내시경적 역행성 췌관·담관조영검사
(Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography : ERCP)
내시경적 역행성 췌관·담관조영검사(ERCP)는 십이지장 내시경을 사용하여 십이지장 유두부에서 역행성으로 조영제를 주입시켜 췌관, 담관, 담낭 등을 한 번에 검사하는 방법으로 생검(biopsy)이나 세포진검사를 병행할 수 있다. 최근에는 모자 내시경의 발달로 유두 괄약근이 폐쇄되어 있을 때 이를 개통하는 유두괄약근 절개술(endoscopic sphincterotomy : EST), 십이지장 유두부를 확장용 풍선 카테타로 넓혀 내강을 확보하는 내시경적 유두부 풍선확장술(endoscopic papillary balloon dilatation EPBD), 경직된 췌관 괄약근을 절개도로 절개하여 췌관을 검사하는 내시경적 췌관괄약근 절개술(endoscopic pancreatic sphincterotomy : EPST), 코를 통해 외부로 담즙을 배액하는 내시경적 경비적 담즙배액술(endoscopic nasobiliary drainage : ENBD), 담관의 협착 부위에 스텐트를 설치하여 내류법으로 담즙을 배액시키는 내시경적 역행성 담즙배액술(endoscopic retrograde biliary drainage : ERBD) 등이 시술되어 담도계의 진단 및 치료에 많은 도움이 되고 있다.
ERCP는 구강을 통해 내시경을 삽입하여 십이지장 유두부에서 담관과 췌관에 역행성으로 조영제 주입하기 때문에 역행성 검사법이라 하며 췌관, 총담관, 총간관, 간내 담관, 담낭의 순서로 조영제를 주입하면서 관찰한다. 내시경은 렌즈의 종류에 따라 직시와 측시로 구분하고 내시경의 형태와 직경에 따라 여러 종류가 있으나 ERCP에 사용하는 내시경은 측시 십이지장 내시경으로 십이지장 유두부에 삽관이 용이한 도관을 개발하여 사용하고 있다. 대부분 도관의 길이는 160∼200cm, 외경이 1.6mm, 내경이 1.0mm의 것을 사용하며 그 형태가 다양해서 검사 부위와 개구부의 상태에 따라서 선택하여 사용한다.
내시경의 직경 또한 굵은 것과 가는 것이 있으며 굵은 것은 환자에게 고통을 주지만 시야가 넓은 장점이 있고 가는 것은 고통이 적지만 시야가 좁은 단점이 있으므로 환자의 상태와 검사 부위에 따라 선별하여 사용된다.
ERCP는 PTBD와 마찬가지로 담관에 직접 조영제를 주입하므로 선명한 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 ERCP의 경우 소화관을 통해 내시경을 삽입하므로 식도 협착이나 위 출구 폐쇄 환자에게는 시행할 수 없는 제한이 있고 췌장염이 걸린지 4주 이내, 또는 가성 낭종이 있을 때, 심폐 질환자, 나 흉부 동맥류 환자등은 시행할 수 없다. 또한 내시경을 이용해야 만 검사를 할 수 있기 때문에 이에 대해 비 협조적인 환자는 검사가 곤란하다.
적응 환자로서는 담관 협착 등의 담도계 질환, 원인 불명의 황달, 췌장 질환, 배설성 조영검사로 담도의 조영이 불가능한 환자 등이며 담도와 췌관의 병리학적 검사를 동시에 시행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 조영제는 수용성 요오드 조영제와 생리식염수를 1 : 1로 희석하여 사용하는 것을 원칙으로 하나 용종(polyp)과 종양(tumor)이 의심될 때는 원액을 사용하는데 조영제 원액을 사용하면 췌·담관의 작은 결석을 발견하지 못하는 경우가 있다.
