体内碎石机的种类及功能

体内碎石机是利用连接的碎石杆或光导纤维，直接从内腔镜的工作道进入体内，把体内的结石击碎的医疗器械。其包括:气压弹道体内碎石机、超声体内碎石机、钬激光体内碎石机、液电体内碎石机、U－100激光体内碎石机、电子能动体内碎石机等。体内碎石机的问世，是微创术治疗泌尿系统结石一次新的革命，为把体内的结石击碎、取出做出了巨大的贡献。

气压弹道碎石机是20世纪90年代初由瑞士EMS公司与CHUV合作开发的一种新型体内碎石系统，它与超声波碎石机、液电碎石机、钬激光碎石机不同，它分解结石的能量是机械能，不带热力，所以不会产生热损伤，碎石成功率达到94%，它是仿气锤的工作原理，利用压缩气体产生的能量，推动手柄内子弹体在弹道内将能量传递到探杆，探杆尖端与结石反复撞击，由于结石质硬，不易变形，当能量超过结石的张力时，可导致结石解体达到碎石的效果。该装置由金属探头、手柄、子弹体、发生器和空气压缩机构成。探头规格0．8～2．0 mm，根据碎石的部位和内镜工作腔道的直径而定。空气的压力达300～500 kPa时子弹体在弹道内的运动频率可达到8～12 Hz，经探头传递的最大输出能量可达到80～100 MJ。有人曾与超声碎石相比，气压弹道碎石相当于超声碎石的50倍，与液电碎石能量相当，但它比液电碎石安全性较高。近年来可弯曲探头问世，它适用于软式输尿管镜下碎石，从而扩大了它的碎石范围(图13－1)。

图13－1　气压弹道体内碎石机

在视屏监控下，把碎石杆从内腔镜的工作腔插入，超出镜端1 cm，找出结石，将探杆头抵住结石，固定在管壁上，启动脚踏开关，大结石采用连发，小结石可用单发把结石击碎。在碎石的过程中一定要注意碎石杆用的力度，以免刺穿肾盂或输尿管。

气压弹道碎石具有广泛的碎石适应证，它与经皮肾镜经输尿管镜结合可完成肾结石、肾门处结石、输尿管上段结石。与输尿管镜合作可以完成输尿管中、下段结石，膀胱及后尿道结石的治疗。尤其是对体外冲击波碎石和经皮肾镜碎石形成的石街、输尿管结石因时间过久被肉芽组织包裹输尿管炎性粘连的结石、体外冲击波碎石定位困难者有特殊的治疗效果。

对有尿道狭窄、膀胱颈抬高位、输尿管狭窄、迂曲打折者慎用，对于结石过大(如结石直径超过4 cm)、有出血倾向、泌尿感染较重者不宜用。

钬激光体内碎石机是20世纪60年代，由Maiman研制成功的红宝石激光器。1964年，钱学森院士将其命名为国内激光器，激光器有较强大集中能量及对不同组织有不同的特性，它通过光纤传导，可穿过内窥镜工作腔道进入体内，赋予泌尿外科腔内取石术崭新的革命。后由Coherent生产了钬:YAG组合激光系统，钬:YAG激光波长2．1 nm，亦为不可见光，是一种脉冲激光。每个脉冲能量为0．2～2 J，脉宽250 s，峰值功率4．5～6．0 kW，重复率每秒2～22 Hz，平均功率10～32 W，以氨氖激光作为瞄准光，它能以光导纤维传输用于纤维内镜中，穿透深度接近CO2激光，适合多种泌尿外科手术。目前用于腔内碎石，它能高效粉碎各种成分泌尿系统结石，激光产生的残余热能具有明显的止血效果，它是治疗结石最有前途的激光。在工作时将激光设定于0．5 J及5 Hz，依体内碎石效果，随时调定参数，结石较硬设定高能量，频率过快时易引起结石移动，同时应持续性冲洗以冷却结石及组织。它操作简单，通过内腔镜看到结石后只要将光纤直接接触结石的表面激发激光即可(图13－2)。

图13－2　钬激光体内碎石机

将光导纤维从内腔镜的工作道内插入，在视屏监视下光纤的尖端触及结石，以每秒5次的脉冲60W的功率进行碎石，脉冲数及功率要按结石的大小、硬度来决定，直至把结石粉碎到1～2 mm。操作方法如下。

