體外沖擊波碎石的物理機(jī)制及生物效應(yīng)課件

體外沖擊波碎石(ESWL,ExtracorporealShockwaveLithotripsy)的物理機(jī)制及生物效應(yīng)體外沖擊波碎石二十多年來,體外沖擊波碎石術(shù)提供了一種有效的非侵入的結(jié)石治療手段,數(shù)以百萬計(jì)的患者得到了治療(注意:這里我們用了’非侵入’而不是’無創(chuàng)’ —Non-invasive≠無創(chuàng))正由于這種杰出有效性及技術(shù)的進(jìn)步,使得人們幾乎忘記了體外沖擊波碎石術(shù)和其他任何治療手段一樣,有著適應(yīng)癥,禁忌范圍,及可能產(chǎn)生付作用,如不加以注意,有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果體外沖擊波碎石,屬于高能,高壓在治療上的應(yīng)用,無論從產(chǎn)品的性能及質(zhì)量控制,亦或從臨床的操作應(yīng)用等諸方面,都有著嚴(yán)格的要求研究體外沖擊波碎石的物理機(jī)制和生物效應(yīng),對(duì)于技術(shù)的進(jìn)步及有效安全的治療,有著重要的意義二十多年來,體外沖擊波碎石術(shù)提供了一種有效的非侵入的體外沖擊波碎石的物理機(jī)制Spall(碎裂和剝離)Cavitation(空化效應(yīng))Squeezing(擠壓作用)Superfocusing(超聚焦)Fatigue(疲勞)Layerseparation(層分離)體外沖擊波碎石的物理機(jī)制Spall(碎裂和剝離)聲波和沖擊波聲波是一種通過介質(zhì)傳播的機(jī)械波聲壓力脈沖是一種脈寬很短的聲波,當(dāng)這種壓力脈沖在極短的時(shí)間(上升時(shí)間<100nS)內(nèi)達(dá)到極大的壓力峰值(30-100MPa),就被稱為沖擊波聲波和沖擊波聲波是一種通過介質(zhì)傳播的機(jī)械波聲壓力脈沖是一種脈典型的沖擊波參數(shù):

正向壓力30—100Mpa脈沖寬度<1uS負(fù)向壓力3—10MPa脈沖寬度~4--5uS上升沿<0.1uS碎石過程示意*直接效應(yīng):反射;傳輸和Hopkins效應(yīng)*Cavitation(空化):泡破裂,噴射及水錘作用*力輻射典型的沖擊波參數(shù):碎石過程示意*直接效應(yīng):*CavitatCavitation(空化效應(yīng))的產(chǎn)生和作用過程示意*Cavitaion隨能級(jí)和頻率的增加而加強(qiáng)Cavitation(空化效應(yīng))的產(chǎn)生和作用過程示意*C沖擊波參數(shù),意義及重要程度沖擊波參數(shù),意義及重要程度可逆及不可逆的細(xì)胞作用可逆及不可逆的微血管作用可逆及不可逆的其他組織作用腎和輸尿管的急性和慢性損傷體外沖擊波碎石的生物效應(yīng)及可能產(chǎn)生的嚴(yán)重副作用可逆及不可逆的細(xì)胞作用體外沖擊波碎石的生物效應(yīng)體外沖擊波碎石可能產(chǎn)生的嚴(yán)重副作用絞痛腎,輸尿管區(qū)血腫腎和輸尿管破裂肺部出血心血管意外腎和輸尿管的硬化和纖維化腎型高血壓功能喪失急癥和繼發(fā)效應(yīng)體外沖擊波碎石可能產(chǎn)生的嚴(yán)重副作用絞痛急癥繼發(fā)效應(yīng)ESWL臨床觀察到的副作用及急性病變ESWL臨床觀察到的副作用及急性病變ESWL致慢性臨床改變:ESWL的風(fēng)險(xiǎn)因子:ESWL致慢性臨床改變:ESWL的風(fēng)險(xiǎn)因子:ESWL動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察到的一些可能副作用ESWL動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察到的一些可能副作用損傷機(jī)制CavitationNon-cavitationforce(suchasshearstress)Energy:over-dosage/lowenergyaccumulatedPressureDamage,especially--non-focusinglowpressure---事實(shí)上,所有碎石機(jī)制,都可能形成損傷,所以能量劑量,及焦點(diǎn)的準(zhǔn)確性是十分重要的因數(shù)***因此,正確的儀器參數(shù)的設(shè)計(jì)和選擇,正確的治療方案的設(shè)計(jì)和選擇,對(duì)沖擊波體外碎石有著及其重要的意義損傷機(jī)制1020304050607080902.01.51.00.5120shot/min60shot/min500 1000 1500 20001stshot2ndshot空化效應(yīng)微泡產(chǎn)生率和能級(jí)及頻率之間的關(guān)系空化效應(yīng)微泡產(chǎn)生率和脈沖間隔之間的關(guān)系1020304050能量劑量腎結(jié)石每次治療的總能量180—220J 重復(fù)治療間隔1-2周 輸尿管結(jié)石每次治療的總能量200—320J 依不同位置,不同大小而定 重復(fù)治療間隔1-2周治療頻率60—70次/分鐘,建議使用心電觸發(fā) —而不是心電同步放電電壓:電極式20—30kV 電磁式10—20kV總能量的定義Etot(12mm)=沖擊波次數(shù)(n)x單次沖擊波能量(E12)

