沖擊波治療骨科及運動創(chuàng)傷

概述

沖擊波（SW）定義

能量的突然釋放而產(chǎn)生的高能量壓力波，具有壓力瞬間增高和高速傳導(dǎo)的特性當前1頁，總共70頁。20世紀60年代，西德道尼爾航空公司科研人員發(fā)現(xiàn)飛機高速穿過云雨時產(chǎn)生沖擊波，使飛機內(nèi)部器件受損而外殼完好1969年，西德國防部開始“沖擊波與動物組織間相互關(guān)系”Eisenberger開始沖擊波碎石研究發(fā)展史當前2頁，總共70頁。發(fā)展史1980年，Chaussy應(yīng)用沖擊波治療泌尿系統(tǒng)結(jié)石1986年，Haupt發(fā)現(xiàn)沖擊波誘導(dǎo)成骨細胞活化，促進成骨1988年Graff等動物實驗無意發(fā)現(xiàn)沖擊波的成骨作用，此后開始研究其對骨折愈合的影響1997年“歐洲骨肌系統(tǒng)沖擊波療法聯(lián)合會”（ESMST）在維也納成立1999年“國際骨肌系統(tǒng)沖擊波治療聯(lián)合會”（ISMST）在倫敦成立2000~2002年，美國FDA核準沖擊波治療跟痛癥和網(wǎng)球肘等2000年，中國FDA批準沖擊波治療骨和肌組織疾病當前3頁，總共70頁。

特殊形式的聲波，能在空氣、水等介質(zhì)中傳播

在極短時間內(nèi)（約10ms）達到高峰壓500bar(1bar=105pa)，且周期短（10ms），頻譜廣

不同介質(zhì)的聲阻抗不同，在材料內(nèi)部衰減程度不一樣。在不同介質(zhì)界面之間，形成反射和折射

沖擊波特性當前4頁，總共70頁。不同介質(zhì)聲阻抗水脂肪肌肉空氣相鄰介質(zhì)聲阻抗差異越大，沖擊波作用的能量越大。當前5頁，總共70頁。

沖擊波在穿越人體組織時，直達深部組織。沖擊波作用于人體后，通過力---化學信號轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生生物學效應(yīng)，促進生長激素釋放，引起微血管新生及組織再生與修復(fù)。當前6頁，總共70頁。沖擊波的波形

由壓力相（正向）與張力相（負向）組成。壓力相：前沿迅速升壓并隨后逐漸衰減的正壓波；張力相：持續(xù)較長時間的負壓波。當前7頁，總共70頁。體外沖擊波波源1.液電式

水中放置的兩根電極，在高電壓作用下瞬間放電，使電極附近的水迅速汽化，溫度和壓力急劇升高，釋放球形高能沖擊波，經(jīng)聚焦后作用于人體的骨肌組織。屬“點波源”，是最可靠的沖擊波發(fā)生方法。電子液壓原理當前8頁，總共70頁。

2、電磁式

高電壓通過安裝在電容器內(nèi)脈沖電路，產(chǎn)生脈沖電場并使之通過銅線圈產(chǎn)生脈沖磁場；處于磁場中的彈性銅膜產(chǎn)生機械振動，進而推動膜外的流體產(chǎn)生沖擊波；經(jīng)聲透鏡或反射體聚焦后，形成聚焦沖擊波，導(dǎo)入需要治療的部位。屬“面式?jīng)_擊波”。電磁原理體外沖擊波波源當前9頁，總共70頁。

3、壓電式波源

將數(shù)百計的壓電晶體，排列在一個凹形面上；外界電場通過壓電晶體時，使晶體體積發(fā)生改變，產(chǎn)生壓力波；當晶體復(fù)原時，產(chǎn)生張力波。全部壓電晶體共同振動，一起發(fā)出沖擊波，經(jīng)橢球體的收集，使全部能量聚焦于治療部位。壓電式原理體外沖擊波波源當前10頁，總共70頁。4、氣動彈道式波源

利用壓縮氣體產(chǎn)生能量，驅(qū)動手柄內(nèi)的子彈體，使子彈體以脈沖方式?jīng)_擊治療部位。體外沖擊波波源當前11頁，總共70頁。四種波源比較當前12頁，總共70頁。

