冲击波工作机制及物理基础

冲击波的使用方法

冲击波的使用方法概述冲击波是一种能量传播的波动形式，具有广泛的应用领域。

它可以通过不同的方式产生和利用，如爆炸、声波、水波等。

本文将介绍冲击波的基本原理以及其在医疗、矿业和建筑等领域的使用方法。

一、冲击波的基本原理冲击波是一种具有高能量、高压力和短时效的波动形式。

它的产生和传播是由能量的快速释放引起的，其特点是在较短时间内产生极高的压力，并在传播过程中逐渐减弱。

冲击波的能量可以通过不同的介质传播，如空气、水和岩石等。

二、医疗领域中的冲击波应用1. 肾结石治疗：冲击波碎石术是一种非侵入性的治疗方法，它利用冲击波的高能量来击碎肾结石，使其成为可排出的细小颗粒。

这种治疗方法可以避免手术和创伤，减轻患者的痛苦和恢复时间。

2. 心脏病治疗：冲击波可以用于治疗心脏病，如冠状动脉狭窄和心肌缺血等。

在这种治疗中，冲击波被用来刺激心脏组织的生长和修复，从而促进心脏功能的恢复。

三、矿业领域中的冲击波应用1. 煤矿瓦斯抽采：冲击波可以用来抽采煤矿中的瓦斯，从而减少瓦斯爆炸的风险。

冲击波通过煤层传播，将瓦斯推向井口，然后通过抽风机排出。

这种方法可以提高瓦斯抽采效率，减少事故发生的可能性。

2. 矿山爆破：冲击波可以用来进行矿山爆破，从而实现矿石的开采。

冲击波通过爆炸产生，将矿石破碎成可采集的颗粒。

这种方法可以提高采矿效率，减少劳动力和时间成本。

四、建筑领域中的冲击波应用1. 混凝土破碎：冲击波可以用来破碎混凝土结构，如建筑物和桥梁等。

冲击波通过振动力将混凝土击碎，从而实现拆除和改造的目的。

这种方法可以节省人力和时间，减少对周围环境的影响。

2. 地基处理：冲击波可以用来处理不稳定的地基，如软土和沉降地基等。

冲击波通过振动力改变地基的物理性质，从而增强其稳定性和承载能力。

这种方法可以减少地基处理的成本和时间。

五、冲击波使用的注意事项1. 安全措施：使用冲击波时，必须采取严格的安全措施，如穿戴防护装备、设置安全警示标志等，以确保人员和设备的安全。

冲击波治疗疼痛原理

冲击波治疗疼痛原理
冲击波治疗作为一种非侵入性物理治疗方法，其用于疼痛治疗的原理主要包括以下几个方面：
1. 空化作用（Cavitation）：
冲击波在传播过程中会在介质中产生瞬间负压，形成并破裂微小气泡（即空化现象）。

这种空化效应可以疏通闭塞性微血管，促进血液循环，同时能够松解组织粘连，改善局部微环境。

2. 压力作用与机械刺激：
冲击波的能量能够穿透至深层组织，在不同声阻抗的组织界面产生剪切力和拉应力。

这些力可以帮助松弛紧张的肌肉纤维和肌腱，改变受压点的压力分布，缓解疼痛，并促进受伤部位的血流加速，提高氧合水平，有利于修复过程。

3. 镇痛效应（Analgesia）：
高强度的冲击波脉冲可以干扰并抑制疼痛信号向大脑传递。

它可直接作用于神经末梢，通过激活或抑制特定离子通道来减少疼痛感受器对疼痛刺激的敏感性。

此外，冲击波还可能诱导释放内源性镇痛物质，如内啡肽等，进一步减轻疼痛。

4. 代谢活化作用（Metabolic Activation）：
冲击波可以增加细胞膜的通透性，促使细胞内外物质交换加快，从而促进局部炎症因子吸收、生长因子释放及胶原蛋白合成等生理过程。

