体外冲击波碎石的物理机制及生物效应
超声波体外碎石原理
超声波体外碎石原理
超声波体外碎石，也就是通常所说的体外冲击波碎石，其原理主要是利用超声波的能量将结石击碎。
具体来说，患者平卧或俯卧于碎石机上，通过彩超或X线进行定位，将超声波聚焦在结石上，然后通过超声波的碎石能量将结石击碎。
这个过程中，冲击波的压力效应、空化效应、裂解效应、疲劳效应等都起到了关键作用。
另外，碎石机通过一个带有水的水囊与皮肤接触，冲击波通过水的传导，通过皮肤进入人体。
在碎石之前，会利用B超把结石定位好，使冲击波对准输尿管结石或肾结石。
体外冲击波碎石是治疗泌尿系结石经常采用的一种治疗方法，除此之外，还包括自行排石、药物辅助排石、手术碎石取石等等。
具体如何选择，要根据患者的身体状况、结石的具体情况以及泌尿系统解剖结构是否存在异常等综合考虑。
冲击波碎石的急性和长期的生物学效应（下篇）
冲击波碎石的急性和长期的生物学效应（下篇）06 影响SWL损伤严重程度的因素动物研究表明，SWL造成的的肾损伤取决于冲击波的冲击数量、碎石机的功率设置和SW应用频率。
其中冲击波的冲击数量是重要因素，每当治疗时都应采取措施尽量减少冲击波的冲击数量。
建议将一些SWL损伤后的长期效应与多次碎石后的重复性损伤联系起来。
SW 频率的影响并不很明确。
早期的SWL的操作中就是以极快的频率治疗，以缩短治疗时间。
此后组织效应的评估认为90次SW/min或更高的频率碎石比传统的60-120次SW/min具有更高的组织伤害。
提高SW 频率，空化效应和累积剪切力均会增强，从而加重组织的损伤。
目前关于SWL不良反应的文献，主要是来源于频率为60-120次SW/min 治疗的患者。
最近的研究表明，将SW速率减慢到30次SW/min，具有显着的组织保护作用，并且低频SW治疗可能是是未来SWL的重要策略。
已经确定了一些可能使患者组织损伤风险增加的SWL因素。
由于SW损伤主要是血管创伤，因此凝血障碍患者，可能经历更大的出血风险。
出血素质的患者可以显着降低严重损伤的门槛，并且有报道称一例患者只接受了250次SW后，出现了不可控制的肾脏出血。
应考虑将出血性疾病作为SWL的禁忌症，包括目前应用抗凝剂治疗或服用阿司匹林的患者。
年龄已被证明是SWL后血肿发生和新发高血压的一个因素。
肾脏的大小也会影响损伤程度。
同样剂量下的SWL，幼猪的肾脏表现出比成年猪具有更广泛的损伤病变。
虽然碎石术被认为是儿童结石很好的一种治疗方法，但有证据表明，SWL治疗可能延缓儿童肾脏的生长。
虽然已经证明在肾盂肾炎的猪模型中，SW对组织损伤是显着加重的，但是SWL治疗一些肾脏疾病，是否可以加重损害，对此依然知之甚少。
07 减少SWL损伤的治疗方案与新策略冲击波发射方式是影响SWL损伤的重要因素。
设备的应用类型以及冲击波应用参数影响着结石粉碎的效率以及组织损伤的严重性。
体外冲击波碎石机制及技术的进展
体外冲击波碎石机制及技术的进展体外冲击波碎石（extracorporeal shock-wave lithotripsy,ESWL）自上个世纪80年代进入临床，全球累计应用患者数以亿计，目前已经成为肾和输尿管结石有效治疗主要手段之一。
一，碎石机制进展冲击波包括短时高而窄的正波压，达到峰值（峰压30~100MPa）后紧接着有一个宽而低的负压阶段。
结石粉碎主要依靠击中结石的有效能量。
目前，关于结石粉碎的机制存在很多争论。
1，张力和剪刀力2，碎裂和剥落：该理论认为，结石远侧界面表现为一个声学弱界面，当冲击波在结石内前行传播到达远侧界面时，会被反射回来，由压力波转化为张力波。
张力的强度取决于结石不同层面的声阻抗和表面形状。
尿路结石多为脆性物质，能承受很高的挤压力而经不起张力波的拉伸力，其抗张强度约为抗压强度的1/10.当张力波的强度超过结石的抗张强度时，结石即被拉碎。
通过高速摄影拍摄的半透明结石模型中的压力波图像发现，最大的张力发生在结石远界面的出波位置，该部分1/3的结石发生碎裂，进而出现大块圆帽状碎块剥脱。
3，准静态挤压：1998年，国际著名冲击波学者德国斯图加特大学的Eisenmenger教授提出一种新的碎石理论“准静态挤压（quasistaticsqueezing）”理论，并且通过实验验证了这一理论。
即当冲击波的横向直径≥结石直径并且冲击波峰值压力≤35MPa时，冲击波会包围在结石表面，并且结石外周与结石长轴方向之间产生压力梯度，造成一个环状面压缩或“挤压”，导致受挤压而沿长轴碎裂。
并且有数据表明，冲击波正性压力（P）仅仅需要10~30MPa的低压水平，就已足够大于结石粉碎的临界压力值。
在这种大焦斑、低压力冲击波的作用下，结石内不管是平行还是垂直于冲击波前进方向均会产生小裂缝并逐步沿结石长轴融合、增大成一个碎裂平面，导致结石沿长轴一分为二碎裂。
这不同于以往窄焦斑、高压力冲击波使结石表面产生“弹坑斑”将结石击碎的原理。
体外冲击波碎石的原理
体外冲击波碎石的原理
体外冲击波碎石是一种以冲击波能量破碎结石的治疗方法，常用于治疗尿路结石等疾病。
其原理可概括为以下几点：
1. 震波传导：体外冲击波通过应用器将机械能转化为冲击波能量，然后将能量传导到体内。
器械上的负压冲击波产生器产生高压气体冲击波并将其传输到特定的处理点。
2. 穿透力：冲击波碎石治疗器械产生的冲击波具有较高的能量和穿透力。
冲击波能够穿透皮肤、腹壁、肠道等组织，将其转化为结石内部的机械能。
3. 能量传递：冲击波能量传递到结石上时，会产生高度的动能和压力，从而产生局部瞬时性压力梯度。
这种压力梯度会导致结石发生内部裂纹和断裂。
4. 破碎效果：冲击波能够将结石内的较大颗粒直接破碎，或者引起结石内部的微小裂缝，并通过连续多次冲击使其完全破碎。
