體外沖擊波碎石【課件幻燈】

體外沖擊波碎石(上)

體外沖擊波碎石(上)1一、體外沖擊波碎石發(fā)展簡史20世紀50年代，前蘇聯(lián)學者開展了體內(nèi)液電沖擊波膀胱碎石技術。60年代出于軍事目的對體外沖擊波進行研究。1963年德國Dornier公司的物理學家發(fā)現(xiàn)，當雨點落在超音速飛行的飛機上時，可產(chǎn)生一種沖擊波，并能傳播到離原撞擊點很遠的地方使之產(chǎn)生裂縫。一、體外沖擊波碎石發(fā)展簡史20世紀50年代，前蘇聯(lián)學者開展了21969~1972年，開始研究沖擊波在醫(yī)學上的應用。實驗證實沖擊波經(jīng)過聚焦能夠在水中徹底擊碎離體腎結石，而且穿過生物組織時并無明顯能量衰減。1978年，多尼爾公司研制出第一臺試驗性碎石機供動物實驗用，并成功治療了移植到犬腎中的人體結石。1969~1972年，開始研究沖擊波在醫(yī)學上的應用。實驗證實31979年，第一臺水槽式體外沖擊波碎石機樣機（HM1型機），1980年2月，成功治療了首例腎結石患者。1982年5月，開發(fā)出HM2型機，更換電極時不必將患者從水移出，操作更方便。1984年，首臺商品化的HM3型機問世，從此治療尿路結石開始了革命性變化。目前已成為首選的標準方法。1990年后，碎石機由水槽式改為水囊式，機器構造簡單化，病人治療更方便。1979年，第一臺水槽式體外沖擊波碎石機樣機（HM1型機），4我國體外沖擊波碎石機的研制和臨床推廣應用1982年，開始研制體外沖擊波碎石機碎石機。1984年10月，研制出我國第一臺實驗樣機。1985年首次應用于臨床治療腎結石取得成功。隨后全國有十幾家生產(chǎn)、科研單位相繼研制出各式各樣的體外沖擊波碎石機推向市場。目前全國已有25家單位生產(chǎn)碎石機，已投入使用的碎石機達1500多臺。我國體外沖擊波碎石機的研制和臨床推廣應用1982年，開始研制5二、體外沖擊波碎石機（一）目前碎石機型已達31種，共分三代：第一代碎石機，指HM3型，水槽式。目前已不在生產(chǎn)，但該機型碎石效果最佳。對二代碎石機，水囊式（或稱干式碎石機）。碎石效果不如第一代碎石機。第三代碎石機，將發(fā)射波源與泌尿手術操作臺合為一體，實現(xiàn)了多功能化。已在歐洲市場普遍使用。二、體外沖擊波碎石機（一）目前碎石機型已達31種，共分三代：6（二）碎石機定位系統(tǒng)X光定位，B超定位，X光與B超雙定位。多以后者為主。電磁式碎石機是以X光為主，B超定位為輔；壓電式碎石機則以B超為，X光定位為輔。

（二）碎石機定位系統(tǒng)X光定位，7（三）碎石機沖擊波源類型液電式壓電式電磁式聚焦激光式和微型爆炸式正在研制中。（三）碎石機沖擊波源類型液電式8（三）碎石機沖擊波源類型液電式?jīng)_擊波：在一個橢圓型反射器內(nèi)，通過液體中電極火花放電的方式轉(zhuǎn)化成沖擊波。其特點是脈沖功率高，碎石效果好；缺點是常需調(diào)節(jié)電極間距和頻繁更換電極。因為第一焦點火花間隙每增加1mm，將會導致第二焦點處的寬度增加10mm，使碎石效果降低，周圍組織損傷加重。（三）碎石機沖擊波源類型液電式?jīng)_擊波：在一個橢圓型反射器內(nèi)，9（三）碎石機沖擊波源類型壓電式?jīng)_擊波：是由壓電晶體產(chǎn)生的一種超短脈沖波。其特點是焦點緊湊精細，具有極高的峰值壓力，但其能量級別較液電式機差幾個數(shù)量級。故在治療小結石時有其獨特的優(yōu)越性。（三）碎石機沖擊波源類型壓電式?jīng)_擊波：是由壓電晶體產(chǎn)生的一種10（三）碎石機沖擊波源類型電磁式?jīng)_擊波：將電能轉(zhuǎn)換成磁能，再轉(zhuǎn)換成機械能，通過聲透鏡或拋物面反射體將機械波聚焦后形成。其主要特點是沖擊波源可連續(xù)使用近百萬次，無須更換電極，損耗成本低。其沖擊波能量介于液電式和壓電式機型之間，比較合乎臨床使用要求，似有取代壓電式?jīng)_擊波源的趨勢。（三）碎石機沖擊波源類型電磁式?jīng)_擊波：將電能轉(zhuǎn)換成磁能，再轉(zhuǎn)11各種沖擊波源的比較利用人工模擬結石，在相同的沖擊次數(shù)和可比的能量強度下，結石粉碎的體積量依次為液電>電磁>壓電。各種沖擊波源的比較利用人工模擬結石，在相同的沖擊次數(shù)和12三、沖擊波碎石原理