这有助于增强组织修复能力，缩短愈合时间，对于骨骼、肌肉、肌腱以及软组织损伤的恢复具有积极作用。

综上所述，冲击波治疗通过以上机制作用于疼痛相关病灶，达到缓解疼痛、促进康复的目的。

该疗法常应用于肩周炎、网球肘、足底筋膜炎、骨折延迟愈合、骨不连、钙化性肌腱炎等多种骨骼肌肉系统疾病以及慢性软组织疼痛的治疗。

冲击波的原理

冲击波的原理引言冲击波是一种经常被用来描述爆炸、火箭发射和喷气飞机突破音障时发生的现象。

它具有独特的物理特性和广泛的应用领域。

本文将深入探讨冲击波的原理，包括形成机制、传播规律和影响因素等方面，希望能对读者对冲击波的理解有所帮助。

冲击波的形成机制冲击波是由于某种外部力量（如爆炸、高速运动等）在介质中传播时产生的一种传播形式。

冲击波的形成机制主要有以下几种：超声速流体流动形成的冲击波当流体在流动过程中的速度超过声速时，就会形成超声速流动。

在超声速流动中，流体分子受到压缩，密度增加，速度减小。

当超声速流动突然遇到障碍物时，流体会被迫减速，并形成高密度的区域。

随后，流体分子由于惯性作用再次加速，速度超过了声速，从而形成了冲击波。

爆炸形成的冲击波爆炸是冲击波形成的主要原因之一。

当爆炸物爆炸时，爆炸产生的高温和高压气体通过空气中的传播，使空气发生剧烈扰动，从而形成冲击波。

爆炸冲击波是一种高能量的波动，对周围环境产生破坏性影响。

冲击波的传播规律冲击波在传播过程中会产生一系列规律和特性，以下是冲击波的传播规律的主要内容：Hugoniot关系Hugoniot关系是描述冲击波与介质相互作用的基本规律。

