空中禮物：體外沖擊波碎石機(jī)的發(fā)明

體外沖擊波碎石現(xiàn)已是上尿路結(jié)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(jì)初創(chuàng)建的德國(guó)多尼爾公司主要生產(chǎn)各種軍1事用途用和民用飛機(jī)，二戰(zhàn)期間，曾為德國(guó)空軍制造了大量戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)。戰(zhàn)后，該公司繼續(xù)生產(chǎn)飛機(jī)。他們的航空維護(hù)人員在工作中發(fā)現(xiàn)超音速飛機(jī)在雨中有機(jī)體共振問(wèn)題，雨點(diǎn)落在機(jī)身上，產(chǎn)生沖擊波，破壞接觸面，對(duì)內(nèi)部材料也有損傷。對(duì)此現(xiàn)象，在德國(guó)國(guó)防部資助下，多尼爾公司在實(shí)驗(yàn)室作進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)中，他們用輕氣*槍對(duì)目標(biāo)射擊，產(chǎn)生沖擊波，觀察對(duì)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(yīng)用物理和電子工程研究所合作，確定沖擊波與機(jī)體組織的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)，沖擊波對(duì)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(jié)石的治*療。

1971年，在德國(guó)物理學(xué)會(huì)研討會(huì)上，初步認(rèn)定高速水滴產(chǎn)生的沖擊波通過(guò)封閉導(dǎo)管可用于粉碎腎結(jié)石。輕氣*槍擊發(fā)速度達(dá)5 km/s 以上，擊中金屬目標(biāo)，可激發(fā)與之相連的水產(chǎn)生沖擊波，并傳導(dǎo)至水中的結(jié)石。直線或聚焦沖擊波作用于結(jié)石，直線沖擊波可使結(jié)石產(chǎn)生裂縫，而聚焦沖擊波則粉碎結(jié)石。沖擊波能否達(dá)到治*療目的，當(dāng)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(yàn)和理論研究進(jìn)一步開展。慕尼黑大學(xué)的喬斯C. J. Chaussy主持，參與者有當(dāng)時(shí)的泌尿外科主任, F. Eisenberger和B. Forssmann。1974年開始，該項(xiàng)目獲得德國(guó)研究和技術(shù)部的基金支持。

整個(gè)研究分體外實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)兩部分，體外實(shí)驗(yàn)觀察紅細(xì)胞有無(wú)破壞，紅細(xì)胞增殖有無(wú)影響。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)觀察沖擊波對(duì)小動(dòng)物胸腹器*官的影響。提高沖擊波暴露量，觀察動(dòng)物血紅蛋白水平，對(duì)照觀察混合淋巴細(xì)胞模型，判斷對(duì)細(xì)胞增殖的影響。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，固定工作臺(tái)取代浴缸，大鼠麻醉后，固定于工作臺(tái)，沖擊波作用于胸部，可致肺嚴(yán)重?fù)p傷并死亡。動(dòng)物腹部區(qū)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(xiàn)明顯的大體和鏡下病理改變。對(duì)肝和小腸的影響，小腸在兩次暴露后，出現(xiàn)小瘀點(diǎn)。嚴(yán)重出血或腸壁損傷未出現(xiàn)。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(yàn)時(shí)，結(jié)石可通過(guò)肉眼置于焦點(diǎn)處，但體內(nèi)如何定位？研究者想到了超聲定位，超聲與沖擊波有類似的物理特性。大型動(dòng)物的結(jié)石模型難以建立，一種方法是向腎內(nèi)注射丙烯酰乳酸，但此種人工結(jié)石與自然結(jié)石特性差異大。后來(lái)，實(shí)驗(yàn)采用在狗的尿路內(nèi)通過(guò)手術(shù)植入人結(jié)石。經(jīng)腹結(jié)扎狗的輸尿管，稍后在狗腎內(nèi)植入1-2cm結(jié)石，輸尿管再植于膀胱。每8天經(jīng)IVP觀察尿的排出，結(jié)石的位置。盡管超聲定位問(wèn)題未解決，為避免項(xiàng)目不被終止，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)仍按期開始了。第*一步，對(duì)20只無(wú)結(jié)石狗右腎予沖擊波作用，48小時(shí)后，檢查沖擊波對(duì)肝，腎，脾，胰腺，十二指腸，結(jié)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(jié)果顯示無(wú)明顯改變。由于超聲定位困難，只有少數(shù)結(jié)石達(dá)到破壞效果。實(shí)驗(yàn)顯示體外沖擊波碎石有可行性，第*一顆結(jié)石破裂使該項(xiàng)目獲進(jìn)一步支持。由于超聲定位困難，人們考慮X線定位。一個(gè)圖形增強(qiáng)器和兩個(gè)傳統(tǒng)的X線發(fā)生管組成的C形臂用于沖擊波碎石定位。

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

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