冲击波治疗技术的“前世今生”-张安仁

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1、成都军区总医院成都军区总医院 张安仁张安仁 冲击波治疗技术的“前世今生”冲击波治疗技术的“前世今生” 前前世世篇篇 3 奥地利奥地利- -捷克捷克 物理学家、哲学家物理学家、哲学家 1.冲击波的发现冲击波的发现 恩斯特恩斯特马赫马赫 （Ernst Mach18381916） 他在研究物体在气体中的高速运动时， 发现了“激波”激波”，也就是“冲击波冲击波”，并 拍摄下激波的清晰照片。 冲击波是一冲击波是一种复杂的机械波种复杂的机械波： 具有声学、光学、力学的某些特性 4 2.2.冲击波的概念冲击波的概念 5 冲击波冲击波: :和频率并无正相关,一般是指超强的振动/爆炸/高速运动/等等所 导致的空

2、气极度压缩而聚集了巨大能量的一种机械波。 雷电雷电超音速飞机超音速飞机 核爆炸核爆炸大爆炸大爆炸 3.3.常见冲击波的发生常见冲击波的发生 7 特点特点 极短时间内达到高峰压值 （80MPa) 周期短（10s) 分正向和负向 频谱广（16 Hz20M Hz） 在水中或者耦合剂中传播到 达肌体组织传播无明显能量 损失 4.冲击波的波形特点冲击波的波形特点 8 5.冲击波技术在医疗上的前期应用冲击波技术在医疗上的前期应用 1 1、19801980年，年，ChaussyChaussy应用冲击波治疗泌尿系统应用冲击波治疗泌尿系统结石（体外震波技术）。结石（体外震波技术）。 2 2、19861986年，

3、年，HauptHaupt发现冲击波诱导成骨细胞活化，促进成骨发现冲击波诱导成骨细胞活化，促进成骨。 3 3、19881988年，年，GraffGraff等动物实验无意发现冲击波的成骨作用，此后开始等动物实验无意发现冲击波的成骨作用，此后开始 研究其对骨折愈合的影响研究其对骨折愈合的影响。 9 4 4、19971997年，“欧洲骨肌系统冲击波疗法联合会”年，“欧洲骨肌系统冲击波疗法联合会” （ESMSTESMST）在维也纳）在维也纳 成立成立。 5 5、 19991999年，“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”（年，“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”（ISMSTISMST）在伦敦成）在伦敦成 立立。

4、6 6、2000200220002002年，美国年，美国FDAFDA核准冲击波治疗跟痛症和网球肘等。核准冲击波治疗跟痛症和网球肘等。 7 7、20002000年，年，中国中国CFDACFDA批准冲击波治疗骨和肌组织疾病。批准冲击波治疗骨和肌组织疾病。 10 压压电式电式液电式液电式电电磁式磁式气气压弹道式压弹道式 聚焦式冲击波聚焦式冲击波放射式冲击波放射式冲击波 6.医用冲击波的发展与分类医用冲击波的发展与分类 11 Electro-hydraulic Ellipsoid 液电式椭球体液电式椭球体 Piezo-electric Sphere 压电式球体压电式球体 Electro-magneti

5、c flat coil/lens 电磁式平板线圈电磁式平板线圈/透透 镜镜 Electro-magnetic cylinder coil/ Paraboloid 电磁式圆柱线圈电磁式圆柱线圈/抛抛 物面物面 1980198519861989 聚焦状冲击波聚焦状冲击波 放散状冲击波示意图放散状冲击波示意图 12 7.7.冲击波的物理学效应和生物学效应冲击波的物理学效应和生物学效应 肌肉 1,72 g/cm2/s 骨 7,38 g/cm2/s 反射传导 Time ns Pressure MPa 冲击波作用于人体，组织间隙液的冲击波作用于人体，组织间隙液的 气气泡和冲击波相互作用，正向波时，气泡和冲