5. 清除排出：经过碎石处理后，结石碎片会变得较小，容易通过尿路系统自然排出。
总的来说，体外冲击波碎石的原理是通过将机械能转化为冲击波能量，利用冲击波的穿透力和能量传递，将结石破碎为较小的碎片，最终达到排石的效果。
体外冲击波治疗
体外冲击波治疗体外冲击波（Extracorporeal Shockwave Therapy，简称ESWT）是一种非侵入性的治疗方法，常用于治疗肌肉骨骼系统疾病和软组织损伤。
它利用高能量冲击波在体外产生的机械作用和化学效应，促进组织的修复和再生，从而达到治疗效果。
ESWT起源于20世纪80年代，最初被应用于肾结石碎石术中。
后来，人们发现冲击波还具有其他治疗作用，于是将其用于肌肉骨骼系统疾病的治疗。
至今，ESWT已被广泛应用于治疗肌肉骨骼系统疾病，如跟腱炎、滑膜炎、肌肉肌腱损伤等。
体外冲击波治疗的机制有以下几个方面：首先，冲击波会产生机械作用，通过刺激细胞内胞浆和细胞外基质之间的相互作用，促进细胞内信号传导，从而引发一系列生物学反应。
其次，冲击波还能促进血管新生，增加局部血液循环，提高组织的氧合和营养供应，促进组织修复和再生。
此外，冲击波还可以抑制病理信号通路的活化，减轻炎症反应，缓解疼痛。
对于体外冲击波治疗的操作，通常由专业医生进行。
治疗前，医生会对患者进行详细询问和身体检查，以了解病情和制定个性化治疗方案。
治疗时，医生会将特制的设备放置于患者的患处，并通过调节设备的参数，产生合适的冲击波，对患处进行治疗。
治疗的时间和次数通常根据患者的情况而定，一般为15-30分钟，每周1-2次，连续3-6周。
体外冲击波治疗的优势在于其非侵入性、广泛适用性和疗效稳定性。
相比于手术疗法，ESWT无需切开患处，减少了手术风险和恢复时间。
同时，ESWT对多种肌肉骨骼系统疾病均有效，如跟腱炎、髌骨软化症、肌肉拉伤等。
此外，ESWT具有较高的疗效稳定性，很少出现治疗失败和复发的情况。
尽管体外冲击波治疗的疗效已经被广泛证实，但仍存在一些禁忌症。
例如，孕妇、出血倾向性疾病患者、感染性疾病患者以及心脏和肺部疾病患者等不适合接受体外冲击波治疗。
此外，ESWT在治疗过程中可能会引发一些不良反应，如疼痛、淤血等，但这些不良反应多数为暂时性和可控制的。
体外冲击波原理及作用碎石
体外冲击波碎石的原理是通过将液电、压电、超声和电磁波等能量汇聚到一个焦点上，打击结石，从而实现不开刀治疗肾结石和其它结石的目的。
具体来说，冲击波碎石机主要是通过高压电、大电流、瞬间直流电等产生高能冲击波，再利用特殊的反射体将冲击波聚焦在结石上发挥作用。
由于冲击波在机体正常组织和结石中传播时阻抗不同，在遇到结石时能够产生一定的压力，对结石进行破坏，而在其离开结石的时候，因为阻抗不同又会反转至结石产生拉力。
通过这种反复的轰击，使解释表面逐渐剥脱破碎，将机体不能自行排出的大结石破碎为能够自行排出的小碎块或粉末而排出体外达到治疗效果。
体外冲击波碎石几乎用于治疗全部的肾结石和其他一些类型的结石，也包括非常复杂的鹿角形肾结石。
然而，随着体外冲击波碎石技术的不断应用，也发现了它的一些不足之处，比如它会引起一系列的并发症，像常见的有肾被膜下的血肿、肾破裂、肾萎缩、输尿管石街的形成等。
以上内容仅供参考，如需获取更具体的信息，建议查阅相关文献或咨询专业医生。
体外冲击波碎石的物理机制及生物效应
比较的目的是确定 最优化的参数 (optimized)
可客观测量供比较的参数 :
• 上升时间 • 正峰值压力 • 付峰值压力 • 脉冲宽度 • 频谱 • 焦区尺寸 • 每脉冲的能量 (accoustic energy)
不同上升时间冲击波在组织中 的传递影响
震波源的能量支持系统:
体外冲击波碎石,属于高能,高压在治疗上的应用,无论从产 品的性能及质量控制,亦或从临床的操作应用等诸方面,都有 着严格的要求
研究体外冲击波碎石的物理机制和生物效应,对于技术的进步 及有效安全的治疗,有着重要的意义
体外冲击波碎石的物理机制
• Spall(碎裂和剥离) • Cavitation(空化效应) • Squeezing (挤压作用) • Superfocusing(超聚焦) • Fatigue(疲劳) • Layer separation(层分离)
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12、人乱于心，不宽余请。23:10:4823 :10:482 3:10Friday , July 30, 2021
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空化效应微泡产生率和 脉冲间隔之间的关系
空化效应微泡产生率和 能级及频率之间的关系
Cavitation Bubbles vs Pules Time interval
120
100
2nd shot
80
60 40 1st shot
体外冲击波碎石原理
体外冲击波碎石原理体外冲击波碎石（ESWL）是一种非侵入性的治疗方法，它通过使用声波来粉碎结石，以便人体可以更容易地排出。
ESWL广泛用于治疗尿路结石，包括肾结石、输尿管结石和膀胱结石。
下面将详细介绍ESWL的原理及其应用。
ESWL基本原理是利用高能短脉冲型声波产生的机械、液压和热效应来分解结石。
声波发生器产生的脉冲波导致压电换能器产生高能脉冲声波，然后通过患者身体传递到结石部位。
声波能量的传递使得芯片上的压电晶体振动，从而在水中产生了许多有机械能的气泡。
这些气泡会在声波作用下迅速扩大和收缩，形成激波，并在该过程中释放出能量。
声波传输到结石处时，它会引起液体中的腔体扩大和收缩。
