目的：尿石症影响着全球约 10% 的人口，其主要治疗方式为冲击波碎石术（SWL）和内镜治疗方法。然而，冲击波碎石术的高压脉冲可能导致组织损伤，通常需要一定程度的麻醉，且可能需要多次治疗或辅助治疗才能达到无石状态。爆裂波碎石术（BWL）作为一种具有潜力的替代方案应运而生，它采用多周期、低压力振幅的超声脉冲来粉碎结石，同时在实时成像引导下以便携式方式最大限度地减少空化效应。方法：本范围性综述评估了爆裂波碎石术的疗效、安全性和临床潜力。通过系统检索确定了 19 项符合条件的研究，包括体外实验、临床前试验和人体临床试验。 结果：体外研究表明，爆裂波碎石术能够以高粉碎率破碎多种成分的尿路结石。较高的超声频率（800 千赫兹）可产生较小的碎片（<1 毫米），而较低的频率（170 千赫兹）则产生较大的碎片（3-4 毫米），从而可根据临床需求进行可控的破碎。猪模型的临床前试验显示，爆裂波碎石术压力较低且空化效应减弱，这使其具有良好的安全性，即使在接受抗凝治疗的受试者中也能减少相关组织损伤。人体试验报告称，爆裂波碎石术在清醒患者中耐受性良好，破碎成功率高（88%-91%），并发症发生率低。爆裂波碎石术具有显著优势，包括空化效应和组织损伤风险更低、便携性强以及无需麻醉。正在进行的试验旨在验证爆裂波碎石术的疗效，并探索其与超声推进技术的联合应用。 结论：爆裂波碎石术代表了碎石术的一种范式转变，具有可控破碎、减少组织损伤、碎片推进功能以及便携性等特点，适用于诊室或门诊护理。早期临床证据强调了其安全性和有效性，即使在接受抗凝治疗的患者中也是如此。尽管需要大规模试验来巩固其地位，但爆裂波碎石术的操作灵活性使其成为冲击波碎石术的一种变革性替代方案，有望重新定义尿石症的治疗模式。 关键词：碎石术；破碎波；爆裂波；肾钙质沉着症；超声推进；冲击波 引言尿石症由于其高患病率（全球估计约为 10%），对泌尿科医生构成了重大挑战。常见的治疗方案包括冲击波碎石术和内镜碎石术，具体选择取决于结石的大小和位置。冲击波碎石术以较慢的速率（≤2 赫兹）和高峰值压力传递单周期能量脉冲，通常需要一定程度的麻醉。结石表面的冲击诱导空化效应可引发破裂，但过高的冲击频率导致的空化云增殖会降低其有效性，并可能导致组织损伤。爆裂波碎石术是一项新技术，能够在无需麻醉或镇静的情况下破碎结石，且疼痛和并发症极少，已受到广泛关注。 爆裂波碎石术系统由一个小型治疗换能器（通过超声凝胶应用于皮肤）和一个集成电子脉冲发生器的诊断超声成像系统组成。整个系统具有便携性，可安装在一个操作简便的推车上。（图 1A）爆裂波碎石术采用多周期聚焦超声脉冲（图 1B），其波束宽度等于或大于结石，以激发结石内的弹性波，在结石内产生驻应力波，从而形成离散的碎片而非粉尘状颗粒。与冲击波碎石术不同，爆裂波碎石术使用的正弦超声脉冲具有相对较低的压力振幅，可有效减少空化气泡的积聚。实时诊断超声成像可对手术过程进行持续监测，既便于精准定位结石，又能在空化效应发生时及时识别并缓解。空化效应的减少不仅增强了声波向结石的传播，从而提高结石成功破裂的可能性，还降低了由空化效应引发不良事件的风险。与冲击波碎石术相比，爆裂波碎石术的一个潜在优势是能够产生更小的碎片，且无需任何麻醉，可在任何医疗环境下对完全清醒的患者进行治疗（表 1）。  图 1（a）爆裂波碎石机；（b）爆裂波碎石探头a：便携式爆裂波设备b：便携式爆裂波冲击头 爆裂波碎石术系统可使用同一探头，在实时超声图像引导和定位下，经皮传递超声推进技术以重新定位结石。超声推进脉冲比爆裂波碎石术脉冲持续时间更长、振幅更低。  在过去九年中，这项技术已从概念阶段发展到人体临床试验。本综述将分析爆裂波碎石术的现有证据，并探索其未来的潜在应用。