第30章 冲击波疗法

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冲击波的临床应用
(二)对骨质疏松症的影响
(1)可减少骨量丢失,诱导新骨形成和改良骨组织的
微结构,增强局部骨质
(2)使骨质疏松部位的骨膜细胞增殖和分化,启动成
骨的机制

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种系统性骨病,其特征是骨量下降
和骨组织的微细结构破坏,表现为骨的脆性增加,因而骨折的危险性 大为增加,即使是轻微的创伤或无外伤的情况下也容易发生骨折。
1.液电式波源:
• 碎石机的波源以液电式居多,发展早、 技术成熟、碎石效果好,广泛采用。 • 液电式冲击波波源是一个半椭圆形金属 反射体内安置电极。发射体内充满水, 当高压电在水内放电时,在电极极尖处 产生高温高压,因液电效应而形成冲击 波,冲击波向四周传播。碰到反射体非 常光滑的内表面而反射,电极极尖处于 椭球的第一焦点处,所以在第一焦点发 出的冲击波经反射后就会在第二焦点聚 焦,形成压力强大的冲击波焦区,当人 体结石处于第二焦点时,就会被粉碎。
造成部分细胞坏死 诱发成骨细胞移行
成骨细胞促进作用
冲击波的作用原理
3.镇痛效应
1. 冲击波对轴突进行强刺激可以产生镇痛作用。神经 系统的这种反应方式被称为“门控”,是通过激发无髓鞘 C纤维和A-δ纤维启动镇痛作用。 2.提高痛域来使疼痛减轻 3.松解粘连
冲击波的作用原理 4.代谢激活效应
代谢激活效应:体外冲击波可以促进局部血 液循环,加速组织新陈代谢,促进损伤组织 愈合。 热效应:冲击波在生物体系内传播过程中, 其振动能量不断地被组织吸收所产生的效应。
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• 根据冲击波波源产生的不同形式,体外冲击波治
疗机分为4种类型:
1. 液电式波源
2. 电磁波式波源
3. 压电式波源
4. 气压弹道式(放射式)波源 冲击波治疗机的波源种类与冲击波碎石机相同。
临床观察发现: 前3种均通过反射体将能量聚焦于治疗部位, 而气动弹道式则不需聚焦能量。 液电式冲击波对骨病的治疗效果最好。 气动弹道式冲击波,对肌肉组织效果好,且治 疗易于操作、安全,更适合治疗软组织损伤性疾 病。

目前骨质疏松症的治疗仍以药物为主,长期药物治疗有潜在的副作用
,同时也增加了患者的经济负担。非药物治疗包括运动锻炼和物理因 子干预,如ESW、振动、磁场和低能量脉冲超声等,是骨质疏松性骨
折的有效治疗途径。
• 研究表明:ESWT可减少治疗组骨量丢失,诱导新骨形成和改良骨组织 的微结构,增强局部骨质,是预防骨质疏松症的有效方法。 • ESW刺激可使骨质疏松部位的骨膜细胞增殖和分化,启动成骨。低能 量的ESW可促进成骨细胞氮氧化物、骨钙素表达,能有效地防治骨质 疏松症。
• 2.电磁式波源:将贮存在电容器内的电 路脉冲传导通过一个扁平铜线圈,产生 脉冲磁场,使处于磁场中的弹性铜膜产 生机械振动,进而推动膜外的流体产生 冲击波。这种“面式冲击波”经声透镜 或反射体聚焦后,可在一点上得到增强, 最终也可形成聚焦冲击波。
• 治疗疼痛时应使用低中能级,即“软性”ESWT; • 治疗软组织钙化性疾病时应使用中高能级; • 治疗骨不连时需用高能级来诱发成骨效应。
1、组织破坏机制(组织裂解作用):
冲击波通过机械效应及空化效应,在组织中产生拉应力及 压应力,引起组织裂解。 空化效应:冲击波作用组织时,人体组织内气泡内气体以 极快速度膨胀。气泡在崩溃时产生高速微喷射现象,引起 组织损伤的破坏性作用,局部微毛细血管的破裂,血液和 细胞介质漏出,刺激新生血管生成并可提高固体物质溶解 的速度。 空化效应是冲击波独有的特性,它有利于疏通闭塞的微细 血管,松解关节组织的粘连。
5.组织损伤再修复作用:
• 冲击波作为一种细胞外物理信号,可在细胞表面产生拉应 力及压应力,进而介导一系列细胞内外力-化学信号转导, 从而调控相关基因表达,产生或减少有关活性蛋白,发挥 组织损伤修复作用。 • 炎症及感染控制作用:冲击波可以活化内皮型一氧化氮合 酶,从而使组织细胞内一氧化氮含量增高,始发抗炎反应。 冲击波能够如诱导型一氧化氮合酶和肿瘤坏死因子-α,降 低局部炎症反应。
2000年,中国FDA批准冲击波治疗骨和肌组织疾病
冲击波特性
体外冲击波是一种兼具声、光、力学特性的机械 波。 特性:在极短时间内(约10ms)达到高峰压 500bar(1bar=105pa),且周期短(10ms),频 谱广

