Mulvaney在1953年首次报道了利用超声波破碎肾结石，此后超声碎石被广泛应用在了肾、输尿管及膀胱结石。超声探头通过施加电能来激发超声换能器中的压电陶瓷板。该板以特定频率共振并产生频率为23000~25000 Hz的超声波。在工作频率下，虽然测量到了超过98 dB超声波噪声，但没有人耳可听见范围内的声音。
图1：超声波碎石器和手动控制
超声波能量转化为空心钢探针的纵向和横向振动，然后将能量传递给结石。探针尖端导致结石以高频共振并破裂；然而，当探头置于顺应性组织如尿道上皮时，损伤最小，因为组织不会与振动能量共振。虽然在碎石术期间探头末端可能会产生一些热量，但当灌注速率为30 ml/min时，探头顶端的温度升高可最多降至1.4℃。由于在输尿管镜过程中灌注可能有限，超声波碎石术在PNL期间效率更高，因为可以使用的更大直径的超声波探头及更大的灌注。
超声碎石机系统与吸引系统连接，可在碎石过程中随着灌注不断将结石清除。另外，中空探针中的液体流动有利于冷却仪器。超声换能器的升温提示外科医师可能发生了探针腔阻塞，这种情况可能在输尿管结石超声碎石中更常见。虽然许多制造商为超声波单元提供了一个集成的电源和吸气脚踏开关，但由辅助设备间歇吸引的吸引器是一种简单而廉价的替代品。一般来说，只有当超声碎石机启动时才施加抽吸，并且60~80 cmH2O范围内的吸引压力足以在碎石过程中保持足够的冲洗液流量。较高的吸引压力往往会将气泡吸入系统，影响视野。超声探头的尺寸范围从2.5~12Fr。2.5Fr探头是实心的，没有空心吸引腔，因此，当用于输尿管时，散热很慢。弯曲探针会导致超声能量的损失，并且转化为热量使手柄温度升高。
对于不同成分的结石，其破碎效率也不一样。尽管结石成分会影响碎石时间（胱氨酸结石、一水草酸钙及尿酸结石更难碎裂），然而结石大小、密度，以及结石的表面结构对碎石速度的影响更为重要。小的结石及粗糙不平的结石更容易碎裂，而表面光滑、体积较大的结石则更难碎裂。
超声碎石术优缺点
超声碎石最大的优势在于即可击碎结石，同时也可将碎石吸出。小于2 mm的碎石可直接通过中空探杆吸出，较大的结石可能需要取石钳或网篮的帮助。由于该碎石技术对组织损伤较少，因此颇受欢迎，超声碎石往往是PNL中首选的碎石手段。
然而，由于超声碎石杆不能弯曲及探杆直径的大小一定程度上限制了其在输尿管结石上的应用。应用超声碎石治疗输尿管结石时，输尿管镜往往需要直的工作通道，而且工作通道需达到5 Fr以使4.5 Fr的碎石杆通过。碎石成功率在69%~100%。该项技术可能更加适用于较大的输尿管结石且伴有石街，因为超声碎石可在碎石的同时将结石清除。对于输尿管末端结石，超声碎石也可达到非常好的效果。
超声碎石术技术要点
PNL行超声碎石时应将结石固定在碎石杆和肾盂或肾盏壁之间。对结石施加轻微的压力可加速碎裂，但应避免过度用力，否则结石容易损伤尿路黏膜甚至穿孔。较小或表面较粗糙的结石可增加黏膜损伤的概率，因为施加于结石表面的作用率可以传到至尿路上皮。在薄壁肾盂或输尿管中引起穿孔的风险尤其高，而在肾实质支撑的肾盏穿孔发生率较低。
当治疗输尿管结石时，可能需要事先扩张输尿管以使得硬性输尿管镜通过。通过工作通道将超声探头置入并抵住结石。如有必要，可将结石固定于套石篮中以防止结石返入上段输尿管。如同其他腔内碎石设备一样，碎石的目标是将结石完全碎裂或产生足够小的碎片以便吸出或自行排出。
总结
腔内碎石术技术为泌尿外科医师提供了几种有效的碎石方式，碎石方式的选择取决于所使用的内镜的类型（硬性或软性）以及结石的位置。由于钬激光能碎裂所有结石，钬激光已成为输尿管镜碎石术的主要碎石方式。同样，使用小直径的光纤可以进入输尿管和肾内集合系统的所有区域。然而，对于复杂、大体积结石需行PNL的患者，联合碎石装置可达到更高效的碎石。当选择购买碎石设备时，必须考虑结石相关手术的数量和性质，以最大限度地提高设备的效用和成本效益。
本文引自《坎贝尔-沃尔什泌尿外科学》第11版中文编译版
