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沖擊波碎石效果受設備影響?揭秘影響療效的三大因素!
來(lái)源: | 作者:領(lǐng)匯醫療 | 發(fā)布時(shí)間: 2023-12-07 | 452 次瀏覽 | 分享到:

沖擊波碎石術(shù)的終極目標是高效、安全、無(wú)痛。其中,高效是指碎石的效率,是治療所追求的上線(xiàn);安全和無(wú)痛是保證患者平穩度過(guò)治療期的下線(xiàn)。SWL的基本治療準則是:SWL時(shí)須在上下線(xiàn)區間權衡利弊、揚長(cháng)避短,力爭達到“無(wú)石”水平。目前,各國總體的SWL效率商(EQ)平均徘徊在0.5左右,所以在具體治療每一位結石患者時(shí),對于療效預測,有很大的不確定性。這與影響沖擊波碎石療效的因素因素有關(guān)。主要有技術(shù)因素、結石因素和設備因素。影響碎石療效的設備因素很多,可概括為設備自身缺陷和設備使用不當兩類(lèi)。

 

一、設備自身缺陷

(一)沖擊波源的問(wèn)題 沖擊波碎石機的品質(zhì)取決于它的設計和制造水平,重點(diǎn)體現在它的核心部件——沖擊波源的技術(shù)與工藝上。目前對沖擊波的本質(zhì)和特性了解得還不夠深入,沖擊波碎石的物理機制并未徹底闡明,在沖擊波源的物理參數方面仍缺乏一套準確而可靠的公認標準,尤其是國內缺乏檢測碎石機的標準方法和儀器。這些問(wèn)題,集中體現在沖擊波的焦區方面。

 

1.焦區體積  以往認為,精細的沖擊波焦區能表明其研制技術(shù)和工藝先進(jìn),其實(shí),焦區過(guò)于精細,碎石效果反而不佳。體外模型石實(shí)驗表明,它只能在結石表面產(chǎn)生一個(gè)“隕石坑”樣洞穴,整體破壞力不強。典型例證見(jiàn)于壓電晶體式碎石機,在臨床上,單期成功率較低,而復治率較高,以往所謂的“多期治療哲理”(multiple sessions philosophy)便是采用這種機型碎石的無(wú)奈之舉。此外,由于在SWL治療期間結石可隨呼吸來(lái)回移動(dòng),若焦區較窄,結石頻繁移入和移出狹窄的焦區。狹窄焦區的另一個(gè)潛在缺點(diǎn)是作用于結石的能量更少,因為當焦區寬度小于結石寬度時(shí),結石內部的張應力減小。因此,為了使結石受到剪切應力的全部作用,結石的外表面必須盡可能受到?jīng)_擊波的作用,即焦區的寬度應該大于目標結石的寬度。

 

2.焦點(diǎn)壓力  以往認為焦點(diǎn)壓力高碎石效率就高。但近來(lái)發(fā)現,碎石效果與焦點(diǎn)壓力的關(guān)系不大,至少不呈正相關(guān)。過(guò)高的壓力無(wú)益于結石粉碎,反而會(huì )招致不必要的組織損傷。治療的時(shí)候可以采取能量遞增技術(shù)(Ramping Up),以逐步提高沖擊電壓(能量)的方式觸發(fā)沖擊波,當發(fā)現結石開(kāi)始產(chǎn)生形態(tài)上的改變時(shí)候,可以不再提高能量,以減少損傷。

 

3.焦點(diǎn)距離  焦點(diǎn)距離即焦距,是SWL中一項重要的物理參數,它代表治療時(shí)沖擊波可穿透的深度。在國產(chǎn)碎石機中,這項參數是失真的。盡管這項參數在每種機型的技術(shù)說(shuō)明書(shū)中都有具體數值,但只是一個(gè)大致的估測值,一般短于實(shí)際焦距。適合國人的沖擊波焦距約為130mm~140mm,若焦距太短,治療肥胖者或下段輸尿管結石時(shí),壓力最大的焦點(diǎn)往往夠不到結石,只能落在結石前方的組織部位,不僅導致了碎石效率下降,而且那些本應被結石吸收的能量還會(huì )造成周?chē)M織的損傷。

 

