Ударні хвилі в літотрипторі створюються електродинамічним способом. При цьому
пульсуюче (імпульсне) магнітне поле надає руху мембрані і її коливання в наповненій водою трубі породжують ударну хвилю. Фокусування цієї хвилі здійснюється за допомогою акустичної лінзи. Вплив на тіло пацієнта і настроювання на відповідну глибину проводять за допомогою надувного мішка (головка для генерації ударних хвиль, встановлювана під столом пацієнта).

Рисунок 8.1 – Схема ударно-хвильового пристрою

1 – електрична котушка, 2 – мембрана, 3 – акустична лінза, 4 – надувний мішок, 5 – фокус ударних хвиль

Місце розташування каменя визначається за допомогою двоплощинного просвічування рентгенівськими променями. При цьому вертикально спрямоване випромінювання дає горизонтальне розташування каменю. За допомогою другого випромінювача, нахиленого на 45° (каудиокраніального), одержують вертикальні координати каменя.

Для зведення до мінімуму дози рентгенівського опромінення відповідні рентгенограми одержують, подаючи короткі імпульси, після чого ці зображення зберігають в електронній пам'яті.

У результаті дуже точної відповідності площин рентгенівського
випромінювача фокусу ударних хвиль досягається висока взаємодіїя ударних хвиль із каменем. Позиціонування пацієнта, тобто суміщення положення каменю з фокусом, здійснюється вручну або за допомогою комп'ютера (суміщенням відповідних оцінок на моніторі).    

Відеопідсилювач із йодисто-цезієвим відиконом гарантує високу роздільну здатність, підсилення і контрастність зображення. Змінюючи розміри вікна, можна "розтягувати" цікавлячі оператора деталі зображення, так що одержуване завдяки цьому додаткове збільшення контрастності дозволяє зафіксувати на рентгенівському знімку камені, що дають навіть слабке затінення плівки (рис. 8.2).

Головка для генерації ударних хвиль, що знаходяться на модулі верхнього столу, переміщується за допомогою карданного привода. Залежно від положення каменя її підводять до відповідної частини тіла пацієнта.

Рисунок 8.2 – Літотриптор (вид спереду і збоку)

1 – рентгенівський випромінювач, площина 1, 2 – ренгенівський випромінювач, площина 2 (під кутом 45 градусів), відеопідсилювач, ударнохвильова головка УХГ (PWH), 5 – касета з рентгенівською плівкою, 6 – верхній ударно-хвильовий модуль,
7 – штатив верхнього модуля

Для більш точного позиціонування усередині цієї головки встановлений перетворювач тиску (рис. 8.3).

У центрі головки, що генерує ударні хвилі, вмонтований УЗ секторний аплікатор УЗСА (USSA) І (локатор). Шляхом обертання аплікатора (за допомогою мотора) одержують просторове зображення поля, що обстежується. Залежно від положення каменя можна переміщати як аплікатор, так і систему генерації ударних хвиль (рис. 8.4).

Після грубого позиціонування можна проводити більш точну локацію. Для цього нахиляють відносно вертикалі пристрій для генерації ударних хвиль, який знаходиться в І головці, і в такий спосіб пересувають фокус по горизонталі. За допомогою УЗ зображення маркування напрямку випромінювання і положення фокуса визначають місцезнаходження каменя і контролюють процес каменедробіння.

Рисунок 8.3 – Ударно-хвильова головка верхнього модуля

1 – перетворювач тиску, 2 – УЗ аплікатор, 3 – фокус, 4 – площа контакту з пацієнтом, 5 – корпус ударно-хвильової головки, 6 – фокусувальна лінза

Рисунок 8.4 – Схема дії УЗ аплікатора і ударно-хвильової головки

Медичні особливості роботи літотриптора

Локація каменів за допомогою УЗ або рентгенівських променів за медичними показаннями.

При урологічному застосуванні з використанням додаткової апаратури положення тіла пацієнта відповідає положенню при каменеперерізі.

Вільний доступ до пацієнта з усіх боків столу, у тому числі при перкуторній нефролітолапаксії обох нирок – без зміни положення тіла.

Однакове положення пацієнта при екстракорпоральній літотрипсії лівої або правої нирки, а також сечовода.

Рентгенологічне дослідження як перед, так і після операції на тому ж приладі.

Щадливий режим роботи реалізовано завдяки керуванню локатором і ударно-хвильовим впливом, здійснюваному відповідно до подиху пацієнта; це забезпечує високу надійність локалізації ударної хвилі і меншу її інтенсивність.

У систему входить пристрій для контролю за найважливішими фізіологічними параметрами пацієнта SIRECUST 404 фірми "Сименс" (регулює спрацьовування ударної хвилі залежно від подиху і частоти пульсу через тригер ЕКГ).

Малий час операції досягнуто завдяки високій частоті ударних хвиль, великій точності локації і відсутності необхідності в зміні положення або переміщенні пацієнта протягом усієї процедури.

Операція проводиться без знеболювання.

Технічні особливості роботи літотриптора.

Стіл пацієнта переміщується за командами комп'ютера в трьох взаємно перпендикулярних напрямках для позиціонування каменя у фокусі ударної хвилі. Пристрій для рентгенозйомки на касету з рухливим растром і автоматичною "зміною формату".