ERCP를 시행할 환자는 먼저 8∼12시간 동안 금식을 하여 소화기의 내용물과 복부 내 가스가 제거되도록 조치하여야 한다. 예민한 환자는 안정을 위해 내시경을 삽입하기 전에 안정제를 주입하고 십이지장 점막 표면에 분비되는 점액의 과분비를 억제하며 기포를 제거하기 위해 검사 15∼30분 전에 가소콜(gasocol) 15㎖와 물 15㎖를 희석하여 경구투여한다. 또한 위액과 타액의 분비를 억제하고 연동운동을 억제하기 위해 부스코판(buscopan) 2㎖를 검사 30분 전에 근육주사한다. 내시경의 삽입이 환자에게는 고통스러운 일이며 이로 인해 소화기 점막에 상처를 내기도 한다. 환자의 고통과 구토를 감소시키고 원활히 내시경을 삽입하기 위해 인·후두 점막을 2% 리도카인으로 분무 국소마취 한 다음 서서히 내시경을 삽입하여야 한다.
환자는 좌후사위 또는 좌측와위자세로 하여 십이지장 유두부를 확인하기 전에 위장과 십이지장을 관찰한다. 내시경을 십이지장의 구부와 하행부로 이행시키기 위해 환자의 고통을 최소화하면서 밀기법 또는 당김법(stretching)을 시행하며 좌후사위에서 시행하면 내시경과 췌관의 중첩을 피하고 담관에 효과적으로 삽입할 수 있다. 내시경을 십이지장 유두부에 위치시켜 유두부를 정면으로 관찰하는 것이 중요하므로 내시경의 측시가 유두부의 중앙에 오도록 조정하여야 한다. 십이지장 유두부의 대유두(major papilla)는 십이지장 하행부 1/3 지점의 내측에 위치하고 80∼85%에서 췌관과 담관의 공통관을 가지며 소유두(minor papilla)는 대유두 상방 1∼1.5cm 상방에 위치해 부췌장관을 개구한다. 십이지장 대유두에 도관이 삽관 될 때까지 환자는 좌후사위 또는 좌측와위 자세를 유지하고 내시경과 도관의 움직임이 일치하도록 조작하여 유두부 삽관이 용하도록 한다. 담관은 십이지장 대유두의 좌상방, 췌관은 대유두의 우측방에 위치하므로 도관을 유두부 중앙에 위치시키고 겸자올림장치를 약간 상방으로 올려 담관을 삽관하고 약간 측방으로 삽입하여 췌관에 삽관한다. 삽관이 어려우면 투시 하에 조영제를 주입하고 확인한 후 다시 시도하여 과도한 조영제의 사용은 췌관염을 발생시킬 우려가 있으므로 가능한 적은 량을 사용하는 것이 좋다,
ERCP에서 가장 어려운 것은 원하는 관(duct)에 도관(cannula)을 선택적으로 삽관하는 일이다. 췌관의 삽관은 십이지장 벽에 대해 도관을 직각으로 삽입하거나 12시 방향으로 삽입하고 담관의 삽관은 개구부의 하·우측방향으로 삽입하여야 효과적으로 대처할 수 있다. 췌관에 삽관이 되면 희석한 조영제를 0.5∼2.0㎖ 주입하고 담관을 관찰하면서 저격촬영한다. 같은 방법으로 담관에 삽관하고 투시 하에 관찰하면서 저격촬영한다. 담관의 조영제 양은 20∼30㎖로 제한하고 manometer로 주입압을 측정하여 과도한 압력이 걸리지 않게 한다. 과도한 압력은 미세 췌관 및 담관을 파괴시키고 염증을 일으키기 때문이다. 조영제를 주입하면서 정면상, 사위상, 측면상을 관찰하며 압박상으로 관찰하기도 한다. 주입된 조영제는 쉽게 십이지장으로 배출되므로 주입 즉시 저격촬영하며 총담관, 우측 간관, 담낭의 관찰을 위해서는 우후사위로 촬영하고 좌측 간내 담관의 관찰을 위해서는 좌후사위로 한다. 간내 담관의 관찰을 위해 Trendelenberg position(head down 30°)을 하며 환자의 머리 쪽을 약간 거상해 총담관을 관찰하면 효과적이다. 그리고 내시경을 제거하고 15∼30분 사이에 지연상을 촬영하여 유두부 협착과 폐색의 정도를 관찰한다.