根据Hugoniot关系，冲击波的压力和密度之间存在一定的关系，即当冲击波通过介质时，压力和密度会同时发生变化。

这种变化的规律与介质的物理性质和状态有关。

激波和弱激波冲击波可以分为激波和弱激波两种类型。

激波是一种非线性的冲击波，它具有非常高的压力和密度变化。

而弱激波是指冲击波的压力和密度变化较小，它的传播速度相对较慢。

冲击波的传播速度冲击波的传播速度取决于介质的物理性质和状态。

在气体中，冲击波的传播速度通常大于声速，而在固体中，冲击波的传播速度通常小于声速。

不同介质的传播速度会导致冲击波的形态和传播规律发生变化。

冲击波的影响因素冲击波的形成和传播受到多种因素的影响，以下列举了一些主要的影响因素：爆炸能量爆炸产生的能量是冲击波形成和传播的主要驱动力。

冲击波碎石的物理学基础

冲击波碎石的物理学基础孙西钊冲击波碎石是物理学和医学相结合的新技术，理解和掌握有关冲击波的物理知识，对于指导SWL的临床应用以及冲击波碎石机的研制均有重要意义。

冲击波的物理特性冲击波是一种高能机械波，属于量子物理的研究范畴。

由于冲击波的许多物理规律与声波近似，为了便于理解，通常参照声学的物理知识来讲解和对比冲击波的形成、传播和波形等特性。

冲击波的这些物理特性也是决定SWL和ESWT疗效和安全性的重要参数。

一、冲击波的发生（一）冲击波的产生原理从理论上讲，任何将能量转化为声波的物理原理都能用来产生冲击波。

根据这一论点，目前，已设计出了多种原理的冲击波碎石机。

下面以经典的液电式冲击波为例，介绍液中放电时聚焦冲击波的发生过程。

液中放电是将贮存在储能电容器中的高压电能在电极对之间瞬间释放后发生的火花放电现象。

火花放电产生的高温使放电通道周围的液体形成一个等离子体(plasma)，主要是由H+、OH－、H2O、H2O2、臭氧分子、光子和电子等粒子组成。

等离子体气化后形成一个膨胀的、密度极高的气泡，这个气泡具有高膨胀效应和对高温高能的存储能力。

在气泡内部可形成巨大的压力梯度，这一压力作用于水介质后，通过水分子的机械惯性，使其以波的形式传播出去，就形成了正向的冲击波压力波。

（二）冲击波的脉冲形式在用HM3型碎石机的SWL实验中，可见三个明显的压力脉冲（图3-1-1 ）。

前两个脉冲亦称作初级冲击波，其中，第一个脉冲是直达波脉冲，代表初级冲击波中未经椭球体反射的部分。

因其能量较小，而且在F1到F2点的传播过程中，其幅度进一步衰减，所以这一直达脉冲的压力较小。

第二个脉冲代表初级冲击波的聚焦部分，占冲击波总能量的绝大部分（90％），其峰值的平均压力为72.5Mpa，压力脉冲时间为2.5μs。

从F1到F2之间的距离，初级冲击波在放电之后，直达冲击波和反射冲击波出现的时差为29μs。

据此可以推算，冲击波通过这段距离的速度为1700m/s。

冲击波原理及使用说明.pdf

冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。

冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。

它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。

体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。

自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。

此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。

近年来，国内也在陆续开展此疗法。

一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。

通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。

冲击波的工作原理

冲击波的工作原理冲击波是一种高能量、高速度的压缩波，它具有破坏性和穿透性，被广泛应用于医学、工程、军事等领域。

冲击波的工作原理涉及到物理学、化学等多个学科，下面将从多个角度详细介绍。

一、物理学原理1.1 声波传播冲击波是一种特殊的声波，它是由声源在介质中产生的压缩性脉冲。

当声源发出脉冲时，其能量会在介质中以声速传播。

在传播过程中，介质分子会受到振动，形成密度变化和压力变化的波动。

1.2 压缩效应当声速足够大时，介质分子之间的相互作用力不可忽略。

这时候，在传播过程中产生的密度变化和压力变化会引起介质分子之间的相互碰撞和摩擦，从而导致温度升高和能量增加。

这种现象称为压缩效应。

1.3 超音速流动当声速超过介质中声音传播的极限速度时，即超过马赫数1时，介质中的气体分子会发生超音速流动。

这时候，由于声波的传播速度高于气体分子的平均速度，因此声波能够将介质中的气体分子加速到超音速。

二、化学原理2.1 氧化反应冲击波在产生过程中需要一定的能量，这些能量来自于爆炸或者燃烧等化学反应。

例如，在医学上使用的冲击波产生器通常采用电火花放电或者化学爆炸来产生冲击波。

2.2 燃烧反应在军事领域，常常使用高爆药来产生冲击波。

高爆药是一种含有大量可燃物质和氧化剂的混合物，当其受到外界刺激时，内部可燃物质和氧化剂会发生剧烈的燃烧反应，从而释放出大量能量。

三、应用领域3.1 医学领域在医学领域中，冲击波被广泛应用于治疗尿路结石、骨折等多种疾病。

治疗过程中，冲击波能够将高能量的压缩波传递到患者身体内部，从而破碎结石或者加速骨折愈合。

3.2 工程领域在工程领域中，冲击波被应用于清洗和切割等多种场合。

例如，在航空航天领域中，冲击波被用于清洗发动机内部的积碳和沉积物；在建筑领域中，冲击波被用于切割混凝土和金属等材料。

3.3 军事领域在军事领域中，冲击波被应用于武器系统和防御系统。

例如，在导弹攻击时，防御系统可以利用冲击波来摧毁导弹；在地雷清除时，工程师可以利用冲击波来引爆地雷。

冲击波原理及使用说明书

冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。

冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。

它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。

体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)达到500 bar(1 bar=105 Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。