Просвічування каменя відбувається в двох площинах із застосуванням цифрового ЗП для накопичення зображень. Висока якість зображення досягнута завдяки розташуванню відеопідсилювача поблизу органа, що обстежується.

Додаткове підсилення контрастності зображень забезпечується завдяки їх цільовому опрацюванню. За допомогою електромотора механізовано переміщення обох рентгенівських випромінювачів у вихідне положення для зручності розміщення пацієнта на столі і вільному доступу до нього.

Головка для генерування ударних хвиль з вмонтованим у центрі УЗ секторним локатором (аплікатором).

УЗ прилад SONOLINE SL-1 із високою роздільною здатністю і можливостями різноманітних маніпуляцій із зображенням.

УЗ секторний локатор, що плавно пересувається по прямій, при цьому вісь зображення можна також плавно повертати.

Другий автономний УЗ аплікатор – для попередньої локації.

Типи літотрипторів

Літотриптор "Puleolith" фірми Technomed International SA з використанням імпульсного лазера на барвниках призначений для подрібнення каменів у нижніх сечовивідних шляхах в клінічних умовах. Завдяки фотоакустичному ефекту лазер розбиває камені, дрібні частинки яких повільно виводяться із сечею пацієнта. Лазерний промінь направляють короткими імпульсами по гнучкому скловолоконному світловоду. Для більш точного його націлення в область розташування каменя кінець світловода освітлюється. Забезпечується точне фокусування енергії в зону каменю, в результаті чого промінь не створює негативного впливу на навколишні тканини. При діапазоні тривалості імпульсу лазерного випромінювання 1,5-3 мкс і довжині хвилі 504 нм досягається оптимальна передача енергії через кварцовий світловод діаметром 200 мкм і селективне поглинання енергії каменями.

Головною перевагою такого літотриптора є можливість подрібнення каменів у нижніх сечовивідних шляхах, локалізація яких традиційними методами була утруднена, оскільки проходженню ударних екстракорпоральних хвиль заважали кістки тазу. Літотриптор може також застосовуватися для видалення жовчних каменів. В даний час ведуться роботи з використання імпульсних лазерів у кардіології для розбивання атероматозних бляшок.

Літотриптор оснащений контролером, що програмується і виконує тривале спостереження розміру енергії лазера; до пакета гнучких програм апарата входять самодіагностика, автоматичне калібрування і прецизійна оптимізація процесу лікування. Діапазон частоти проходження імпульсів варіюється від 1 до 10 Гц, час експозиції програмується від 1 до 300 або від 1 до 3000 ударів, апарат пересувний, з вмонтованим цифровим калорифером, розмір імпульсів лазерного випромінювання і частоти їх проходження виводяться на дисплей у цифровій формі. В лазерному літотрипторі фірми Dornier Medizintechnik Gmb (Німеччина) застосовується новий метод інтракорпорального роздрібнення каменів. Кристал синтетичного александриту випромінює високочастотний світловий сигнал. За допомогою оптичного волокна ці сигнали підводяться до каменя і генерують у ньому руйнуючі ударні хвилі. При такому принципі мініатюрність оптичних волокон, а також тонкі ендоінструменти дозволяють застосовувати цей літотриптор для роздрібнення каменів у жовчних протоках, шлунковій залозі і її протоках при ендоскопічному видаленні каменів.

Лазерний літотриптор типу «Сaicuias SLS» фірми Kari Storz Gmb (Німеччина) має дві модифікації залежно від призначення. В моделі, призначеній для подрібнення каменів у сечових протоках, використовується принцип лазерної індукції інтракорпоральних ударних хвиль. Механічна ударна хвиля, необхідна для подрібнення, виникає в самому камені шляхом перетворення оптомеханічної енергії. Спеціальний прилад спрямовує енергію від лазера на алюмоітрієвому гранаті з неодимом у тонке оптичне волокно. Це волокно вводиться в сечовий тракт пацієнта за допомогою ендоскопа малого діаметра. У моделі, призначеній для подрібнення жовчних каменів, використовується дія імпульсів термічного лазера. Ці імпульси направляються безпосередньо на камінь також за допомогою тонкого оптичного волокна і ендоскопа.

Літотриптор типу «Modulith s110» фірми Storz Medical AGj (Швейцарія) здійснює роздрібнення слинних каменів за допомогою пульсуючого тиску. Камені подрібнюються до такого ступеня, що виходять із слиною у вигляді піску. Коаксіальне складання ультразвукового пристрою і засоби позиціонування дозволяють застосовувати апарат для неінвазивного лікування сіалолітіазиза (sialolithiasis) великих слинних залоз. У апараті передбачене фокусування ударної хвилі і пересувне джерело енергії.

Контрольні запитання

1. В чому полягає принцип літотрипсії?

2. Поясніть, як працює ударно-хвильовий пристрій?

3. З якою метою в літотрипторі використовуються два рентгенівські випромінювачі?

4. Призначення ударно-хвильової головки.

5. Які, на Вашу думку, медичні протипоказання до процедури літотрипсії?

ЗМІСТ