臨床觀察發(fā)現(xiàn)：前3種均通過反射體將能量聚焦于治療部位，而氣動彈道式則不需聚焦能量。液電式?jīng)_擊波對骨病的治療效果最好。氣動彈道式?jīng)_擊波，對肌肉組織效果好，且治療易于操作、安全，更適合治療軟組織損傷性疾病。

當前13頁，總共70頁。治療 ESWT RWT沖擊波 聚焦的 未聚焦的最大能量 在焦點處 在表面機械作用 最大壓力集中在治療區(qū)域組織越深壓力越低壓力 高達40MPa 高達11.9MPa脈沖時間

<1μsec 1000μsec沖擊次數(shù)

1-2次治療 410次治療當前14頁，總共70頁。ESWT和RWT的比較治療ESWTRWT滲透深度0-140mm0-35mm壓力與時間關(guān)系

不同種類沖擊波作用形式PressureTimePressureTime當前15頁，總共70頁。聚焦沖擊波碎石機當前16頁，總共70頁。碎石onebeamfocusonepoint當前17頁，總共70頁。聚焦與非聚焦沖擊波治療骨不連Non–Union/pseudarthroseHighenergyshockwavesinthetreatmentof

delayedandnonunionoffractures

Osteogenesisisstimulatedandcontributedtounionwithinareasonabletime.當前18頁，總共70頁。氣壓彈道式?jīng)_擊波（非聚焦）當前19頁，總共70頁。體外沖擊波能量

定義

1、沖擊波能量（E）：對每個壓力場特定位置內(nèi)的壓力—時間函數(shù)進行積分，再經(jīng)體積積分后算出。

2、能流密度（EFD）：沖擊波垂直作用于單位面積內(nèi)的能量。沖擊波的生物學效應(yīng)與EFD的閾值有關(guān)。其單位為毫焦/平方毫米（mJ/mm2）表示。

EFD與治愈率和副作用發(fā)生率有關(guān)。當前20頁，總共70頁。

體外沖擊波能量等級（mJ/mm2）低能量沖擊波

0.08中能量沖擊波

0.28高能量沖擊波＞0.60臨床上，用中低能量沖擊波產(chǎn)生的生物學效應(yīng)治療骨肌疾病。當前21頁，總共70頁。體外沖擊波的作用機制

1、空化效應(yīng)

空化效應(yīng)：沖擊波作用組織時，人體組織內(nèi)氣泡內(nèi)氣體以極快速度膨脹。氣泡在崩潰時產(chǎn)生高速微噴射現(xiàn)象，微噴射速率達400~800m/s，這比氣泡崩潰更具破壞性。

ESW與氣泡相互作用產(chǎn)生氣泡崩潰和微噴射現(xiàn)象?？栈?yīng)引起組織損傷的破壞性作用，局部微毛細血管的破裂，血液和細胞介質(zhì)如膠原酶1的漏出，刺激新生血管生成并可提高固體物質(zhì)溶解的速度?？栈?yīng)還使生物組織產(chǎn)生自由基而使其受損?？栈?yīng)是沖擊波獨有的特性，它有利于疏通閉塞的微細血管，松解關(guān)節(jié)組織的粘連。當前22頁，總共70頁。2、應(yīng)力效應(yīng)

沖擊波在組織細胞表面產(chǎn)生拉應(yīng)力、壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力。而應(yīng)力在骨的生長、吸收和重建中起重要調(diào)節(jié)作用。大量研究表明，骨處于生理范圍內(nèi)的高應(yīng)力時，骨改建以骨形成為主；而低應(yīng)力時，則導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。骨組織在交變應(yīng)力作用下將出現(xiàn)輕微的損傷，表現(xiàn)為顯微裂紋。Frost（1988）認為，交變應(yīng)力產(chǎn)生的顯微裂紋是誘導(dǎo)骨改建的主要原因。體外沖擊波的作用機制

當前23頁，總共70頁。3、壓電效應(yīng)

骨生物電主要表現(xiàn)為機械應(yīng)力作用下產(chǎn)生的壓電效應(yīng)和流動電位。壓電效應(yīng)：骨基質(zhì)中的膠原和蛋白多糖等非對稱性物質(zhì)在壓力作用下發(fā)生形變，其表面靜止的正負電荷被極化，從而在物質(zhì)兩端形成電位差，表現(xiàn)為壓電效應(yīng)。流動電位：在應(yīng)力等因素作用下，流體發(fā)生流動就會產(chǎn)生流動電位。

