Существующие теории фрагментации камней при дистанционной литотрипсии
К сожалению, на данный момент ни одна из существующих теорий не может полностью описать все процессы, происходящие при воздействии на камень ударной волны. Причиной этого являются несколько факторов:
1) Ограниченность физико-математических моделей.
При создании той или иной физико-математической модели берутся за основы только некоторые основные клинико-биологические и физические параметры (разность скорости звука в разных средах, явление кавитации и проч.), а некоторыми моментами приходится пренебречь. В реальности же, в некоторых случаях, пренебрегаемые параметры могут играть значительную роль.
2) Различие технических параметров дистанционных литотрипторов.
Многообразие типов ударных модулей (электромагнит, гидравлика, пьезо) и, порой, значительное отличие их технических характеристик (размеры фокуса, значение давления в фокусе, глубина проникновения, частота ударных волн и др.) приводит к дополнительным сложностям в описании и моделировании процессов разрушения камня.
|
Гипотеза |
Механизм |
Предпосылки |
Тип воздействия |
Комментарии |
|
Силы разрыва и сдвига (Tear and shear forces), 1980, 1 |
Градиент давления благодаря разности сопротивления на переднем и дистальной поверхностях камня с инверсией давления |
Ударная волна меньше в пространственном удлинении, чем камень |
Действие подобно молотку. Приводит к кратерообразной фрагментации с обоих сторон камня. |
Важны только для малого фокуса |
|
Динамическое сжатие (Dynamic Squeezing), 1999, 2 |
Волны сдвига, образованные в углу камня, усиливаются посредством сжатия волн вдоль камня |
Параллельное распространение продольных волн. Скорость ударной волны меньше в воде, чем в камне. |
Принцип щипцов для орехов в комбинации со скалыванием |
Лучшая теория для объяснения результатов численной модели |
|
Квазистатическое сжатие (Quasi-static squeezing), 2000, 3 |
Градиент давления между периферическими и продольными волнами, что приводит к сжатию камня |
Ударная волна шире, чем камень. Скорость ударной волны меньше в воде, чем в камне. |
Принцип щипцов для орехов, требует большого диаметра фокуса |
Важны только для большого фокуса.
|
|
Скалывание (Spallation), 2010, 4 |
Отраженная растягивающая волна на дистальном конце камня |
Ударная волна меньше в пространственном удлинении, чем камень |
Разрушение камня изнутри подобно замерзанию воды в хрупком сосуде |
Важны только для малого фокуса. Не объясняет разрушение переднего края камня. |
|
Кавитация (Cavitation), 2011, 5 |
Волны отрицательного давления вызывают разрушение кавитационных пузырей на поверхности камня |
Низкая вязкость окружающей среды |
«Микровзрывная» эрозия на проксимальном и дистальном концах камня |
Важно для увеличения эффективности ударных волн |
Литература
1 Chaussy C, Brendel W, Schmiedt E (1980) Extracorporeally induced destruction of kidney stones by shock waves. Lancet 2:1265–1268
2 Zhong P, Xi XF, Zhu SL, Cocks FH, Preminger GM (1999) Recent developments in SWL physics research. J Endourol 13:611–617
3 Lokhandwalla M, Sturtevant B (2000) Fracture mechanicsmodel of stone comminution in SWL and implicationsfor tissue damage. Phys Med Biol 45:1923–1940
4 Rassweiler JJ, Bergsdorf T, Bohris C, Burkhardt M, Burnes L, Forssmann B, Meinert C, Partheym?ller P, Vallon P, Wess O, Williger J, Chaussy C (2010)Consensus: shock wave technology and application – state of the art in 2010. In: Chaussy C, Haupt G, Jocham D, K?hrmann KU (eds) Therapeutic energy applications in urology II. Standards and recent developments. Thieme, Stuttgart – New York, pp 37–52
5 Rassweiler JJ, Knoll T, K?hrmann KU, McAteer JA, Linegman JE, Cleveland RO, Bailey MR, Chaussy C (2011) Shock wave technology and application – an update. Eur Urol 59:784–796
Автор: Андрей Голюк