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，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。

体外冲击波原理
体外冲击波（Extracorporeal Shock Wave，ESW）是一种治疗
疾病的非侵入性治疗方法，主要用于治疗尿路结石、肾结石、血管病、软组织损伤等。

它的原理是利用高压、低频的声波产生的体外冲击波，通过皮肤传导进入体内，对疾病部位进行治疗。

体外冲击波的原理包括以下几个方面：
1. 压力波作用：体外冲击波产生的高压、低频声波会通过皮肤传导到疾病部位，形成一个短暂的高压、低压交替波形，对组织产生压力和引起组织移动。

2. 液体流动：体外冲击波的作用下，组织内的液体会发生流动，形成微小的液体流动剪切力，有利于溶解尿路结石、清除血管壁上的斑块等。

3. 生物化学效应：体外冲击波产生的压力波可以促进细胞内钙离子的浓度增加，进而激活多种生物化学反应，如促进软骨细胞的增殖、减少炎症反应等。

总而言之，体外冲击波治疗利用声波的机械效应和生物化学效应来改变组织的生理状态，从而实现治疗的目的。

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。

体外冲击波应用于骨伤科领域体外冲击波最早用于肾结石的碎石治疗，在治疗中无意中发现不但没有使肾功能受到损害，其肾脏体积反而较对侧发育更快，使人们想到冲击波在一定能量范围内可能促进组织生长。

1985年人们开始探索冲击波对骨组织的影响，应用冲击波冲击骨折不愈合部位，发现能促进骨折的愈合。

20世纪90年代初，人们加快了对冲击波在骨伤科领域的研究，并广泛用于治疗骨科其他疼痛性疾病，总体有效率可达90%左右。

1 冲击波的物理特性及其治疗机理体外冲击波疗法是利用液电能量转换及传递原理，造成不同宽度组织之间产生能量梯度及扭拉力，产生裂解硬化骨，松解粘连，刺激微血管再生，促进骨生长等作用。

根据冲击波波源产生的不同形式，现阶段骨肌系统体外冲击波治疗机分为4种：液电式、电磁波式、压电式及气压弹道式(放射式)。

前3种治疗机属于传统的体外冲击波治疗机，均通过发射体将能量聚焦于治疗部位进行治疗，而气压弹道式(放射式)冲击波治疗机不同于前3种治疗机，不需要聚焦能量，通过可自由移动的冲击波治疗探头，由气压弹道产生的冲击波以放射状扩散的方式传递至治疗部位，传统的体外冲击波治疗机骨组织疾病，放射式冲击波更适宜于治疗软组织慢性损伤性疾病。

体外冲击波通常分为低、中、高3个能级：底能量范围：0.06-0.11mJ/mm2;中能量范围：0.12-0.24mJ/mm2;高能量范围：025-0.39mJ/mm2;体外冲击波主要通过两种原理发挥其作用：1.1 物理效应1.1.1 材料破坏机制，机械力化学转导作用1.1.2 成骨效应，代谢激活效应1.1.3 镇骨效应，痛觉神经感受器的封闭作用1.2 生物效应1.2.1 空化、应力、压电作用的生物效应1.2.2 时间依赖性和累积效应1.2.3 代谢激活效应、损伤效应2 体外冲击波疗法适应证及禁忌证体外冲击波适应证：（1）骨组织疾病：成人股骨头缺血性坏死、骨不连、骨折延迟愈合、小于0、5cm骨缺损；（2）软组织慢性损伤性疾病：钙化性肌腱炎、肱骨外上髁炎、跟痛症、肩峰下滑囊炎、肱二头肌长头肌腱炎、弹响髋、跳跃膝及跖筋膜炎、禁忌证：(1)全身性因素：高血压、安装心脏起博器、血栓形成、骨质未成熟、存在严重心脏病，使用抗免疫药剂、出血性疾病、凝血功能障碍、各类肿瘤患者、孕妇；（2）局部因素：关节液渗漏的患者、冲击波焦点位于脑及脊髓组织者、大血管及重要神经干走行处者、肺组织者、萎缩及感染性骨不连、局部感染及皮肤破溃患者、肌腱及筋膜急性损伤，大段缺损性骨不连。

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。

体外冲击波在骨科中的应用自1980年临床首次应用体外冲击波碎石术（ESWL）治疗肾结石以来，体外冲击波（ESW）作为一种微创治疗手段，在临床上得到了越来越广泛的应用。