本范围性综述的主要目的是强调实验证据如何在人体临床研究中得到验证，并推测该技术有望带来的主要优势。 材料与方法检索时间从建库至 2025 年 1 月 21 日，在多个数据库（包括 Embase、PubMed、Scopus 和 Cochrane 中心数据库）中，通过布尔运算符结合以下术语进行检索：（“爆裂波” 或 “破碎波” 或 “推进”）与（“肾脏” 或 “肾的” 或 “输尿管” 或 “输尿管的”）与（“结石” 或 “结石症” 或 “尿石症”），以确定与爆裂波碎石术相关的研究。检索限制为英文发表的文献。筛选时剔除重复文献。纳入所有评估爆裂波碎石术的临床和实验研究，排除非英文文章、摘要和社论。最终的文献分析选择由两位独立作者确认。本范围性综述按照系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）指南进行。 结果共筛选了 160 项研究的标题和摘要，对 52 项研究进行了全文资格评估，其中 33 项被排除。经过筛选过程，19 项研究符合纳入标准，被纳入本范围性综述（补充图）。表 2 总结了纳入研究的特征。 表 1 爆裂波碎石术与冲击波碎石术的比较 讨论体外证据多项研究中的体外实验表明，爆裂波碎石术作为一种无创、有效且可控的方法，能够以高粉碎率破碎多种成分的尿路结石，包括一水草酸钙（COM）、鸟粪石、尿酸和胱氨酸结石。 剂量设置与结石碎片大小研究表明，较高的超声频率（800 千赫兹）可产生较小的碎片（<1 毫米），而较低的频率（170 千赫兹）则产生较大的碎片（3-4 毫米），从而可根据临床需求进行可控的破碎。模拟结果显示，增加压力振幅（最高 6.5 兆帕）和超声频率（最高 800 千赫兹）可改善结石破碎效果，同时最大限度地减少组织损伤，可能使其比冲击波碎石术更安全、更有效。有研究显示，爆裂波碎石术对小结石（1-3 毫米）尤其有效，在 10 分钟内可使 87% 的结石质量减少至亚毫米级粉尘状。较大的结石（3-5 毫米）在低频率（390 千赫兹）和高频率下均能有效破碎，这表明混合频率方案可能具有潜在优势。另有研究通过在 30 分钟内破碎 89% 的人体尿路结石，证实了爆裂波碎石术的广泛适用性，并验证了超声推进技术在破碎实时评估中的应用。 爆裂波的物理机制有研究开发了一种理论模型，表明结石内的应力放大取决于超声频率和结石几何形状，并确定了不同结石成分的最佳频率范围（ka≈2-5），支持采用低频率和高频率的序贯破碎策略。相关研究进一步探讨了爆裂波碎石术的物理机制，通过光弹性成像证实，弹性波（剪切波和纵波）在结石内传播，形成驻波，产生局部应力点并引发破裂。结果表明，较低的频率产生较大的碎片，而较高的频率产生较小的、可排出的碎片。 临床前实验的发现结石破碎有研究使用 3 只植入了 6-7 毫米人体一水草酸钙肾结石的猪模型，评估了爆裂波碎石术的有效性和安全性。通过爆裂波碎石术和超声成像探头经皮靶向治疗结石，每个结石分 3 个 10 分钟的时间段进行暴露。结果显示，每个结石至少 50% 被破碎为 < 2 毫米的碎片，4 个结石 100% 被破碎为 < 4 毫米的碎片。此外，在 5 次治疗中有 3 次结石被完全粉碎。 有研究针对宠物猫的梗阻性输尿管结石开发了专用的爆裂波碎石术系统，使用 35 块天然一水草酸钙结石进行实验。该系统能在 30 至 50 分钟的治疗时间内，有效将结石破碎为小于 1 毫米的碎片，平均结石质量减少 73%-97%。总体而言，该研究支持这种改良的爆裂波碎石术系统的潜力，因其有望实现有效的结石破碎且相关组织损伤极小。 有研究将爆裂波碎石术与超声推进技术结合，用于治疗宽吻海豚和斑海豹的尿石症。在海豚中，两次爆裂波碎石术治疗破碎了输尿管结石，超声推进技术帮助重新定位碎片，这表明爆裂波碎石术与超声推进技术的结合可有效治疗解剖结构复杂的动物的尿路结石。 