一、体外冲击波碎石术（SWL）的碎石机制
与许多易碎物品的粉碎原理相似,结石的初始粉碎过程主要是凭借冲击波应用产生的压力所致的碎石效应来完成的。当冲击波的压力值达到某一临界点时,碎石效应随之发生。脉冲冲击的能量提升以及冲击次数的不断积累促进了结石的进一步粉碎。
二、SWL的副作用
SWL在治疗泌尿系结石的同时,由于冲击波的传导特性,高能聚焦的冲击波进入,也会对传导径路上的组织器官造成损伤。
(一)肾
1.形态学改变SWL引起的肾脏形态学改变可分为可逆性改变与不可逆性改变两类。其中,可逆性改变的特点是肾单位损失轻微,主要包括肾小管上皮空泡化、轻度肾小管坏死、管腔内出现红细胞和管型、以及轻度间质水肿和出血等;不可逆性改变的特点是肾组织损失严重,主要包括肾单位破坏、肾小球和肾小管周围毛细血管破裂、动静脉破裂和栓塞、皮质和间质大量出血、广泛肾间质水肿等。
Kohrmann等从组织学角度将SWL后肾脏的形态学变化分成4级:①0级,肾小管上皮细胞坏死;②I级,肾髓质出现淤血或出血点;③Ⅱ级,肾皮质出现血肿灶或小静脉破裂;④Ⅲ级,肾周血肿或肾小管间动脉发生破裂。研究表明,冲机击波引起的肾损伤大多为0~Ⅱ级,属于可逆性损伤,在短时间内可以恢复;但有时也可能造成比Ⅲ级更严重的损伤,导致肾实质纤维化等不可逆改变。
2.组织结构损伤(1)肾单位损伤:一般而言,SWL后肾单位损伤在冲击波焦区附近比较严重。光镜下,损伤可表现为含铁血黄素颗粒聚集,Bowmans囊内出现红细胞、血小板、纤维状物,肾小管内产生红细胞管型或蛋白管型,小管上皮或基底膜可发生溶解。电镜下,常可见到核固缩、线粒体肿胀、微绒毛丧失及胞质空泡化等。尿生化检査,可见多种肾小管标志性酶增多,如碱性磷酸酶、谷丙转氨酶、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶、乳酸脱氢酶等,提示肾小管受到损害。在SWL后的损伤中有些是冲击波引起的原发性损伤,有些则是冲击波或结石引起的继发性损伤,有时很难区分。
(2)肾血管损伤:冲击波常可引起不同程度的肾血管损害。毛细血管与薄壁小静脉(尤其是肾叶间静脉和弓形静脉)损伤较重,而动脉损伤一般较轻。当冲击能量与次数超过一定范围时,较大血管也可发生破裂。
冲击波引起的出血可发生在肾实质内或肾包膜下,前者一般成楔形,可从乳头处伸展到包膜下,直径可达5cm。轻微出血仅表现为局部淤血,严重出血可表现为“弥漫性出血”和“血肿”。肾血肿较大时可压迫周围组织,造成肾萎缩和功能衰退。
血尿是血管损伤后的主要临床表现。无论接受何种碎石机治疗,患者都会出现血尿,其严重程度与冲击波的电压、数量、机型及动物种属有关。
3.肾功能损害冲击波对肾结构的损伤可分成可逆性损害与不可逆性损害两类,是导致肾功能下降的根本原因。其中,肾结构的可逆性改变一般只引起肾功能的一过性损害,而不可逆性改变则往往造成肾功能的永久性损害。
(1)可逆性损害:多数研究中所述的急性损伤属于可逆性损害,在短期内可以恢复。患者在SWL后若发生急性尿路梗阻,将对肾功能将有严重损害,应紧急处理。
与有效肾血浆流量(ERPF)相比,肾小球滤过率(GRF)在SWL后一般只轻度下降并很快恢复正常,这也说明冲击波对肾小球功能的影响要比肾小管轻。、此外,孤立肾和正常双肾对冲击波的耐受性不同,前者在术后肾小球滤过率和对氨基马尿酸盐(PAH)清除率虽然也下降,但恢复比后者快得多,可能是孤立肾血代偿性肥大,血流增加,抵消了部分冲击波的损伤作用。