1．钻孔掏心式　先将光纤尖端触及结石，在结石的中心钻孔，光纤触及结石用力不要过大，以免滑脱损及输尿管。

2．切割削凿式　先在结石的表面钻一个孔，沿此洞光纤向四周移动，扩大内洞壁，光纤作用间距在1 mm时，将结石切割成碎片，从而加速碎石。取出结石碎石片。

3．直接粉碎式　适用于较小或较大的结石，光纤头作用于结石的表面，结石已有裂隙，较易粉碎，粉碎的可自行排出，大碎片用钳子取出。

1．除铸型结石以外的所有结石。

2．经排泄性或逆行造影无严重的输尿管和下尿道狭窄，男性无前列腺增生肥大者。

3．肾结石或输尿管结石，经体外冲击波碎石术后的较大的结石碎片，梗阻于输尿管下段形成结石巷者。

1．合并急性泌尿系统感染:将抗炎治愈后可择期碎石。

2．输尿管或下尿路狭窄:可经肾造瘘以软镜引导碎石。

3．严重的心肺功能不全者禁用。

在碎石的过程中易导致尿道损伤、泌尿系统感染，甚至输尿管及膀胱壁穿孔引起尿液外渗。还可以导致输尿管黏膜水肿或术后狭窄。

1．光纤控制:避免光纤与输尿管壁接触，把握激光能量，持续性冲洗，防止输尿管水肿或穿孔。

2．移位碎石:输尿管结石如果有粘连或被肉芽组织包裹，要把结石向上移至1～2 cm再进行碎石，以减少输尿管的损伤。

3．在操作时如果发生了输尿管穿孔，应立即结束手术，置入双“J”管即可。

超声碎石源于20世纪80年代，是指频率范围在20 kHz～10 MHz间的声波。超声碎石是利用超声转换器，将电能转换成声波，经超声电极传导至远端探头(即碎石的头)使碎石后探头产生高频率震动。当震动的碎石头触及结石时，高频率震动的能量可将结石震裂，击碎甚至震动成粉末状颗粒，从而自行排出。超声探头有2种，一种为中空型，用合金材料制成的，末端接负压泵，一方面能反复抽吸进入的灌注液及吸出碎石片，使视野清晰，便于操作，另一方面能使转换器降温。另一种是实心型，口径较细，10．5～12．5 F输尿管镜可采集用，并能伸至结石侧面进行碎石，便于粉碎体外冲击波碎石后形成的石街，前一种最为常用(图13－3)。

超声碎石的优点:简单、安全不会出现电震波的危险，并能吸出灌注液及被粉碎的结石碎片。缺点:由于超声能量小、碎石振动时间长，对于小结石易造成移位。

图13－3　超声体内碎石机

经硬性肾镜找出结石后，从工作道插入超声探杆，超出镜端5 mm，与结石接触，并可将结石顶在相应的壁上。大结石从结石的周边开始碎石，以免从中央开始碎石会导致结石碎片散落在肾盏内。碎石时要保持中空探杆通畅，以防回吸灌注液时结石堵塞探杆出现产生的热量灼伤组织或损伤内镜的情况。

适用于输尿管中(实心型)下段结石，结石过大不能直接取出者;输尿管结石巷，经皮肾镜8周后仍不能排出者;输尿管结石伴有肉芽组织增生者;同时也适用于4 cm以下的膀胱及尿道结石。

尿道狭窄、膀胱多发性憩室和前列腺小叶增生较多者，不宜选用超声碎石。

在输尿管内腔镜碎石时有少量出血，操作时间过久，探头产生过热而损伤输尿管或内镜。

1．防止传导杆向一个方向冲击，以免造成结石的侧面被粉碎，易留下大薄片结石。

2．防止传导杆和结石夹住增生黏膜，可减少碎石的能量，也可以造成出血。

3．在启动超声发生器时，用手把握好超声传导杆，放在结石下极的位置，并将增生的黏膜压向一方，再启动发生器。

4．超声的作用容易引起腔内水雾化，影响视野。

5．操作时要连续灌注，以冷却超声探头，以免产热损伤输尿管及内镜。

6．接好负压管，否则变成正压很快向腔内注入大量的空气引起不适，甚至导致膀胱破裂。

7．防止结石块堵塞吸附管，以免产热损伤内镜。

液电式碎石机于20世纪40年代问世，它是世界上发明最早的一种体内碎石机。人们开始对液电效应的特性进行研究，1950年基辅大学Rat Kin工程师首先阐述了液电碎石的原理，1960年由Rose和Goldberg应用该技术成功的击碎膀胱结石。随着腔镜的问世，电极的不断改进，液电体内碎石不只是应用破碎膀胱结石，而且应用于肾和输尿管结石碎石治疗。近几十年来，随着科学的不断发展进步，使得体内碎石技术有很大的进步，有很多设备发明和应用，使得泌尿系统结石由原来的开放性手术取石术，进而发展到被体内外碎石取石术所代替，其中液电碎石术就是其中的选择，液电碎石术是一种安全有效的治疗方法(图13－4)。