自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。

此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。

近年来，国也在陆续开展此疗法。

一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的力相(负相)。

通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积的能量，即作用平面。

冲击波原理及使用说明.pdf

冲击波原理及使用说明.pdf冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。

冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。

它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。

体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。

自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。

此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。

近年来，国内也在陆续开展此疗法。

一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。

通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。

冲击波工作机制和物理基础讲义

什么是治疗性冲击波? – Ogden 、雷电、爆炸、超音速航空器
• 瞬间高压 • 高速传导
– 特点：
• 极短时间内高峰压值 • 周期短（<10 µs） • 频谱广（16Hz-20MHz） • ↑声阻抗差－>↑折射&反射
– 水中/机体组织传播无明显能量损失
组织中的P物质减少导致疼痛减轻。不仅如此，P 物质的减少还可以减轻神经原性炎症反应。
神经原性炎症反应的减轻结果可能促进愈合— —同时伴随被治疗组织中生长因子的释放和干细胞的活化。
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Thank you for your attention!
冲击波的产生方式
聚焦状体外冲击波
液电式：高压电，大电容，水中电极放电压电式：大量压电晶体振动电磁波式：强大电磁场产生电磁能量推动水分子运动
冲击波的产生方式
放散状/气压弹道式体外冲击波 (Swiss Dolorclast)
示意图是瑞士Dolorclast手柄的工作原理。压缩气体被点火发射到导向管，通过冲击头作用到皮肤上。发射器在冲击头产生压力波，然后冲击头把压力波传播到组织中去。
冲击波工作机制和物理基础
Radial extracorporeal shock wave therapy RSWT®
放散状体外冲击波治疗
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冲击波的定义
Wikipedia:
A shock wave (also called shock front or simply "shock") is a type of propagating disturbance. Like an ordinary wave, it carries energy and can propagate through a medium (solid, liquid or gas) [...]. Shock waves are characterized by an abrupt, nearly discontinuous change in the characteristics of the medium. Across a shock there is always an extremely rapid rise in pressure, temperature and density of the flow. [...] A shock wave travels through most media at a higher speed than an ordinary wave.

冲击波碎石的物理学基础汇总

冲击波碎石的物理学基础孙西钊冲击波碎石是物理学和医学相结合的新技术，理解和掌握有关冲击波的物理知识，对于指导SWL的临床应用以及冲击波碎石机的研制均有重要意义。

冲击波的物理特性冲击波是一种高能机械波，属于量子物理的研究范畴。

由于冲击波的许多物理规律与声波近似，为了便于理解，通常参照声学的物理知识来讲解和对比冲击波的形成、传播和波形等特性。

冲击波的这些物理特性也是决定SWL和ESWT疗效和安全性的重要参数。

一、冲击波的发生（一）冲击波的产生原理从理论上讲，任何将能量转化为声波的物理原理都能用来产生冲击波。

根据这一论点，目前，已设计出了多种原理的冲击波碎石机。

下面以经典的液电式冲击波为例，介绍液中放电时聚焦冲击波的发生过程。

液中放电是将贮存在储能电容器中的高压电能在电极对之间瞬间释放后发生的火花放电现象。

火花放电产生的高温使放电通道周围的液体形成一个等离子体(plasma)，主要是由H+、OH－、H2O、H2O2、臭氧分子、光子和电子等粒子组成。

等离子体气化后形成一个膨胀的、密度极高的气泡，这个气泡具有高膨胀效应和对高温高能的存储能力。

在气泡内部可形成巨大的压力梯度，这一压力作用于水介质后，通过水分子的机械惯性，使其以波的形式传播出去，就形成了正向的冲击波压力波。

（二）冲击波的脉冲形式在用HM3型碎石机的SWL实验中，可见三个明显的压力脉冲（图3-1-1 ）。

前两个脉冲亦称作初级冲击波，其中，第一个脉冲是直达波脉冲，代表初级冲击波中未经椭球体反射的部分。

因其能量较小，而且在F1到F2点的传播过程中，其幅度进一步衰减，所以这一直达脉冲的压力较小。

第二个脉冲代表初级冲击波的聚焦部分，占冲击波总能量的绝大部分（90％），其峰值的平均压力为72.5Mpa，压力脉冲时间为2.5μs。

从F1到F2之间的距离，初级冲击波在放电之后，直达冲击波和反射冲击波出现的时差为29μs。

据此可以推算，冲击波通过这段距离的速度为1700m/s。

体外冲击波的物理机制

体外冲击波的物理机制
体外冲击波是一种通过物理学机制介质（空气或气体）传导的机械性脉冲压强波。

其设备将气动产生的脉冲声波转换成精确的弹道式冲击波，通过治疗探头的定位和移动，可以对疼痛发生较广泛的人体组织产生良好的治疗效果。

体外冲击波主要通过以下3种物理学效应来产生：
- 电液压效应：利用在水中放置的两根电极，通过高压电迅速释放使电极附近的水迅速气化，压力和温度急剧升高，引起电极周围的水随着这种突发冲击波向外推动产生能量。

