体外冲击波碎石术的发展
体外冲击波碎石术（extracorporeal shock wave lithotripsy，ESWL）是利用体外产生的冲击波聚焦冲击粉碎体内结石，随尿液排出体外。体外冲击波碎石机的发明被誉为20世纪三大医疗新技术（CT、MRI、ESWL）之一。20世纪80年代初被誉为“尿石症治疗上的革命”，当时被公认为治疗泌尿系统结石的首选方法，这门微创技术仍在发展和改善中，是泌尿外科医师必须熟悉和掌握的一门技术。
早在20世纪50年代，苏联学者掌握了体内液电冲击波膀胱碎石技术，但仅为膀胱内碎石技术，内镜达不到的部位无法治疗，因此其应用受到了很大限制。对冲击波真正具有划时代意义的研究始于西德，1963年，联邦德国多尼尔（Dornier）公司从事航空航天工业的物理学家偶然发现冲击波对人体组织起到力的作用，并提出利用冲击波粉碎肾结石的构思。1969-1972年间，多尼尔公司和萨尔布吕肯理工大学的物理学家们开始研究冲击波在医学上的应用，研究表明：冲击波在软组织中传播能量损失很小，冲击波可以将生物体内的脆性物质击碎，但也会对含有大量气体的肺组织造成极大的伤害。他们的试验还证实了经水传播的冲击波能粉碎离体肾结石。
1972年，多尼尔公司与慕尼黑的一所大学合作，开始了从体外冲击波碎石装置到临床应用等一系列的研究。1978年，多尼尔公司研制出第一台双X线交叉定位水槽式体外冲击波碎石机并进行了大量的动物试验，成功治疗了移植到犬肾中的人体结石。1979年，多尼尔公司研制出世界上第一台实用型双X线定位水槽式Domier HM1型体外冲击波碎石机，并于1980年2月由Chaussy教授等在德国Lndwing Maximillians大学泌尿外科治疗首例肾结石患者获得成功。
1982年，经过进一步完善的Domier HM2型体外冲击波碎石机取代HM1，当时只用于治疗<2cm的肾结石和输尿管上端结石，当时约占上尿路结石的20%。1984年，多尼尔公司对HM2型机加以改进后推出性能更加完善的HM3型商品化碎石机，开始在西方多个国家应用。液电式HM3型机的非凡成就，迅速激发了其他各种冲击波源碎石机的研制，包括压电晶体式、电磁振膜式、聚焦激光式和微型爆炸式。B超定位技术也开始引入碎石机，它进一步完善了阴性结石的ESWL治疗。
1990年后，国外碎石机出现了重大变化。水槽碎石机改为“干式”，水囊取代了大的水槽；冲击波源有液电、电磁及压电陶瓷冲击波源；定位系统由固定式双束X线交叉定位发展为单束X线C型臂定位及X线和B超双定位。这些改进大大简化了碎石机的构造，降低了成本，且更方便患者治疗。碎石机正在由单一的碎石功能向多功能发展，给冲击波技术注入了新的生命力。
在我国，体外冲击波技术的设备研制和临床推广都比较迅速。1982年，在著名泌尿外科专家吴阶平院士、郭应禄院士和中国科学院声学专家王德昭院士主持下，由北京医科大学（现北京大学）泌尿外科研究所与中国科学院声学研究所共同研究此项技术。当年即制成动物实验样机并相继完成体外破碎结石标本和动物体内结石的研究，进行了冲击波对肾组织影响的实验，并发表论文（图18-1-1）。1984年初制成第一台体外冲击波碎石机，1984年底成功用于临床治疗肾结石（图18-1-2）。
图18-1-1 1982年国内第一台ESWL动物实验样机(https://www.daowen.com)
图18-1-2 1984年国内第一台用于人体的体外冲击波碎石机
1984年10月，中国科学院电工研究所和北京医科大学人民医院合作，相继研制出碎石样机。同年底，上海交通大学电机系与上海医科大学附属中山医院合作研制出样机。随后全国有十几家生产、科研单位相继生产出各式各样的体外冲击波碎石机推向市场。国产碎石机价格较低，大部分性能不逊于国外产品。
体外冲击波碎石机按其构造和发展水平可划分为3代。国外第一代碎石机是特指水槽式的DORNIER HM3型机，尽管目前已不再生产，但该机碎石效果最佳，被誉为世界ESWL的金标准。第二代主要是指“水囊式”碎石机。随着冲击波源特性的改进，麻醉需要也相应地简易化。但因冲击波通过水囊膜时能量有所损耗，故其效能不如第一代HM3型机。第三代碎石机是将冲击波源与泌尿手术操作台合而为一，实现了多功能化，除了ESWL外，还可用来进行泌尿系影像诊断及各种腔内碎石和取石治疗。目前该类碎石机在世界各地已经普遍使用。
体外冲击波碎石术的临床应用有一个发展过程，20世纪80年代初仅能治疗约20%的肾结石，限于结石直径<2cm者及输尿管上端结石。随着临床经验的不断积累、适应证也在不断扩大，上段、中段及末端输尿管结石得以治疗，但在很长一段时间内认为中、下段结石，特别是位于骶髂关节处输尿管内的结石由于有骨骼阻挡不能碎石（由于水槽式碎石机的限制）。1987年初，我国学者郭应禄院士提出了俯卧位治疗输尿管中、下段结石及膀胱结石，将ESWL的适应证扩大到整个尿路，且提高了疗效，使之成为一种创伤性小、安全、有效的治疗尿石症的方法（图18-1-3）。
经过几十年碎石机的发展，碎石机的机制不断变化，主要目标仍然是提高碎石效果，促进结石患者康复。除了操作者的临床经验，碎石机的冲击波产生的有效能量一直是关注焦点。目前碎石机冲击波波源有4种机型：单式脉冲碎石机、复式脉冲碎石机、双波源碎石机、宽焦斑碎石机、可变焦斑碎石机，它们经历了液电式、压电式、电磁式的冲击波波源的改变过程，在焦斑宽度、低电压、减少机体组织损伤等方面在持续改进。碎石机定位系统有3种：①X线定位碎石机；②B超定位碎石机；③X线和B超双定位碎石机。
图18-1-3 俯卧位治疗输尿管中、下段结石及膀胱结石