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만일 목소리로 얇은 포도주 잔을 깨뜨릴 수 있다고 한다면 이 말을 곧이 들을 수 있을까? 또 빗방울이 비행기의 조종석 덮개를 박살낼수 있다고 한다면···.

하지만 이것은 엄연한 사실이다. 여기서 얘기하려는 신장결석 분쇄기는 이 원리를 이용한 것이다. 국내에는 아직 설치돼 있지 않지만 선진국에서 개발되어 실용화 단계로 접어든 이 장치는결석을 깨뜨리는 매체에 따라 두가지로 크게 나뉜다. 하나는 초음파 방식이고 다른 하나는 초점을 정확히 맞춘 충격파로 돌을 깨는 충격파 방식이다.

초음파 방식에 대해서는 본문의 초음파 진단장치에서 알아 보았으므로 여기서는 충격파방식에 대하여 살펴보기로 한다. 충격파 방식도 초음파 방식과 마찬가지로 군사적 연구의 부산물이다. 이 연구는 제 2차 세계대전 중 B-29 폭격기의 공중분해 문제를 해결하는 과정에서 시작되었다. 조사 결과 사고는 폭우가 쏟아질 때 일어난다는 사실이 밝혀졌다. 연구실에서의 모형 실험 결과 기체에 떨어지는 빗방울의 충격이 연약한 물질을 분쇄하기에 충분한 충격파를 만들어 낼 수 있음이 드러난 것이다. 이 문제는 조종석 덮개유리의 경도를 변경시킴으로써 해결되었다.

전쟁이 끝난 후 이러한 정보는 잊혀지고 말았으나 50년대 말에 가서 비슷한 문제들이 제트항공기에서 발생하기 시작했다. 서독의 '도르니어' 항공사 기사들은 정지한 상태에 있는 F-104 '스타파이터'기의 여러 부분에 음속의 8배 속도로 빗방울을 쏜 결과 빗방울이 비행기의 날개끝과 그 밖의 표면에 깊이 20mm의 파열 구멍을 만들었으며, 그 충격으로 발생한 충격파는 제트기의 조종실 덮개를 박살냈던 것이다.

조종실 덮개의 설계 변경을 건의한 후 '도르니어' 기술진들은 관심을 가진 의사들의 제안에 따라 충격파를 의학에 응용하는 문제에 눈을 돌렸다. 그들은 에너지를 발생시키고 인체의 정해진 부위로 이 에너지가 향하도록 초점을 맞추기 위해 계란 껍질 모양의 타원형 용기 속에서 일어나는 수중 스파크에 의한 충격파 발생기를 만들어 내었다.

그림에서 보는 것처럼 두개의 전극 사이에서 일어난 스파크는 충격파를 만들어 내게 되고, 이때 계란모양의 용기는 그 충격파를 목표 지점에 집중시킨다. 이렇게 하여 에너지를 물 또는 조직을 통하여 신장결석과 같은 취약한 표적에 집중 시킬 수 있다. 충격파요법은 신장에 손상을 주지 않고 되풀이하여 시행할 수 있으므로 재발성 신장결석 환자들에게는 특히 중요한 의학적 발전이라 할 수 있다.