组织损伤在安全性方面，有研究发现，爆裂波碎石术治疗后，磁共振成像（MRI）显示功能性肾体积损伤极小，组织学评估未发现明显的肾实质损伤，仅在结石碎片附近的尿路上皮出现轻微瘀点出血，且无皮肤或中间组织损伤。有研究将 12 只雌性猪分为两组，一组接受爆裂波碎石术治疗（以 10 脉冲 / 秒的频率传递 18000 个脉冲，每个脉冲 20 个周期，正压 12 兆帕，负压 - 7 兆帕），另一组作为假手术对照组。结果显示，与假手术治疗的肾脏相比，爆裂波碎石术治疗后肾功能无显著变化，也未产生可测量的出血性病变。作者认为，爆裂波碎石术相关的较低压力和减少的空化效应可能是其组织保护作用的原因。 有研究使用猪模型（单侧肾脏肝素化，对侧肾脏作为对照），评估了爆裂波碎石术在治疗性抗凝状态下是否会导致肾出血。尿液分析显示，两组均仅出现轻微镜下血尿，无显著差异。基于 MRI 的病变分析表明，爆裂波碎石术治疗的肾脏的出血性损伤与对照组无差异。这表明，即使在抗凝状态下，爆裂波碎石术也能安全地破碎肾结石而不引起明显出血，为需要持续抗凝治疗的患者提供了一种有前景的替代方案。 有研究使用定制的爆裂波碎石术换能器（频率分别为 170 千赫兹和 335 千赫兹），通过实时监测猪肾脏，研究爆裂波碎石术是否会引发可检测的肾损伤。结果显示，爆裂波碎石术引发的大多数病变（尤其是使用 335 千赫兹换能器产生的病变）非常小且无显著意义，但在 170 千赫兹频率下观察到较大的损伤。组织学上，这些损伤与冲击波碎石术引起的损伤相似，表现为局灶性肾小管损伤和实质内出血。这些结果表明，实时超声监测结合基于 MRI 的量化，为爆裂波碎石术的临床前安全性评估提供了有效的框架，有望使临床医生实时调整治疗参数以最大限度地减少肾损伤。 人体研究的发现迄今为止，临床研究已证实爆裂波碎石术在结石破碎和结石移位（与超声推进技术结合）方面的有效性，以及在清醒患者中短时间（10 分钟）治疗的安全性和耐受性。 有研究于 2021 年首次报道了爆裂波碎石术治疗肾脏和输尿管结石的人体试验。在第一名接受麻醉的患者中，通过内镜观察发现，在 10 分钟内（8.5 分钟为 7 兆帕峰值负压、10 赫兹重复频率，30 秒为 6 兆帕、17 赫兹），一颗 7 毫米的肾结石被完全破碎为 < 2 毫米的碎片，证实了人体爆裂波碎石术的有效性和安全性。操作员在实时超声显示结石位于目标区域的呼吸周期阶段触发爆裂波碎石术脉冲。第一名清醒患者（患有 7.5 毫米症状性输尿管膀胱连接部结石）报告爆裂波碎石术治疗未带来额外不适，无需麻醉，并在第 15 天排出结石，证实了人体爆裂波碎石术的耐受性。清醒患者能够控制呼吸，可能有助于改善治疗效果。 有研究前瞻性地评估了超声推进技术单独使用或与爆裂波碎石术脉冲结合在 24 名未麻醉输尿管结石患者中的疗效和应用。主要结局（结石移位）发生率为 66%；次要结局（远端输尿管结石排出率）为 86%。手术过程中疼痛评分从 2.1±2.3 显著降至 1.6±2.0（p=0.03）。该研究指出，有 6 名患者因皮肤到结石距离过大而筛选失败，因此换能器工程设计仍有优化空间。 有研究调查了 19 名患者在 10 分钟内接受爆裂波碎石术的结石破碎效果，报告称 91% 的目标结石中位破碎率为 90%（按体积计），其中 39% 的目标结石被完全破碎（定义为所有碎片≤2 毫米）。通过对输尿管镜视频进行独立盲法视觉评分来检查组织损伤，仅观察到轻微瘀点和小血块，无不良事件报告，证实了其安全性。 有研究报告了首项爆裂波碎石术治疗尿路结石的人体多中心前瞻性试验（声学负压治疗剂量为 4.5-8 兆帕）。爆裂波碎石术在 88% 的病例中成功破碎结石，在 10±2 周的非增强计算机断层扫描中，51% 的患者残留碎片≤2 毫米。