冲击波碎石术的终极目标是高效、安全、无痛。其中，高效是指碎石的效率，是治疗所追求的上线；安全和无痛是保证患者平稳度过治疗期的下线。SWL的基本治疗准则是：SWL时须在上下线区间权衡利弊、扬长避短，力争达到“无石”水平。目前，各国总体的SWL效率商（EQ）平均徘徊在0.5左右，所以在具体治疗每一位结石患者时，对于疗效预测，有很大的不确定性。这与影响冲击波碎石疗效的因素因素有关。主要有技术因素、结石因素和设备因素。影响碎石疗效的设备因素很多，可概括为设备自身缺陷和设备使用不当两类。

 

一、设备自身缺陷

（一）冲击波源的问题 冲击波碎石机的品质取决于它的设计和制造水平，重点体现在它的核心部件——冲击波源的技术与工艺上。目前对冲击波的本质和特性了解得还不够深入，冲击波碎石的物理机制并未彻底阐明，在冲击波源的物理参数方面仍缺乏一套准确而可靠的公认标准，尤其是国内缺乏检测碎石机的标准方法和仪器。这些问题，集中体现在冲击波的焦区方面。

 

1.焦区体积  以往认为，精细的冲击波焦区能表明其研制技术和工艺先进，其实，焦区过于精细，碎石效果反而不佳。体外模型石实验表明，它只能在结石表面产生一个“陨石坑”样洞穴，整体破坏力不强。典型例证见于压电晶体式碎石机，在临床上，单期成功率较低，而复治率较高，以往所谓的“多期治疗哲理”（multiple sessions philosophy）便是采用这种机型碎石的无奈之举。此外，由于在SWL治疗期间结石可随呼吸来回移动，若焦区较窄，结石频繁移入和移出狭窄的焦区。狭窄焦区的另一个潜在缺点是作用于结石的能量更少，因为当焦区宽度小于结石宽度时，结石内部的张应力减小。因此，为了使结石受到剪切应力的全部作用，结石的外表面必须尽可能受到冲击波的作用，即焦区的宽度应该大于目标结石的宽度。

 

2.焦点压力  以往认为焦点压力高碎石效率就高。但近来发现，碎石效果与焦点压力的关系不大，至少不呈正相关。过高的压力无益于结石粉碎，反而会招致不必要的组织损伤。治疗的时候可以采取能量递增技术（Ramping Up），以逐步提高冲击电压（能量）的方式触发冲击波，当发现结石开始产生形态上的改变时候，可以不再提高能量，以减少损伤。

 

3.焦点距离  焦点距离即焦距，是SWL中一项重要的物理参数，它代表治疗时冲击波可穿透的深度。在国产碎石机中，这项参数是失真的。尽管这项参数在每种机型的技术说明书中都有具体数值，但只是一个大致的估测值，一般短于实际焦距。适合国人的冲击波焦距约为130mm～140mm，若焦距太短，治疗肥胖者或下段输尿管结石时，压力最大的焦点往往够不到结石，只能落在结石前方的组织部位，不仅导致了碎石效率下降，而且那些本应被结石吸收的能量还会造成周围组织的损伤。

 

4.焦点位置  焦点位置有两个概念：其一，是冲击波自身的焦点。在制造或安装碎石机时，焦点发生偏差在国产碎石机中并非少见，对策是每次安装或检修时，采用标准块状模型石进行试验性检测，根据“弹坑”位置进行校准。其二，是指把冲击波焦点投照在监视屏上作为发射准星的位置。碎石机长期使用后，由于机身震动，其中的某些结构可能发生移位，使监视屏准星偏离了真正的冲击波焦点，导致冲击波的焦点偏离治疗目标（结石），中靶率下降。因此，操作医师应当学会使用焦点定标器定期校正焦点位置，确保准星到位。

 

（二）定位系统的问题：精准度与可靠性双双不足 定位系统在肾结石治疗中的角色不可小觑，但目前来看，这一环节的问题可不少。首先，我们来看一下定位系统的两大主要缺陷。

 

1. 自身局限性：无论是X光定位还是B超定位，这两种常用的定位系统都有其局限性。X光定位只能对不透光的结石进行定位，对于透光或显影较淡的结石则无能为力；而B超定位虽然能定位各种性质的结石，但对于输尿管结石的定位却比较困难，因为输尿管结石往往缺少“声窗”，定位操作相对复杂，需要经验丰富的医生才能掌握。

 

2. 内在品质不佳：定位系统的品质对碎石效果有很大影响。以常用的23厘米增强器为例，按照国家行业标准，其分辨率达到12线对即可达标。然而，这种标准只能满足一般结石的定位需求，如果结石与骨骼或肠道内容物重叠，定位就会变得非常困难，甚至不可能。实际上，国内不少碎石机的定位系统达不到行业标准，有些机器的定位系统已经严重老化，但仍在超期“服役”，这无疑会大大影响定位效果。再来看B超定位。由于价格低廉，B超定位的碎石机在国内基层医院较为常见。但若使用的B超仪档次低、品质差、分辨力不高，加上B超定位的局限性和操作难度，往往就会导致因定位不准带来的碎石失败。这种现象在基层医院中尤为普遍。

