결석분쇄에 미치는 체외충격파 빈도의 영향

Abstract

[한글]

Since its introduction, extracorporeal shock wave lithotripsy(ESWL) has grown to be the most preferred choice of treatment for the stone in the upper urinary tract. In ESWL, the effectiveness of fragmentation of the stone depends on the factors such as makeup of the stone, capability of lithotriptor, shockwave pressure(energy), and shockwave frequency. Among the elements that affect the fragmentation of the stone, several studies currently exist on the effect of shockwave frequency on the fragmentation of stone but to our knowledge, a little information is known on the effect of shockwave frequency for the treatment of stone. Although current studies report the effectiveness of the decreased shockwave frequency on fragmentation of the stone, there are few reports on the effectiveness of shockwave frequency for the stones of different sizes. In this study, using tube like stone receptor which is similarly shaped to the upper urinary tract, we tried to determine the most effective shockwave frequency on the fragmentation of the stone with three different sizes of stones.

In this study, three different sized stones(length: 5mm, 11mm, 15mm, diameter: 5mm) were each placed in a silicon tube(length 35mm, diameter 6mm, thickness 1mm) and lithotripsy was performed. The total number of pulses of shockwave on 11mm and 15mm stones was 500 and on a 5mm stone, it was 400. The shockwave pressure was equally 100MPa for all. The shockwave frequency was divided 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150 per minute and the test was repeated 6 times per different sized stones. After applying shockwave, we strained the pieces of stones in the net with 2mm holes, placed the strained stones in petri dish and dried them in 40oC oven. We measured the weight and the number of pieces of residual stones.

After ESWL, there was no statistical significance on the weight of the residual stones(5mm stone; p=0.2048, 11mm stone; p=0.7739, 15mm stone; p=0.2213) but there was statistical significance on the number of residual stone fragments per different sizes. For the 5mm stone, there was no statistical significance on the number of stone fragments(p=0.6917). For the 11mm stone, as the shockwave frequency decreased, the number of stone fragments increased and it was statistically significant(p<0.0001). It was also statistically significant for the 15mm stone(p<0.0001). In the 11mm and 15mm stones, as the shockwave frequency decreased, the sizes of the fragmented stones were smaller and more regular. This result was shown more clearly where the shockwave frequency was 50 per minute. The sizes of residual stones were clearly larger where the shockwave frequency was 130 per minute or over.

In conclusion, the shockwave frequency does not affect the fragmentation of the stone where its size is smaller than the focus area. However, if the size of the stone is the same or larger than the focus area, the shockwave frequency of 50 per minute will fragment the stone in smaller and regular sizes and will be most effective.

[영문]

체외충격파쇄석술이 도입된 후 요로결석 제거에 획기적인 변화가 있어 체외충격파쇄석술은 상부요로결석 처치에 우선적으로 선택되는 치료법이 되었다. 체외충격파쇄석술에서 요로결석의 분쇄는 주로 결석의 구성 성분, 쇄석기의 성능, 충격파 강도 그리고 충격파 빈도(시간당(분당) 결석에 가하는 충격파의 수) 등 여러 요인에 의하여 결정된다. 요로결석의 분쇄에 영향을 미치는 요인 중 충격파 빈도에 대한 연구는 일부 있으나 아직까지 결석분쇄에 있어서 충격파 빈도의 역할에 대해서는 확실하게 밝혀진 바가 적다. 일부 실험에서 감소된 충격파 빈도가 결석분쇄에 효과적이라는 보고가 있지만 결석 크기에 따른 분쇄 효과의 분석은 미비하다. 따라서 본 연구에서는 상부요로와 유사한 관 모양의 수용기를 이용하여 체외충격파쇄석술시 충격파 빈도의 차이에 따른 결석분쇄 효과를 결석의 크기에 따라 살펴보아 결석분쇄에 효과적인 충격파 빈도를 구하고자 하였다.

본 실험에서는 실리콘 관에(길이 35mm, 직경 6mm, 두께 1mm) 세가지 종류(길이: 5mm, 11mm, 15mm, 직경: 5mm)의 원통형「Piezolith 2501 실험용 석고」를 넣고 충격파쇄석술을 하였다. 길이가 11mm와 15mm인 인공결석에 가한 충격파의 총 횟수는 500회로 하였고, 길이가 ５mm인 인공결석은 총 횟수를 400회로 하였다. 충격파 강도는 세가지 결석 모두 100MPa로 일정하게 하였다. 충격파 빈도는 분당 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150회의 일곱 단계로 나누어서 인공결석의 종류별로 각각 6번씩 반복 실험을 하였다. 충격파쇄석후 실리콘 관에 있는 분쇄된 결석 조각을 2mm 간격의 그물 망에 통과시켜 크기가 2mm 미만인 결석을 제거하고, 그물 망에 남은 결석을 배양 접시(petri dish)에 넣어 40oC 오븐에서 30분간 건조 시켰다. 건조 시킨 2mm 이상의 잔여 결석의 무게와 개수를 측정하였다.

충격파쇄석술후 충격파 빈도에 따른 잔여 결석의 무게는 세가지 결석 모두 통계학적 의미가 없었고(길이 5mm 결석; p=0.2048, 길이 11mm 결석; p=0.7739, 길이 15mm 결석; p=0.2213) 잔여 결석의 개수는 결석의 종류에 따라 차이가 있었다. 길이 5mm 결석은 빈도에 따른 잔여 결석의 개수가 통계학적으로 의미가 없었으나(p=0.6917), 길이 11mm 와 15mm 결석에서는 빈도에 따른 잔여 결석의 무게 차이 없이(p>0.05) 빈도가 감소할 수록 분쇄된 결석이 균일하게 작아지고 잔여 결석의 개수는 통계학적으로 의미 있게 증가하여(p<0.0001) 충격파 빈도가 감소할 수록 결석은 잘게 분쇄되는 것으로 관찰되었다. 이런 현상은 충격파 빈도가 분당 50회 이하에서 다른 충격파 빈도 결과보다 잘 나타났고, 130회 이상으로 증가된 충격파 빈도에서는 잔여 결석이 현저하게 크게 남았다.

이상의 결과에서 결석 크기가 초점면적보다 작은 결석에서는 충격파 빈도가 결석을 분쇄 시키는데 영향을 미치지 않지만, 초점면적과 같거나 큰 결석에서는 충격파의 시간당 빈도를 분당 50회 이하로 하는 것이 결석이 작고 균일하게 분쇄되어 체외충격파쇄석술에 효과적일 것으로 생각된다.