내시경적 유두괄약근 절개술(Endoscopic Sphincterotomy : EST)
내시경적 유두괄약근 절개술(EST)은 십이지장 벽 내의 경직된 유두괄약근의 하부 총담관을전류가 흐르는 특수한 칼(papillotome)을 이용해 절개하는 시술이다. 이 시술은 양성, 악성에 의한 유두 협착과 담관 폐색, 담관 결석 제거, 담석성 췌장염을 치료하고 담관 또는 췌관의 생검과 세포진 검사를 목적으로 한다. 1974년 독일의 Classen과 일본의 Kawai에 의해 처음 임상에 적용되었으며 초기에는 유두부를 절개한다고 해서 내시경적 유두절개술(Endoscopic Papillotomy : EPT)이라고 불리기도 하였다.최근 유두 협착증 환자에 있어 내시경적 경비적 담즙제거술(ENBD)과 내시경적 역행성 담즙배액술(ERBD)과 같은 중재적시술을 접근하는 데 필수적인 시술로 담석 제거 적출율이 95% 이상이다.
Oddi 괄약근은 담관 및 췌관이 십이지장으로 개구하는 곳으로 십이지장 유두부에서 담관 괄약근과 췌장 괄약근을 둘러 싸고 있는 복합적인 근육부로 팽대되어 있는 곳이다. Oddi 괄약근은 총담관에서 십이지장으로 담즙이 유입되는 양을 조절하고 십이지장의 내용물이 담관 및 췌관으로 역류하는 것을 방지할 뿐 아니라 담즙을 능동적으로 배출시키는 펌프기능을 한다. 따라서 Oddi 괄약근의 기능 부전은 담즙의 배출을 방해하며 이는 담석 및 유두부 주위의 종양에 기인한다.
고주파 전원장치는 폐색된 유두부를 절개하는 장치로 절개파형, 또는 응고파형 고주파를 이용한다. 이것은 주위조직의 영향을 최소화하고 원하는 부위만 정확히 절개하는 것이 중요한 데 주로 고주파를 이용하지만 혼합파를 이용하기도 한다. 괄약근 절개도(papillotomy)의 종류는 선단의 형태에 따라 당김형(pull type), 미는형(push type), 침형(needle type), 상어지느러미형(shark's fin type), Billroth Ⅱ 문합환자용 등이 있으나 당김형 절개도를 가장 많이 사용한다. EST를 시행할 때는 정확한 부위를 절개하기 위해 국소적인 해부학을 충분히 파악함은 물론 유두부 주위에 액체가 있는 경우 누전 및 방전의 원인이 되므로 이 부위에 조영제와 소화액을 완전히 제거한 후에 통전하여야 한다. 또한 절개도와 절개부위의 면적을 최소로 하여 절개하지 않으면 전류가 다른 곳으로 이동하여 절개가 잘 되지 않으므 절개부위에 절개도를 정확히 일치시켜야 한다.
EST는 입원 중에 실시 하여야 하고 검사 전에 혈액을 채취하여 간기능 검사 및 출혈성 검사를 하여 prothrombin time 이 15초 이상인 경우와 급성 췌장염인 경우는 시행하지 않는 것을 원칙으로 한다. 또한 급성 췌장염, 총담관 원위부의 협착이 3.0cm 이상인 경우, 유두부 주위의 게실 및 30mm 이상의 거대결석이 있는 경우, 간내 결석 환자 등은 국소적 금기사항이다.
EST는 ERCP를 시행하여 십이지장 유두부의 국소적인 해부학을 먼저 파악한 후 절개여부를 결정함과 동시에 어떻게 절개할 것인가를 계획하여야 한다. 십이지장 유두부에 내시경을 위치시키고 이것을 통해 절개도를 삽입한 후 절개할 부위에 정확히 절개도가 위치했는지 투시 하에 조영제를 주입하여 확인한다. 절개도가 철심 부분의 겸자구에서 12시 방향으로 나와 있으면 정확히 삽입된 것이다. 이후 절개도를 1/2∼1/3 쯤 절개도 철심이 유두부 밖으로 보이면 절개도의 손잡이를 조금씩 잡아 당겨 절개도 철심이 팽팽하도록 조정한다. 이 상태에서 팽대부 주위의 액체를 가능한 많이 흡입하여 누전 및 방전을 방지하면서 1∼2초 동안 전류를 통전하여 절개한다. 절개하면서 내시경 겸자구를 조금식 올리면서 끌어 당겨 V자 형으로 절개하도록 한다. 통전을 하면 절개부위가 연기를 내면서 타 들어가 회백색으로 변하면서 담즙이 유입되는데 이것을 흡인하고 다시 통전하여 원하는 부위 만큼 절개한다.