86% 的试验患者在诊所环境中接受了 30 分钟以内的爆裂波碎石术治疗，无需镇静。该手术耐受性良好，仅发生 Clavien-Dindo 1 级不良事件，最常见的是短暂性血尿（93.2%），其次是需用止痛药治疗的肾绞痛（56.8%）。尽管使用三种不同的治疗探头能够治疗皮肤到结石距离为 4 厘米至 14 厘米的结石，但仍存在局限性，包括由于超声限制，某些位置的结石难以治疗。由于爆裂波碎石术是基于超声的技术，若结石位于输尿管上段、中段以及某些肾上盏盏颈，且无法通过超声识别（尤其是被气体或上方骨骼遮挡时），则不适合采用爆裂波碎石术治疗。 正在进行的爆裂波碎石术试验正在进行的爆裂波碎石术试验主要集中在两个主题，即巩固爆裂波碎石术的疗效和安全性，以及通过将爆裂波碎石术与其他技术结合来提高无石率。 目前，ClinicalTrials.gov 上注册了两项正在进行的研究。有研究在 44 名上尿路结石患者中证实了爆裂波碎石术的可行性，为关键试验奠定了基础。SonoMotion 公司（加利福尼亚州圣马特奥）设计了一项试验，旨在进一步评估爆裂波碎石术的疗效和安全性（SOUND 关键试验 ——Sonomotion 结石破碎共振超声）。这是一项前瞻性、开放标签、多中心、单臂研究，计划纳入多达 116 名上尿路结石（4-10 毫米）患者。主要结局是调查爆裂波碎石术的安全性（根据不良事件、非计划急诊就诊或门诊就诊以及是否需要进一步干预来评估）和有效性（治疗后 10 周的碎片大小）。该研究目前正在北美 10 个研究地点招募患者。 另一项注册的临床试验旨在研究爆裂波碎石术与超声推进技术的结合。2022 年发表的一项研究仅纳入了 13 名同时使用两种技术的患者，主要结局为结石移动。华盛顿大学注册的试验名为 “超声促进结石排出”（Propulse2），这是一项前瞻性、开放标签、多中心研究，旨在确定在无麻醉情况下，通过超声破碎和重新定位结石是否能提高结石排出率。该试验分为三个阶段：第一阶段纳入 20 名受试者，测试可行性；第二阶段 a 为随机对照试验，计划纳入 100 名受试者，按 1:1 比例分组；第二阶段 b 为 20 名脊髓损伤受试者的爆裂波碎石术可行性研究。在第一阶段结果经 FDA 审查并批准进入第二阶段后，该研究的第二阶段将同步进行。目前该研究尚未开始招募患者。 核心要点与未来方向动物研究、实验证据以及人体试验中大量的初步发现均表明，爆裂波碎石术是冲击波碎石术的一种有前景的无创替代方案。爆裂波碎石术可通过调节冲击波频率实现可控的结石破碎和粉尘化，且组织损伤和肾单位损伤极小，这是对冲击波碎石术的重大改进。此外，爆裂波碎石术的结石推进功能可能提高下盏和输尿管结石的治疗效果。结合其便携设计，这些优势使爆裂波碎石术有望成为适用于诊室甚至家庭的便携式碎石术，标志着泌尿外科护理的变革性进步。尽管爆裂波碎石术与冲击波碎石术一样面临超声窗口和皮肤到结石距离的限制，但随着技术的进步，这些局限性有望在未来得到解决。最后，爆裂波碎石术在抗凝患者中的安全性（无需麻醉）可能使其成为尿石症治疗的突破性进展。爆裂波碎石术的潜力尚未完全发挥。一旦商业化，其作为冲击波碎石术的替代方案或输尿管镜检查的辅助手段（用于结石重新定位和 / 或碎片破碎）的效用将得到明确。其便携性最适合适合门诊手术的结石和患者。 结论爆裂波碎石术代表了碎石术的一种范式转变，具有可控破碎、减少组织损伤、碎片推进功能以及便携性等特点，适用于诊室或门诊护理。早期临床证据强调了其安全性和有效性，即使在接受抗凝治疗的患者中也是如此。尽管需要大规模试验来巩固其地位，但爆裂波碎石术的操作灵活性使其成为冲击波碎石术的一种变革性替代方案，有望重新定义尿石症的治疗模式。 |
|
|