體外沖擊波的作用機制

當前24頁，總共70頁。ESW作為一種機械力作用于骨組織后，首先增加骨組織應(yīng)力，產(chǎn)生極化電位，引起壓電效應(yīng)，這種壓電效應(yīng)對骨組織的影響與ESW的能量大小有關(guān)。許多研究發(fā)現(xiàn)，高能量的ESW可以引起骨骼骨折，低能量的ESW可以刺激骨的生成。體外沖擊波的作用機制

當前25頁，總共70頁。

ESW在治療劑量下對細胞的影響一般是可逆的。但隨著沖擊次數(shù)和劑量增加，有約5~95%的細胞完全變?yōu)樗槠?，即殺細胞效?yīng)。

ESW作用于組織時產(chǎn)生的自由基對細胞也有非特異性殺傷作用。當前26頁，總共70頁。鎮(zhèn)痛效應(yīng)

1.沖擊波對軸突進行強刺激可以產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。神經(jīng)系統(tǒng)的這種反應(yīng)方式被稱為“門控”，是通過激發(fā)無髓鞘C纖維和A-δ纖維啟動鎮(zhèn)痛作用。

2.提高痛域來使疼痛減輕

3.松解粘連體外沖擊波的作用機制

當前27頁，總共70頁。

代謝激活效應(yīng)

ESW可以促進局部血液循環(huán)，加速組織新陳代謝，促進損傷組織愈合。

體外沖擊波的作用機制

當前28頁，總共70頁。時間依賴性和積累效應(yīng)

動物實驗表明：ESW對骨痂形成量、骨皮質(zhì)增厚及致密度的影響存在時間依賴性。臨床觀察發(fā)現(xiàn)：疼痛治療效果與ESWT時間有正相關(guān)性。體外沖擊波的作用機制

當前29頁，總共70頁。沖擊波治療骨肌疾病的原理

（一）體外沖擊波治療骨組織疾病

體外沖擊波使骨病部位硬化骨與正常骨之間產(chǎn)生能量梯度差及扭拉力，造成骨病部位微骨折，微骨片具有良好的誘導(dǎo)成骨作用，啟動骨愈合。

ESW的空化效應(yīng)通過下列機制發(fā)揮治療作用：促進血管增生，改善局部循環(huán)，引發(fā)骨組織內(nèi)微損傷而誘導(dǎo)新骨形成。

ESW對骨組織效應(yīng)具有劑量依賴性、可飽和性。

當前30頁，總共70頁。

體外沖擊波促進成骨活性因子表達缺氧誘導(dǎo)因子-1（HIF-1）：是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵成分之一，也是血管再生和重建的重要物質(zhì)。血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）：促進骨形成和塑形。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）：加強誘導(dǎo)成骨作用，促進骨痂形成，加速骨折愈合。轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)：調(diào)節(jié)ALP、Ⅱ型膠原及其他組織特殊蛋白質(zhì)的表達，促進成骨。核結(jié)合因子-а1（CBF-а1）：是成骨細胞分化及其功能調(diào)控的核心因子。當前31頁，總共70頁。（二）治療肌腱組織疾病

肌腱組織中，腱細胞是主要的細胞成分，是一種特殊的成纖維細胞。研究表明，肌腱的愈合有以下主要生長因子參與：轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)

成纖維細胞生長因子（FGF）血小板衍生生長因子（PDGF）；

ESW作用肌腱組織，刺激上述因子表達，誘導(dǎo)產(chǎn)生新生血管內(nèi)皮細胞，促進組織內(nèi)新生血管形成，促進組織修復(fù)。

當前32頁，總共70頁。當前33頁，總共70頁。正常肌腱結(jié)構(gòu)膠原纖維絲膠原纖維初級纖維束三級纖維束當前34頁，總共70頁。肌腱變性膠原纖維異常排列當前35頁，總共70頁。再生過程當前36頁，總共70頁。