如今，ESWL术不仅使泌尿系结石手术率下降到不超过5%，而且已应用于其它部位结石的治疗，如胆囊结石、胆总管结石、胰管及唾液腺结石等。

而最令人鼓舞的是ESW在骨科中的应用，ESW对骨不愈、网球肘、肩周炎、跟骨痛等疾病的有效治疗使其在临床应用上的价值甚至超过了碎石术[1,2]。

一、冲击波的物理性质：冲击波的本质是声波的一种，所以具有声波的一般性质，当其在具有相同声阻抗的组织中传播时，能量不衰减。

冲击波在介质中的传播可以理解为压力的张弛在三维方向上的扩散，且波峰的到来伴随着压力的骤然升高。

压力的张弛又引起了介质局部密度的变化，所以冲击波的传播也可以理解为介质在传播方向上的不断压缩与松弛。

在两种介质的交界面，冲击波也会产生反射、折射及散射等现象，从而使能量衰减，能量衰减的多少同所通过的介质有关。

冲击波具有如下物理特性：波峰压力最高可大于100Mpa（500bar），一般情况下为50～8 0Mpa，升压速度极快（＜10ns），波谷压力为负（＜－10 Mpa），波长极短（＜10μs），频率范围较宽，一般在16Hz～20MHz。

[1,2]有三种方法可以产生冲击波：液电、电磁和压电。

这三种技术都可以将电能转化为机械能。

液电冲击波是最早用于医学的冲击波，它的产生原理类似于汽车火花塞的放电，高压电容通过两个相对的电极在水中放电，所产生的热量使周围的水在瞬间蒸发生成气泡，气泡的急速膨胀和随后的破裂所产生的脉冲就形成了冲击波。

将放电电极置于椭圆的第一焦点（F 1），通过椭圆反射体，可以将冲击波能量聚焦于椭圆的第二焦点（F2）上，临床中将结石或所要治疗的部位置于F2即可。

电磁冲击波的产生需要一个电磁线圈和一个金属膜，脉冲电流使电磁线圈产生交变磁场，作用于金属膜使其产生往复震动，所产生的冲击波则通过一个声透镜聚焦。

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 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。

体外碎石原理
体外碎石原理是一种非侵入性的治疗方法，常用于肾结石或胆结石的治疗。

其基本原理是利用机械震荡的力量将结石分解为较小的碎片，以便更容易排出体外。

体外碎石通常使用高能量的冲击波来击碎结石。

冲击波通过皮肤和组织传导至结石部位，使结石发生共振，从而导致结石的破碎。

冲击波的强度、频率和数量根据结石的大小、位置和组织类型进行调整，以达到最佳治疗效果。

在治疗过程中，患者通常需要躺在治疗床上，而结石的位置则通过超声波或X射线进行定位。

医生会根据结石的位置和大
小选择适当的治疗参数，然后将治疗头或探头放置在患者身上，以进行治疗。

在冲击波的作用下，结石开始分解成碎片，并随后被渐渐排出体外。

正常情况下，患者可能会感到轻微的疼痛或不适，但这通常是可以忍受的。

治疗过程可能需要多次进行才能完全清除结石。

体外碎石具有许多优点，例如非侵入性、安全性高、恢复时间短等。

然而，它也有一些潜在的风险和不适，如刺激腰部或下腹部的疼痛、血尿、尿道狭窄等。

因此，在进行体外碎石治疗之前，医生会评估患者的情况并权衡利弊。

总的来说，体外碎石是一种有效治疗结石的方法，但具体的治疗效果和预后还取决于患者的个体差异和结石特点。

所以，对
于患有结石的人来说，及时就医并咨询专业医生的意见非常重要。

骨科冲击波原理和生物学作用自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时对冲击波的应用也愈加广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织的影响进行了广泛深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗骨不连、股骨头坏死、慢性肌腱炎和足跟痛。

正如体外冲击波碎石机对尿路结石治疗产生了革命性的影响一样，体外冲击波将骨科疾病的治疗产生巨大的冲击。

冲击波原理冲击波是压力急剧变化的产物。

在短短的几纳秒内产生很高的压力幅度，这是冲击波独有的特性。

压力急剧变化产生的冲击波具有很强的张应力和压应力，能够穿透任何弹性介质，如水、空气和软组织。

应用于医学的体外冲击波按其震波源的不同一般分为三种：液电式、电磁式和压电式，每种都有其独特的原理。

压电式和电磁式系统冲击波的正向压力波上升较慢，传送的能量较低；而液电式系统正向压力波上升较快，产生能量较大。

临床观察发现，液电式体外冲击波对泌尿系结石与骨科疾病的治疗效果更好。

瑞士HMT公司生产的Osstron型碎石机也属于此型。

冲击波形成机制现在以液电式为例简要介绍一下冲击波的形成机制。

该装置包括一对电极和一个半面是胶皮充满水的半椭圆型金属容器，电极位于充满水的半椭圆型金属容器的第一焦点处。

两极间急剧升高的电压，使两极间产生极强的电场。

在电场的作用下，两极间介质水的阳离子和阴离子（电子）分别向阴阳两极集聚，介质水开始电离，形成等离子体，阳离子和阴离子（电子）吸收能量并相互碰撞使等离子体温度升高，两极间及周围的介质水开始汽化膨胀，而液体介质的惯性企图阻止离子体气体的膨胀，使通道内气体有一个膨胀收缩的过程从而形成巨大的冲击波，同时产生火花，释放光能和声能，导致场发射形成高电导区。

