn)同9 KV組，但損傷范圍更廣，程度更重（圖38A）；1周后上述改變?nèi)源嬖?，但有所減輕，可見大量炎性細(xì)胞浸潤，肉芽組織增生（圖38B）；2周后出血灶開始機(jī)化吸收，出血區(qū)域未見完整的腎單位，間質(zhì)內(nèi)可見灶性淋巴細(xì)胞浸潤，出血灶周圍可見

34、腎小球萎縮或代償性肥大，腎小球、腎小管內(nèi)可見蛋白管型（圖38C）；3周后可見包膜增厚，腎組織陳舊性出血，其中可見含鐵血黃素和鈣沉積，纖維組織呈帶狀增生，間質(zhì)彌漫性纖維化伴淋巴細(xì)胞浸潤，增生的纖維組織部分呈玻璃樣變，腎小管內(nèi)皮細(xì)胞萎縮，部分管腔擴(kuò)張，其內(nèi)可見壞死顆粒或蛋白管型（圖38D）。圖38 A，沖擊后即刻可見腎組織內(nèi)廣泛出血灶，其中央組織被完全破壞；B，1周后出血灶仍存在，可見大量炎性細(xì)胞浸潤；C，出血灶開始機(jī)化吸收，出血區(qū)域未見完整的腎單位，間質(zhì)內(nèi)可見灶性淋巴細(xì)胞浸潤；D，腎組織陳舊性出血，可見含鐵血黃素和鈣沉積，增生的纖維組織部分呈玻璃樣變；討 論自1985年我國研制成功第一臺(tái)體外沖擊

35、波碎石機(jī)以來, 碎石機(jī)國產(chǎn)化居各類大型設(shè)備之首。目前，我國已有30多家碎石機(jī)生產(chǎn)廠家，在這些廠家中良莠并存。雖然國家早已頒布了一系列醫(yī)療器械管理法規(guī)法令, 但在二十多年的臨床碎石治療中, 由于能量參數(shù)選擇不當(dāng)，仍發(fā)生過不少醫(yī)療事故, 給結(jié)石患者帶來了極大的痛苦和損失, 其根本原因是現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中缺少“臨床安全標(biāo)準(zhǔn)”。 國家關(guān)于體外沖擊波碎石機(jī)的臨床安全指標(biāo), 目前只是在教科書標(biāo)明沖擊次數(shù)及使用電壓, 但沖擊點(diǎn)的真實(shí)脈沖壓力無法明確。雖然1990年頒布的“YY001-90”標(biāo)準(zhǔn)中( 5、4、1) 已有第二焦點(diǎn)沖擊波的峰值應(yīng)為20Mpa50Mpa, 但此指標(biāo)由于目前的計(jì)量、設(shè)備定標(biāo)問題

36、未解決, 國家檢測中心暫不作考核，因此很難確定在臨床治療中使用多大能量為安全有效。早期的ESWL研究認(rèn)為，沖擊波通過與水相近的機(jī)體組織時(shí)，能量衰減很少，高能沖擊波在碎石過程中對結(jié)石周圍的組織器官不產(chǎn)生損傷2。因此，為了提高碎石率，一般采用較高能量的體外沖擊波。近年來，隨著對沖擊波生物學(xué)效應(yīng)研究的不斷深入，大量的臨床觀察和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，ESWL可導(dǎo)致腎臟的損傷，而且沖擊波的能量越高，損傷越重3-5。為此，我們進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，以期為臨床安全合理使用ESWL提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。因?yàn)樨i和人的腎臟大小、體積相近，腎單位數(shù)量相同6，為了盡可能在實(shí)驗(yàn)中復(fù)制治療患者時(shí)的物理?xiàng)l件，使沖擊波的應(yīng)用接近在患者身上的

37、特征，我們選擇豬為實(shí)驗(yàn)對象，并將沖擊次數(shù)限定為2500次，沖擊頻率設(shè)置為60次/分。液電式碎石機(jī)由于在沖擊過程中電極的損耗會(huì)導(dǎo)致電極與沖擊位點(diǎn)距離增大而使焦斑變大，導(dǎo)致焦斑脈沖壓力變小，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，故每沖擊2500次更換一次電極。電磁式碎石機(jī)則不需要更換電極。目前，關(guān)于 HESW 引起腎臟損傷的機(jī)制主要有以下幾種觀點(diǎn)：空化效應(yīng)：是結(jié)石粉碎的主導(dǎo)機(jī)制，也是HESW導(dǎo)致腎臟損傷的主要直接因素7。Kodama 等在體外實(shí)驗(yàn)中，用高速攝影機(jī)觀察到HESW使粘附于凝膠、肝細(xì)胞表面的小氣泡發(fā)生擴(kuò)張，隨后氣泡崩解產(chǎn)生微噴射流的現(xiàn)象，病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞出現(xiàn)損傷8。氧自由基：機(jī)體在高能沖擊波作用下產(chǎn)