- 电磁效应：让高能量脉冲式电流经过盘状线圈时产生电磁场，通过逆感应作用在绝缘膜处产生排斥性磁场，电磁能量遇到绝缘膜后折射到水囊中产生平面冲击波，再由凹透声镜将冲击波聚焦并导入需要治疗的局部区域。

- 压电效应：利用压电陶瓷体的压电效应转变为机械效应所产生的逆压电效应。

冲击波疗法(物理因子治疗技术课件)

二、冲击波穿越人体组织的4个阶段
1.物理学阶段：也就是前面所提到的应力效应。当冲击波作用于人体组织时，直接产生细胞外空化作用。此处空化作用可以参考普通超声波的物理效应进行理解。 2.物理-化学阶段：由于冲击波能量较强，当其作用于细胞组织时，可改变局部组织结构，产生放射性针状局部组织出血。 3.化学阶段：要理解该阶段生成的过氧化氢和多种自由基，均为强氧化剂，并与工作电压和冲击波次数呈正相关。 4.生物学阶段：该阶段促进软组织损伤的修复要从细胞的生物学方面的变化来理解。
1. 整体因素 2. 局部因素
这些知识点通常会以选择题形式出现。
五、冲击波疗法的注意事项
1. 治疗前 2. 治疗中 3. 治疗后
这些知识点通常会以简答题形式出现
六、几种冲击波源的优、缺点
1．液电式冲击波源 2．压电式冲击波源 3．电磁冲击波源 4．气压弹道冲击波源
这些知识点通常会以简答题形式出现。
1.绝对适应证（1）骨组织疾病包括骨折延迟愈合和骨不连等。（2）软组织慢性损伤性疾病包括钙化性肌腱炎、肱骨外上髁炎、跟痛症等。 2.相对适应证
肩峰下滑囊炎、肱二头肌长头腱炎、肱骨内上髁炎、弹响髋、胫骨结节骨骺骨软骨炎、成人股骨头缺血性坏死等。
这些知识点通常会以选择题形式出现。
四、冲击波疗法的禁忌证
冲击波疗法
常考知识点
一、体外冲击波的物理机制
1.机械效应 2.空化作用 3.声学效应 4.光学效应 5.热效应
这些知识点通常会以简答题形式出现。
二、冲击波疗法的治疗作用
1. 对骨组织的生物学作用 2.对肌腱组织的生物学作用 3.对相关细胞的生物学作用
这些知识点通常会以简答题形式出现。
三、冲击波疗法的适应证

冲击波原理及使用说明书

冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。

冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。

它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。

体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105 Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。

自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。

此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。

近年来，国内也在陆续开展此疗法。

一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。

通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。

冲击波原理及使用说明

冲击波疗法冲击波（Shock Wave）是利用能量转换和传递原理，造成不同密度组织之间产生能量梯度差及扭拉力，并形成空化效应，产生生物学效应。

冲击波分为机械波和电磁波，作用于局部组织而达到治疗效应。

它在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体组织的深部[1]。

体外冲击波(extracorporeal shock wave,ESW)是一种兼具声、光、力学特性的机械波，它的特性在于能在极短的时间(约10 ns)内达到500 bar(1 bar=105 Pa)的高峰压，周期短(10μs)、频谱广(16Hz～2×108Hz)[2]。

自从1979年德国Dornier公司研制成功第一台Dornier HMI型体外冲击波碎石机，并于1980年2月7日成功用于肾结石患者治疗以来，人们对冲击波的认识越来越深刻，同时冲击波的应用也越来越广泛。

人们对冲击波的物理学特性及其对组织产生的影响进行了广泛而深入的研究；开始试图用高能冲击波来治疗肿瘤，并在体外实验中取得一定的疗效。

此外，目前西欧各国已经将体外冲击波疗法（Extracorporeal Shock Wave Therapy，ESWT）应用于10余种骨科疾病，ESWT已经成为治疗特定运动系统疾病的新疗法。

