سنگ شکن برون اندامی

0

سنگ شکن برون اندامی

سنگ شکن برون اندامی به تکنیکی اطلاق می شود که باآن می توان بدون انجام عمل جراحی باز مواد رسوبی را که در بدن انسان بوجود می آید، بدون تماس مستقیم با آن از راه دور خرد کرد. این شیوه درمان برای اولین بار توسط Chassyو همکارانش در سال 1980 اهدا و استفاده کلینیکی از Shock Waveبرای خرد کردن سنگ های کلیه گزارش شد. از آن زمان به بعد دستگاه های سنگ شکن زیادی در سرتاسر دنیا به کار گرفته شدند و تقریباً هر روز هزاران بیمار از آن سود می برند. پیشرفت در نتیجه سال ها تحقیقات وسیع آزمایشگاهی است که توسط کمپانی فضایی مهندسی دورنیر (Dornier) انجام گرفته است. این دست آورد علمی در واقع در جریان تحقیقات فضایی حاصل شد. بدین ترتیب یک کره فلزی که سطح آن از آب پوشیده شده و در محفظه ای صداگیری شده که Shock Waveبه آن می تابد قرار می گیرد، فرورفتگیهای کوچک در زیر قطرات آب ایجاد می شود. به همین ترتیب در قسمت داخلی کره، بین فلز و هوا فرورفتگی های کوچکی حاصل می گردد. در نتیجه این تحقیق مشخص شد که Shock Waveاثر آکوستیک دارد که در این مورد آب و فلز در خارج از کره و فلز و هوا در داخل کره است. حال چگونه این یافته تبدیل به درمان سنگ های کلیه می شود هنوز چند و چونش روشن نشده است. اما به نظر می رسد که مهندسان دورنیر در هدف خود موفق بوده اند. فرضیه آنها بر این اساس است که اگر Shock Waveبر روی سطوح با ظرفیت آکوستیک متفاوت عمل کند، می تواند بر محل اتصال سنگ و بافت کلیه که دارای دو ظرفیت آکوستیک متفاوتند، عمل کند. تست اولیه برای بررسی اثرات بیولوژیک Shock Waveدر آزمایشگاه دورنیر با مطالعه اثرات Shock Waveبر روی سنگ کلیه در محیط خارج از بدن انجام گرفت. نتایج ابتدایی اثرات انتخابی Shock Waveبر روی سنگ ها در کنفرانس مشترک صنایع پزشکی مونیخ آلمان در سال 1975 اعلام شد و تائید استفاده کلینیکی از Shock Waveبرای درمان سنگ های کلیوی در این کنفرانس تحقق یافت.

در تحقیقات آزمایشی اولیه از یک چاشنی انفجاری برای تولید Shock Waveاستفاده کردند. روشی که از نظر کلینیکی کار دشواری است و از طرفی تولید Shock Waveدر زیر آب به طریق Spark Gapپیشرفتی بود که سبب توسعه کلینیکی آن شد.

نحوه تولید امواج

نخست می بایست Shock Waveرا به نحوی تولید کرد. این امر در دستگاه دورنیر با برقراری جرقه در شکاف مابین دو شمع در زیر آب صورت می گیرد. این فرآیند به اختلاف پتانسیل تقریبی 17 کیلو ولت احتیاج دارد. نتیجه این امر تخلیه آب از الکترونهای خود و ایجاد پلاسما است. حبابهای پلاسما اتساع یافته و Shock Waveرا در مقابل خود به حرکت در می آورد.

میدان قوی الکتریکی ممکن است سبب بروز عوارض قلبی شود. به این دلیل در استفاده از دستگاه دورنیر Shock Waveو ECGبیمار می باید با یکدیگر هماهنگ شوند. به ازای هر 700 ضربه الکترودها می بایست تعویض شوند که به دلیل تغییر کیفی پوشش آنها و زیاد شدن فاصله بین شمع هاست.

 از لیزر نیز می توان جهت تولید امواج استفاده کرد. یعنی با تمرکز انرژی لیزر در یک نقطه کوچک می توان موجبات تخریب سنگ ها را مهیا ساخت. در این روش نیازی به وجود الکترود و وسایل جانبی آن نیست.

شرکت زیمنس آلمان با استفاده از قوانین الکترومنیتیک توانست این امواج را به طریقه دیگری تولید کند. در این روش در اثر حرکت پرده فلزی خاصی در مقابل یک میدان قوی مغناطیسی امواج تولید شده و با استفاده از عدسی های صوتی به روی هدف نشانه گیری می شوند.

با استفاده از قانون پیزوالکتریک کوری ها نیز می توان Shock Waveتولید کرد. یعنی با القاء جریان الکتریکی در بلورهای کوارتز می توان از ارتعاشات حاصله جهت تولید امواج استفاده کرد. در این روش به وجود الکترود نیازی نبوده و به علاوه از آثار مخرب روی ضربانات قلب خبری نیست.

شرکت Yachi Yodaدستگاهی را تحت نام تجاری (SZ-1) به بازار عرضه کرده است. در این دستگاه جهت شکستن سنگ از انفجارات محدودی (Micro Explosion) روی سنگ استفاده می شود که به هر حال عاری از خطر نیست.

تنظیم Shock Wave

اگر روش میزان کردن قدرت Shock Waveوامکان متمرکز کردن آن توسعه نیافته بود،استفاده کلینیکی ازShock Waveغیر عملی بود.بدون متمرکز کردن آن،مقدار نیروی لازم جهت شکستن سنگ خارج از تحمل بافتهاست.

