体外冲击波碎石机的原理及定位系统（转载）

行碎石。

电磁式碎石机是通过高压电容器对一个线圈放电，放电产生的脉冲电流形成一很强的脉冲磁场，引起机械振动并在介质中形成冲击波，经透镜聚焦得到增强而粉碎结石。

2、 冲击波波源

2.1 液电式冲击波波源 目前碎石机的波源以液电式居多，因其发展早、技术成熟、碎石效果好而被广泛采用。 液电式冲击波源是一个半椭圆形金属反射体内安置电极(见图2)，反射体内充满水，当高压电在水中放电时，在电极极尖处产生高温高压，因液电效应而形成冲击波，冲击波向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，电极极尖处于椭球的第一焦点处，所以在第一焦点(f1)发出的冲击波经反射后就会在第二焦点(f2)聚集，形成压力强大的冲击波焦区，当人体结石处于第二焦点时，就会被粉碎。

2．2 压电式冲击波波源 压电式冲击波波源是一个半球的内壁安装很多压电晶体(见图3)，当有高频高压电通过压电晶体时，压电晶体就会伸缩产生振动，从而使水介质产生超声冲击波，冲击波在圆球的球心f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。

2．3 电磁式冲击波波源 电磁式冲击波波源可分为平板式和圆筒式两种。
平板式电磁波源是一个中空圆柱体，圆柱体一端有组高频线圈，当高频高压脉冲电流通过时，线圈产生脉振磁场，根据电磁场感应定律可知，靠近线圈前端的平板金属膜就会发生振动，从而使水介质产生冲击波，平行直线传播的冲击波穿过双面凹的声透镜后在透镜的焦点(f)处聚焦，强大的冲击波可把处于焦点处的结石粉碎(见图4)。

圆筒式电磁波波源是一个圆筒形绝缘体外壁安装若干组高频线圈，线圈外是一个圆筒形金属振膜，整个装置安放在一个旋转抛物线形成反射体底部 (见图5)，当有高频高压电流通过线圈时，线圈周围产生脉振磁场，根据电磁感应原理，圆筒形金属振膜就会产生震动，从而使水介质产生冲击波，冲击波平行向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，然后在抛物面的焦点f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。

3、三种波源性能比较

液电式冲击波波源是最早使用的波源，发展时间长，技术也比较成熟，已广泛应用于临床，其冲击波能量大，但噪声也较大，消耗电极。液电式的冲击波属球面波，对组织的损伤较压电式和电磁式稍大。压电式和电磁式冲击波能量不如液电式，但噪声较小，压电式的噪声更小，都有不需消耗电极和治疗成本低的优点。

从碎石效果来看，液电式产生的能量较强，可调范围大，效果较好。压电式产生的是窄脉冲冲击波，功率较小；但波长短，结石粉碎的颗粒小，可以成细砂状粉末，有利于排出体外。电磁式每次转换的能量有一定损失，但能量稳定和重复性较好，能达到较好的碎石效果，其产生的冲击波属平面波，避免直达波的损伤。就人体的安全来说压电式和电磁式较好，对人体的影响较小。从设备的制造工艺和要求方面，压电式晶体的质量和寿命及安装都要求较高，否则每个晶体触发脉冲难以同步。而电磁式的充电电压较高，所以线圈绝缘要求高，如放电次数多易产生短路现象。

4、定位系统
体外冲击波碎石机的定位，就是要求结石能准确地移动到并固定在冲击波焦区范围内，达到有效碎石的目的。目前碎石机均采用医用X线或者B超进行定位。

4．1 X线定位系统 X线定位分单束X线定位和双束X线定位两种形式。

4．1．1 旋转式C形臂单束X线交叉定位
C形臂两端分别固定一个X线球管和影像增强器，C形臂可作以冲击波焦点{为圆心的平面转动或球面运动，X线投影中心经过焦点。把C形臂任意转动两个角度，就可以进行定位，此种定位系统定位清晰、准确、快捷。同时当C形臂处于正投影位置时，可以得到与KⅦ平片相同的图像，便于寻找结石，它还可以从多个角度观察结石在碎石过程中的形态变化。它因只使用一套X线系统大大降低了碎石机的造价，因此目前各厂家生产的X线定位的碎石机大多采用此种C形臂的形式。

4．1．2 双束X线交叉定位 双束X线定位是把两套X线装置互成一定角度，固定在机器上，双束X线中心分别经过焦点f ，且相交于f点，通过调整结石至f点定位。此种定位因X线束固定而难以避开有骨骼组织的阻挡使图像质量差，同时其操作步骤繁琐，碎石机造价又高，因此目前各碎石机生产厂家已基本淘汰此种定位系统。

4．2 B超定位系统 B超定位系统包括B超探头、B超机和探头支架，探头支架除极少数使用机械手外，大部分都是安装在冲击波源旁边，尽管各厂家生产的n超定位方式有差异，但总的原理是一致的。就是使H超探头的中心延长线经过焦点 f，并使探头沿着这一轴线伸缩运动，根据已知的探头至焦点距离和利用B超的测距功能，就能把结石准确地定位在焦点f上。

4．3 X线与B超定位系统的比较 X线与B超定位都有着各自的缺点。X线定位具有图像清晰，可直接地看到结石的立体形态及碎石过程中结石的粉碎程度，操作技术易掌握。缺点是 X线对人体有一定的放射性损害，曝光时间要求尽量短，使用X线剂量应尽量低。阴性结石不能直接定位，要借助其他方式才能定位。 B超定位无放射性，对人体几乎无损伤，对一些不宜受X线辐照部位的结石尤其适用。B超对阴、阳性结石均可显示，可实时连续跟踪、监控。 B超定位碎石机因无昂贵的X线设备，因此机器造价低，占地面积小。其缺点是操作技术要求高，不如X线定位直观、准确、快捷。

4．4 X线B超双定位系统 X线B超双定位是把X线定位系统和B超定位装置安装在同一台机器上，充分发挥X线定位和 B超定位的优点，可以实现全尿路各种结石的治疗，但操作者要同时掌握两种定位技巧，要求更高，而且机器造价也高。