6、击波相互作用，正向波时，气 泡变小，负向波时，气泡膨大破裂泡变小，负向波时，气泡膨大破裂 14 气泡破裂时周围的组织间隙液形成高速移动的“水流”（微射流） 可以打开闭塞的微血管，松解粘连组织，此即为“空化效应” 冲击波的空化效应（物理效应）冲击波的空化效应（物理效应） 冲击波作用于组织部位示意图冲击波作用于组织部位示意图 在阻抗相差大的组织间传导时在阻抗相差大的组织间传导时 发生反射和折射，冲击波在此和发生反射和折射，冲击波在此和 组织发生强烈的作用，其实治疗组织发生强烈的作用，其实治疗 部位就在这个交界面上部位就在这个交界面上 分分界线界线 肌肉 1,72 g/cm2/s 骨 7,38 g/

7、cm2/s 反射传导 16 ESWTESWT治疗后，对神经末梢产生超强的刺激，出现先疼痛后迅速抑制治疗后，对神经末梢产生超强的刺激，出现先疼痛后迅速抑制 （门控学说），同时减少化学介质（疼痛物质（门控学说），同时减少化学介质（疼痛物质P P）的释放）的释放 Maier et al. Maier et al. ClinClin OrthopOrthop Related Research 2003 (406): 237Related Research 2003 (406): 237- -45.45. 冲击波的生物学效应冲击波的生物学效应 1.镇痛作用镇痛作用 17 ESWTESWT治疗后，促进生长

8、因子的释放，干细胞的活化，利于组织的修复治疗后，促进生长因子的释放，干细胞的活化，利于组织的修复 冲击波的生物学效应冲击波的生物学效应 Chen et al. J Chen et al. J OrthopOrthop Research 2004 (22): 854Research 2004 (22): 854- -6161. 2.代谢激活效应代谢激活效应 ESWTESWT治疗后，治疗后，刺激了骨髓间质，骨髓间质细胞分化为成骨细胞；细刺激了骨髓间质，骨髓间质细胞分化为成骨细胞；细 胞因子及干细胞介入也导致骨修复。胞因子及干细胞介入也导致骨修复。 3.成骨效应成骨效应 冲击波的生物学效应冲击波的生

9、物学效应 8.聚聚焦状冲击波焦状冲击波 20 9.9.放散状冲击波放散状冲击波 空穴气泡 次级冲击波 冲击头 探测仪探测仪 (used to trigger a high-speed camera) 波前阵 放散状冲击波放散状冲击波 21 10.10.冲击波能量描述冲击波能量描述能流密度能流密度 ( (EFD)EFD) 能量范围（能量范围（Rompe,1997Rompe,1997） 低能量低能量: 0.08: 0.080.28 mJ/mm0.28 mJ/mm2 2 中能量中能量: 0.28: 0.28 0.60mJ/mm0.60mJ/mm2 2 高能量高能量: : 0.60mJ/mm0.60m

10、J/mm2 2 11.冲击波能流密度冲击波能流密度 在生物学效应中的分界在生物学效应中的分界 0.08- 0.28-0.6- 能流密度(mJ/mm2) (2) 代谢激活效应 (1) 镇痛效应 效应 (3) 成骨效应 冲击波碎石（聚焦）冲击波碎石（聚焦）高能量冲击波产生纯粹的高能量冲击波产生纯粹的 物理效应，粉碎结石和降物理效应，粉碎结石和降 解钙化组织解钙化组织 冲击波治疗软组织冲击波治疗软组织 （放散和聚焦）（放散和聚焦） 中低能量冲击波产生生物中低能量冲击波产生生物 学效应学效应 12.冲击波能量大小冲击波能量大小 在医疗应用上的差异在医疗应用上的差异 13.13.能流密度的安全性能流密度

11、的安全性 0.9 mJ/mm2EFD的冲击波，可见肺 毛细血管部位有微小骨片段 该现象可能与0.9 J/mm2EFD的冲击 波的骨破坏作用有关 切记：切记：EFDEFD不是越大越好不是越大越好 14.14.冲击波治疗循证数据库冲击波治疗循证数据库 Physiotherapy Evidence DatabasePhysiotherapy Evidence Database www.pedro.org.auwww.pedro.org.au 由澳大利亚悉尼大学研发由澳大利亚悉尼大学研发 27 PEDro是一个免费的数据库，包含超过是一个免费的数据库，包含超过28000篇物理治疗篇物理治疗 随机对照试

