体外冲击波碎石术
体外冲击波碎石术是肾结石和输尿管上段结石碎石的治疗方法。最早用于临床的碎石机（Dornier-HM-3）是在一个水槽中用钢盆和金属框架椅将患者固定于坐位的装置。目前第一代碎石机还在很多医院使用。由于需要将患者的身体浸入水中，对生理学和监测提出了挑战。第二、三代碎石机（例如Siemens，Lithostar，Wolf Piezolith，Dornier HM-4，MFL 5000，MPL 9000）主要从消除水浴以及将患者的不适减至最小方面做出改善。所有的碎石机均具有相似的技术原理，由三个主要部分组成：①一个能量源，大部分为火花塞（电磁膜或压电元素）。②一个将冲击波聚焦的系统，如椭圆体或反射镜。③一个荧光镜或超声波，使结石聚焦显像并定位。
（一）技术方面
将一个电极（或火花塞）安装在椭圆形水槽底部，产生火花，导致水爆炸性气化。气泡的突然膨胀产生压力波（冲击波）。冲击波通过椭圆体聚集到F2焦点上（电极片的尖端是F1焦点）。冲击波通过水和身体组织。由于水和身体组织的声学阻抗相似，因此，能量不出现明显的衰减。当冲击波到达结石表面时，阻抗突然发生变化，从而释放出具有压缩力的能量。同样，当冲击波到达结石的另一面时，又遇到一个接触面，释放冲击波，反复使用则可碎石。冲击波能量通常集中在F2焦点区上，并且在焦点外急剧下降。
（二）冲击波治疗的生物机械作用
为了使冲击波的作用达到最佳，治疗过程中应将结石保持在F2焦点上。压力能量测定显示，在这个小小的焦点区域外，能量呈指数下降。肾和肾结石可随着呼吸时膈肌的运动而上下活动，所以结石也会随着呼吸动作而进入和离开焦点区域。曾通过增加呼吸频率、减少潮气量或高频喷射通气以增强治疗效果。但是，在现代碎石机器的辅助下，镇静并保留自主呼吸是唯一选择。
为了有效地碎石，冲击波应以能量无衰减的形式到达结石，所以腰部不可接触任何为冲击波能量衰减提供接触面的介质。应拿掉肾造口术后伤口的敷料，肾造口的导管应远离冲击波路径。虽然冲击波穿过大部分组织时相对不衰减，但冲击波确实可导致组织损伤，并且损伤程度取决于暴露的组织和冲击波到达组织时的能量。损伤多见皮肤损伤和腰部瘀斑，也可发生腰部肌肉的痛性血肿。手术结束时常出现血尿，是由于冲击波引起肾和输尿管内皮损伤所致。必须充分补充水分以防止凝块阻塞。肺组织特别容易受到冲击波的影响。肺泡内的空气是一个典型的水（组织）-气界面，引起冲击波能量衰减。据报道，实验动物的胸部接触一次冲击波即可出现肺损伤而引起大量咯血甚至死亡。有报道，冲击波引起一例小儿咯血和一例成人肺挫伤。该肺挫伤导致威胁生命的低氧血症。与成人相比，小儿似乎更容易遭受冲击波引起的肺损伤，因为小儿的肺底离肾的距离更短。在ESWL中，推荐将聚苯乙烯泡沫片或聚苯乙烯泡沫板置于小儿背部以保护肺底部免受冲击波的损伤。
曾有报道，在ESWL术中，10%～14%的患者出现冲击波引起的心律失常，但目前已经非常罕见。心律失常与冲击波对传导系统的机械刺激有关。现代碎石机的接地系统确保了电流不引起心律失常，但心电图伪迹还是很常见。一旦停止碎石，心电图伪迹和心律失常都消失。
（三）碎石术水浴时的生理改变
使用Dornier HM3碎石机的水浴可导致明显的心血管和呼吸系统改变（表12-16）。
表12-16 体外碎石水浴时的变化
续表
（四）碎石术的麻醉选择