冲击波治疗机

• 冲击波治疗机主要由冲击波源、耦合装置、治 疗床、控制台和定位系统组成。
四、生物学效应
1. 高能冲击波对肿瘤细胞的影响
(1)高能冲击波能杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤生长。
高能冲击波冲击500~1500次可引起肿瘤细胞膜断
裂,改变细胞内外渗透压,引起肿瘤细胞死亡。
高能冲击波同时影响肿瘤细胞的生长能力:细胞增
长日趋下降;冲击次数越多,细胞的倍增时间越长。
生物学效应
高能冲击波对肿瘤细胞的影响
冲击波的临床应用
(五)对缺血性心脏病的影响:
• 对急性心肌梗死和周围血管疾病有 一定的治疗作用
临床应用
一、适应证 (一)骨组织疾病 • 1.骨折延迟愈合 • 2.骨不连 (二)软组织慢性损伤性疾病 • 1.钙化性肌腱炎 • 2.肱骨外上髁炎 • 3.跟痛症
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临床应用
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 弹晌髋 胫骨结节骨骺骨软骨炎 成人股骨头缺血性坏死
• 目前用于骨科疾病治疗的多为聚焦状体外冲击波。
三、物理学基础
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)。 • (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)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; • (3)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。
冲击波的临床应用
(三)对肢体痉挛的影响:有即时的缓解痉挛作用
• 痉挛是指伴有过度腱反射、以速度依赖的张力牵拉反射(肌张力)增加 为特征的运动失调。主要由中枢神经系统损伤造成。 • 目前临床上抗痉挛的方法:药物和物理疗法。 • 冲击波治疗肌肉痉挛的机制:冲击波能诱导非酶性和酶性一氧化氮 (NO)合成。在中枢神经系统,NO有神经传导、记忆和突触可塑的重 要生理功能。
2. 冲击波使细胞外的大分子进入细胞内
• 冲击波会使细胞膜上出现一过性的小孔,在体外实验中用冲 击波将细胞外的物质导入细胞内从而达到治疗目的。 • 冲击波对肿瘤的化疗也显示出良好的协同作用。
生物学效应
3. 低能冲击波对正常细胞的促进作用
• 用工作电压为14kV的冲击波冲击l0次 1cmx1cm大小, 0.3~0.5mm深的创口,能促进其愈合,而用18kV电压 的冲击波冲击100次则会抑制其愈合。
二、冲击波的作用原理

冲击波是压力急剧变化的产物。在短短的几秒钟 内产生很高的压力,是冲击波所独有的特性。 冲击波具有很强的张应力和压应力,能够穿透任 何弹性介质,如水、空气和软组织。 冲击波主要利用中低能量的冲击波产生的生物学 效应来治疗疾病,其生物学效应取决于冲击波的 能级和能流密度。