38、生巨大壓力和局部高溫,可在活體細(xì)胞微環(huán)境基質(zhì)液中產(chǎn)生微氣泡。該氣泡迅速膨脹,撞擊可產(chǎn)生水分子化學(xué)反應(yīng),生成多種氧自由基,而且, ESWL過程會(huì)造成腎臟的缺血，缺血后對組織的再灌注過程中也會(huì)產(chǎn)生的大量氧自由基而對腎組織造成損傷9。應(yīng)力效應(yīng)：沖擊波在非均一性物體中傳播時(shí)，因介質(zhì)聲學(xué)特性和機(jī)械特性的差異可形成壓應(yīng)力和張應(yīng)力梯度，在物體內(nèi)產(chǎn)生的剪切力起著破壞細(xì)胞和組織的作用，但目前尚無這方面的直接證據(jù)10。大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察表明，沖擊波對腎組織的損傷程度和波源種類并不存在直接關(guān)系, 與焦斑的大小也不成正比, 而主要取決于波源產(chǎn)生沖擊波的焦斑本身脈沖壓力的大小, 且脈沖壓力越大,對組織的損傷也越大

39、11。在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)設(shè)定液電式碎石機(jī)的電壓為7 KV（脈沖壓力：22.01Mpa）、8 KV（脈沖壓力：25.45Mpa）、9 KV（脈沖壓力：29.58 Mpa）和10 KV（脈沖壓力：33.71 Mpa）時(shí)，其沖擊波焦斑的脈沖壓力與電磁式碎石機(jī)電壓為12 KV（脈沖壓力：19.34 Mpa）、13 KV（脈沖壓力：24.61 Mpa）、14 KV（脈沖壓力：28.13 Mpa）和15 KV（脈沖壓力：33.40 Mpa）時(shí)沖擊波焦斑的脈沖壓力基本相當(dāng)。沖擊波對腎臟的肉眼損害主要表現(xiàn)為包膜下瘀斑、血腫和腎內(nèi)出血。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：隨著沖擊波焦斑脈沖壓力的逐漸加大，損傷程度也隨之加重，由腎包膜下

40、點(diǎn)狀瘀斑加重為包膜下血腫。焦斑脈沖壓力25.45MPa以下組的腎臟在沖擊后3周內(nèi)，基本可以恢復(fù)到無肉眼可見的異常。而在一旦超過25.45MPa，3周后包膜下血腫仍不能完全吸收。在組織學(xué)上，沖擊波對腎臟的損傷可以分為可逆性改變與不可逆性改變。其中，可逆性改變的特點(diǎn)是腎小管上皮空泡化、輕度腎小管壞死，管腔內(nèi)出現(xiàn)紅細(xì)胞和管型、輕度間質(zhì)水腫和出血等；不可逆性改變包括腎單位破壞、腎小球和腎小管周圍毛細(xì)血管破裂列、動(dòng)靜脈破裂、皮質(zhì)和間質(zhì)大量出血、廣泛間質(zhì)水腫、彌漫性間質(zhì)纖維化等。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過13周的觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焦斑脈沖壓力低于25.45MPa【液電式電壓8 KV（脈沖壓力：25.45Mpa），電磁式電壓13

41、 KV（脈沖壓力：24.61 Mpa）】時(shí)，腎臟病理改變符合可逆性改變；而當(dāng)壓力高于25.45MPa【液電式電壓8 KV（脈沖壓力：25.45Mpa），電磁式電壓13 KV（脈沖壓力：24.61 Mpa）】時(shí)，腎臟的病理改變則屬于不可逆性改變。為了減輕腎臟的損傷，在臨床操作中，HB-ESWL-V型液電式和電磁碎石機(jī)沖擊波焦斑的脈沖壓力一般設(shè)置為低于22MPa，由于能量偏低，造成部分結(jié)石難以粉碎而影響碎石效果。本實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)焦斑脈沖壓力低于25.45MPa時(shí)，沖擊波所引起的損傷在13周內(nèi)基本可以恢復(fù)，而一旦超過25.45MPa，則會(huì)造成腎臟不可逆性病理改變。所以本實(shí)驗(yàn)為臨床工作中ESWL能量參數(shù)

42、的選擇提供了一個(gè)參考依據(jù)。此次實(shí)驗(yàn)研究的目的與意義：一、 目的：本實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論【在體外沖擊波碎石治療中，焦斑脈沖壓力25.45MPa為臨床安全標(biāo)準(zhǔn)】，提供給國家有關(guān)管理部門選擇作為產(chǎn)品臨床安全標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。二、 意義：若國家有關(guān)管理部門能盡快確定體外沖擊波碎石治療的臨床安全標(biāo)準(zhǔn)，（1）對規(guī)范體外沖擊波設(shè)備發(fā)展起著更快、更好的推動(dòng)作用；（2）對患者可得到更安全有效的治療；（3）對經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不可估量的效益。參考文獻(xiàn)1 Rassweiler J, Renner C, Chaussy C, et al. Treatment of renal stones by extracorporeal shockwave lithotripsy: an update. Eur Urol, 2001, 39:187-