这种腔体变化会在结石表面产生不稳定的气泡群，导致结石表面受到巨大的高频、低幅度的作用力。
这种作用力会导致结石的劈裂和破碎。
由于结石的脆性，当其受到这种高能声波的冲击时，结石会被粉碎成更小的颗粒。
ESWL还具有液压和热效应。
液压效应指的是声波的液压作用力能够增强液体内的溶解气体的溶解度，从而提高结石表面气泡的数量，使其更易于破碎。
热效应是指在声波的作用下，由于液体中的相对运动和高能迅速释放，会产生一定的热量。
这种热效应对局部组织也有一定的影响，可以促进血液循环和代谢的改善。
在实际操作中，ESWL需要在X射线、超声或其他成像设备下进行。
这些设备可以帮助医生准确定位结石并调整声波的位置。
然后，患者会被要求躺在治疗床上，其背部会与压电换能器的小盆区域及结石对准。
随后，医生会通过调整治疗头的位置和声波的强度来处理结石。
ESWL具有许多优点。
首先，它是一种非侵入性的治疗方法，不需要手术或切口。
其次，ESWL对患者的创伤较小，康复期较短，并且可以在局部麻醉或全身麻醉下进行。
此外，ESWL适用于多种结石的治疗，无论结石大小、数量或位置如何。
然而，ESWL也存在一些限制。
首先，ESWL并非所有结石的首选治疗方法。
特别是对于较大或位于特定位置的结石，ESWL可能无法有效分解破碎。
体外冲击波碎石原理
体外冲击波碎石原理 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998体外冲击波碎石原理体外冲击波碎石是利用冲击波在组织和结石两种声阻抗不同的传播介质的界面产生压应力（结石前界面）和拉应力（结石后界面），使结石从表面逐渐剥脱破碎，将不能自行排出的大结石破碎成能够自行排出的碎块，然后随尿液通过泌尿系的管腔系统排出体外的一种治疗泌尿系结石的方法。
冲击波的发生是通过高压电、大电流、瞬间直流放电来实现的。
瞬间放电时放电通道急剧膨胀在水介质中形成的压力脉搏冲称为冲击波，利用特殊的反射体将冲击波聚焦，可使焦点处的能量增大200～300倍，将结石置于该处便可达到击碎结石的目的。
目前所用体外冲击波碎石机都附有X线或超声定位装置，通过移动病人可达到定位的目的。
冲击波的传播特性接近于声波，各种不同介质由于其密度不同，声阻抗有很大差异。
水的声阻抗比空气大的多，所以水中的冲击波在水与空气的界面上几乎完全反射。
人体组织含水量较多，声阻抗接近于水，所以水中冲击波传入人体时几乎没有反射，能量损耗少，这就是为什么体外冲击波碎石时人体需完全浸泡于水中或利用水囊作为传播介质的道理，这样既可以减少能量损耗，也避免了冲击波在通过人体与空气界面时对人体的损伤。
由于结石的声阻抗为水的5～10倍，所以冲击波在组织与结石界面也会有反射，同时由于声阻抗不同产生应力使结石裂碎。
体外震波碎石机的主要类型，按体外冲击波发生器不同分为三种类型：①液电冲击波；②电磁冲击波，应用电磁脉冲发生器的工作原理碎石；③压电冲击波，是利用反压电效应的原理碎石。
ESWL治疗泌尿系统结石可免去麻醉，定位方便，损伤小，见效快，减少了患者的恐惧和疼痛。
一、原理：单脉冲击波碎石原理：冲击波是一种在空气中或水中的一小空间内能量突然释放而产生的高能量压力波。
碎石机内部是在一个半椭球反射体内水下快速高压火花放电产生冲击波，经反射体聚焦并通过水进行传播。
体外冲击波的物理机制
体外冲击波的物理机制
体外冲击波是一种通过物理学机制介质（空气或气体）传导的机械性脉冲压强波。
其设备将气动产生的脉冲声波转换成精确的弹道式冲击波，通过治疗探头的定位和移动，可以对疼痛发生较广泛的人体组织产生良好的治疗效果。
体外冲击波主要通过以下3种物理学效应来产生：
- 电液压效应：利用在水中放置的两根电极，通过高压电迅速释放使电极附近的水迅速气化，压力和温度急剧升高，引起电极周围的水随着这种突发冲击波向外推动产生能量。
- 电磁效应：让高能量脉冲式电流经过盘状线圈时产生电磁场，通过逆感应作用在绝缘膜处产生排斥性磁场，电磁能量遇到绝缘膜后折射到水囊中产生平面冲击波，再由凹透声镜将冲击波聚焦并导入需要治疗的局部区域。
- 压电效应：利用压电陶瓷体的压电效应转变为机械效应所产生的逆压电效应。
体外冲击波碎石术(sun)
体外冲击波碎石术体外冲击波碎石（Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy ESWL）是利用体外产生的冲击波聚焦于体内的结石使之粉碎，继而将其排出体外达到治疗目的治疗方法。
由于ESWL属多尼尔公司的专有用词，目前国际上已通用Shockwave Lithotripsy （SWL）。
一、冲击波碎石设备与原理(一）冲击波碎石机设备的主要部件：冲击波碎石机的核心部件是冲击波源和定位系统。
1.冲击波源：冲击波波源产生聚焦冲击波。
商品化冲击波源共有三种：液电式、电磁式和压电式。
液电式波源是利用水中放电原理产生冲击波，由电能直接转变成机械能；液电式冲击波源原理简单，实现容易，爆发力强，冲击波形成充分，较易导致结石的破碎。
缺点是：①焦点易发生漂移；②冲击波的各波之间的均一性差；③在SWL过程中，随着电极间隙逐渐扩大，明显影响焦区的几何形状。
电磁式波源是电能先转变成磁能，再从磁能转化成冲击波；其优点是①冲击波的焦点不会发生漂移，对器官和组织损伤较轻；②冲击波源的工作寿命大为提高，无更换电极之烦。
电磁式冲击波的能量介于液电式和压电式之间。
该波源的损耗成本相对降低，操作及维护更为方便。
压电式波源是将压电元件置于一特定曲面，聚焦冲击波，达到碎石的目的。
此波源能量及焦点控制是最为理想的、具有较高的安全系数。
皮肤入射点的能量密度极低，很少引起痛感或不适。