近年来，国内也在陆续开展此疗法。

一、冲击波的物理基础冲击波的压力波形包括一个在冲击波前沿迅速升压随后逐渐衰减的压力相(正相)，和一个持续时间较长的张力相(负相)。

通过对冲击波压力分布的测量，可以引出以下几个临床上常用的概念和治疗参数[1,3]：(1)焦点、焦斑和焦区：焦点是指散射的冲击波经聚焦后产生的最高压力点，焦斑是指冲击波焦点处的横截面，焦区是指冲击波的正相压力≥50％峰值压力的区域；(2)压力场；(3)冲击波能量；(4)能流密度：表示垂直于冲击波传播方向的单位面积内通过的冲击波能量，一般用mJ/mm2表示；(5)有效焦区能量：是指流经焦点处垂直于z轴的圆面积内的能量，即作用平面。

冲击波的工作原理

冲击波的工作原理冲击波是一种高能量的波动，常见于爆炸、地震等自然灾害事件中。

而在工业界中，冲击波也被广泛应用于材料处理、医学治疗等领域。

那么，什么是冲击波？它的工作原理是什么？冲击波是一种激波，它是由非定常流动产生的压力波，具有高能量、高压力、高速度等特点。

冲击波产生的原因可以是爆炸、气体压缩、物体高速运动等。

当这些事件发生时，产生的波动会在介质中传播，形成冲击波。

那么，冲击波是如何产生的呢？以爆炸为例，当炸药爆炸时，会产生大量的高温高压气体。

这些气体以超音速速度向外扩散，形成一个激波。

激波会在空气中传播，当它遇到介质密度发生变化的区域时，会发生反射、折射、透射等现象，产生一系列复杂的波动。

这些波动中的最强波动就是冲击波。

冲击波的工作原理可以用数学公式来描述。

当冲击波遇到介质密度发生变化的区域时，会发生压力、温度、密度等物理量的跃变。

这些跃变会产生激波前后的压力差，从而产生高能量的波动。

冲击波的工作原理与声波、超声波等波动有所不同，它的能量更高、速度更快、幅度更大。

在工业领域中，冲击波被广泛应用于材料处理、医学治疗等领域。

以材料处理为例，冲击波可以用于金属加工、深孔加工等领域。

在金属加工中，冲击波可以使金属表面产生变形、裂纹等现象，从而达到加工的目的。

在深孔加工中，冲击波可以使材料产生断裂，从而形成孔洞。

在医学领域中，冲击波可以用于肾结石、前列腺炎等疾病的治疗。

以肾结石为例，冲击波可以通过体表或内窥镜的方式进入体内，将高能量的波动传递到肾结石上，使其破碎成小颗粒，从而排出体外。

这种治疗方法具有非侵入性、无创伤、恢复快等优点，被广泛应用于临床。

冲击波是一种高能量、高压力、高速度的波动，具有广泛的应用价值。

它的工作原理可以用数学公式来描述，但更重要的是了解它的实际应用。

随着技术的不断发展，冲击波在工业界和医学领域中的应用将会越来越广泛。

冲击波原理及使用说明

冲击波原理及使用说明一、冲击波原理冲击波是一种能量传递方式，它是一种机械波，能够通过物质传播，并在传播过程中产生压力的突变。

冲击波产生的过程主要分为压缩、扩散和衰减三个阶段。

1.压缩阶段：当物体受到外部力的作用时，压缩力会使物质密度增大，压力升高，同时温度上升。

2.扩散阶段：在达到一定压力后，物质会发生剪切破裂，形成冲击波。

冲击波以超音速传播，并沿一定方向扩散。

3.衰减阶段：冲击波在传播过程中会逐渐损失能量，波幅逐渐减小，直至消失。

二、冲击波的应用1.医学领域：冲击波可以被应用于泌尿科、康复医学等领域的治疗。

通过将冲击波聚焦到病灶上，可以破碎结石、促进骨折愈合等。

2.岩石破碎：冲击波被广泛应用于矿山开采和岩石破碎中。

通过将冲击波传递给岩石，可以使其发生破碎，以便于后续的采矿或工程施工。

3.爆破工程：冲击波在爆破工程中被用来改变岩石的物理性质，以便于后续的爆破或拆除工作。

4.声波检测：冲击波可以被应用于地质勘探中，通过测量冲击波的传播速度和幅度来判断地下物质的性质和分布。