 

 

二、设备使用不当

 

（一）波源超期使用

液电式波源超期使用：由电极引起的碎石效率下降是液电式波源的主要问题。电极是高能冲击波的发生源，有对极、同轴、平行、金属熔断式等多种，其中以对极式最佳，使用也最为普遍。对极式电极呈尖锥状，在SWL过程中其尖端逐渐损耗，正负极间隙逐渐增大，最终影响椭球体的聚焦。正常电极尖间隙应保持在规定距离，误差不超过1mm，过长或过短都会影响冲击波的产生和传导。该距离每增加1mm，焦点宽度将增加10mm，结果是碎石效率降低，结石周围组织损伤加重。电极必须对称，位于反射缸中心。两电极尖端也应对称并处在同一轴线上，不能偏移。HM3型碎石机的电极是可调的，治疗过程中，要求每放电1000次左右即应调节一下双极间距，使之保持在正常范围。但我国的液电波源使用的电极，均不可调节电极间距，为保证有效放电，原则上要求一个电极只治疗一例患者。勉强使用报废电极，从表面看来，是节省了一根电极，但其实际代价是碎石效果差，复震率高，加重了整机的工作负担，耗费整机使用寿命，其实是因小失大。电磁式波源超期使用：电磁盘是电磁式冲击波的发生源，使用寿命因机型不同而异，通常放电次数为80万～150万次，可治疗患者200～300人次。

 

有3种情况可致电磁盘的效能下降：①出厂时电磁盘质量不佳；②电磁盘寿命缩短；③电磁盘超期使用。对策比较简单，可用标准结石模型在透明容器中行碎石检测，对不合格者应及时更换。一般不宜勉强使用“超期服役”的电磁盘，以免得不偿失。压电式波源超期使用：压电晶体是压电式冲击波的发生源，可发射次数视机型而定。通常治疗数百例患者后，功率逐渐衰减，碎石效率下降，此时就应更换压电晶体片。每次更换后的压电晶体寿命较前逐次缩短30％左右。

 

（二）水囊内存有气泡

第二代和第三代碎石机大都采用水囊式耦合。实验室测试表明，水囊本身就可以导致20%的冲击波能量衰减。如果水囊内存在气泡，冲击波在传播过程中会发生折射和散射，导致冲击波能量的进一步衰减。

 

囊内出现气泡的原因有三个：一是空化效应所致，冲击波在水中传播时，会产生大量微气泡，这些微气泡聚集之后就会形成较大的气泡飘浮在囊内的顶部。冲击波的频率越高，空化效应越明显。为了解决这个问题，Alexander及其团队研制出了一种可以发射低幅脉冲的装置，以期加速水囊中空化气泡核的崩解，避免其聚集而影响下一个冲击波的传导。二是囊内注水后空气未排尽，尤其是使用自来水的情况下，水中的氯气也会逐渐释放，需要较长时间才能彻底消失。三是囊内水温过高，根据盖·吕萨克定律，压强不变的情况下，一定气体的体积跟热力学温度成正比。如果采用较低温度的水，则溶解于水中的气体分压相应降低，气泡形成就相对减少。在临床上，将水囊内水温控制在20℃左右较为适宜。此外，昼夜温差变化也可能导致水囊内产生较多的气泡。目前，一些先进的碎石机带有自动抽气装置，可在治疗过程中始终保持囊内去气状态。在启用自动抽气装置时，要注意适当倾斜水囊，使抽气口位于水囊的最高点。

 

（三）耦合问题

1.耦合欠佳 理想的耦合是波源的水囊膜与人体皮肤之间通过耦合剂密切贴合，以保证冲击波在其通路上进行有效传播。在临床上常常会忽视理想的耦合。以下是两种可能导致耦合不良的情况：一是贴合不良，常见于治疗深度比较大、水囊充盈度不足时。如果患者在治疗过程中靠压水囊，囊膜有可能出现皱褶，这会造成冲击波能量损耗。由于皱褶中存在空气，可能会导致局部皮肤出血甚至破损。因此，操作医师在定位后触发冲击波之前，应常规检查水囊是否平整；也可以在定位前先排掉水囊中大量的水，待定位好后在目视下再充盈水囊进行微调定位。二是治疗深度比较浅时，水囊可能充盈不足，与皮肤贴合不充分。此外，如果采用超声定位的话，超声探头也会减少水囊与皮肤的接触面。这个问题可以通过充分充盈水囊来解决，同时也要注意在超声探头与水囊之间的缝隙涂上充足的耦合剂。