沖擊波和結石相互作用的機理尚未完全明了。傳統(tǒng)觀念認為是沖擊波的壓力效應和張力效應的直接作用，但現(xiàn)行理論認為張力波引起的空化效應才是結石粉碎的主要內(nèi)在動力。三、沖擊波碎石原理沖擊波和結石相互作用的機理尚未完全明13三、沖擊波碎石原理1.壓力效應：由于人體組織密度和結石密度不同，因而聲阻抗存在差異。當聚焦的沖擊波進入人體后遇到結石時，由于聲阻抗的變化，在入射界面產(chǎn)生反射培壓現(xiàn)象，如果這種沖擊波的壓力強度超過結石的抗壓強度，就會在結石入射表面出現(xiàn)裂解而破碎。三、沖擊波碎石原理1.壓力效應：14三、沖擊波碎石原理2.張力效應：當沖擊波在結石內(nèi)繼續(xù)前行傳播到結石對側界面時，由于聲阻抗的再次變化，沖擊波被反射回來產(chǎn)生張力波，使出波界面附近處于應力狀態(tài)，如果這種應力強度超過結石的抗張強度時，就導致結石粉碎。三、沖擊波碎石原理2.張力效應：15三、沖擊波碎石原理3.空化效應：一定壓力的沖擊波在水中振動，使溶解在水中的氣體釋放出來形成空化氣泡，空化氣泡在沖擊波運動極短的時間內(nèi)膨脹、崩潰，這種現(xiàn)象叫空化效應。當空化氣泡快速膨脹或崩潰后產(chǎn)生的高速微噴射超過結石破碎強度時，就會導致結石粉碎。三、沖擊波碎石原理16空化效應的作用體外實驗把結石放在沒有氣體的液體（柴油）與放在有氣體的水中比較，結果在水中的結石600次內(nèi)完全粉碎，而在柴油中的結石顆粒很大，表明水介質(zhì)中含有大量的微小氣泡，沖擊波使氣泡在結石周圍和內(nèi)部產(chǎn)生空化效應而導致結石粉碎空化效應的作用體外實驗把結石放在沒有氣體的液體（柴油）與放在17復式脈沖沖擊波充分利用空化效應的作用。一次放電在數(shù)微秒內(nèi)產(chǎn)生2個脈沖波，第一次沖擊波在結石周圍及內(nèi)部產(chǎn)生大量微細氣泡，這些氣泡從產(chǎn)生到膨脹破裂一般只需數(shù)微秒的左右，在第一次沖擊波產(chǎn)生的氣泡高峰時，來第二次沖擊波，加劇氣泡的膨脹破裂，從而增加對結石的壓力和張力，提高碎石效果，縮短治療時間。據(jù)報道復式脈沖沖擊波可提高40%的碎石效果。復式脈沖沖擊波充分利用空化效應的作用。一次放電在數(shù)微秒內(nèi)18四、結石粉碎的不同方式剝蝕性破壞剝落性破壞層狀剝離性破壞四、結石粉碎的不同方式剝蝕性破壞19層狀剝離性破壞發(fā)生在結石內(nèi)部相鄰的界面。在同心層結石中，由于結晶層和外周基質(zhì)層之間的聲阻抗不同，在層間產(chǎn)生反射性沖擊波而導致結石層狀剝離。層狀剝離性破壞發(fā)生在結石內(nèi)部相鄰的界面。在同心層結石20結石脆性在同質(zhì)性結石中，反射性張力波的幅度隨結石體積的增加而降低，故≥2cm結石的碎石效果相應降低；在同心層結構的結石中，結晶—基質(zhì)界面能夠多次反射出張力波，與體積相同的同質(zhì)性結石相比，其力度要高的多，所以同心層結構異質(zhì)性結石比同質(zhì)性結石易碎。結石脆性21結石脆性

脆性結石具有多重易碎機制，包括結石前界面空化性剝蝕、晶體—基質(zhì)界面的層狀分離和后界面的剝落性破壞；彈性結石變形力強、抗裂性高、能夠通過塑變作用吸收空化性噴射撞擊的能量，妨礙了前界面的空化性破壞力傳導到結石主體，使結石難以完全性粉碎。結石脆性22剝落性破壞

當沖擊波經(jīng)過結石后界面時，由于聲阻抗的突然降低產(chǎn)生反射性張力波，大多數(shù)結石經(jīng)得起壓力