摘要：May PC, Bailey MR, Harper JD. Ultrasonic propulsion of kidney stones. Curr Opin Urol. 2016 May;26(3):264-70. doi: 10.1097/MOU.0000
May PC, Bailey MR, Harper JD. Ultrasonic propulsion of kidney stones. Curr Opin Urol. 2016 May;26(3):264-70. doi: 10.1097/MOU.0000000000000276. PMID: 26845428; PMCID: PMC4821680.
超声排石技术是一种新技术，它使用短脉冲聚焦超声波脉冲经皮将结石重新定位在肾集合系统和输尿管内。超声波推进已在 NIH 和 NASA/NSBRI 的资助下在华盛顿大学进行了开发和测试，并于 2010 年首次被描述。
Shah等人描述了一种原型设备的开发，该设备利用超声波力在组织模型内移动结石。该设备由一个围绕独立成像探头的大型 2 MHz 8 cm 环形探头组成。最大 8 毫米的玻璃珠和结石已成功重新定位在人工集合系统内。治疗参数为瞬时声功率 5-40 W、占空比 50%、脉冲持续时间 2-5 秒。Shah等2012年研究：体内超声超声排石技术实验显示，六头猪的结石或珠子均能从肾盏移至肾盂，无成分差异。325 W/cm²下无组织损伤；1900 W/cm²下部分样本出现1cm热损伤。
图1：Shah等人描述了6 cm 环形探头，8 个元件，2 MHz，4.5-8.5 cm 焦深。成像：Philips 5000 HDI 成像系统，P4-2 传感器。治疗参数：5瓦至40瓦；2-5秒脉冲持续时间；50% 占空比
哈珀等介绍了第二代单探头成像治疗设备。该设备使用长脉冲电子聚焦，能在B模式图像中任意位置聚焦。与初代相比，使用更低的声能和压力（峰值20 MPa，商用为37-115），时间平均强度更低（短脉冲分布在1秒突发中，占空比3%）。实验在八头猪体内植入2-8毫米结石，65%成功从肾盏移至肾盂、UPJ或输尿管，平均位移6厘米。11毫米结石也能移动，无并发症或组织损伤。
超声排石技术需掌握成像原理和肾脏结构。希等人对10名泌尿科医师进行培训，90%之前未做过肾脏超声。90分钟课程后，所有参与者能移动肾组织模型中的结石，90%成功移至肾盂，平均4.6分钟。研究证实技术临床适用性，旨在建立供泌尿科医生使用的结石重新定位系统。
康纳斯等研究了超声推进和SWL对肾脏的影响。在模拟临床和极端治疗参数后，对猪肾进行检查，未发现明显损伤。仅在极端剂量下直接接触肾脏时出现小于1%的出血性病变，远小于SWL治疗的肾脏病变（平均1.56%）。结果支持超声生物效应研究。Wang等人进一步研究了肾损伤的阈值。在 3.3% 的占空比（临床排石的预期参数）下，需要16 620 W/cm2的空间峰值强度来证明明显的损伤。该强度大约是临床原型设备最大功率输出的七倍，是平均脉冲强度的 200 多倍。超声治疗在适当参数下不会导致肾损伤，且损伤风险低于SWL。临床设备功率不足以持续造成肾损伤。哈珀等人的研究报告了超声波推进技术在人体中排出小结石和移除大块阻塞结石的首次试验结果。这项美国FDA批准的可行性研究评估了在无结石大小、位置或BMI限制的情况下，能否在人体中重新定位肾结石。研究最初限招15名参与者，均在无镇静剂或全身麻醉下接受超声波推进，并进行了超声成像和疼痛问卷调查。主要目标是结石的重新定位，次要目标包括安全性、可控移动和结石移动距离。不良事件评估持续三周。14/15患者肾结石重定位成功；28/43目标移动；无不良事件；手术不适轻微；最大石10毫米；大石实为小石簇。最简版：14/15肾结石重定位成功；28/43目标移动；无不良事件；最大石10毫米。这样逐步简化后的内容更加精炼简洁，同时保留了关键信息。
尽管成功，小结石治疗受限于狭窄的超声焦点，需单独定位。如图3，正在开发宽长焦点新探头以提高碎片排出效率。
图 2
声束宽度的数值模拟。临床系统的声束宽度（左）与新的、更宽的声束设计（中、右）相比。这种更宽的光束的目标是在一次推动中移动整个石头碎片簇，并对大石头施加更大的力。
来源：科学创造美好未来