유두부의 절개 방향은 담도의 방향과 일치하는 11∼12시 방향으로 하고 절개범위는 유두의 크기, 담도의 직경 그리고 담석의 크기에 따라 결정한다. 절개가 되면 담관에 고인 담즙이 흘러 내려 십이지장으로 유입되며 이때 절개 부위에 염산 에피네피린(epinephrine)을 첨가한 생리식염수를 주입하여 세척한다.
시술이 끝나면 8시간 동안 안정시키고 vital sign을 점검한다. 24시간 동안은 수액을 보충하여야 하며 출혈, 췌장염, 담관염 등의 합병증이 발생하는지 관찰한다. 이 시술의 합병증으로는 담관 천공, 출혈, 췌장염, 담낭염, 담관염 등이며 유두 재협착의 가능성도 배제할 수 없다. EST를 시행한 후 담관 결석을 제거하는 방법은 자연 배출법, 풍선을 이용하는 방법 그리고 stone basket을 이용하는 방법 등이 있다. 이들 방법이 단독
으로 시행되기도 하나 담관이 협착되어 있는 경우는 확장용 풍선으로 담관을 넓히고 stone basket을 이용해 제거하기도 하는 데 95% 이상의 담석 제거율을 보인다. 그러나 40mm 이상의 거대 결석은 체외 충격파 쇄석술(ESWL)을 이용하여 배출하는 것이 바람직하다.
내시경적 경비적 담즙배액술
(Endoscopic Nasobiliary Drainage : ENBD)
내시경적 경비적 담즙배액술(ENBD)은 1976년 Nagai 등에 의해 처음 보고하였으며 같은해에 Wurbs 등은 자신들이 고안한 방사선 투과성 물질의 도관을 이용하여 담석증 환자의 배액을 시도한 후 현재에 이르고 있다.
ENBD는 전신 상태가 불량하여 수술이 불가능한 폐색성 황달 환자에게 담즙을 배출시켜 전신 상태를 호전시키거나, 간내 담석과 담니(sludge)로 인한 경화성 담관염 환자에게 생리식염수로 지속적인 관류를 하여 치료하거나, 만성 염증성 질환으로 간내 담관이 폐색되었을 때 배액관을 통해 부신피질 호르몬을 투여하거나, 결석 환자에게 담석 용해제를 직접 투여하여 담석을 치료하는 것을 목적으로 한다. 또한 담즙을 채취하여 세포 병리학적으로 원인을 규명하기도 하며 예방적인 차원으로 총담관 결석 환자의 EST 후 잔류 담석에 의한 담도 폐색을 방지하기 위해 시술한다. 이와 같이 ENBD는 진단및 치료 그리고 예방적 목적으로 시행된다.
십이지장 팽대부의 폐색환자에게 ENBD를 시행하기 위해서는 우선 ERCP를 시행하여 폐색부를 관찰하고 EST를 시행하여야 만 ENBD에 접근할 수 있다. 따라서 이러한 환자에게 ENBD를 시행하는 데는 ERCP와 EST의 금기 환자는 시행할 수 없다. 즉 급성 심호흡 질환이나 혈액응고 장애가 그것이다. 그러나 혈액응고 장애가 있는 경우 EST를 시행하지 않고 ENBD를 시행하기도 한다.
