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生的高能量壓力波，具有壓力瞬間增高和高速傳導的特性現(xiàn)在是1頁\一共有70頁\編輯于星期日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生沖擊波，使飛機內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系”Eisenberger開始沖擊波碎石研究發(fā)展史現(xiàn)在是2頁\一共有70頁\編輯于星期日發(fā)展史1980年，Chaussy應用沖擊波治療泌尿系統(tǒng)結石1986年，Haupt發(fā)現(xiàn)沖擊波誘導成骨細胞活化，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球肘等2000年，中國FDA批準沖擊波治療骨和肌組織疾病現(xiàn)在是3頁\一共有70頁\編輯于星期日

特殊形式的聲波，能在空氣、水等介質中傳播

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

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

沖擊波特性現(xiàn)在是4頁\一共有70頁\編輯于星期日不同介質聲阻抗水脂肪肌肉空氣相鄰介質聲阻抗差異越大，沖擊波作用的能量越大?，F(xiàn)在是5頁\一共有70頁\編輯于星期日

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---化學信號轉導產生生物學效應，促進生長激素釋放，引起微血管新生及組織再生與修復。現(xiàn)在是6頁\一共有70頁\編輯于星期日沖擊波的波形

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?，F(xiàn)在是7頁\一共有70頁\編輯于星期日體外沖擊波波源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。電子液壓原理現(xiàn)在是8頁\一共有70頁\編輯于星期日

2、電磁式

高電壓通過安裝在電容器內脈沖電路，產生脈沖電場并使之通過銅線圈產生脈沖磁場；處于磁場中的彈性銅膜產生機械振動，進而推動膜外的流體產生沖擊波；經聲透鏡或反射體聚焦后，形成聚焦沖擊波，導入需要治療的部位。屬“面式沖擊波”。電磁原理體外沖擊波波源現(xiàn)在是9頁\一共有70頁\編輯于星期日

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，產生壓力波；當晶體復原時，產生張力波。全部壓電晶體共同振動，一起發(fā)出沖擊波，經橢球體的收集，使全部能量聚焦于治療部位。壓電式原理體外沖擊波波源現(xiàn)在是10頁\一共有70頁\編輯于星期日4、氣動彈道式波源

利用壓縮氣體產生能量，驅動手柄內的子彈體，使子彈體以脈沖方式沖擊治療部位。體外沖擊波波源現(xiàn)在是11頁\一共有70頁\編輯于星期日四種波源比較現(xiàn)在是12頁\一共有70頁\編輯于星期日

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。液電式沖擊波對骨病的治療效果最好。氣動彈道式沖擊波，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。

現(xiàn)在是13頁\一共有70頁\編輯于星期日治療 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次治療現(xiàn)在是14頁\一共有70頁\編輯于星期日ESWT和RWT的比較治療ESWTRWT滲透深度0-140mm0-35mm壓力與時間關系

不同種類沖擊波作用形式PressureTimePressureTime現(xiàn)在是15頁\一共有70頁\編輯于星期日聚焦沖擊波碎石機現(xiàn)在是16頁\一共有70頁\編輯于星期日碎石onebeamfocusonepoint現(xiàn)在是17頁\一共有70頁\編輯于星期日聚焦與非聚焦沖擊波治療骨不連Non–Union/pseudarthroseHighenergyshockwavesinthetreatmentof

delayedandnonunionoffractures

Osteogenesisisstimulatedandcontributedtounionwithinareasonabletime.現(xiàn)在是18頁\一共有70頁\編輯于星期日氣壓彈道式沖擊波（非聚焦）現(xiàn)在是19頁\一共有70頁\編輯于星期日體外沖擊波能量

定義

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

2、能流密度（EFD）：沖擊波垂直作用于單位面積內的能量。沖擊波的生物學效應與EFD的閾值有關。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?，F(xiàn)在是20頁\一共有70頁\編輯于星期日

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生的生物學效應治療骨肌疾病。現(xiàn)在是21頁\一共有70頁\編輯于星期日體外沖擊波的作用機制