استفاده از ستون نیمه بیضی (نیمه شلجمی)فلزی قرینه انجام می گیرد،درحالیکه برای این منظور زیمنس از لنزهای آکوستیک ودر مدل پیزوالکتریک از صفحه نیم کروی استفاده می شود.

Shock Waveدر زیر آب با جرقه الکتریکی ایجاد و سبب تبخیر آب در نقطه جرقه می شود.بخار آب پس از پخش شدن به صفحات نیمه شلجمی و برخورد با آن سبب یک موج فشاری شده،سپس امواج ایجاد شده به این صفحات منعکس و دردومین کانون F2متقارب می شوند. قدرتی که در کانون دوم از محل تقارب رخ می دهد برابر مجموع موج های انعکاس یافته است. اندازه نقطه کانونی کم و بیش 6 دسی بل است. بیشرین مقدار انرژی مؤثر در این محل متمکز می شود. از طرفی مقدار انرژی تولید شده در کانون، نه تنها بستگی به انحنای صفحه نیمه بیضی دارد، بلکه همچنان به فاصله رئوس الکترودهای جرقه زن نیز بستگی دارد. امواج ایجاد شده ممکن است در برخورد به توده بدن کاهش یابد، از سوی دیگر استخوان در حد قابل توجهی فشار امواج را کاهش می دهد، به علاوه 6 سانتی متر از بافت عضلات سبب کاهش 10% الی 20% از دامنه فشار خواهد شد، چون ولتاژ سنگ شکن قابل تنظیم است، لذا می توان مقدار انرژی لازم در هر شوک را با توجه به توده بدنی بین سنگ و منبع انرژی و سختی تنظیم کرد. مطالعات تجربی اثرات Shock Waveبر روی سنگها با ترکیبات مختلف ، نشان می دهند که قطعه قطعه شدن سنگها سبب تولید انرژی جنبشی در سنگها شده که مقدار آن 2میلی ژول است و تقریباً معادل برخورد قطرات باران بر روی سنگ فرشها می باشد.

   Shock Waveاثرات انفجاری بر روی سنگها ندارد و قطعات در مخاط جایگزین نمی شود. قدرت Shock Waveبه تنهایی 300 الی 600 بار است . این مقدار برابر با 800 الی 1100 فشار اتمسفر می باشد. اگر بیمار بیهوش نشود، درمان کاملاً درد ناک می گردد. ولی در دستگاه های نسل سوم، ناحیه تمرکز کوچکتر و در نتیجه نسبت به نسل قبلی موجب درد کمتری می شود، از طرفی در صورت نیاز تنها استفاده از مسکن ها کافی است .

مقایسه امواج Shock Waveو اولتراسوند

   هم امواج Shock Waveو هم اولتراسوند بر طبق آکوستیک عمل می کنند. اما تفاوت هایی در قابلیت های فیزیکی بین Shock Waveو اولتراسوند وجود دارد. وقتی دیا گرام Shock Waveو اولتراسوند را با هم مقایسه می کنیم دیده می شود که Shock Waveدارای یک شدت فشار بالا با شروع تند و بازگشت آرامی است. در حالی که در اولتراسوند امواج یک فرکانس کاملاً مشخص و منفرد و فشار سینوسی دارند که با تغییرات کششی و متغیر است.

وقتی که Shock Waveو اولتراسوند از موانع بیولوژیکی می گذرند، بافت ها اثرات با فرکانس بالا را کاهش می دهند. بنابراین محدوده وسیع فرکانس پایین Shock Waveو عدم کاهش در بافت ها سبب افزایش نفوذ عمیق Shock Waveنسبت به اولتراسوند می شود. از طرفی بافت ها سبب کاهش امواج اولتراسوند می گردند، بدین جهت برای مدت زیادی نیاز به تابش اولتراسوند است .

       در اثر تابش امواج با فرکانس پایین که برای نابودی سنگ ها به کار می رود بافت متلاشی نمی شود. مشاهده این نکته که امواج با فرکانس پایین Shock Waveباعث نابودی و تغییر سلول نمی شود موجب استفاده از Shock Waveدر درمان سنگ های کلیوی شده است. Chassyاولین کسی بود که به فرآیند خرد شدن سنگ های کلیوی بر اثر امواج الکتریکی پی برد. Shock Waveتولید شده در خارج بدن از طریق یک لوله آب عبور کرده وسپس به بافت های بدن و نهایتاً به سنگ می رسد. به ویژه که بافت های بدن شامل استخوان ها نیز هست از نظر آکوستیک سبیه به آب هستند، به همین دلیل Shock Waveبا بافت های بدن مانند آب رفتار می کنند و هیچ تاثیر فیزیکی فعالی بر روی آنها ندارد تا زمانی که به دو سطح متفاوت از نظر ظرفیت آکوستیک برخورد نمایند، که این در مورد سنگ است. وقتی Shock Waveبه سنگ می رسد محل اتصال سنگ با بافت و یا سنگ با مایع سبب تغییری در ظرفیت آکوستیک می شود. بنا براین هنگامی که به قسمت قدامی سنگ بر می خورد موجب فشار بر این نقطه شده و سپس این امواج از تمام قسمت سنگ می گذرد و باعث ایجاد موج کششی در قسمت خلقی سنگ می گردد. از طرفی هم اثرات فشاری و هم کششی سبب خرد شدن و قطعه قطعه شدن سنگ می شود. شکسته شدن سنگ به طور همزمان توسط امواج تکاندهنده و انعکاس آنها در دو سوی اتفاق می افتد.

پاسخ دهید