液电式碎石的工作原理是将贮存在容器中的电能，通过水中电极进行快速放电，形成一个高密度能量的等离子区，电能在瞬间转换成为光、热、力、声学的能量。液电碎石机的探头由外至内由绝缘区层、同轴金属层、第2层绝缘层、金属核心构成。放电时，电流向下传至电极尖端产生一个蓝色火花，这个电火花在很小范围内产生高热，使少量冲洗液汽化，形成气泡，气泡以150 m/s的速度在冲洗液中前进，形成一个液体冲击波，将被碰撞的结石击碎，随后第2个冲击波又产生。电极每产生一个火花需要时间为1/800 s。随着科学电子的发展，原来碎石机所用的极差的材料得以改进，使用良好的导电材料，更坚固的探头，探头由原来的10 F缩小到1．6 F，脉冲间歇期更短，使得液电碎石技术更安全有效。

图13－4　液电体内碎石机示意

1．优点

(1)因液电探头连续放电，可快速破碎结石。

(2)因探头可以弯曲，它可破碎超声碎石所不能到达的远端结石。

(3)操作简便、安全可靠、患者痛苦小、治愈时间短。

(4)可根据内腔镜的口径，选择不同型号的液电探头。

(5)液电碎石投入少，治疗费用低。

2．缺点

(1)液电碎石术在碎石的过程中所产生的电场，使尿液产生了电解质，可对肾、输尿管、膀胱造成机械性损伤或电损伤。

(2)液电探头在工作时所产生的气泡易聚集在结石的部位，使视野不清，不利于操作。

(3)液电碎石术易残留结石块，约占14%。

(4)液电探头绝缘部分易受损，受损后易漏电，只能一次性使用。

1．不能进行体外冲击波碎石的患者。

2．超声碎石不能达到位置及不能被击碎的结石。

3．结石仅可用CN－SCPE接近者。

4．结石直径≤4．0 cm，低密度的结石。

1．心肺功能不全者。

2．患有血液性疾病、凝血功能障碍者。

3．结石过大、圆滑较致密者。

4．严重的肾功能不全，尿路狭窄或梗阻者。

5．有急性尿路感染、肾内积脓、尿路粘连、炎性增生、水肿充血窥镜下视野不清者。

6．结石合并肾、输尿管、膀胱和前列腺肿瘤者。

U－100激光又称ND:YAG激光，是通过一个可激活的ND:YAG激光晶体，双脉冲发射而产生的激光照射，产生波长分别是为532 nm和1 064 nm的两个脉冲激光，尤其是倍频的532 nm更强脉冲激光能量。激光束光纤直接作用于结石，转化吸收一种音击脉冲，形成一种崩解的力量，将结石击碎，U－100激光产生的两种激光波不被组织吸收，因而对周围组织没有损伤。但医务人员在操作时要戴防护镜以防损伤眼睛。

20世纪90年代电子动能体内碎石机问世，其工作原理与气压弹道碎石机相似，但它比气压弹道碎石成功率高，几乎任何结石都可被击碎，它的碎石杆摆动幅度更小，碎石力度比较缓和，操作更安全。它是通过电磁原理产生能量后形成高速短距离直线运动，来回反弹直接撞击金属针，产生陡峭的动能冲击波，并通过探针传导至结石上，将其击碎。除了具有气压弹道碎石机优点外，还有以下优点:①碎石功率更大，对结石的周围组织损伤更小;②体积小便于携带。缺点:价格昂贵。

主要用于治疗输尿管中、下段结石，膀胱结石及尿道结石，以及体外冲击波碎石后形成的输尿管石街，也可用于治疗部分肾结石。

严重的出血性疾病，活动性尿道感染，严重的尿道或输尿管狭窄，不能通过工作镜者或妊娠期患者。

电子动能体内碎石机具有高度安全性，很少有并发症。由于结石质硬不易弯曲的特性，当能量传至结石时，不同的弯曲程度导致结石解体，而软组织有一定的弹性，并且碎石的过程中不会在局部产生热能，因此不会造成软组织损伤。

气压弹道和超声碎石机的联用，各取其长，互补不足，它能使碎石功率加倍。瑞士EMS公司总结了多年的经验，在工作时将气压弹道碎石杆插入超声探杆内，有一个脚踏开关控制。气压弹道能碎较大的、密度较硬的结石，但它不能碎软结石及小结石，而超声碎石就能把质软的结石及结石碎片再粉成末状。超声碎石在碎石的同时，还能吸回灌注液及被击碎的结石碎片，使视野清晰，更便于操作。在操作时要注意超声碎石吸附管道被结石碎片堵塞，产热损伤内腔镜及灼伤尿道组织(图13－5)。

图13－5　气压弹道/超声联合体内碎石机