体外冲击波碎石机的发明

体外冲击波碎石现已是上尿路结石的主要治*疗方法，这种奇妙的治*疗神器起源却要从一家航空制造公司说起。二十世纪初创建的德国多尼尔公司主要生产各种军1事用途用和民用飞机，二战期间，曾为德国空军制造了大量战斗机和轰炸机。战后，该公司继续生产飞机。他们的航空维护人员在工作中发现超音速飞机在雨中有机体共振问题，雨点落在机身上，产生冲击波，破坏接触面，对内部材料也有损伤。对此现象，在德国国防部资助下，多尼尔公司在实验室作进一步研究。实验中，他们用轻气*枪对目标射击，产生冲击波，观察对活组织的影响。

 

1960年代末，多尼尔公司与萨尔布吕肯大学应用物理和电子工程研究所合作，确定冲击波与机体组织的相互作用。研究发现，冲击波对肌肉、脂肪和筋膜无明显损伤，进一步提出冲击波能否用于肾结石的治*疗。

 

1971年，在德国物理学会研讨会上，初步认定高速水滴产生的冲击波通过封闭导管可用于粉碎肾结石。轻气*枪击发速度达5km/s以上，击中金属目标，可激发与之相连的水产生冲击波，并传导至水中的结石。直线或聚焦冲击波作用于结石，直线冲击波可使结石产生裂缝，而聚焦冲击波则粉碎结石。冲击波能否达到治*疗目的，当时仍未可知。

 

慕尼黑大学泌尿外科，外科研究所和多尼尔公司通力合作，跨学科的实验和理论研究进一步开展。慕尼黑大学的乔斯C.J.Chaussy主持，参与者有当时的泌尿外科主任,F.Eisenberger和B.Forssmann。1974年开始，该项目获得德国研究和技术部的基金支持。

 

整个研究分体外实验和体内两部分，体外实验观察红细胞有无破坏，红细胞增殖有无影响。体内实验观察冲击波对小动物胸腹器*官的影响。提高冲击波暴露量，观察动物血红蛋白水平，对照观察混合淋巴细胞模型，判断对细胞增殖的影响。体内实验时，固定工作台取代浴缸，大鼠麻醉后，固定于工作台，冲击波作用于胸部，可致肺严重损伤并死亡。动物腹部区域予冲击波治*疗，则无临床副作用。24小时和14天后的组织学检查也没发现明显的大体和镜下病理改变。对肝和小肠的影响，小肠在两次暴露后，出现小瘀点。严重出血或肠壁损伤未出现。肝脏也只有小瘀斑，14天后，肝肠均无病理性改变。

 

体外实验时，结石可通过肉眼置于焦点处，但体内如何定位？研究者想到了超声定位，超声与冲击波有类似的物理特性。大型动物的结石模型难以建立，一种方法是向肾内注射丙烯酰乳酸，但此种人工结石与自然结石特性差异大。后来，实验采用在狗的尿路内通过手术植入人结石。经腹结扎狗的输尿管，稍后在狗肾内植入1-2cm结石，输尿管再植于膀胱。每8天经IVP观察尿的排出，结石的位置。尽管超声定位问题未解决，为避免项目不被终止，体内实验仍按期开始了。第*一步，对20只无结石狗右肾予冲击波作用，48小时后，检查冲击波对肝，肾，脾，胰腺，十二指肠，结肠，肺，肋骨和脊柱的影响，上述器*官均无明显改变，部分右下肺有少量瘀斑，但无一例血胸，病理结果显示无明显改变。由于超声定位困难，只有少数结石达到破坏效果。实验显示体外冲击波碎石有可行性，第*一颗结石破裂使该项目获进一步支持。由于超声定位困难，人们考虑X线定位。一个图形增强器和两个传统的X线发生管组成的C形臂用于冲击波碎石定位。

 

体外实验测定破坏结石的最*低能量是30MPa。在实验中，17只狗肾内植入人结石，实验期间和之后，组织无明显损伤，13只狗的结石经碎石后，完全排出结石。11只狗经1次碎石即达完成排石效果。3只狗在14天后经再次碎石，仍有较大结石残留。再14天后，又碎石，2只狗完全排出结石。4只狗不能完成排出结石。冲击波碎石前后，碎石后1周和2周，狗血样进行检测，未发现明显异常。为评估肾功能的影响，对其中6只狗行同位素分肾功能测定，碎石前，碎石后4天和14天行99mTc-DMSA检测。

 

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