冲击波的作用原理
• 低能冲击波有一定的促进创口愈合作用。临床上可将
低能冲击波用于压疮的治疗。
第二节
冲击波的临床应用
(一)对骨骼肌肉疾病的影响 1.骨组织疾病
(1)诱导骨生长、促进骨愈合 (2)刺激血管再生,改善局部血液循环 (3)骨结构的改良与重建 (4)治疗慢性软组织疼痛
骨折愈合过程:
肉芽组织修复期——骨折部血肿机化,毛细血管侵入,血肿逐渐演 变成肉芽组织,伤后2—3周完成。 II. 骨痂形成期——骨外膜的膜内骨化及骨内膜的膜内骨化过程,骨折 两端骨化部分逐渐接近并会合,同时骨折部位血肿,经肉芽组织过 程形成软骨也开始骨化,此期为伤后6—10周。 III. 骨折愈合期——骨痂范围与密度逐渐增加。骨痂内新生骨小梁逐渐 增加,排列趋于规则。骨痂与骨质界线不清,骨折线消失。但髓腔 被骨痂封闭。此期为伤后8—12周。 IV. 塑型期——骨结构按照力学原则重新改造,多余骨痂被吸收,髓腔 可重新开放。骨折痕迹基本消失。一般需伤后1—2年。 I.
• 体外冲击波能够增加骨痂中骨形态发生蛋白
(BMP)的表达,加强诱导成骨作用,促进骨痂
形成,加速骨折愈合 • 促进骨不连处的骨膜下发生血肿,从而刺激骨痂 生长,促进钙盐沉积,同时也可击碎骨不连处的 坚硬的骨端钙化,促进新骨形成。
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2.冲击波治疗对软组织损伤疾病的影响
• 包括肩峰下滑囊炎、肱二头肌长头腱炎、钙化性冈上肌腱 炎、跟痛症等。 • 这些病症的共同临床特征是“疼痛”。冲击波治疗慢性软 组织疼痛。 • 体外冲击波最大限度诱导和激发肌腱组织和细胞的内在愈 合能力,而抑制外在愈合,以减轻粘连,成为临床治疗肌 腱末端病的一大新兴发展方向; • 体外冲击波可以使受作用的组织内新生血管形成。
第三十章
冲击波疗法
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概 述
体外冲击波疗法(ESWT)
• 体外冲击波是利用机械波经由反射器发射后集中成高
能量的冲击波,其能量是超声波的1000倍左右。
• 冲击波是利用高压导致水份爆炸而产生的声波能量, 这些声波由反射器反射后集中成高能量的冲击波。 • 利用体外冲击波治疗疾病的方法称为体外冲击波疗法 (extra-corporeal shock wave therapy, ESWT)。
概 述
• 冲击波是利用能量转换及传 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, 作用与局部组织达到治疗效 应。
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体外冲击波疗法(ESWT)是一种体外物理治疗 技术,具有创伤小、安全性高、起效快速、精准, 治疗周期较短、费用相对节省等特点,近几年已 在骨肌疾病等临床治疗领域广泛应用。 冲击波在穿越人体组织时,其能量不易被浅表组 织吸收,可直接到达人体组织的深部。
(2)促使肿瘤细胞的转移 冲击波对织的损伤程度和能量(工作的电压及冲击次 数)成正比。2000次的高能冲击波就会造成细胞的损害, 6000次的高能冲击波必将引起更为严重的组织损伤:损伤 微细毛细血管,从而使肿瘤细胞通过血管进入血液,发生 转移。因而,对肿瘤的高能冲击波治疗应于2000次以内
生物学效应
组织破坏机制
压力相 张力相
挤压作用
冲 击 波
拉伸作用
破坏性力学作用 直接作用
空化效应
间接作用
冲击波的作用原理 2、成骨效应
冲击波在组织细胞表面产生拉应力、压应力和剪
切应力。而应力在骨的生长、吸收和重建中起重
要调节作用。
成骨效应
直接作用
破坏性力学作用 骨膜发生血肿 冲 击 波
间接作用
空化效应

体外冲击波疗法发展史
20世纪60年代,西德道尼尔航空公司 科研人员发现飞机高速穿过云雨时产 生冲击波,使飞机内部器件受损而外 壳完好 1969年,西德国防部开始研究“冲击 波与动物组织间相互关系”
发展史
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,1980成功用于肾结石患者治疗。 1999年“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”(ISMST)在 伦敦成立 2000~2002年,美国FDA核准冲击波治疗跟痛症和网球肘 等
冲击波的临床应用
(四)对伤口愈合的影响:促进伤口愈合
• 处理伤口的物理治疗方法有压迫、超声、负压、体外冲击
波、电刺激、电磁、光动力学、红外线、水疗等。 • ESW机械刺激产生的生物学效应,可促进内皮一氧化氮合 成酶和/或热振蛋白增加,ESWT使中性粒细胞、巨嗜细胞 缓慢渗入伤口,抑制早期的炎性免疫反应。此外可能与冲 击波作用后局部组织毛细血管数、新形成的上皮细胞数和 血管外周的巨嗜细胞数明显增加有关。
代谢激活效应
改变细胞 膜通透性 抑制 去极化作用 镇痛作用 冲 击 波
加强细胞 内外离子交换
增强代谢
冲击波的作用原理
时间依赖性和积累效应
动物实验表明:体外冲击波对骨痂形成量、骨皮 质增厚及致密度的影响存在时间依赖性。 临床观察发现:疼痛治疗效果与体外冲击波疗法 时间有正相关性。
冲击波的作用原理
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