缺点是能量较低，因而碎石效率较低，临床复震率较高。
2.定位系统：通过影像技术将结石定位于冲击波的焦区。
定位系统包括X光定位、B超定位和X光/B超双定位。
X光定位系统的最大优点是能够透视整个泌尿系统的含钙结石，其定位和跟踪方法易于掌握。
缺点是潜在的X光辐射性损伤，不能定位X 光透光性结石。
B超定位的最大优点是可检测出“阴性”尿结石，可以全程实时监控，而且无X光辐射性损伤。
但由于超声诊断技术较难掌握，泌尿外科医师熟悉和掌握B超二维图像的切割方法通常需要一个过程。
冲击波碎石的原理
冲击波碎石的原理冲击波碎石，也称为体外冲击波碎石术（Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy，简称ESWL），是一种广泛应用于治疗泌尿系统结石的非侵入性方法。
该技术在过去的几十年里取得了显著的进步，成为了许多患者首选的治疗方法。
下面将详细介绍冲击波碎石的原理。
一、冲击波的产生与聚焦冲击波碎石的基本原理是利用体外产生的冲击波对体内的结石进行粉碎。
这些冲击波通常是由高电压、大电容的设备在水中电极间瞬间放电产生的。
当电流通过水时，会在极短的时间内产生高压和高温，从而形成冲击波。
这些冲击波经过反射和聚焦后，能够集中在结石上，产生巨大的能量。
二、冲击波与结石的相互作用当冲击波聚焦于结石时，结石会受到强烈的压力和张力作用。
这种力量足以使结石内部产生裂纹，并逐渐将其粉碎成细小的颗粒。
结石的粉碎程度取决于冲击波的强度、结石的大小和成分，以及结石在体内的位置。
三、冲击波碎石的优势冲击波碎石相比传统的手术方法具有许多优势。
首先，它是一种非侵入性的治疗方法，不需要切开患者的身体，因此术后恢复时间较短。
其次，冲击波碎石可以精确地定位结石，并对其进行有针对性的治疗。
此外，该方法对周围组织的损伤较小，减少了并发症的风险。
四、适应症与禁忌症冲击波碎石主要用于治疗直径小于2厘米的肾结石和输尿管结石。
然而，并非所有患者都适合接受冲击波碎石治疗。
例如，患有严重心脏病、高血压、出血性疾病的患者，以及孕妇和术后康复者，可能不适合接受这种治疗。
五、治疗过程与注意事项在进行冲击波碎石治疗时，患者通常需要躺在治疗床上，医生会根据结石的位置和大小调整冲击波的聚焦点和能量。
治疗过程中，患者可能会感到一些不适，如腰部疼痛或恶心，但这些症状通常会很快消失。
治疗后，患者需要定期接受复查，以确保结石已经完全排出。
六、并发症与风险管理虽然冲击波碎石是一种相对安全的治疗方法，但仍存在一定的并发症风险。
常见的并发症包括皮肤灼伤、血尿、肾周积液等。
冲击波碎石的急性和长期的生物学效应(完整版)
冲击波碎石的急性和长期的生物学效应（完整版）冲击波碎石术（SWL）已被证明是一种非常有效治疗肾结石的方法，可以用来治疗多种类型的结石。
而正是因为冲击波碎石术是一种非侵入性的治疗方法，自上世纪八十年代以来，SWL一直深受临床的欢迎。
尽管如此，SWL也可引起肾脏和周围器官的血管及组织损伤。
SW急性损伤，有时会引起非常严重的后果，导致肾瘢痕形成，可伴有肾功能永久性丧失，并且可能与潜在的严重长期不良反应有关。
一项回顾性研究认为碎石术可能会引起骨质疏松症。
此外，更多研究关注SWL与糖尿病及高血压发生发展的关系。
因此，需要认识冲击波对机体的生物学效应，冲击波对机体产生损伤的物理学机理，需要研究如何减少或预防冲击波对组织的损伤。
01 SWL的优势与局限冲击波碎石术是指在体外应用发生器产生高能声脉冲（冲击波）将体内肾和输尿管结石击碎的方法。
因此，SWL是唯一的非侵入性的泌尿系结石治疗方法。
在SWL应用的最初几年内，SWL被认为可以处理任何解剖位置的结石，处理几乎任何成分的结石。
但随着冲击波碎石术在泌尿系结石方面的进一步应用，泌尿外科医生很快发现SWL在治疗泌尿系结石方面的能力有限。
有时SWL碎石的效果太好，由于输尿管排除结石的能力有限，可能会发生碎片在输尿管的梗阻。
现今，SWL应用于并不复杂的孤立性结石或负荷小于2厘米的上尿路结石。
并非所有矿物质类型结石对SW有较好的反应。
一水草酸钙结石，磷酸氢钙结石和胱氨酸结石对SW就有较高的阻抗性。
值得注意的是SW后的结石碎片的残留，在许多情况下残留碎片可能会成为新结石产生的源头。
与输尿管镜、经皮肾造瘘术等侵入性治疗相比，SWL的清石率较低，结石的复发率更高。
尽管如此，SWL仍然是非常有效的结石治疗方法，是非侵入性治疗，并且通常可以在门诊治疗，超过70％的无并发症的上段结石首选SWL治疗。
02 冲击波和碎石机尽管不同碎石机产生冲击波的原理不同（如电磁式EML，液电EH火花塞式，压电式等），但它们产生的声脉冲却非常相似。
体外震波碎石原理
体外震波碎石原理
体外震波碎石原理是一种利用超声波振动碎石器将结石或者结晶体碎石成小颗粒，进而清除尿路结石的方法。
其原理主要涉及超声波的振动效应、穿透力和碎石能力。
首先，超声波的振动效应是体外震波碎石的基础。
超声波在介质中传播时产生交变的压力波，这种交变的压力波会使介质中的分子发生振动。
当超声波频率达到一定数值时，分子之间的相互作用力会使分子分离开来，形成小爆炸，从而产生微小的坚果麻石颗粒。
超声波的高频振动效应对结石有较强的打击能力，可以有效地将结石震碎。
其次，超声波的穿透力是体外震波碎石的关键。
超声波的穿透力与频率有关，频率越高，穿透力越强。
体外震波碎石器通过超声波震动结石，直接作用结石的表面，产生冲击力。
当超声波振动能量足够大时，可以将结石层层剥离，使其破碎成小颗粒，更容易排出体外。
最后，超声波的碎石能力是体外震波碎石的关键。
碎石能力取决于超声波的功率密度和聚焦效果。
超声波的功率密度越大，碎石效果越好。
