Тот факт, что эффективность дробления камней при дистанционной ударно-волновой литотрипсии (ДУВЛ) зависит от частоты ударных импульсов, был всесторонне документирован. При этом меньшая частота ударных волн (УВ) позволяет добиться более эффективной фрагментации камней по сравнению с большей частотой УВ. Принято считать, что первичной причиной, лежащей в основе данного феномена в отношении частоты, является кавитация. Резидуальные пузырьки, персистирующие по ходу оси распространения УВ, могут существенно ослаблять отрицательную фазу волны, что будет снижать количество энергии, доставленной непосредственно к камню, и уменьшать эффективность дробления. Данный эффект выражен в большей степени при высокой частоте УВ, поскольку в этом случае у резидуальных пузырьков остается меньше времени для пассивного рассеивания в промежутке между успешными ударами. В рамках данного исследования авторы изучали способ активного удаления таких пузырьков из описанной области с помощью низкоамплитудного акустического импульса, призванного стимулировать агрегацию этих пузырьков и последующее их слияние. Для изучения эффективности такой схемы удаления пузырьков авторы данной работы оказывали воздействие с помощью экспериментального электрогидравлического литотриптера на модели камней почки в условиях in vitro. Применяли ДУВЛ с частотой 120, 60 или 30 УВ/мин с использованием или без использования импульсов для удаления пузырьков. При каждом варианте воздействия получали оптическое изображение особенностей распространения кавитации вокруг камня. Результаты продемонстрировали, что использование импульсов для удаления пузырьков существенно улучшало эффективность дробления камня при более высокой частоте УВ (120 и 60 УВ/мин), в то время как оптическое изображение демонстрировало уменьшение интенсивности образования пузырьков по ходу оси распространения УВ при использовании импульсов для удаления пузырьков. При более низкой частоте УВ (30 УВ/мин) не было выявлено различий в отношении эффективности дробления камня или интенсивности образования пузырьков при использовании импульсов для удаления пузырьков. Это позволяет предположить, что остаточные пузырьки имели достаточно времени для более полного рассеивания. Эти результаты подтверждают результаты предыдущих исследований о роли кавитации в отношении эффективности ДУВЛ в зависимости от частоты УВ и позволяют предположить, что данный эффект может быть минимизирован с помощью подобающего контроля проявлений кавитации в зоне вокруг камня.

Acoustic Bubble Removal to Enhance SWL Efficacy at High Shock Rate: An In Vitro Study

Alexander P. Duryea, MSE, William W. Roberts, MD, Charles A. Cain, PhD, Hedieh A. Tamaddoni, MSE, Timothy L. Hall, PhD.

Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan.

Department of Urology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan.