电动液压碎石机(EHL)
电动液压碎石机目前已经广泛应用于胆道、胰腺和肾脏的结石。1950年,电动液压碎石最开始通过9F的通道应用于膀胱结石;随着科学技术的进步,现通过输尿管软镜技术也应用于肾脏结石。1988年首次有文献描述,当时激光光纤无法像电动液压一样弯曲,因此电动液压碎石成了内镜下肾下极结石处理的创新性方法。此后,越来越多的现代化碎石手段提高了碎石的效率,同时也最大限度地降低了并发症发生的风险。
1.作用机制
两个电极位于碎石杆尖端,触发时产生电火花,电火花在液相环境中迅速转换为气体,从而产生迅速膨胀的360°全方位的等离子体冲击波。随后冲击波的塌陷会产生空泡效应带来二次冲击波和高压微射流(Vorreuther et al,1995)。
通过调节火花放电,可以实现电气及碎片化能量的优化。Vorreuther和Engelking(1992b)两位研究者发现,较高的电压冲击波会增加峰值压力和较锋利的加载冲击波。较低电容的碎石杆会产生更短的电流,以及更短更窄的脉冲。碎石的能量来源于流体汽化,因此碎片化过程需要在碎石杆和结石之间的狭小空间。通常情况下,这个空间距离是1mm,而碎石杆和结石之间的距离增加会导致冲击波功率呈指数型下降。
碎石杆的大小可在1.9~3.3Fr之间选择。由于输尿管软镜或半刚性输尿管镜中的应用,更细的碎石杆被使用得更多。减小碎石杆的直径并不能明显降低碎裂可能性,反而还降低了碎石杆的耐久性。EHL碎石杆尖端产生压力使用的估算公示为:最大压力=能量/(脉冲持续时间×横截面直径)。
2.组织效应
Vorreuther等(1995)通过测量EHL碎石杆直接接触后的新鲜人体输尿管组织学变化,试图量化3.3Fr Wolf EHL碎石杆所导致的组织损伤。当能量在100mJ时,仅观测到点状的输尿管黏膜损伤;当能量增加到400~600mJ时,可以导致浅肌层的损伤;当能量增加到1000mJ时则会导致输尿管穿孔。在显微镜下观察,没有观测到明显的热损伤的表现,并且可观察到的损伤看上去更像是机械性损伤,仅局限在碎石杆的横截面大小区域。当保持恒定的能量水平时,改变电压或电容并不会影响所得的组织学结果。即使在最大的能量和脉冲下,只要碎石杆尖端和黏膜之间的距离保证在1mm,就不会有损伤(Vorreuther et al,1995)。在一项以实验动物猪为模型的研究中(Wu et al,1994),在膀胱中使用不同能量和脉冲总量的3Fr碎石杆,通过扫描电镜观测显示,机械性黏膜剥脱的深度与能量设定和脉冲总量无关。
在完整的输尿管中进行测试时,碎石杆尖端局限在输尿管管腔内,能量在小于500mJ/脉冲时,没有观察到组织学损伤;当能量达到1000mJ时,单脉冲就可以产生1cm的纵向输尿管穿孔。这种输尿管穿孔损伤被认为与快速膨胀的气泡有关,当能量超过1300mJ时这种气泡的直径可达1.5cm。这种类型(或者说任何其他类型的)碎石机的安全使用,离不开对其碎石原理背后的物理学知识以及对周围组织附带影响的全面了解(图11-3)。
详见Expert Consult网站。
在输尿管镜EHL碎石中,结石的化学成分构成影响结石碎裂的效率。一项纳入193例患者的回顾性研究(Song et al,2012)探讨了输尿管结石化学成分和手术时间的关系,其研究结果表明,尿酸结石需要的手术时间最长,其次是草酸钙-水结石;多因素分析结果表明,结石大小与碎石成功率负相关。这种关联可能与尿酸结石光滑的表面和压层使冲击波难以碎石有关。(https://www.daowen.com)
详见Expert Consult网站。
要点:电动液压碎石
•EHL探头产生火花,使用高压微射流产生快速膨胀的等离子冲击波和空化气泡。
•增加目标距离使得峰值压力呈指数型降低。
•能量低于500mJ时黏膜损伤罕有发生;能量超过1000mJ时组织损伤风险增加。
•1.9Fr探头可用于输尿管软镜,能处理各种位置的肾盂肾盏结石并达到满意的碎石率。
•结石的化学成分及表面特性影响EHL的碎石效率。
图11-3 A.电动液压碎石探头在输尿管内产生同心冲击波;B.更高的能量设置会产生直径长达1.5cm的空化气泡增加输尿管损伤或穿孔的风险