（三）沖擊波治療慢性疼痛

1、釋放更多的P物質(zhì)：沖擊波一方面促使P物質(zhì)釋放起到鎮(zhèn)痛效果，另一方面促進血管擴張，促進血循環(huán)減輕疼痛。

2、抑制環(huán)氧化酶（COX-Ⅱ）活性。

3、刺激神經(jīng)纖維：沖擊波增強神經(jīng)纖維刺激，從而阻止疼痛，加強止痛效果。當前37頁，總共70頁。沖擊波治療適應(yīng)證和禁忌證

（一）適應(yīng)證

1、骨組織疾?。汗钦垩舆t愈合、骨折不連接、成人中早期股骨頭缺血性壞死（ANFH）。

2、軟組織慢性損傷性疾?。杭绶逑禄已住㈦哦^肌長頭腱炎、鈣化性岡上肌腱炎、肱骨內(nèi)外上髁炎、網(wǎng)球肘、彈響髖、跳躍膝（脛骨結(jié)節(jié)骨骺骨軟骨炎）、跟痛癥、髕骨腱炎、岡上肌腱綜合癥、Haglunds外生性骨疣等。

當前38頁，總共70頁。文獻報道有效足底筋膜炎，網(wǎng)球肘，腱鞘炎，棘上韌帶炎，髂嵴炎鈣化腱鞘炎，肩周炎，頸椎病，椎間盤突出癥骨膜炎，老年性關(guān)節(jié)炎 骨折愈合 ，股骨頭缺血壞死盆腔炎，前列腺炎

當前39頁，總共70頁。

（二）禁忌證

全身因素：嚴重心臟病、心律失常、高血壓；安裝心臟起搏器者、出血性疾病及凝血功能障礙者、使用抗免疫藥劑、各類腫瘤患者、血栓形成患者、孕婦。局部因素：局部感染及破潰、肌腱及筋膜急性損傷、關(guān)節(jié)滲漏液患者、沖擊波焦點位于腦和脊髓、沖擊波焦點位于肺、沖擊波焦點位于大血管及重要神經(jīng)干、萎縮及感染性骨不連、大段缺損性骨不連。當前40頁，總共70頁。副作用及應(yīng)當采取的措施沖擊波已長期用來進行體外碎石，國內(nèi)外尚無嚴重副作用的報道。

可能出現(xiàn)的不良反應(yīng)：疼痛感加重，一般是一過性的，可以自愈。治療部位紅腫加重或出現(xiàn)皮膚紅腫、充血、水泡。處理：密切患者反應(yīng)，隨時記錄不良反應(yīng)，不良反應(yīng)出現(xiàn)后停止治療，做出相應(yīng)的局部治療。

當前41頁，總共70頁。體外沖擊波治療進展

體外沖擊波對骨質(zhì)疏松的影響

1、目的

探討體外沖擊波是否誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松部位新骨形成。

2、資料與方法

6只雌性中華山羊，雙側(cè)卵巢切除前X線檢查股骨遠端和脛骨近端骺板閉合，確認骨骼已經(jīng)發(fā)育成熟。去勢6月后，經(jīng)量化CT(pQCT)對骨小梁豐富的跟骨、橈骨遠端和股骨髁BMD進行測量。

在左肢的跟骨、遠端橈骨、股骨髁進行體外沖擊波治療：4hz，6000次，能量密度0.50mj/mm2，每月一次，連續(xù)治療9個月，非治療右側(cè)為對照。

當前42頁，總共70頁。

山羊股骨髁使用體外沖擊波治療當前43頁，總共70頁。

治療9個月后，評定BMD骨微結(jié)構(gòu)動態(tài)組織形態(tài)測量指數(shù)。當前44頁，總共70頁。治療前，跟骨和脛骨遠端小梁BMD出現(xiàn)中度減少，分別為7.06%和9.03%，P＜0.01。治療9個月后，跟骨平均骨小梁BMD增加2.90%（中度），非治療側(cè)BMD較實驗前又減少1.21%。治療側(cè)遠端橈骨平均骨小梁BMD減少5.11%，而非治療側(cè)BMD減少7.27%，P＝0.063；治療側(cè)股骨髁骨小梁BMD與非治療側(cè)的比較沒有差異。體外沖擊波治療區(qū)域的骨礦物沉積率（MAR）持續(xù)高于對照側(cè)。

結(jié)果當前45頁，總共70頁。骨小梁BMD測量（pQCT）

跟骨周圍量化CT：觀察內(nèi)容在ESWT接觸點以下10mm處。當前46頁，總共70頁。跟骨微CT掃描觀察的內(nèi)容在圖中圈內(nèi)，圓圈內(nèi)的白色區(qū)域為ESW治療后新骨形成區(qū)。當前47頁，總共70頁。