同时，超声波在发射时可以通过聚焦技术进行集中，从而使超声波在结石上的作用更强，碎石效果更明显。
综上所述，体外震波碎石原理是利用超声波的振动效应、穿透力和碎石能力，通
过产生超声波的高频震动，直接作用于结石表面，从而将结石震碎为小颗粒，以清除尿路结石。
这种技术通过非侵入性的方法，避免了传统手术的一些风险和不适感，大大提高了患者的治疗体验。
然而，体外震波碎石并非适用于所有类型的结石，不同类型的结石对超声波有不同的敏感程度，因此在应用过程中还需要根据患者的具体情况进行选择和调整。
通许中医院体外冲击波碎石术
体外冲击波碎石的概述
体外冲击波碎石是目前治疗泌尿系结 石的重要方法之一，特别是对小于2厘 米的肾盂结石、输尿管结石、膀胱结 石，体外冲击波是首先的治疗方法， 作为一种手术，术后护理极其重要， 如果护理得好，在很大程度上可以提 高治愈率，加快愈合。
体外冲击波碎的术前护理
治疗人员应耐心向患者解释碎石原理， 争取患者的配合，向其说明碎石是一 种小手术，对人体伤害不大，相对于 手术取石来说风险较小，以减轻患者 的紧张、恐惧心理。术前完善相关检 查（如：三大常规、肝肾功、心肺功 能等），已明确患者是否存在碎石禁 忌症，了解泌尿系统情况（如：B超、 腹部平片、静脉肾盂造影等），已确 定结石的部位、大小、数量等。
及时解除梗阻，并给予止痛药物缓解 疼痛。对于肾下极的结石，结石碎屑 排出较困难，应指导患者做头低脚高 的运动，每日数次并轻拍腰部，借助 结石重力促进结石进入肾盂、输尿管， 以利于结石排出。因此术后要真确指 导患者活动，根据患者的年龄、性别 结石排出情况来决定活动量，
体外冲击波碎石的术后护理
循序渐进切、勿操之过急，以避免增加 患者不必要的痛苦，同时影响碎石的 效果。
体外冲击波碎石的术后护理
三、疼痛：结石排出过程中部分患者 会出现腰胀、腰痛、尿痛现象，轻者 一般不必处理。对于持续性疼痛着可 给予解痉剂（如：654-2等）。
体外冲击波碎石的术后护理
四、血尿：体外冲击波碎石术后，几
乎所有的患者都会出现不同程度的血
尿，以肾结石多见，血尿的产生实在 随时过程中结石与周围组织摩擦引起
体外冲击波碎的术前护理
不用解痉药物，禁食水，以避免肠管 积气而影响术中定位的准确性，影响 碎石的效果。
五、体外冲击波碎石的术中护理
首先告诉患者碎石的过程中不要随便更 换体位，避免定位不准确，造成随时不 理想，同时向患者说明碎石时有较响放 鞭炮声音，必要时在治疗前请患者试听 此声音，以避免患者因紧张、恐惧而移 动体位。在随时过程中应密切观察患者 生命体征变化，评估患者的身心状态， 确定需求，及时的给予相应的护理措施。
体外冲击波碎石术(sun)
体外冲击波碎石术体外冲击波碎石（Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy ESWL）是利用体外产生的冲击波聚焦于体内的结石使之粉碎，继而将其排出体外达到治疗目的治疗方法。
由于ESWL属多尼尔公司的专有用词，目前国际上已通用Shockwave Lithotripsy （SWL）。
一、冲击波碎石设备与原理(一）冲击波碎石机设备的主要部件：冲击波碎石机的核心部件是冲击波源和定位系统。
1.冲击波源：冲击波波源产生聚焦冲击波。
商品化冲击波源共有三种：液电式、电磁式和压电式。
液电式波源是利用水中放电原理产生冲击波，由电能直接转变成机械能；液电式冲击波源原理简单，实现容易，爆发力强，冲击波形成充分，较易导致结石的破碎。
缺点是：①焦点易发生漂移；②冲击波的各波之间的均一性差；③在SWL过程中，随着电极间隙逐渐扩大，明显影响焦区的几何形状。
电磁式波源是电能先转变成磁能，再从磁能转化成冲击波；其优点是①冲击波的焦点不会发生漂移，对器官和组织损伤较轻；②冲击波源的工作寿命大为提高，无更换电极之烦。
电磁式冲击波的能量介于液电式和压电式之间。
该波源的损耗成本相对降低，操作及维护更为方便。
压电式波源是将压电元件置于一特定曲面，聚焦冲击波，达到碎石的目的。
此波源能量及焦点控制是最为理想的、具有较高的安全系数。
皮肤入射点的能量密度极低，很少引起痛感或不适。
缺点是能量较低，因而碎石效率较低，临床复震率较高。
2.定位系统：通过影像技术将结石定位于冲击波的焦区。
定位系统包括X光定位、B超定位和X光/B超双定位。
X光定位系统的最大优点是能够透视整个泌尿系统的含钙结石，其定位和跟踪方法易于掌握。
缺点是潜在的X光辐射性损伤，不能定位X 光透光性结石。
B超定位的最大优点是可检测出“阴性”尿结石，可以全程实时监控，而且无X光辐射性损伤。
但由于超声诊断技术较难掌握，泌尿外科医师熟悉和掌握B超二维图像的切割方法通常需要一个过程。
体外冲击波碎石 原理
体外冲击波碎石原理体外冲击波碎石（Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy，简称ESWL）是一种非侵入性的治疗尿路结石的方法。
它利用高能量冲击波通过人体外部作用于结石，使结石产生应力波，从而达到碎石的效果。
该技术自1980年代开始应用于临床，成为尿路结石治疗的首选方法之一。
体外冲击波碎石的原理主要是利用压电效应和焦点聚集原理。
在ESWL治疗中，一台体外冲击波碎石仪器会产生一系列高能量冲击波。
这些冲击波通过水介质传递到患者体内，然后集中在尿路结石上。
冲击波的产生是通过电压作用于压电晶体上，使晶体振动，从而产生冲击波。
冲击波在传递过程中会逐渐聚焦，形成一个高能量密集区，这个区域被称为焦点。
当冲击波达到结石时，焦点对结石产生的压力较大，使结石受到冲击而发生机械破碎。
结石的碎片随后通过尿液排出体外。
