衝擊波原理

衝擊波(extracorporeal shock wave therapy,簡稱ESWT)的產生是利用高電壓、大電容在水中電極瞬間放電產生衝擊波,在半橢圓形反射體的第一焦點處產生的衝擊波原理向四周擴散,被平滑的反射體聚焦於第二焦點,利用衝擊波在不同物質中傳遞時的阻抗差產生壓強,使能量增至數百倍而粉碎結石或鈣化灶。間接效應是由於靶組織內腔洞效應而產生。原本溶解於液體中的氣體返回到氣體狀態而產生移動的氣泡在阻抗界而不規則破裂可產生表面的微破壞,同時此過程也可產生自由基加重細胞損傷。

衝擊波對組織的影響

神經組織

衝擊波刺激蛙的坐骨神經可產生與電刺激相似的複合動作電位,腔洞效應是產生刺激的主要因素,並且可能是臨床上與衝擊波應用有關疼痛的發生機制,但衝擊波並非直接刺激神經,除非有高壓的產生和短時間內的能量增高;另一個影響可能是對軸突內容物的扭轉變形,牽拉細胞膜使通透性增高,因而產生去極化影響其敏感性。

培養細胞

brümmer對多細胞懸液應用衝擊波時發現可產生明顯的刺激效應,認為是在局部液體加速產生的腔洞效應與氣泡的噴射作用產生的剪切應力導致細胞損傷。但若是將細胞懸於明膠中模擬實質器官構造,可保護細胞免於損傷。

血管組織

衝擊波對血管組織可產生肉眼可見的血腫、內皮細胞分離及基底膜損傷。局部能量密度在0.3mj/mm²是發生嚴重細胞損傷的最低閾值。血管縫隙的產生會促使細胞活性大分子從血管壁擴散,這個機制可能在治療足底筋膜炎、肱骨外上髁炎時癥狀減輕的過程中發揮作用。

骨骼組織

在對培養的骨細胞應用衝擊波時發現,儘管有短時間的細胞破壞,但在3-8d後則表現為細胞刺激。對兔股骨用1500脈沖,能量為27.5kV進行體內實驗,發現衝擊波使骨膜局部剝離,在骨膜下有出血,部分骨髓成分被擠出髓腔。在髓腔內有散在出血點及骨小梁骨折、移位,但骨皮質、膝關節正常。X線示髓腔內有透亮區但無骨拆線。之後有大量并列的新骨生成使骨皮質明顯增厚,但髓腔內的成要機制。

骨骺

有人認為衝擊波對兔骨骺無明顯損傷,但衝擊波並未直接向骨骺發射。也有研究表明衝擊波可對動物產生中等或嚴重骨骺發育不良改變。由於第二焦點外的能量可被控制,所以只要能量在乾骺端遠離骨骺至少1-2cm,便可應用ESWT對骨囊腫等病變進行治療。

肌腱

Rompe等研究了衝擊波對肌腱的能量依賴效應。經超聲及組織學檢查,肌腱在1000脈衝,0.08mJ/mm²能量作用下無明顯變化,能量達到0.28mJ/mm²時出現短暫的腫脹及輕微的炎症反應;能量達到0.60mJ/mm²時肌腱周圍有液體形成,肌腱直徑明顯增加,伊紅染色增強,出現纖維性壞死及腱周炎性細胞浸潤,臨床治療肌腱疾患時能量宜小於0.28mJ/mm²。

軟組織

儘管衝擊波對骨組織的刺激反應可激發骨折愈合反應,但對軟組織的反應機制仍需進一步研究。可能是排列緊密、缺乏血供的纖維組織的微破壞促使微血管再生,並有組織適宜的幹細胞和生長因子存在而利於靶組織癒合。Haupt等研究了衝擊波對部分厚度軟組織損傷癒合的影響,發現隨著衝擊波數量的增加(500-1000脈衝,14-18kV),會明顯抵制癒合反應。相反低能量衝擊波(10脈衝,14kV)會明顯促進上皮再生,微血管增多擴張,血管周隙巨噬細胞增多,衝擊波強能通過改變細胞動力學來促進軟組織使命過程。

關節軟骨

對家兔遠端股骨應用衝擊波後,關節軟骨無明顯的病理改變,并且已經有小型的臨床研究應用ESWT使軟骨下骨病變癒合來治療骨軟骨炎。

衝擊波治療適應症

  • 足底筋膜炎或跟痛症
  • 肩關節疼痛
  • 肱骨外上髁炎
  • 骨折延遲癒合及骨不連
  • 人工關節
  • 股骨頭壞死

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