体外冲击波碎石的原理

一般而言，所有的碎石机都由最基本的两部分组成，即能够粉碎结石的冲击波源和对结石的精确定位系统，而冲击波源是碎石机的核心。

冲击波发生的基本原理是通过高电压、大电流、瞬间放电，在放电通道上形成一个高能量密度的高温、高压等离子区，将电能迅速转换为热能、光能、力能和声能，放电过程中放电通道急剧膨胀，在水介质中形成压力脉冲，也就是冲击波。除液电冲击波源外，尚有电磁波源、压电晶体波源等冲击波源。

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图18-2-1　冲击波经水迅速进入人体达到结石、击碎结石

冲击波的传递在水中最为理想，这是由于不同介质的阻抗不同，其耗损也不同，在水中冲击波能量耗损最少，而在空气中能量耗损极大。因此治疗时病人仰卧于水中，因为体液与水的特性阻抗相近，冲击波经水传入人体时能量耗损较少，冲击波迅速进入人体而到达结石并击碎结石，而对组织不造成明显损伤（图18-2-1）。冲击波粉碎结石是利用冲击波在两种声阻抗不同的传播媒质（组织与结石）的界面发生反射，它在结石的前缘产生压应力，在其后缘产生拉应力，两种媒质的声阻抗的差别越大，应力就越大，物质（结石）结构越容易破坏。在结石面对冲击波源的界面上的压力使结石破裂，而空化作用产生水的射流使裂口内面的结石剥落，一连串的冲击波使结石由表及里的逐层破碎，直到完全粉碎成为细小的颗粒排出体外。尽管冲击波在水中传播损耗的能量很少，但毕竟存在损耗，空化效应是其能量衰减的主要因素。冲击波在肌肉或脏器中产生空化效应则会造成损伤，所以空化效应既是ESWL中有效碎石的必要条件，也是碎石过程的有害因素。因此如何提高冲击波的基本特性参数以加速冲击波通过人体组织，减少空化效应在组织中产生，是不断完善和改进碎石机所面临的重要课题。

经过30多年的基础实验和临床经验积累，液电冲击波源碎石机的治疗效果要好于其他冲击波源。但是，临床上常用的冲击波源目前部分是电磁波源碎石机，它的特点是不用每个病人更换电极，方便易行且经济，碎石效果也不错。