 

2.耦合剂品质不佳 由于水囊膜与人体皮肤之间存在一定的声阻差异，并且两者相贴合时，中间会存在空气。为了保持水囊与皮肤间的密切接触，涂抹上一层液胶状耦合剂作为传导介质。然而，临床常见问题是自制的耦合剂不达标，调配过稀会导致耦合剂在使用中流淌，起不到应有的作用；调配过稠则会结成块状，中间产生大量气泡，增加声阻抗。体外实验研究显示，耦合区域有2%的气体可以使结石的粉碎率减少20%~40%；如果有20%的气体，粉碎模型石所需的冲击波次数是没有气体的3倍。为了解决这个问题，多尼尔碎石机设计者在水囊中安装了监控耦合的摄像装置，以监控耦合质量。如果有气泡等耦合不良问题，可以通过压舌板平刮水囊与皮肤间隙，显著减少间隙中的气泡，从而减少25%的冲击次数。在临床工作中，可以仿效多尼尔碎石机的做法，常规使用压舌板平刮来去除气泡。品质良好的SWL耦合剂应具有以下特点：冲击波衰减系数小；声阻抗介于皮肤与水囊之间，匹配良好；具有一定粘附力，易于展开，易于清除；粘滞性适中，润滑性能良好，使用时不会流淌，又易挤出；不污染衣服，干燥后不留痕迹；保湿性适中，不易干燥；外观色泽透明，均匀性高，不含气泡，不含颗粒及杂质；稳定性好，不变色，不分层，不析出，不变质，不腐败，稠度不改变；不刺激皮肤，不腐蚀水囊。另外，涂抹耦合剂的方法也会影响碎石效果。Neucks使用数字成像技术研究涂抹耦合剂的最佳方法发现，最好的技术是直接从储存罐中将大量的耦合剂倒在碎石机的水囊膜上，而不是手动涂抹。通过水囊的逐渐充盈过程使耦合剂扩散，同时注意到水囊中心部分的耦合作用是最重要的。为解决耦合的问题，有研究者正在研发一次性耦合膜，其作用是：保证水囊与人体之间的良好耦合，以及减少交叉感染。SWL可以产生皮损，即使术后皮肤表面不渗血，不代表皮肤没有损伤。在放大镜下观察可以发现表皮的损伤性改变。因此一次性耦合膜的研发具有重要的应用价值。

 

（四）冲击频率过快

体外、体内实验和临床证据表明，碎石冲击频率过快是导致碎石效率下降的常见原因。我们的体外实验测试显示，碎石效率与冲击频率呈反比关系，每分钟50次的冲击频率比每分钟90次的冲击频率碎石效率高出约一倍。Paterson及其同事在一项实验中，使用经皮方法将模型石植入猪的肾下极，随后用电子液压Dornier HM3装置分别以每分钟30次和120次的冲击频率，给予20kV 400次的冲击波。结果显示，每分钟30次的结石粉碎率明显高于每分钟120次。Pace的一项荟萃分析也显示，相对于每分钟120次，频率为每分钟60次疗效更好，尤其在直径10mm以上的结石中更为明显。冲击频率对碎石效率的影响机制尚未完全阐明。现阶段的主要观点是，随着冲击频率的增加，前次冲击波产生的空化气泡尚未完全崩解，这些微气泡形成所谓的“空化颗粒或气泡云”，这种气泡云可以反射冲击波并限制空化气泡的崩溃，从而减弱了后续冲击波的效率。在低冲击频率情况下，结石周围的空化气泡含量减少，声阻抗降低。Bailey及其同事在猪模型中也证实了这种气泡云的存在。降低冲击频率不仅有利于碎石，还可以减少肾脏的损伤。Evan使用Dornier HM3碎石机在猪模型中证实，每分钟120次的冲击频率出现的出血性肾损害为4.7%，而每分钟30次仅为0.08％。研究小组提出了两个机制：首先，较慢的速度有更多的时间更有效地清除血管内的空化核，从而减少空化泡破裂对血管的影响；其次，如果冲击波的频率比组织的松弛时间快，则肾实质内的应力可以累积，并且可能导致血管损伤。因此，为了优化SWL效率并减轻组织损伤，建议将冲击频率控制在每分钟60次以下。

 

 

产品介绍

 

Magna双波源碎石机

——“蝴蝶形”聚焦区，减少肾脏损伤

● 研究表明，双波源“蝴蝶形”聚焦区能减少5倍的肾脏损伤，大大缩短治疗时间，减少病人痛苦和并发症

● 创新性的电磁波波源效率监控技术，可以明确指示波源的效能状态，保证手术时患者的安全

● 冲击波发射与超声影像同轴技术，可实时观察冲击波通路、耦合，消除了聚焦点与靶区的定位误差