体外冲击波碎石的治疗原理并不复杂，但在实际应用中需要考虑多个因素。
首先，冲击波的能量和频率需要根据患者的具体情况进行调整。
能量过低可能无法有效碎石，而过高则可能对患者造成伤害。
其次，冲击波的聚焦点需要准确对准结石，否则可能对周围组织造成损伤。
此外，冲击波的传导介质也需要选择合适的水介质，以确保冲击波的传导效果。
体外冲击波碎石已经成为尿路结石治疗的重要手段，其优势在于非侵入性、恢复快、疗效显著等特点。
然而，该技术也存在一些限制。
首先，结石的位置、大小和组成对治疗效果有一定影响，有些结石可能需要多次治疗才能完全碎石。
其次，ESWL对于某些特殊类型的结石，如囊壁结石和透明结石，治疗效果并不理想。
此外，ESWL也存在一定的并发症风险，如出血、感染和肾损伤等。
总的来说，体外冲击波碎石是一种安全有效的尿路结石治疗方法。
通过利用冲击波的机械破碎作用，可以将结石碎片排出体外，从而达到治疗的目的。
然而，在应用该技术时需要严格掌握治疗原理和操作技巧，以确保治疗效果和患者安全。
同时，我们也期待随着科技的进步，体外冲击波碎石技术能够进一步改进和完善，为尿路结石患者提供更好的治疗选择。
冲击波碎石原理
冲击波碎石原理冲击波碎石是一种常见的破碎岩石的方法，它利用了冲击波的能量来破坏岩石的结构，从而实现破碎的目的。
冲击波碎石原理是基于物理学和工程学的原理，通过对岩石的冲击来产生裂纹和破碎，从而达到破碎岩石的效果。
本文将从冲击波的产生、传播和作用机理等方面来介绍冲击波碎石的原理。
冲击波的产生是冲击波碎石的基础，它可以通过不同的方式来产生，比如爆炸、压缩空气、电火花等。
其中，爆炸是最常见的产生冲击波的方式，通过炸药或者其他爆炸物的爆炸来产生高压气体，从而形成冲击波。
冲击波产生后，会以高速传播到岩石表面，产生巨大的压力和能量，从而对岩石产生破坏作用。
冲击波的传播是冲击波碎石的关键环节，它需要通过介质来传播。
一般情况下，冲击波是通过固体、液体或气体介质来传播的，而在冲击波传播的过程中，会产生压力波、剪切波等不同类型的波动。
这些波动会在岩石内部产生应力和变形，从而导致岩石的破坏和破碎。
冲击波的作用机理是冲击波碎石的核心内容，它涉及到岩石的物理性质和结构特点。
在冲击波作用下，岩石会受到巨大的压力和应力，从而产生裂纹和破碎。
而岩石的物理性质和结构特点会影响冲击波的传播和作用效果，比如岩石的硬度、密度、裂纹分布等因素都会对冲击波的作用产生影响。
综上所述，冲击波碎石原理是基于冲击波的产生、传播和作用机理来实现对岩石的破碎。
通过对冲击波的控制和调节，可以实现对不同类型岩石的精确破碎，从而满足工程和科研的需要。
冲击波碎石技术在矿山开采、隧道工程、地质勘探等领域有着广泛的应用前景，对于提高工作效率和降低成本具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解冲击波碎石原理，为相关领域的工作提供参考和借鉴。
体外冲击波波碎石 原理
体外冲击波波碎石原理
体外冲击波波碎石是一种常用的非侵入性治疗方法，用于治疗尿路结石等疾病。
其原理是利用高能量冲击波通过体外设备传导到患者体内，产生机械性作用将结石破碎，使其变成小颗粒，从而便于排出体外。
体外冲击波波碎石的主要设备是体外冲击波波碎机。
该设备通过电脑控制和调
节冲击波的强度、频率和位置，使冲击波准确地传导到患者特定部位。
冲击波产生了高强度的机械冲击力，将其集中在结石上，使结石发生裂解和破碎。
冲击波波碎石的原理基于压电效应和空气冲击波效应。
设备中的压电晶体接收
电能并通过水传递给患者体内的结石，转化为机械能。
当机械能集中在结石上时，其会受到强烈的压力和拉力作用，导致结石内部的应力超过其抗压强度，从而发生破碎。
冲击波波碎石的作用也与空气冲击波相关。
在冲击波作用下，液体中的气泡会
瞬间形成和扩张，随后迅速坍塌，造成局部的冲击力，加大了结石破碎的效果。
需要注意的是，体外冲击波波碎石在应用过程中需要准确控制冲击波的强度和
频率，以避免对正常组织产生不必要的损伤。
因此，在治疗前需要进行详细的检查和评估，确定适用的治疗参数。
总体而言，体外冲击波波碎石是一种有效、无创、非侵入性的治疗方法，对于
小型尿路结石的治疗效果良好。
然而，对于大型和复杂的结石，可能需要其他治疗方法或手术干预来达到更好的治疗效果。
因此，在选择治疗方案时应根据患者具体情况和医生建议进行决策。
冲击波体外碎石原理
冲击波体外碎石原理引言：冲击波体外碎石（Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy，简称ESWL）是一种非侵入性的治疗尿路结石的方法。
本文将介绍冲击波体外碎石的原理及其应用。
一、冲击波体外碎石的原理冲击波体外碎石利用高能冲击波作用于体外的结石，将结石击碎为小颗粒，以便于排出体外。
其原理主要包括以下几个方面。
1. 冲击波产生冲击波产生的关键是压电晶体的作用。
通过施加电压，压电晶体在短时间内发生形变，释放出高能量的冲击波。
这些冲击波经过聚焦后，可以精确地瞄准结石。
2. 冲击波传导冲击波在传导过程中，需要通过体外组织的传导介质，如水或凝胶。
这些传导介质能够将冲击波准确地传递到结石所在的位置，使其受到冲击波的作用。
3. 冲击波作用冲击波作用于结石时，产生的高能量会使结石内部产生应力波，从而破坏结石的结构。
结石在冲击波的作用下，会发生碎裂、破碎的现象。
这些碎片会变得更小，以致于可以通过尿路排出。
二、冲击波体外碎石的应用冲击波体外碎石技术是目前治疗尿路结石的常用方法之一。
其适用于直径小于2厘米，且位置较浅的结石。
下面将介绍冲击波体外碎石在尿路结石治疗中的应用。