能量劑量及能級(jí)研究表明:不推薦使用10kV以下的高壓,因它不能產(chǎn)生嚴(yán)格意義上的沖擊波及可能造成不可逆的,低能低壓積累性,彌漫性損傷取決與轉(zhuǎn)換原理能量劑量腎結(jié)石每次治療的總能量180—220J 體外沖擊波碎石設(shè)備的比較和選擇基本原則:有效性及安全性并重震波源的原理及參數(shù)震波源的能量支持系統(tǒng)定位及支持系統(tǒng)多功能系統(tǒng)使用的方便性經(jīng)濟(jì)性有效性及安全性經(jīng)濟(jì)性的考量體外沖擊波碎石設(shè)備的比較和選擇基本原則:有效性及安全性并震波源的原理及參數(shù):電極放電式(液電式):電極的形狀和距離,甚至材料電磁式:電磁線圈及膜片的參數(shù)及材料輸出的可比較參數(shù):參數(shù)決定了治療劑量,沒有劑量的治療是不可想象和不可接受的FDA及IEC61846的要求比較的目的是確定最優(yōu)化的參數(shù)(optimized)震波源的原理及參數(shù):電極放電式(液電式):電極的形狀和距不同上升時(shí)間沖擊波在組織中的傳遞影響可客觀測(cè)量供比較的參數(shù):上升時(shí)間正峰值壓力付峰值壓力脈沖寬度頻譜焦區(qū)尺寸每脈沖的能量(accousticenergy)不同上升時(shí)間沖擊波在組織中的傳遞影響可客觀測(cè)量供比較的參數(shù)震波源的能量支持系統(tǒng):去氣:增加能量耦合,減少Cavitation(空化效應(yīng)) --提高碎石效率,減少損傷溫度調(diào)節(jié):保持焦距的恒定定位及支持系統(tǒng):保證治療的準(zhǔn)確性及有效性經(jīng)濟(jì)性的考量也是重要的,但是第二位的體外沖擊波碎石,屬于高能高壓的應(yīng)用,屬于CLASSIII類儀器的應(yīng)用.應(yīng)引起高度的重視,否則,可能背離治療的原則FDA,MDD均給出了嚴(yán)格的要求及指南---如510(k)510(k)震波源的能量支持系統(tǒng):去氣:增加能量耦合,減少Cavi9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。7月-237月-23Monday,July31,202310、人的志向通常和他們的能力成正比例。00:32:5600:32:5600:327/31/202312:32:56AM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。7月-2300:32:5600:32Jul-2331-Jul-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。00:32:5600:32:5600:32Monday,July31,202313、志不立，天下無可成之事。7月-237月-2300:32:5600:32:56July31,202314、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。31七月202312:32:56上午00:32:567月-2315、會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。七月2312:32上午7月-2300:32July31,202316、如果一個(gè)