4.焦點(diǎn)位置  焦點(diǎn)位置有兩個(gè)概念:其一,是沖擊波自身的焦點(diǎn)。在制造或安裝碎石機時(shí),焦點(diǎn)發(fā)生偏差在國產(chǎn)碎石機中并非少見(jiàn),對策是每次安裝或檢修時(shí),采用標準塊狀模型石進(jìn)行試驗性檢測,根據“彈坑”位置進(jìn)行校準。其二,是指把沖擊波焦點(diǎn)投照在監視屏上作為發(fā)射準星的位置。碎石機長(cháng)期使用后,由于機身震動(dòng),其中的某些結構可能發(fā)生移位,使監視屏準星偏離了真正的沖擊波焦點(diǎn),導致沖擊波的焦點(diǎn)偏離治療目標(結石),中靶率下降。因此,操作醫師應當學(xué)會(huì )使用焦點(diǎn)定標器定期校正焦點(diǎn)位置,確保準星到位。

 

(二)定位系統的問(wèn)題:精準度與可靠性雙雙不足 定位系統在腎結石治療中的角色不可小覷,但目前來(lái)看,這一環(huán)節的問(wèn)題可不少。首先,我們來(lái)看一下定位系統的兩大主要缺陷。

 

1. 自身局限性:無(wú)論是X光定位還是B超定位,這兩種常用的定位系統都有其局限性。X光定位只能對不透光的結石進(jìn)行定位,對于透光或顯影較淡的結石則無(wú)能為力;而B(niǎo)超定位雖然能定位各種性質(zhì)的結石,但對于輸尿管結石的定位卻比較困難,因為輸尿管結石往往缺少“聲窗”,定位操作相對復雜,需要經(jīng)驗豐富的醫生才能掌握。

 

2. 內在品質(zhì)不佳:定位系統的品質(zhì)對碎石效果有很大影響。以常用的23厘米增強器為例,按照國家行業(yè)標準,其分辨率達到12線(xiàn)對即可達標。然而,這種標準只能滿(mǎn)足一般結石的定位需求,如果結石與骨骼或腸道內容物重疊,定位就會(huì )變得非常困難,甚至不可能。實(shí)際上,國內不少碎石機的定位系統達不到行業(yè)標準,有些機器的定位系統已經(jīng)嚴重老化,但仍在超期“服役”,這無(wú)疑會(huì )大大影響定位效果。再來(lái)看B超定位。由于價(jià)格低廉,B超定位的碎石機在國內基層醫院較為常見(jiàn)。但若使用的B超儀檔次低、品質(zhì)差、分辨力不高,加上B超定位的局限性和操作難度,往往就會(huì )導致因定位不準帶來(lái)的碎石失敗。這種現象在基層醫院中尤為普遍。

 

 

二、設備使用不當

 

(一)波源超期使用

液電式波源超期使用:由電極引起的碎石效率下降是液電式波源的主要問(wèn)題。電極是高能沖擊波的發(fā)生源,有對極、同軸、平行、金屬熔斷式等多種,其中以對極式最佳,使用也最為普遍。對極式電極呈尖錐狀,在SWL過(guò)程中其尖端逐漸損耗,正負極間隙逐漸增大,最終影響橢球體的聚焦。正常電極尖間隙應保持在規定距離,誤差不超過(guò)1mm,過(guò)長(cháng)或過(guò)短都會(huì )影響沖擊波的產(chǎn)生和傳導。該距離每增加1mm,焦點(diǎn)寬度將增加10mm,結果是碎石效率降低,結石周?chē)M織損傷加重。電極必須對稱(chēng),位于反射缸中心。兩電極尖端也應對稱(chēng)并處在同一軸線(xiàn)上,不能偏移。HM3型碎石機的電極是可調的,治療過(guò)程中,要求每放電1000次左右即應調節一下雙極間距,使之保持在正常范圍。但我國的液電波源使用的電極,均不可調節電極間距,為保證有效放電,原則上要求一個(gè)電極只治療一例患者。勉強使用報廢電極,從表面看來(lái),是節省了一根電極,但其實(shí)際代價(jià)是碎石效果差,復震率高,加重了整機的工作負擔,耗費整機使用壽命,其實(shí)是因小失大。電磁式波源超期使用:電磁盤(pán)是電磁式?jīng)_擊波的發(fā)生源,使用壽命因機型不同而異,通常放電次數為80萬(wàn)~150萬(wàn)次,可治療患者200~300人次。

 

3種情況可致電磁盤(pán)的效能下降:①出廠(chǎng)時(shí)電磁盤(pán)質(zhì)量不佳;②電磁盤(pán)壽命縮短;③電磁盤(pán)超期使用。對策比較簡(jiǎn)單,可用標準結石模型在透明容器中行碎石檢測,對不合格者應及時(shí)更換。一般不宜勉強使用“超期服役”的電磁盤(pán),以免得不償失。壓電式波源超期使用:壓電晶體是壓電式?jīng)_擊波的發(fā)生源,可發(fā)射次數視機型而定。通常治療數百例患者后,功率逐漸衰減,碎石效率下降,此時(shí)就應更換壓電晶體片。每次更換后的壓電晶體壽命較前逐次縮短30%左右。

