体外冲击波碎石机于20世纪50年代问世，随着科学技术的发展、临床上的应用，使体外冲击波碎石机逐步的发展，并适用于临床。
1．水槽式(水浴式)碎石机 水槽式(水浴式)碎石机是将冲击波发生器置于水槽中，人体置于水中接受治疗，是早期生产的碎石机。优点是损失少、碎石率高，缺点是安全性能差、造价高、定位不方便。
2．小水槽式(水盆式)碎石机 小水槽式(水盆式)碎石机，其冲击波发生器置于移动的小水盆底部，治疗时只需治疗部位浸于水中。优点是能量损耗少，缺点是与水槽式一样造价高。
3．水囊式 所谓干式碎石机，反射体的边缘与高分子膜囊相接，形成一个封闭空间，水注囊内根据需要调节水量治疗，接受治疗者只需要相应部位皮肤与水囊紧密接触即可，治疗方便且造价低，但能量耗损在20%左右(图12－1)。
图12－1 水囊式碎石机
冲击波源于特强的脉冲电流经碟形线圈时，在其邻近的金属薄膜中感应出一反向电流，两者形成相排斥的磁场，使金属产生移位，驱动出冲击波通过特殊通道不需要透镜而使冲击波聚焦碟形线圈。金属膜和聚焦通道的特性确保了冲击波系统的高效应，使冲击波穿透力增强，碎石率增高，副作用减少(图12－2)。
图12－2 电磁式体外冲击波碎石机
复式脉冲源于理论空化效应。空化效应是碎石的必要条件之一，在此基础上，又加上一个卡号效应，施行了双空化效应，巧妙地利用双空化效应将结石变得更易粉碎，可使碎石率提高40%以上，复式脉冲是在特定时间间隔内连续发生的两波在前一个脉冲波还未消逝时，即到达产生空化效应，从而使空化的能量释放更为集中，使靶区单位面积上的能量更大，因而，复式脉冲能增强空化效应，提高碎石率。复式脉冲碎石机优于单式脉冲可把结石颗粒粉的更碎、更小，在损伤的程度上更轻。因而，复式脉冲型碎石机是发展的方向(图12－3)。
图12－3 复式脉冲体外冲击波碎石机
B超显像诊断仪的工作原理与X射线成像原理不同，它是由数百个压电晶体组成的超声探头发射单一的超声频率波，当这些波束遇到声阻不同的界面时，将会由于靶射与透射比例不同，它接收的回波就能反映出它发射波途中密度的变化，利用现代的数字处理技术，将所有晶体发射接收的波形加以分析处理就可以显示出B超平面的图像。而且，它是由精密的B超探头完成发射与接收超声波的功能的，同时，由于它是发射的单一频率，那么根据它回波的时间，不仅可以知道它的密度变化，还可以知道它的位置距离。这样通过一个B超仪就可以决定结石的位置，即空间B超平面内结石的位置。B超定位系统的优点:无辐射，B超诊断定位几乎对人无损伤;可以跟踪、监控结石的位置的变化，实行跟踪式冲击，尤其是肾内小结石，随着呼吸移动幅度较大，在B超监控下可以跟踪冲击，并可观察到结石被冲击的情况;阴阳两性结石均显示，可直接定位;B超定位较经济。B超定位的缺点:操作技术要求高;输尿管结石易受肠道积气的干扰;肾上极结石易受肋骨遮影，显示不满意，B超定位与人皮肤直接接触，易损伤肌肤，患者常表现不适;对肥胖患者诊断定位较困难。
1．探头相对固定的定位系统 在压电晶体超声波源的体外冲击波碎石机中，可以很方便地在它的轴线位置配置一个B超探头，而且这个探头可以回旋与运动，便于探索结石和观察。一旦找到结石也很容易调整到聚焦点上，Robot臂定位系统因为任何一项机械调整系统不会像人们的手那样的灵活。为了充分利用手的灵活性，设计一个随动的机械手——Robot臂，在它的头部固定B超探头，人们就可以十分方便地拿着探头在人体内探索结石。因为Robot臂每个关节都装有传感器，每节臂长又是已知的，那么一旦找到结石，根据结石在B超监视器上的位置，很容易通过电脑计算出结石的空间位置，再通过电脑驱动机械调整系统，将冲击波源的聚焦点调整到结石上。
2．双探头定位型体外冲击波碎石机 Wolf公司体外冲击波碎石机的设计师为了能够更加精确地定位，在一个球冠上配置了两个形成一定角度的B超探头。
X射线是一束发散的高能粒子流，当它通过不均匀物体时，由于各部分吸收(阻挡) X射线的能力不同，在接收X射线的屏上就会形成反映该物体密度变化的图像。
当今先进的X射线透视人体技术，为了减少患者与医护人员接受的剂量，一般采用X射线电视系统。它的主要组成部件是:X射线发射管(球管);图像增强器(接收通过人体透射过来的微弱图像加以增强，并有将X射线变成可见光的部件);摄像机(摄取增强后的可见光图像);监视器(观察X射线透视人体范围内的情况)。
先进的X射线定位技术还配置图像存储设备、光笔自动定位技术等。X射线定位的优点:操作易掌握;观察结石时不受主体干扰，不受肋骨遮影;不与患者的皮肤直接接触，患者不受垫痛的感觉;X射线图像清晰，能直观地看到结石的全貌及碎石过程中结石被粉碎的情况。X射线定位的缺点:X射线定位对人有辐射的副作用，尤其是对青少年生殖腺有辐射性损伤;不能时时跟踪、监控结石位置的变化，尤其是小结石;对阴性结石不显示;投资及其对患者费用要求较高(图12－4)。
图12－4 X射线定位型体外冲击波碎石机
它们的工作原理在第一章中已经叙述，不过Siemens公司的Lithostar的两束X射线的布置方案有独到之处。其中垂直方向的X射线图像同一般X射线平片相同，容易观察，也容易将患者调到它这一束X射线的轴线上，然后使用另一束X射线观察，调整一下高度即可将结石调到聚焦点上。单束X射线定位系统为了降低体外冲击波碎石机的成本，可以使用单束X射线来完成定位工作。实际上，它的工作原理同双束交叉的X射线定位系统是完全一样的，只是用一束X射线旋转一个角度来完成另一束X射线的功能而已。这时这一束X射线两个位置轴线的交点与反射体的聚焦点相重合。
采用单束X射线发射管与双图像增强器或双束X射线发射管与单图像增强器的系统，它们的定位工作原理都是一样的。
这里要顺便指出的是，我们从X射线监视器看到的图像与X射线平片的图像刚好是正、负片的关系，在监视器上看到的是结石被冲击的情况。
它是利用B超与X射线两个方向定位，便于操作，取B超与X射线各自的优势，更能清楚、精确地定位。另外它不仅局限于定位，还可以用于泌尿系统结石的临床诊断(图12－5)。
图12－5 B超X射线双向定位系统型体外冲击波碎石机
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