1、空化效應

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

ESW與氣泡相互作用產生氣泡崩潰和微噴射現(xiàn)象?？栈鸾M織損傷的破壞性作用，局部微毛細血管的破裂，血液和細胞介質如膠原酶1的漏出，刺激新生血管生成并可提高固體物質溶解的速度?？栈€使生物組織產生自由基而使其受損?？栈菦_擊波獨有的特性，它有利于疏通閉塞的微細血管，松解關節(jié)組織的粘連。現(xiàn)在是22頁\一共有70頁\編輯于星期日2、應力效應

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

現(xiàn)在是23頁\一共有70頁\編輯于星期日3、壓電效應

骨生物電主要表現(xiàn)為機械應力作用下產生的壓電效應和流動電位。壓電效應：骨基質中的膠原和蛋白多糖等非對稱性物質在壓力作用下發(fā)生形變，其表面靜止的正負電荷被極化，從而在物質兩端形成電位差，表現(xiàn)為壓電效應。流動電位：在應力等因素作用下，流體發(fā)生流動就會產生流動電位。

體外沖擊波的作用機制

現(xiàn)在是24頁\一共有70頁\編輯于星期日ESW作為一種機械力作用于骨組織后，首先增加骨組織應力，產生極化電位，引起壓電效應，這種壓電效應對骨組織的影響與ESW的能量大小有關。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

現(xiàn)在是25頁\一共有70頁\編輯于星期日

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?，即殺細胞效應?/p>

ESW作用于組織時產生的自由基對細胞也有非特異性殺傷作用?，F(xiàn)在是26頁\一共有70頁\編輯于星期日鎮(zhèn)痛效應

1.沖擊波對軸突進行強刺激可以產生鎮(zhèn)痛作用。神經系統(tǒng)的這種反應方式被稱為“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

現(xiàn)在是27頁\一共有70頁\編輯于星期日

代謝激活效應

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

現(xiàn)在是28頁\一共有70頁\編輯于星期日時間依賴性和積累效應

動物實驗表明：ESW對骨痂形成量、骨皮質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時間有正相關性。體外沖擊波的作用機制

現(xiàn)在是29頁\一共有70頁\編輯于星期日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成骨作用，啟動骨愈合。

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

ESW對骨組織效應具有劑量依賴性、可飽和性。

現(xiàn)在是30頁\一共有70頁\編輯于星期日

體外沖擊波促進成骨活性因子表達缺氧誘導因子-1（HIF-1）：是信號轉導的關鍵成分之一，也是血管再生和重建的重要物質。血管內皮生長因子（VEGF）：促進骨形成和塑形。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）：加強誘導成骨作用，促進骨痂形成，加速骨折愈合。轉化生長因子-β(TGF-β)：調節(jié)ALP、Ⅱ型膠原及其他組織特殊蛋白質的表達，促進成骨。核結合因子-а1（CBF-а1）：是成骨細胞分化及其功能調控的核心因子?，F(xiàn)在是31頁\一共有70頁\編輯于星期日（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，誘導產生新生血管內皮細胞，促進組織內新生血管形成，促進組織修復。

現(xiàn)在是32頁\一共有70頁\編輯于星期日現(xiàn)在是33頁\一共有70頁\編輯于星期日正常肌腱結構膠原纖維絲膠原纖維初級纖維束三級纖維束現(xiàn)在是34頁\一共有70頁\編輯于星期日肌腱變性膠原纖維異常排列現(xiàn)在是35頁\一共有70頁\編輯于星期日再生過程現(xiàn)在是36頁\一共有70頁\編輯于星期日

（三）沖擊波治療慢性疼痛

1、釋放更多的P物質：沖擊波一方面促使P物質釋放起到鎮(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、刺激神經纖維：沖擊波增強神經纖維刺激，從而阻止疼痛，加強止痛效果?，F(xiàn)在是37頁\一共有70頁\編輯于星期日沖擊波治療適應證和禁忌證

（一）適應證

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、肱骨內外上髁炎、網球肘、彈響髖、跳躍膝（脛骨結節(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。

現(xiàn)在是38頁\一共有70頁\編輯于星期日文獻報道有效足底筋膜炎，網球肘，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，老年性關節(jié)炎 骨折愈合 ，股骨頭缺血壞死盆腔炎，前列腺炎

現(xiàn)在是39頁\一共有70頁\編輯于星期日

（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干、萎縮及感染性骨不連、大段缺損性骨不連。現(xiàn)在是40頁\一共有70頁\編輯于星期日副作用及應當采取的措施沖擊波已長期用來進行體外碎石，國內外尚無嚴重副作用的報道。

