空中禮物：體外沖擊波碎石機的發(fā)明

體外沖擊波碎石現已是上尿路結石的主要治*療方法，這種奇妙的治*療神器起源卻要從一家航空制造公司說(shuō)起。二十世紀初創(chuàng )建的德國多尼爾公司主要生產(chǎn)各種軍1事用途用和民用飛機，二戰期間，曾為德國空軍制造了大量戰斗機和轟炸機。戰后，該公司繼續生產(chǎn)飛機。他們的航空維護人員在工作中發(fā)現超音速飛機在雨中有機體共振問(wèn)題，雨點(diǎn)落在機身上，產(chǎn)生沖擊波，破壞接觸面，對內部材料也有損傷。對此現象，在德國國防部資助下，多尼爾公司在實(shí)驗室作進(jìn)一步研究。實(shí)驗中，他們用輕氣*槍對目標射擊，產(chǎn)生沖擊波，觀(guān)察對活組織的影響。

1960年代末，多尼爾公司與薩爾布呂肯大學(xué)應用物理和電子工程研究所合作，確定沖擊波與機體組織的相互作用。研究發(fā)現，沖擊波對肌肉、脂肪和筋膜無(wú)明顯損傷，進(jìn)一步提出沖擊波能否用于腎結石的治*療。

1971年，在德國物理學(xué)會(huì )研討會(huì )上，初步認定高速水滴產(chǎn)生的沖擊波通過(guò)封閉導管可用于粉碎腎結石。輕氣*槍擊發(fā)速度達5 km/s 以上，擊中金屬目標，可激發(fā)與之相連的水產(chǎn)生沖擊波，并傳導至水中的結石。直線(xiàn)或聚焦沖擊波作用于結石，直線(xiàn)沖擊波可使結石產(chǎn)生裂縫，而聚焦沖擊波則粉碎結石。沖擊波能否達到治*療目的，當時(shí)仍未可知。

慕尼黑大學(xué)泌尿外科，外科研究所和多尼爾公司通力合作，跨學(xué)科的實(shí)驗和理論研究進(jìn)一步開(kāi)展。慕尼黑大學(xué)的喬斯C. J. Chaussy主持，參與者有當時(shí)的泌尿外科主任, F. Eisenberger和B. Forssmann。1974年開(kāi)始，該項目獲得德國研究和技術(shù)部的基金支持。

整個(gè)研究分體外實(shí)驗和體內兩部分，體外實(shí)驗觀(guān)察紅細胞有無(wú)破壞，紅細胞增殖有無(wú)影響。體內實(shí)驗觀(guān)察沖擊波對小動(dòng)物胸腹器*官的影響。提高沖擊波暴露量，觀(guān)察動(dòng)物血紅蛋白水平，對照觀(guān)察混合淋巴細胞模型，判斷對細胞增殖的影響。體內實(shí)驗時(shí)，固定工作臺取代浴缸，大鼠麻醉后，固定于工作臺，沖擊波作用于胸部，可致肺嚴重損傷并死亡。動(dòng)物腹部區域予沖擊波治*療，則無(wú)臨床副作用。24小時(shí)和14天后的組織學(xué)檢查也沒(méi)發(fā)現明顯的大體和鏡下病理改變。對肝和小腸的影響，小腸在兩次暴露后，出現小瘀點(diǎn)。嚴重出血或腸壁損傷未出現。肝臟也只有小瘀斑，14天后，肝腸均無(wú)病理性改變。

體外實(shí)驗時(shí)，結石可通過(guò)肉眼置于焦點(diǎn)處，但體內如何定位？研究者想到了超聲定位，超聲與沖擊波有類(lèi)似的物理特性。大型動(dòng)物的結石模型難以建立，一種方法是向腎內注射丙烯酰乳酸，但此種人工結石與自然結石特性差異大。后來(lái)，實(shí)驗采用在狗的尿路內通過(guò)手術(shù)植入人結石。經(jīng)腹結扎狗的輸尿管，稍后在狗腎內植入1-2cm結石，輸尿管再植于膀胱。每8天經(jīng)IVP觀(guān)察尿的排出，結石的位置。盡管超聲定位問(wèn)題未解決，為避免項目不被終止，體內實(shí)驗仍按期開(kāi)始了。第*一步，對20只無(wú)結石狗右腎予沖擊波作用，48小時(shí)后，檢查沖擊波對肝，腎，脾，胰腺，十二指腸，結腸，肺，肋骨和脊柱的影響，上述器*官均無(wú)明顯改變，部分右下肺有少量瘀斑，但無(wú)一例血胸，病理結果顯示無(wú)明顯改變。由于超聲定位困難，只有少數結石達到破壞效果。實(shí)驗顯示體外沖擊波碎石有可行性，第*一顆結石破裂使該項目獲進(jìn)一步支持。由于超聲定位困難，人們考慮X線(xiàn)定位。一個(gè)圖形增強器和兩個(gè)傳統的X線(xiàn)發(fā)生管組成的C形臂用于沖擊波碎石定位。

體外實(shí)驗測定破壞結石的最*低能量是30 MPa。在實(shí)驗中，17只狗腎內植入人結石，實(shí)驗期間和之后，組織無(wú)明顯損傷，13只狗的結石經(jīng)碎石后，完全排出結石。11只狗經(jīng)1次碎石即達完成排石效果。3只狗在14天后經(jīng)再次碎石，仍有較大結石殘留。再14天后，又碎石，2只狗完全排出結石。4只狗不能完成排出結石。沖擊波碎石前后，碎石后1周和2周，狗血樣進(jìn)行檢測，未發(fā)現明顯異常。為評估腎功能的影響，對其中6只狗行同位素分腎功能測定，碎石前，碎石后4天和14天行99mTc- DMSA 檢測。

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