这一电极间在高场强下高速发展的放电过程称为流注放电，它的前部是不断加强的电场，尾部是高温高电导的等离子体。

放电通道内汽化气体膨胀收缩产生压力波的过程称为汽泡过程。

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。

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。

体外冲击波作用原理说起体外冲击波作用原理，我有一些心得想分享。

不知道大家有没有玩过打水漂呢？就是找一块扁平的小石子，然后在水面上用力一扔，石子就会在水面上跳跃多次才沉下去。

其实呀，这个现象和体外冲击波有点相似之处呢。

体外冲击波就像是我们在水面扔出的那股力产生的波。

体外冲击波是一种通过物理学机制介质（比如空气、液体等）传导的机械性脉冲压强波。

打个比方吧，这就像在池塘里投了一个特殊的“能量石子”，这个“石子”产生的波有高峰和低谷，在体外冲击波仪器的作用下，这些波被精确地导向我们身体需要治疗的部位。

比如说身体里有一些老化或者受损的组织，像有结石的肾脏、疼痛的肌肉筋膜结点之类的，这些波就像一个个微小的“能量锤”。

这就要说到它的治疗原理了，一方面是通过高能量的冲击波在结石部位聚焦，使结石内部产生拉应力和压应力，当这些应力超过结石的耐受程度的时候，结石就会被击碎，就像用小锤子敲打一块硬石头，敲很多次，石头就会裂成小块一样。

另一方面对于软组织的疼痛等问题呢，冲击波到达疼痛部位的受损组织细胞时，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞修复，还能刺激局部的微循环，让血液带来更多的营养物质，更快速地修复这个区域。

老实说，我一开始也不明白为什么这么一种波就能对身体里那么复杂的状况起到治疗作用。

后来我查阅资料才发现有相关的物理理论和医学研究的支持。

比如说在临床医学上，很多肾结石患者在接受体外冲击波碎石后，结石排出体外的概率大大增加。

对于软组织伤痛，像运动员肌肉劳损，经过体外冲击波治疗后疼痛减轻、恢复功能的时间缩短了很多。

实际应用中也有不少注意事项。

比如说冲击波的能量强度要根据不同的病情和患者的耐受程度来调节。

如果一不小心强度太大，就像你用太大力量砸那个脆弱的东西可能会适得其反，会对健康的组织造成一定的损伤。

不过呢，我也还有些困惑的地方，比如说如何更精准地定位到更小的病变组织呢？这个也许是未来技术发展需要攻破的难题。

说到这里，你可能会问，那这种治疗有没有副作用呢？当然有，像局部可能会出现短暂的红肿等轻微反应。

冲击波破坏机制
冲击波破坏机制主要涉及以下几个方面：
1、压力变化：冲击波的形成主要是由于爆炸中心压力急剧升高，使周围空气猛烈震荡而形成的波动。

这种波动以超音速的速度从爆炸中心向周围冲击，具有很大的破坏力。

冲击波的压力是跃升的，具有不连续的陡峭波阵面，在波阵面上介质状态发生突跃变化。

2、物理效应：冲击波对物体的破坏作用主要体现在其产生的峰值超压上。

当峰值超压达到一定阈值时，可以破坏大型钢架结构，对人体造成损伤，甚至致人死亡。

冲击波的能量主要集中在正压区，其影响比负压区大得多。

3、化学反应：在某些情况下，如炸药爆炸时，冲击波还会伴随化学反应。

炸药一旦起爆，首先在起爆点发生爆炸反应而产生大量高温、高压和高速的气流，在炸药中激发冲击波。

冲击波强烈压缩邻近的炸药薄层引起炸药反应，产生大量气体与大量热。

4、结构破坏：冲击波与建筑物结构相互作用时，会分析冲击波与结构碎块作用机理，发展计算模型和方法来模拟建筑物结构破坏及冲击波传播过程。

此外，冲击波还能直接造成电极的断裂、破碎甚至突然断裂。

5、空化效应：在体外冲击波碎石技术中，除了直接的破坏机制外，还存在诱发的空化破坏机制，这是当前研究的一个具有挑战性的热点。