ENBD의 시술 목적은 다음과 같다
(1) 예방적 목적
① EST 후 잔류담삭의 제거
(2) 치료적 목적
① 배액관을 통한 감황
② 배액관을 통한 약물의 투여
- 담석 : 담석 용해제
- 담관염 : 항생제
- 경화성 담관염 : 부신피질 호르몬
③ 담관암의 강내 방사선 치료
(3) 진단적 목적
① 세포진 검사
② 담즙 배양
③ 담즙 성분 분석
시술 전 경비 담도관(nasobiliary catheter), 넬라톤 튜브(nelaton tube), 안내 도관(guide catheter), 안내 철심(guide wire), 국소 마취제, 수용성 조영제, 생리식염수, 담즙 배액용 비닐주머니등을 준비하고 ERCP 영상을 관찰하여 환자의 병변을 확인한다. 환자는 촬영대에 좌후사위로 눕히고 ERCP를 시행하여 담관의 협착부위를 확인한다. 십이지장 유두부에 안내 도관을 삽입해 총담관에 위치시키고 안내도관을 이용해 안내 철심(guide wire)을 협착부까지 유도하면서 안내도관을 천천히 제거한다. 안내 철심은 부드럽고 끝이 예리하지 않아 점막에 자극을 최소화해야 한다. 보통 직경 0.035인치의 표준형을 사용한다.
안내 철심에 경비 담도관(nasobiliary catheter)을 씌워 협착부까지 깊숙히 밀어 넣으면서 안내 철심을 제거한다. 그리고 투시 하에 조영제를 주입해 경비담도관이 협착부의 상부에 위치했는지 확인하고 내시경을 제거한다. 경비 담도관은 직경이 5∼7F를 선택하여 사용하며 끝의 형태가 돼지 꼬리 모양(pig-tail type) 또는 십이지장에서 α 형태로 굴곡되게 하여 담도에서 빠지는 것을 방지하도록 되어 있다.
넬라톤 튜브를 코로 넣어 구강으로 배출하고 이것을 구강의 경비 담도관과 연결한 후 담즙 배액 비닐주머니를 설치한다. 경비 담도관과 넬라톤 튜브의 삽입으로 비점막과 인·후두의 자극이 우려되나 특별한 문제는 없으며 간혹 담관염, 위장 분문부의 출혈성 괴사 등의 합병증을 보이기도 한다.
시술 후 환자는 안정을 취하고 인·후두부를 국소 마취 했으므로 2∼4시간 동안 금식하여 음식이 기관(trachea)으로 넘어가는 것을 방지한다. 간혹 담즙 내용물에 의해 경비 담도관이 막히거나 빠지는 경우가 있으므로 주의하여야 한다. 담즙이 배액되지 않으면 10㎖의 생리 식염수를 사용하여 4시간 마다 세정해 주고 그래도 개통이 안되면 새로운 담도 배액관으로 교체하여야 한다.
내시경적 역행성 담즙배액술
(Endoscopic Retrograde Biliary Drainage : ERBD)
담도배액술은 앞서 설명한 것과 같이 경피적으로 담관을 직접 천자하는 방법과 내시경을 이용하는 방법이 있다. 내시경을 이용하는 방법은 검사를 목적으로 하는 내시경적 췌·담관조영검사(ERCP)와 치료를 목적으로 하는 내시경적 담관 배액법(Endoscopic Biliary Drainage : EBD)이 있다. EBD는 폐색성 황달을 치료하는 데 EST와 더불어 중요한 치료법으로 경비담도관을 통해 외부로 배액하는 ENBD와 스텐트를 이용해 십이지장으로 담즙을 배출시키는 ERBD로 구분한다.
ERBD는 수술이 불가능한 유두부 종양 환자나 담관 결석 제거에 실패한 경우 또는 수술 전 감압을 목적으로 내시경을 이용해 협착부위에 스텐드(stent)를 설치하여 내강을 확보하는 시술로 폐색성 황달을 일으키는 모든 환자에 적용된다고 볼 수 있으나 특히 유두부와 원위부 총담관 그리고 간문부에 위치한 악성 폐색성 질환에 적응하는 치료법이다. 이 시술은 ERCP와 EST를 전제로 하여 진행되며 간·담도계 폐색 질환을 평가하고 치료하는 데 PTBD와 함께 중요한 배액법으로 자리잡고 있다.
그러나 내류법은 외류법에 비해 배액 유지 기간이 짧고 배액도관의 세척이 불가능하며 배액도관이 막힐 경우 교체가 어렵다는 단점이 있다. ERBD 또는 PTBD에 사용되는 배액관은 tefron, polyethylene, polyurethane 등의 재질로 7∼12F의 직경이 많이 사용되며 담즙 배액이 용이하도록 측면 홀(side hole)이 여러개 있다.