熒光電鏡下綠橙雙色標記線間距可以計算礦物添附率。組織形態(tài)學當前48頁，總共70頁。

治療前與ESWT治療9月后從同一山羊收集標本在熒光顯微鏡下所見。左側(cè)：治療組；右側(cè)：對照組。綠色熒光表示新骨形成。白色三角表示ESWT治療接觸點。

A：跟骨

B：遠端橈骨

C：股骨髁當前49頁，總共70頁。

不同部位體外沖擊波治療側(cè)與對照側(cè)比較，差異顯著。骨小梁厚度（Tb.Th）當前50頁，總共70頁。

OlavP和Tam等通過實驗研究，體外沖擊波治療減少骨量丟失，誘導(dǎo)新骨形成和改良骨微結(jié)構(gòu)，增強局部骨質(zhì)，是預(yù)防骨質(zhì)疏松的有效方法。

OlavP,LindenJC,SchadenW,vanSchieHT,etal.Unfocusedextracorporealshockwavetherapyaspotentialtreatmentforosteoporosis.JOrthopRes.2009,27(11):1528-33.

結(jié)論當前51頁，總共70頁。（二）體外沖擊波對肢體痙攣的影響

Manganotti在中風患者前臂尺側(cè)腕屈肌、橈側(cè)腕屈肌肌腹中部、手背骨間肌進行單次沖擊波治療。結(jié)果：腕屈肌張力從3.2降至2.0；手部肌張力從3.2降至0.8，表明體外沖擊波對中風患者上肢痙攣肌有顯著治療作用。

Amelio對痙攣性馬蹄足腦癱兒童使用沖擊波治療后，跖屈肌痙攣等級變化顯著（從3.3降至1.8），ROM有顯著改善。

AmelioE，Manganotti,P.Effectofshockwavestimulationonhypertonicplantarflexormusclesinpatientswithcerebralpals:aplacebo-controlledstudy.JRehabilMed2010;42:339-343.

當前52頁，總共70頁。腳壓測量：a：治療前b：治療后立即c：治療1周d：治療4周當前53頁，總共70頁。

（三）沖擊波對傷口愈合的影響

Morgan動物模型研究表明：治療組傷口愈合時間（平均76天）較對照組的（90天）明顯縮短。

Arno對部分或全層燒傷面積＜5%TBSA（全身表面積）患者，在燒傷后第3天或第5天使用體外沖擊波治療。結(jié)果：經(jīng)一次體外沖擊波治療后，燒傷區(qū)域組織血流灌注顯著增加，ESWT能促進傷口愈合。

Andressa

Silveira,JudithB,Koenig,LuisG,etal.Effectsofunfocusedextracorporealshockwavetherapyonhealingofwoundsofthedistalportionoftheforelimbinhorses.AmericanJournalofVeterinaryResearch,2010,71:229-234.

當前54頁，總共70頁。（四）沖擊波對缺血性心臟病的影響

FukumotoY等在冠心病末期患者心區(qū)使用ESWT，發(fā)現(xiàn)ESWT改善心肌缺血癥狀。

ESWT能治療急性心肌梗死和周圍血管疾病。

FukumotoY,ItoA,UwatokuT,MatobaT,etal.Extracorporealcardiacshockwavetherapyamelioratesmyocardialischemiainpatientswithseverecoronaryarterydisease.CoronArteryDis.2006,17(1):63-70.

當前55頁，總共70頁。Shockmaster500當前56頁，總共70頁。當前57頁，總共70頁。應(yīng)用界面當前58頁，總共70頁。Shockmaster500無痛療法——冷療+沖擊波治療當前59頁，總共70頁。V-actor震動技術(shù)震動治療增加結(jié)締組織細胞外基質(zhì)血液和淋巴循環(huán)，促進新陳代謝活動。細胞外基質(zhì)動靜脈血管和淋巴系統(tǒng)末端的引流作用。當前60頁，總共70頁。我們的應(yīng)用報告當前61頁，總共70頁。LMDK-A型沖擊波治療儀治療骨關(guān)節(jié)慢性疼痛的臨床療效觀察當前62頁，總共70頁。病例資料共33例，年齡19~77歲其中男14例，女19例腱鞘炎13例網(wǎng)球肘7例足跟痛5例骨關(guān)節(jié)病4例肩周炎4例當前63頁，總共70頁。治療方法每隔3~4日進行1次治療共4~5次沖擊治療治療一周及