1. 结石定位冲击波体外碎石治疗前需要准确地定位结石的位置。
通常通过X射线、超声波或CT等影像学技术进行定位。
医生可以根据结石的位置和大小，来确定冲击波的照射位置和能量。
2. 疼痛控制冲击波体外碎石治疗过程中，患者可能会感到一定程度的疼痛。
为了减轻疼痛，医生会在治疗前给患者麻醉。
常见的麻醉方式包括局部麻醉和全身麻醉。
3. 碎石效果评估冲击波体外碎石治疗后，医生会进行碎石效果评估。
通常通过X射线或超声波等影像学技术来观察结石的情况。
如果结石完全破碎，患者可以通过尿液排出碎片。
4. 并发症预防冲击波体外碎石治疗可能会导致一些并发症，如肾盂炎、出血等。
为了预防并发症的发生，医生会根据患者的具体情况进行监测和处理。
总结：冲击波体外碎石是一种有效的治疗尿路结石的方法。
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(ESWL,Extracorporeal Shockwave Lithotripsy)
的
物理机制
及
生物效应
二十多年来,体外冲击波碎石术提供了一种有效的非侵入的 结石治疗手段,数以百万计的患者得到了治疗
(注意: 这里我们用了’非侵入’而不是’无创’ —Non-invasive ≠ 无创)
典型的冲击波参数:
• 正向压力 30—100 Mpa
• 脉冲宽度 < 1uS • 负向压力 3—10 MPa • 脉冲宽度 ~ 4--5uS • 上升沿 < 0.1uS
*直接效应 : 反射;传输和 Hopkins 效应
*Cavitation (空化): 泡破裂,喷射及水锤作用 *力辐射
碎石过程示意
Cavitation (空化效应)的产生和作用过程示意 * Cavitaion 随能级和频率的增加而加强
冲击波参数,意义及重要程度
体外冲击波碎石的生物效应 及可能产生的严重副作用
• 可逆及不可逆的细胞作用 • 可逆及不可逆的微血管作用 • 可逆及不可逆的其他组织作用
• 肾和输尿管的急性和慢性损伤
---事实上,所有碎石机制,都可能形成损伤,所以能量剂量, 及焦点的准确性是十分重要的因数
*** 因此,正确的仪器参数的设计和选择, 正确的治疗方案 的设计和选择,对冲击波体外碎石有着及其重要的意义
No. of Cavitation Bubbles [rel. units]
No.of cavitation bubbles [r e l.units ]
正由于这种杰出有效性及技术的进步,使得人们几乎忘记了 体外冲击波碎石术和其他任何治疗手段一样,有着适应症, 禁忌范围,及可能产生付作用,如不加以注意,有可能产生严 重的后果
体外冲击波碎石,属于高能,高压在治疗上的应用,无论从产 品的性能及质量控制,亦或从临床的操作应用等诸方面,都有 着严格的要求
研究体外冲击波碎石的物理机制和生物效应,对于技术的进步 及有效安全的治疗,有着重要的意义
•
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年12 月17日 星期四7 时39分 26秒T hursday , December 17, 2020
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相信相信得力量。20.12.172020年12月 17日星 期四7 时39分2 6秒20. 12.17
谢谢大家！
•
生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热 爱。20. 12.1720 .12.17 Thursday , December 17, 2020
体外冲击波碎石的物理机制
• Spall(碎裂和剥离) • Cavitation(空化效应) • Squeezing (挤压作用) • Superfocusing(超聚焦) • Fatigue(疲劳) • Layer separation(层分离)
声波和冲击波
声波是一种通过介质传播的机械波
声压力脉冲是一种脉宽很短的声波,当这种压力脉冲在极短的时间 (上升时间<100nS)内达到极大的压力峰值(30-100MPa),就被称为冲击波
Cavitation Bubbles vs Energy Level and Frequency
100
80
2.0
60
1.5
40
1.0
20
0.5
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Acoustic Pulse Energy[mJ]
空化效应微泡产生率和 脉冲间隔之间的关系
空化效应微泡产生率和 能级及频率之间的关系
谢谢大家！
Cavitation Bubbles vs Pules Time interval
120
100
2nd shot
80
60 40 1st shot
120shot/min 60shot/min
20
0
500
1000
1500
2000
Tim e betw een 1st and 2nd SW pules [m s]
有效性及安全性
• 多功能系统 • 使用的方便性 • 经济性
经济性的考量
震波源的原理及参数 :
电极放电式(液电式): 电极的形状和距离,甚至材料 电磁式:电磁线圈及膜片的参数及材料
输出的可比较参数 :
参数决定了治疗剂量, 没有剂量的治疗是不 可想象和不可接受的
FDA 及 IEC61846 的要求
比较的目的是确定 最优化的参数 (optimized)
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 2月17 日星期 四上午7 时39分 26秒07 :39:262 0.12.17