내류법은 십이지장으로 담즙을 배액하므로 체액과 전해질의 손실이 없고 소화 흡수에 지장이 없다는 장점이 있으나 가장 큰 문제점은 배액관이 쉽게 막힌다는 것이다. 물론 배액관의 직경이 크면 배액관의 유지 기간이 연장되나 이로 인해 십이지장 내용물의 역류와 담관염의 발생 가능성이 높게된다. 따라서 최근에는 삽입 시 직경이 작고 삽입 후 팽창되어 15F 이상으로 내강을 넓게 확보할 수 있는 Gianturco-Rosch Z-배액관, Wall stent, Strecker stent 등 금속성 스텐트(metallic stent) 등의 개발이 증가하고 있다.
ERBD는 ERCP와 EST를 전제로 하여 시행하므로 ERCP를 시행하여 병변의 위치를 확인하고 배액관 또는 스텐트를 용이하게 삽입하고 췌관의 압박을 방지하기 위해 EST를 시행한다. 그리고 내시경을 통해 안내 철심을 협착부의 근위부 담관까지 삽입하고 안내 철심을 따라 안내 도관을 천천히 밀어 넣으면서 안내 철심을 제거한다. 담관의 협착부에 결석이 있으면 stone basket을 이용해 결석을 제거하고 좁아진 담관의 협착부를 풍선 카테타를 이용해 확장하기도 한다.
안내도관에 배액관 또는 금속성 스텐트를 넣고 밀기도관(pusher catheter)으로 밀어 협착부의 상방까지 위치시킨 다음 배액관 또는 스탠트를 담관에 잘 고정시킨다. 이어 십이지장으로 담즙이 무난히 유입되는 가를 관찰하기 위해 투시 하에 조영제를 주입하면서 저격촬영한다. 이상이 없으면 안내도관과 밀기도관을 빼고 마지막으로 내시경을 제거한다.
대개 ERBD를 시행한지 2∼4주 후면 혈중 빌리루빈 수치는 정상에 가까워지고 자각증상이 서서히 사라진다. 그러나 이러한 자각증상이 없어지지 않으면 배액관이 조기 폐색되었거나 배액관의 위치가 좋지 않다는 것을 의심하여야 한다. 악성 폐색성 황달에 대한 ERBD의 성공율은 부위에 따라 상이하나 대개 85∼95% 정도이다.
합병증으로는 시술 초기에 발생하는 조기 폐색과 조기 담관염 등이 있고 시간이 지나면서 배액관이 원래의 위치에서 이탈되기도 하고 드물게는 담관의 천공도 있을 수 있다. 발열, 오한, 전신 피로감, 간기능 저하 등의 증상을 보이면 배액관의 폐색을 의심하여야 한다.
12. 체외 충격파 쇄석술
(Extracorporeal Shoke Wave Lithotripsy : ESWL)
체외 충격파 쇄석술(ESWL)이 우주선과 초고속 비행기의 표면처리에 이용되었다는 것은 잘 알려진 사실이다. 의학적으로는 1980년 처음으로 임상에 적용되어 역사는 짧지만 최근에는 담석증과 요로 결석을 치료하는 데 중요한 부분을 차지하고 있다.
담석증 환자의 기본적인 치료 방법은 개복 담낭 절개술이다. 그리고 수술 중 촉지되지 않은 담석이나 미확인된 담석을 진단하는데 OPC를 하거나 T-tube를 설치하여 잔류 담석을 제거하기도 한다. ESWL은 이러한 검사에 있어서 잔류 담석을 보조적으로 쇄석하여 배출하거나 또는 단독으로 시행하여 결석을 체외로 배출한다. 더욱이 최근에는 PTBD 또는 ERBD의 시술이 증가하면서 큰 담석을 ESWL로 분쇄한 후 배액도관이나 내시경을 통해 담석을 제거하기도 한다.
ESWL은 체내에 생긴 결석을 체외에서 충격파를 조사함으로써 잘개 부숴 체외로 배출을 유도하는 방법으로서 충격파 쇄석장치를 이용한다. 이 시스템은 충격파를 발생하고 집속하는 장치(generator & focussing), 충격파를 에너지의 손실없이 체내로 전달하는 전달매체(coupling media), 결석의 정확힌 위치를 측정하는 장치(licalization), 환자의 위치조정장치 등으로 구성되어 있다.