 

(二)水囊內存有氣泡

第二代和第三代碎石機大都采用水囊式耦合。實(shí)驗室測試表明,水囊本身就可以導致20%的沖擊波能量衰減。如果水囊內存在氣泡,沖擊波在傳播過(guò)程中會(huì )發(fā)生折射和散射,導致沖擊波能量的進(jìn)一步衰減。

 

囊內出現氣泡的原因有三個(gè):一是空化效應所致,沖擊波在水中傳播時(shí),會(huì )產(chǎn)生大量微氣泡,這些微氣泡聚集之后就會(huì )形成較大的氣泡飄浮在囊內的頂部。沖擊波的頻率越高,空化效應越明顯。為了解決這個(gè)問(wèn)題,Alexander及其團隊研制出了一種可以發(fā)射低幅脈沖的裝置,以期加速水囊中空化氣泡核的崩解,避免其聚集而影響下一個(gè)沖擊波的傳導。二是囊內注水后空氣未排盡,尤其是使用自來(lái)水的情況下,水中的氯氣也會(huì )逐漸釋放,需要較長(cháng)時(shí)間才能徹底消失。三是囊內水溫過(guò)高,根據蓋·呂薩克定律,壓強不變的情況下,一定氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。如果采用較低溫度的水,則溶解于水中的氣體分壓相應降低,氣泡形成就相對減少。在臨床上,將水囊內水溫控制在20℃左右較為適宜。此外,晝夜溫差變化也可能導致水囊內產(chǎn)生較多的氣泡。目前,一些先進(jìn)的碎石機帶有自動(dòng)抽氣裝置,可在治療過(guò)程中始終保持囊內去氣狀態(tài)。在啟用自動(dòng)抽氣裝置時(shí),要注意適當傾斜水囊,使抽氣口位于水囊的最高點(diǎn)。

 

(三)耦合問(wèn)題

1.耦合欠佳 理想的耦合是波源的水囊膜與人體皮膚之間通過(guò)耦合劑密切貼合,以保證沖擊波在其通路上進(jìn)行有效傳播。在臨床上常常會(huì )忽視理想的耦合。以下是兩種可能導致耦合不良的情況:一是貼合不良,常見(jiàn)于治療深度比較大、水囊充盈度不足時(shí)。如果患者在治療過(guò)程中靠壓水囊,囊膜有可能出現皺褶,這會(huì )造成沖擊波能量損耗。由于皺褶中存在空氣,可能會(huì )導致局部皮膚出血甚至破損。因此,操作醫師在定位后觸發(fā)沖擊波之前,應常規檢查水囊是否平整;也可以在定位前先排掉水囊中大量的水,待定位好后在目視下再充盈水囊進(jìn)行微調定位。二是治療深度比較淺時(shí),水囊可能充盈不足,與皮膚貼合不充分。此外,如果采用超聲定位的話(huà),超聲探頭也會(huì )減少水囊與皮膚的接觸面。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)充分充盈水囊來(lái)解決,同時(shí)也要注意在超聲探頭與水囊之間的縫隙涂上充足的耦合劑。

 