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12月 上午7时 39分20 .12.170 7:39De cember 17, 2020
可客观测量供比较的参数 :
• 上升时间 • 正峰值压力 • 付峰值压力 • 脉冲宽度 • 频谱 • 焦区尺寸 • 每脉冲的能量 (accoustic energy)
不同上升时间冲击波在组织中 的传递影响
震波源的能量支持系统:
• 去气 : 增加能量耦合,减少Cavitation(空化效应) -- 提高碎石效率,减少损伤
损伤机制
• Cavitation • Non-cavitation force(such as shear stress) • Energy: over-dosage/low energy accumulated • Pressure Damage,
especially-- non-focusin确保工程建设质 量。07:39:2607 :39:260 7:39Th ursday , December 17, 2020
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 1720.1 2.1707:39:2607 :39:26 December 17, 2020
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年12月17 日上午7 时39分 20.12.1 720.12. 17
能量剂量及能级
总能量的定义 Etot (12mm) = 冲击波次数( n ) x 单次冲击波能量(E12)
• 能量剂量 肾结石 每次治疗的总能量 180—220J 重复治疗间隔 1-2 周
输尿管结石 每次治疗的总能量 200—320J 依不同位置,不同大小而定 重复治疗间隔 1-2 周
• 治疗频率 60—70次/分钟,建议使用心电触发
•
让自己更加强大，更加专业，这才能 让自己 更好。2 020年1 2月上 午7时39 分20.1 2.1707:39December 17, 2020
•
这些年的努力就为了得到相应的回报 。2020 年12月1 7日星 期四7时 39分26 秒07:3 9:2617 December 2020
•
科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午7 时39分 26秒上 午7时3 9分07:39:2620 .12.17
•
安全放在第一位，防微杜渐。20.12.17 20.12.1 707:39:2607:3 9:26De cember 17, 2020
•
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月17日 上午7时 39分20 .12.172 0.12.17
•
精益求精，追求卓越，因为相信而伟 大。202 0年12 月17日 星期四 上午7时 39分26 秒07:3 9:2620. 12.17
体外冲击波碎石可能产生的严重副作用
• 绞痛
急
• 肾,输尿管区血肿
症 • 肾和输尿管破裂
• 肺部出血
和 • 心血管意外
继 发 • 肾和输尿管的硬化和纤维化 效 • 肾型高血压 应 • 功能丧失
ESWL临床观察到的副作用及急性病变
ESWL致慢性临床改变:
ESWL的风险因子:
ESWL动物实验观察到的一些可能副作用
•
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 7:39:26 07:39:2 607:39 12/17/2 020 7:39:26 AM
•
做一枚螺丝钉，那里需要那里上。20. 12.1707 :39:260 7:39De c-2017 -Dec-2 0
•
日复一日的努力只为成就美好的明天 。07:39:2607:3 9:2607:39Thur sday , December 17, 2020
—而不是心电同步
• 放电电压 : 电极式 20—30kV 电磁式 10—20kV
取决与转换原理
研究表明: 不推荐使用10kV以下的高压,因它不能产生严格意 义上的冲击波及可能造成不可逆的,低能低压积累性,弥漫性损
伤
体外冲击波碎石设备的比较和选择
基本原则 : 有效性及安全性并重
• 震波源的原理及参数 • 震波源的能量支持系统 • 定位及支持系统
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每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 1720.1 2.1707:3907:39 :2607:3 9:26De c-20
•
相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020 年12月1 7日星 期四7时 39分26 秒Thur sday , December 17, 2020
•
爱情，亲情，友情，让人无法割舍。2 0.12.17 2020年 12月17 日星期 四7时3 9分26 秒20.12. 17
• 温度调节: 保持焦距的恒定
定位及支持系统:
• 保证治疗的准确性及有效性
经济性的考量也是重要的,但是第二位的 体外冲击波碎石,属于高能高压的应用,属于CLASS III 类仪 器的应用.应引起高度的重视,否则,可能背离治疗的原则 FDA, MDD均给出了严格的要求及指南--- 如 510(k)510(k)