충격파는 압력을 급격하게 증가시키고 완만하게 감소시키는 특성이 있다. 즉 충격파가 생체 내를 통과하면 파장 빈도와 음압파가 적고 압력감소가 완만하므로 조직의 손상없이 깊은 조직까지 침투하게 된다. 조직에서의 반사는 두 매질 사이에서의 임피던스 차에 의한다. 임피던스 차가 클수록 반사강도가 강해지고 임피던스 차가 적으면 에너지의 감쇄없이 조직으로 진행한다. 생체 조직은 뼈와 폐를 제외하면 물과 유사한 임피던스를 가지므로 물에서 시작한 충격파는 생체조직을 거쳐 결석에 도달할 때 압축력이 가해지고 반대면에서 장력이 작용하여 결석에 충격이 가해진다. 즉 연부조직과 결석의 임피던스 차에 의해 결석 표면에 압축력과 장력이 생기고 이것이 결석의 응집력보다 클때 결석은 파괴되는 것이다. 따라서 충격파가 통과하는 선속에 뼈 또는 공기와 같이 임피던스 차가 나는 조직이 있으면 위험하게 되므로 이를 피해서 충격파를 조사하여야 한다. 충격파의 발생원은 고전압, 전자장, 초음파, 레이저 등이 이용되고 충격파 발생장치는 점선원 방식(point source)과 편선원 방식(extended source)으로 구분한다. 고전압과 레이저를 이용한 충격파 발생은 점선원 방식이고 전자장과 초음파를 이용하여 충격파를 발생하는 방식은 편선원 방식이다. 이것들은 대부분 700∼1,600bar 정도의 압력이 형성되고 조절이 가능하도록 되어있다.
결석의 위치 측정은 X-선 투시장치을 이용하거나 초음파 장치를 이용한다. X-선 장치는 양방향조사를 하여 결석 위치에 관계없이 정확한 위치를 확인할 수 있으며 해상력이 좋다는 장점이 있으나 방사선 투과성 결석을 발견할 수 없다는 단점이 있다. 초음파 장치는 X-선 장치에 비해 해상력이 떨어지고 공기와 뼈 부분에 결석이 있을 경우 식별력이 불가능한 단점이 있으나 5mm 이하의 작은 결석에 대한 위치 측정이 뛰어난 장점이 있다. 담석증 환자에 대한 ESWL의 시행은 단순복부촬영상 방사선 투과성 담석으로 석회화 두께가 3mm 이하인 담석을 주 대상으로 하며 Munich criteria를 기준으로 삼는다. 즉 자각 증상이 있고 5∼30mm의 방사선 투과성 담석이 1∼3개 있으며 담낭관이 개구되어 있는 상태, 그리고 담낭의 수축기능이 있는 경우에 가능하다. 담석이 색소 담석 또는 석회화가 심하면 치료대상에서 제외되며 담낭관의 개구와 담낭의 수축 작용은 경구담낭조영검사(OCG)를 시행하여 확인한다. 그리고 출혈성 환자, 대동맥류, 신동맥류, 급성 간·담도계 질환, 활동성 췌장염 환자 등은 금기로 하며 검사 전에 KUB 또는 초음파를 시행하여 결석의 위치를 정확히 파악하고 진통제를 근육주사하여 충격파로 인한 통증을 경감시킨다.
쇄석기를 작동하기 전에 투시를 관찰하면서 결석의 입체적인 위치를 파악하고 이것을 쇄석기의 중앙과 일치시키는 것이 중요하다. 검사 시간과 시행 횟수는 30∼60분 정도로 결석의 크기와 수에 따라 상이하나 2cm 이하의 결석은 1회에 분쇄가 가능하며 그보다 큰 경우는 분할하여 시행한다.
ESWL은 수술적 치료가 아니므로 수술에 의한 상처나 고통이 없고 입원이 불필요하며 무엇보다 반복적인 치료가 가능하며 또한 대사성 질환과 노인을 포함한 거의 모든 환자에게 적용이 되고 일부분의 피부 점상 흔적과 복통 등이 있을 수 있으나 시술 후 합병증이 없다는 장점을 가지고 있다.