2.耦合劑品質(zhì)不佳 由于水囊膜與人體皮膚之間存在一定的聲阻差異,并且兩者相貼合時(shí),中間會(huì )存在空氣。為了保持水囊與皮膚間的密切接觸,涂抹上一層液膠狀耦合劑作為傳導介質(zhì)。然而,臨床常見(jiàn)問(wèn)題是自制的耦合劑不達標,調配過(guò)稀會(huì )導致耦合劑在使用中流淌,起不到應有的作用;調配過(guò)稠則會(huì )結成塊狀,中間產(chǎn)生大量氣泡,增加聲阻抗。體外實(shí)驗研究顯示,耦合區域有2%的氣體可以使結石的粉碎率減少20%~40%;如果有20%的氣體,粉碎模型石所需的沖擊波次數是沒(méi)有氣體的3倍。為了解決這個(gè)問(wèn)題,多尼爾碎石機設計者在水囊中安裝了監控耦合的攝像裝置,以監控耦合質(zhì)量。如果有氣泡等耦合不良問(wèn)題,可以通過(guò)壓舌板平刮水囊與皮膚間隙,顯著(zhù)減少間隙中的氣泡,從而減少25%的沖擊次數。在臨床工作中,可以仿效多尼爾碎石機的做法,常規使用壓舌板平刮來(lái)去除氣泡。品質(zhì)良好的SWL耦合劑應具有以下特點(diǎn):沖擊波衰減系數??;聲阻抗介于皮膚與水囊之間,匹配良好;具有一定粘附力,易于展開(kāi),易于清除;粘滯性適中,潤滑性能良好,使用時(shí)不會(huì )流淌,又易擠出;不污染衣服,干燥后不留痕跡;保濕性適中,不易干燥;外觀(guān)色澤透明,均勻性高,不含氣泡,不含顆粒及雜質(zhì);穩定性好,不變色,不分層,不析出,不變質(zhì),不腐敗,稠度不改變;不刺激皮膚,不腐蝕水囊。另外,涂抹耦合劑的方法也會(huì )影響碎石效果。Neucks使用數字成像技術(shù)研究涂抹耦合劑的最佳方法發(fā)現,最好的技術(shù)是直接從儲存罐中將大量的耦合劑倒在碎石機的水囊膜上,而不是手動(dòng)涂抹。通過(guò)水囊的逐漸充盈過(guò)程使耦合劑擴散,同時(shí)注意到水囊中心部分的耦合作用是最重要的。為解決耦合的問(wèn)題,有研究者正在研發(fā)一次性耦合膜,其作用是:保證水囊與人體之間的良好耦合,以及減少交叉感染。SWL可以產(chǎn)生皮損,即使術(shù)后皮膚表面不滲血,不代表皮膚沒(méi)有損傷。在放大鏡下觀(guān)察可以發(fā)現表皮的損傷性改變。因此一次性耦合膜的研發(fā)具有重要的應用價(jià)值。

 

(四)沖擊頻率過(guò)快

體外、體內實(shí)驗和臨床證據表明,碎石沖擊頻率過(guò)快是導致碎石效率下降的常見(jiàn)原因。我們的體外實(shí)驗測試顯示,碎石效率與沖擊頻率呈反比關(guān)系,每分鐘50次的沖擊頻率比每分鐘90次的沖擊頻率碎石效率高出約一倍。Paterson及其同事在一項實(shí)驗中,使用經(jīng)皮方法將模型石植入豬的腎下極,隨后用電子液壓Dornier HM3裝置分別以每分鐘30次和120次的沖擊頻率,給予20kV 400次的沖擊波。結果顯示,每分鐘30次的結石粉碎率明顯高于每分鐘120次。Pace的一項薈萃分析也顯示,相對于每分鐘120次,頻率為每分鐘60次療效更好,尤其在直徑10mm以上的結石中更為明顯。沖擊頻率對碎石效率的影響機制尚未完全闡明?,F階段的主要觀(guān)點(diǎn)是,隨著(zhù)沖擊頻率的增加,前次沖擊波產(chǎn)生的空化氣泡尚未完全崩解,這些微氣泡形成所謂的“空化顆?;驓馀菰啤?,這種氣泡云可以反射沖擊波并限制空化氣泡的崩潰,從而減弱了后續沖擊波的效率。在低沖擊頻率情況下,結石周?chē)目栈瘹馀莺繙p少,聲阻抗降低。Bailey及其同事在豬模型中也證實(shí)了這種氣泡云的存在。降低沖擊頻率不僅有利于碎石,還可以減少腎臟的損傷。Evan使用Dornier HM3碎石機在豬模型中證實(shí),每分鐘120次的沖擊頻率出現的出血性腎損害為4.7%,而每分鐘30次僅為0.08%。研究小組提出了兩個(gè)機制:首先,較慢的速度有更多的時(shí)間更有效地清除血管內的空化核,從而減少空化泡破裂對血管的影響;其次,如果沖擊波的頻率比組織的松弛時(shí)間快,則腎實(shí)質(zhì)內的應力可以累積,并且可能導致血管損傷。因此,為了優(yōu)化SWL效率并減輕組織損傷,建議將沖擊頻率控制在每分鐘60次以下。

 

 

產(chǎn)品介紹

 


Magna雙波源碎石機

——“蝴蝶形”聚焦區,減少腎臟損傷

● 研究表明,雙波源“蝴蝶形”聚焦區能減少5倍的腎臟損傷,大大縮短治療時(shí)間,減少病人痛苦和并發(fā)癥

● 創(chuàng )新性的電磁波波源效率監控技術(shù),可以明確指示波源的效能狀態(tài),保證手術(shù)時(shí)患者的安全

● 沖擊波發(fā)射與超聲影像同軸技術(shù),可實(shí)時(shí)觀(guān)察沖擊波通路、耦合,消除了聚焦點(diǎn)與靶區的定位誤差