用于碎石术的麻醉方式包括全身麻醉、硬膜外麻醉、脊髓麻醉、使用或不使用肋间神经阻滞的腰部浸润麻醉和镇痛-镇静麻醉（包括患者自控镇痛）。全身麻醉的优点是起效快，并且可控制患者的体动，通过调节通气参数以减少结石随呼吸的运动。选择硬膜外麻醉时，如果使用空气阻力消失的方法判断硬膜外间隙，应尽可能注射最少量的气体，因为注射入硬膜外腔的空气提供了一个界面，可引起冲击波能量的衰减和局部组织的损伤。Korbon及其同事发现，在多次碎石术中对患者反复行硬膜外麻醉时，硬膜外腔的顺应性降低，且有穿刺部位疼痛。动物实验也显示，向硬膜外腔注入空气并暴露于冲击波下，可引起硬膜外组织损伤。但令人欣慰的是，在全世界大量的硬膜外麻醉下完成的碎石术中，神经损伤很罕见。
硬膜外麻醉的主要缺点是起效慢。脊髓麻醉起效快，可作为一种选择，但与硬膜外麻醉相比，患者低血压的发生率（患者治疗时为坐位）较高。一个系列研究报道发现，全身麻醉、硬膜外麻醉和脊髓麻醉的低血压发生率分别为13%、18%和27%。无论是否联合使用肋间神经阻滞，腰部局部浸润在合并静脉镇静时可提供良好的麻醉，而且避免了低血压的发生。此外，很多麻醉医师也成功地将不同组合的静脉镇痛-镇静方案用于碎石术。
（五）新型碎石机
新型碎石机没有水槽，而且使用的是多功能床。除了完成碎石术外，不将患者搬离手术台也可完成其他手术，如膀胱造口术和支架置入术。由于冲击波高度聚焦，所以在入口处引起的疼痛较轻，因而使用这些新型碎石机治疗时，静脉镇痛-镇静是主要的麻醉方法。如果同时开展其他手术，如膀胱造口术、结石的手法移动或支架置入术，则需要改变麻醉方法。很多新型碎石机冲击波的焦点区域很小。使用这些碎石机时，为了保证结石随呼吸的移动仅限于焦点区域而必须给予充分的镇静和镇痛，包括使用阿芬太尼的患者自控镇痛，以及联合应用阿芬太尼和丙泊酚。许多中心常规使用短效吸入麻醉药或静脉麻醉药联合喉罩通气的全身麻醉。
（六）禁忌证
碎石术的绝对禁忌证仅为妊娠和未经治疗的出血性疾病。术前育龄期妇女应进行妊娠试验并记录在案，以确保在碎石前妊娠试验为阴性。其他检查还应包括标准的凝血功能测定，如血小板计数、凝血酶原时间和部分凝血酶原时间。以前视为绝对禁忌证的其他情况，包括心脏起搏器、植入式心脏自动复律除颤器（automatic implanted cardioverter-defibrillator，AICD），腹主动脉瘤、矫形假肢和肥胖，现在不再视为绝对禁忌证。
安装起搏器的患者，如果是将起搏器安装在胸部，应注意以下问题才能安全地进行碎石。在治疗前应将起搏器重新程控，将起搏器调至无请求模式，以避免冲击波干扰其功能。同时应准备其他起搏方法，以备不时之需。虽然大多数安置于胸部的起搏器与冲击路径之间存在比较安全的距离，但仍有一些起搏器被损坏。Weber及其同事检测了43个不同的起搏器，发现3个受到冲击波的影响。双室起搏器似乎对干扰最为敏感。碎石应从较低能量水平开始，观察起搏器的功能，然后逐渐加大能量。
AICD的生产厂家和碎石机的生产厂家都认为，AICD是体位冲击波碎石术的禁忌证，但也有AICD的患者成功进行了碎石治疗的报道。应在治疗前即刻关掉AICD装置，治疗后即刻重新开启。
对小型主动脉瘤的患者，如果动脉瘤不紧邻结石，则可安全地进行碎石治疗。关于矫形外科假体，如髋关节假体，甚至哈氏棒，如果这些假体不在冲击波的路径上，也不会对碎石造成影响。对肥胖患者，手术体位可能是个难题，同时对麻醉也提出了特殊的挑战。此外，对严重肥胖的患者，冲击波对结石的聚焦极其困难。对这些高危患者，在应用麻醉药前应仔细地将结石聚焦。