可能出現(xiàn)的不良反應：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，隨時記錄不良反應，不良反應出現(xiàn)后停止治療，做出相應的局部治療。

現(xiàn)在是41頁\一共有70頁\編輯于星期日體外沖擊波治療進展

體外沖擊波對骨質疏松的影響

1、目的

探討體外沖擊波是否誘導骨質疏松部位新骨形成。

2、資料與方法

6只雌性中華山羊，雙側卵巢切除前X線檢查股骨遠端和脛骨近端骺板閉合，確認骨骼已經發(fā)育成熟。去勢6月后，經量化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，非治療右側為對照。

現(xiàn)在是42頁\一共有70頁\編輯于星期日

山羊股骨髁使用體外沖擊波治療現(xiàn)在是43頁\一共有70頁\編輯于星期日

治療9個月后，評定BMD骨微結構動態(tài)組織形態(tài)測量指數(shù)?，F(xiàn)在是44頁\一共有70頁\編輯于星期日治療前，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BMD較實驗前又減少1.21%。治療側遠端橈骨平均骨小梁BMD減少5.11%，而非治療側BMD減少7.27%，P＝0.063；治療側股骨髁骨小梁BMD與非治療側的比較沒有差異。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。

結果現(xiàn)在是45頁\一共有70頁\編輯于星期日骨小梁BMD測量（pQCT）

跟骨周圍量化CT：觀察內容在ESWT接觸點以下10mm處?，F(xiàn)在是46頁\一共有70頁\編輯于星期日跟骨微CT掃描觀察的內容在圖中圈內，圓圈內的白色區(qū)域為ESW治療后新骨形成區(qū)?，F(xiàn)在是47頁\一共有70頁\編輯于星期日

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)學現(xiàn)在是48頁\一共有70頁\編輯于星期日

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：治療組；右側：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：股骨髁現(xiàn)在是49頁\一共有70頁\編輯于星期日

不同部位體外沖擊波治療側與對照側比較，差異顯著。骨小梁厚度（Tb.Th）現(xiàn)在是50頁\一共有70頁\編輯于星期日

OlavP和Tam等通過實驗研究，體外沖擊波治療減少骨量丟失，誘導新骨形成和改良骨微結構，增強局部骨質，是預防骨質疏松的有效方法。

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

結論現(xiàn)在是51頁\一共有70頁\編輯于星期日（二）體外沖擊波對肢體痙攣的影響

Manganotti在中風患者前臂尺側腕屈肌、橈側腕屈肌肌腹中部、手背骨間肌進行單次沖擊波治療。結果：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.

現(xiàn)在是52頁\一共有70頁\編輯于星期日腳壓測量：a：治療前b：治療后立即c：治療1周d：治療4周現(xiàn)在是53頁\一共有70頁\編輯于星期日

（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。結果：經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.

現(xiàn)在是54頁\一共有70頁\編輯于星期日（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.

現(xiàn)在是55頁\一共有70頁\編輯于星期日Shockmaster500現(xiàn)在是56頁\一共有70頁\編輯于星期日現(xiàn)在是57頁\一共有70頁\編輯于星期日應用界面現(xiàn)在是58頁\一共有70頁\編輯于星期日Shockmaster500無痛療法——冷療+沖擊波治療現(xiàn)在是59頁\一共有70頁\編輯于星期日V-actor震動技術震動治療增加結締組織細胞外基質血液和淋巴循環(huán)，促進新陳代謝活動。細胞外基質動靜脈血管和淋巴系統(tǒng)末端的引流作用?，F(xiàn)在是60頁\一共有70頁\編輯于星期日我們的應用報告現(xiàn)在是61頁\一共有70頁\編輯于星期日LMDK-A型沖擊波治療儀治療骨關節(jié)慢性疼痛的臨床療效觀察現(xiàn)在是62頁\一共有70頁\編輯于星期日病例資料共33例，年齡19~77歲其中男14例，女19例腱鞘炎13例網球肘7例足跟痛5例骨關節(jié)病4例肩周炎4例現(xiàn)在是63頁\一共有70頁\編輯于星期日治療方法每隔3~4日進行1次治療共4~5次沖擊治療治療一周及