(2)不可逆性损害:多数慢性肾功能损害属于不可逆性损害。实验表明,临床剂量的冲击波即可引起动物肾组织瘢痕化。肾癜痕的形成既是对损伤的修复方式之一,同时又会造成功能性肾组织减少。后者能刺激剩余肾单位增长,这虽在短期内有代偿意义,但长期则会导致肾性高血压甚至肾功能衰竭。一般来说,冲击波剂量越大,则瘢痕形成越多,肾组织损失就越快,肾功能损害也越重。
Lingeman等人试图用“肾量百分比”作为定量研究功能性肾组织损伤的指标。“肾量”是指SWL后发生损伤并形成瘢痕的那部分肾组织的量,一般界于0.01%~20%之间。“肾量百分比”越大,说明瘢痕形成越多,不可逆损伤越严重。
（二）输尿管
目前,SWL已广泛应用于输尿管结石的治疗。理论上,输尿管为肌性管道组织,对冲击波的耐受性较强,但实际上,冲击波对输尿管并非绝对安全。临床治疗中也发现,某些反复冲击无效改为开放手术的结石患者,输尿管壁已发生纤维化甚至癜痕化,周围粘连严重,发生上述改变后输尿管的蠕动能力将明显降低。因此,治疗中为单纯追求碎石效果而一味增加冲击次数及电压的做法是有害的。
(三)消化系统脏器
1.胃、肠胃肠道出血可能是SWL后肾外器官最常见的并发症之一,轻度损伤仅呈粪便隐血试验阳性,稍重者可见柏油样便,更重时可发生肠穿孔。这是因为胃肠道系空腔器官,往往含有大量气体,在SWL时,气一液声阻抗差异较大,致使空化效应增强,故易发生损伤。此外,俯卧位SWL可能是导致损伤的危险因素。
2.肝、胆在治疗肝胆系结石时,冲击波必须通过肝胆组织才能到达结石表面,因而常常对其造成损伤。肝包膜下血肿比较常见,但很少发生播散性出血,其原因尚不清楚。在利用SWL治疗胆石症时,胆囊壁有时可发生播散性出血。如果胆囊壁经反复冲击,可能发生完全坏死,变成一个无功能的纤维囊。超声学研究发现,冲击波可在肝胆中产生气泡形成的高回声区,说明冲击波可能通过空化效应而引起肝胆损伤。
3.胰在利用SWL治疗泌尿系结石时,部分患者可能出现急性胰腺炎,伴血淀粉酶及血清脂肪酶增高。
(四)心血管
1.心律失常动物实验和临床实验均已表明,冲击波可以诱发各种心律失常,如室性早搏、窦性心动过缓、窦性心动过速等,但临床并不多见。空化作用可能是冲击波诱发心律失常的重要原因之一。对有心脏病史的患者,心电监护是必需的。采用R波触发的方法,使冲击波出现在心动周期的不应期内,可以显著降低心律失常的发生率。
2.高血压大量研究表明,SW与高血压可能存在一定联系,但目前还没有明显的证据证明两者间存在必然关系。由于高血压可导致心、脑、肾等器官严重并发症,关于冲击波和高血压的关系,还应进一步深入的研究。
(五)肺
肺是含气量极多的空腔脏器,与周边组织的声阻抗差异极大,因此冲击波极易引起肺损伤。损伤主要表现为肺出血,范围从几毫米到几厘米不等。
(六)骨骼与肌肉
动物实验证明,冲击波能引起骨膜出血、骨小梁移位及生长板破坏,严重时甚至造成骨髓溢出并释入血循环。还有人报道,冲击波可引起骨骼肌Ⅰ型肌纤维变性等不可逆损伤。除负面的破坏作用外,冲击波对运动系统还有正面的建设性效应。
(七)生殖系统
研究表明,冲击波对生殖系统没有致畸和致突变效应。尽管目前大多数实验数据并不支持冲击波对生殖系统有长期副作用，但在SWL时仍应对其做好保护。
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