12、验随机对照试验,系统性文献回顾和临床实践指南系统性文献回顾和临床实践指南 目前能搜索到的放散状冲击波疗法的应用文献有目前能搜索到的放散状冲击波疗法的应用文献有20篇，其篇，其 中使用中使用EMS设备作研究的居于设备作研究的居于15篇篇 冲击波数据库冲击波数据库 今今生生篇篇 1.运动医学方面，较临床应用更早运动医学方面，较临床应用更早 30 北京奥运会北京奥运会 贝克汉姆贝克汉姆 王励勤王励勤 刘翔刘翔 31 2.2.临床医学方面临床医学方面 32 fESWT (应用于肌肉骨骼系统 的聚焦型冲击波) ESWL (用于肾脏碎石 的聚焦型冲击波） rESWT (应用于肌肉骨骼系统 的散射型冲击波)

13、 治疗性冲击波 ESWT: 体外冲击波治疗 ESWL: 体外冲击波碎石 2.1.2.1.冲击波在临床中的应用分类冲击波在临床中的应用分类 2.22.2冲击波主要临床适应症冲击波主要临床适应症 及在具体科室的运用及在具体科室的运用 33 疾病类型疾病类型疾病名称疾病名称 骨组织疾病骨组织疾病 1、股骨头缺血性坏死、距骨坏死 2、骨折延迟愈合或骨不连 软组织疾病软组织疾病 1、肌腱末端病 2、肌筋膜病 ISMSTISMST根据经验推根据经验推 荐应用荐应用 1、应力性骨折 2、创伤后骨化性肌炎 3、肌筋膜症候群 4、鹅足综合症 5、大转子疼痛综合症 34 治疗股骨头缺血性坏死(骨科） 材料和方法材

14、料和方法 35 应用冲击波治疗早期股骨头坏死患者应用冲击波治疗早期股骨头坏死患者108108例（排除股骨例（排除股骨 颈骨折后股骨头坏死者以及有酗酒史、激素使用史者）颈骨折后股骨头坏死者以及有酗酒史、激素使用史者）, , 男性男性8686例、女性例、女性2222例例; ;根据根据ARCOARCO骨坏死分期标准骨坏死分期标准, , 参照骨参照骨 循环协会循环协会ARCOARCO分期，选取分期，选取期、期、期以及期以及期的股骨头坏期的股骨头坏 死患者。其中死患者。其中I I期期4343例例,II,II期期3636例例, , 期期2929例。例。 36 患者 王云龙 32岁，武警云南总队楚雄支队，双

15、股骨头坏死 37 治 疗 前 治 疗 前 治 疗 治 疗 后后 6 月月 38 结结果果 治疗后治疗后2525个月，根据疼痛和个月，根据疼痛和HarrisHarris评分评估发现：冲评分评估发现：冲 击波治疗组有击波治疗组有79%79%的髋关节明显改善，的髋关节明显改善，10%10%的没发生改变，的没发生改变， 10%10%的进行性加重。而手术组有的进行性加重。而手术组有29%29%的明显改善，的明显改善，36%36%的没有的没有 发生改变，发生改变，36%36%加重。加重。 39 治疗骨不连（骨科） ESWTESWT治疗骨不连的实验研究治疗骨不连的实验研究 40 实 验 组 实 验 组 对

16、照 组 对 照 组 2周摄周摄X片片4周周摄 摄X片片 10周周摄摄X片片 冲击波治疗骨不连冲击波治疗骨不连 41 a b 病例一病例一女性女性, 32岁，股骨干骨折术后骨不连岁，股骨干骨折术后骨不连26个月。个月。 a. 治疗前；治疗前；b. 治疗后治疗后6个月。个月。 42 治疗软组织疾病（康复科） （一）冲击波治疗跟痛症（一）冲击波治疗跟痛症 43 跟跟痛症痛症包括跖筋膜炎，止点性跟腱炎，跟骨骨刺，跟下脂肪垫炎等。包括跖筋膜炎，止点性跟腱炎，跟骨骨刺，跟下脂肪垫炎等。 （二）冲击波治疗肱骨外上髁炎（二）冲击波治疗肱骨外上髁炎 44 临床试验临床试验：冲击波治疗肱骨外上髁：冲击波治疗肱骨外上髁 炎炎286286例，经例，经3 36 6月随访，疗效月随访，疗效优良率优良率 91.591.5，症状基本消失，症状基本消失, ,尚可尚可6.96.9，