5.材料表面处理：冲击波可以被用来进行表面处理，如喷丸、去毛刺等。

通过冲击波的作用，可以提高材料的表面质量和粗糙度。

三、冲击波的使用说明1.安全措施：在使用冲击波之前，需确保场地安全。

操作人员需穿戴符合规定的防护装备，注意防护眼镜、耳塞等防护用品的佩戴。

2.设备选择：根据需要的冲击波参数，选择合适的冲击波设备。

不同设备具有不同的能量和频率范围，选择适合的设备可以提高效果。

3.操作步骤：在使用冲击波之前，需先进行设备的连接和校准。

启动设备后，根据所需的冲击波参数进行相应的设置，并确保设备处于合适的工作状态。

4.聚焦：根据需要对冲击波进行聚焦，以便将能量集中在特定的地点。

调整冲击波的聚焦点和方向，确保能量能够准确地传递到目标物体上。

5.操作技巧：冲击波使用过程中注意操作技巧，适当控制冲击波能量的大小和频率，以免对目标物体造成过大的损伤。

冲击波破坏机制

冲击波破坏机制
冲击波破坏机制主要涉及以下几个方面：
1、压力变化：冲击波的形成主要是由于爆炸中心压力急剧升高，使周围空气猛烈震荡而形成的波动。

这种波动以超音速的速度从爆炸中心向周围冲击，具有很大的破坏力。

冲击波的压力是跃升的，具有不连续的陡峭波阵面，在波阵面上介质状态发生突跃变化。

2、物理效应：冲击波对物体的破坏作用主要体现在其产生的峰值超压上。

当峰值超压达到一定阈值时，可以破坏大型钢架结构，对人体造成损伤，甚至致人死亡。

冲击波的能量主要集中在正压区，其影响比负压区大得多。

3、化学反应：在某些情况下，如炸药爆炸时，冲击波还会伴随化学反应。

炸药一旦起爆，首先在起爆点发生爆炸反应而产生大量高温、高压和高速的气流，在炸药中激发冲击波。

冲击波强烈压缩邻近的炸药薄层引起炸药反应，产生大量气体与大量热。

4、结构破坏：冲击波与建筑物结构相互作用时，会分析冲击波与结构碎块作用机理，发展计算模型和方法来模拟建筑物结构破坏及冲击波传播过程。

此外，冲击波还能直接造成电极的断裂、破碎甚至突然断裂。

5、空化效应：在体外冲击波碎石技术中，除了直接的破坏机制外，还存在诱发的空化破坏机制，这是当前研究的一个具有挑战性的热点。

冲击波基本理论课件

冲击波的特性
冲击波具有高压、高速、高能量的特点，能够在介质中迅速传播，并产生强大的压力和冲力。
冲击波的形成机制
爆炸产生冲击波
其他能量释放产生冲击波
当爆炸发生时，爆炸物周围的介质被迅速压缩，形成高压区域，同时产生向四周传播的冲击波。
除了爆炸和高速碰撞外，其他形式的能量释放，如核反应、激光照射等，也可能产生冲击波。
CHAPTER
05
冲击波的危害与防护
冲击波对人体的危害
01
02
03
04
听力损失
冲击波的高压和振动可以引起暂时性的听力丧失或耳聋。
内脏损伤
冲击波可以引起内脏器官的位移和损伤，尤其是肺和胃。
骨折和软组织损伤
冲击波的强大压力可以导致骨折和软组织撕裂伤。
心理影响
冲击波事件可能导致心理创伤，如恐慌、焦虑和抑郁。
相关方程，可以得到冲击波传播的详细信息。
02
常用的数值模拟方法
常用的数值模拟方法包括有限差分法、有限元法、谱方法等。这些方法
可以根据具体问题选择合适的数值格式和算法。
03
数值模拟方法的优缺点
数值模拟方法具有灵活性高、可重复性好等优点，但也存在计算量大、
精度不易保证等缺点。因此，需要根据具体问题选择合适的数值模拟方
冲击波基本理论课件
CONTENTS
目录
• 冲击波概述 • 冲击波的数学模型 • 冲击波的实验研究 • 冲击波的应用 • 冲击波的危害与防护
CHAPTER
01
冲击波概述
冲击波的定义
冲击波
冲击波是一种物理现象，指在介质中传播的瞬间高压波，通常由爆炸、高速碰撞等强烈能量释放
引起。