冲击波治疗技术的“前世今生”-张安仁

成都军区总医院张安仁冲击波治疗技术的“前世今生”前世篇3奥地利-捷克物理学家、哲学家1.冲击波的发现恩斯特·马赫（ErnstMach1838〜1916）他在研究物体在气体中的高速运动时，发现了“激波”，也就是“冲击波”，并拍摄下激波的清晰照片。冲击波是一种复杂的机械波：具有声学、光学、力学的某些特性42.冲击波的概念5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/等等所导致的空气极度压缩而聚集了巨大能量的一种机械波。雷电超音速飞机核爆炸大爆炸3.常见冲击波的发生7特点•极短时间内达到高峰压值（80MPa)•周期短（10µs)•分正向和负向•频谱广（16Hz—20MHz）•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85.冲击波技术在医疗上的前期应用1、1980年，Chaussy应用冲击波治疗泌尿系统结石（体外震波技术）。2、1986年，Haupt发现冲击波诱导成骨细胞活化，促进成骨。3、1988年，Graff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。94、1997年，“欧洲骨肌系统冲击波疗法联合会”（ESMST）在维也纳成立。5、1999年，“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”（ISMST）在伦敦成立。6、2000~2002年，美国FDA核准冲击波治疗跟痛症和网球肘等。7、2000年，中国CFDA批准冲击波治疗骨和肌组织疾病。10压电式液电式电磁式气压弹道式聚焦式冲击波放射式冲击波6.医用冲击波的发展与分类11Electro-hydraulicEllipsoid液电式椭球体Piezo-electricSphere压电式球体Electro-magneticflatcoil/lens电磁式平板线圈/透镜Electro-magneticcylindercoil/Paraboloid电磁式圆柱线圈/抛物面1980198519861989聚焦状冲击波放散状冲击波示意图127.冲击波的物理学效应和生物学效应肌肉1,72g/cm2/s骨7,38g/cm2/s反射传导Time[ns]Pressure[MPa]冲击波作用于人体，组织间隙液的气泡和冲击波相互作用，正向波时，气泡变小，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）冲击波作用于组织部位示意图在阻抗相差大的组织间传导时发生反射和折射，冲击波在此和组织发生强烈的作用，其实治疗部位就在这个交界面上分界线肌肉1,72g/cm2/s骨7,38g/cm2/s反射传导16ESWT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P）的释放Maieretal.ClinOrthopRelatedResearch2003(406):237-45.冲击波的生物学效应1.镇痛作用17ESWT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Chenetal.JOrthopResearch2004(22):854-61.2.代谢激活效应ESWT治疗后，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。3.成骨效应冲击波的生物学效应8.聚焦状冲击波209.放散状冲击波空穴气泡次级冲击波冲击头探测仪(usedtotriggerahigh-speedcamera)波前阵放散状冲击波2110.冲击波能量描述–能流密度(EFD)能量范围（Rompe,1997）低能量:0.08‐0.28mJ/mm2中能量:0.28‐0.60mJ/mm2高能量:≥0.60mJ/mm211.冲击波能流密度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）高能量冲击波产生纯粹的物理效应，粉碎结石和降解钙化组织冲击波治疗软组织（放散和聚焦）中低能量冲击波产生生物学效应12.冲击波能量大小在医疗应用上的差异13.能流密度的安全性0.9mJ/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0.9J/mm2EFD的冲击波的骨破坏作用有关切记：EFD不是越大越好14.冲击波治疗循证数据库PhysiotherapyEvidenceDatabase是一个免费的数据库，包含超过28000篇物理治疗随机对照试验,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20篇，其中使用EMS设备作研究的居于15篇冲击波数据库今生篇1.运动医学方面，较临床应用更早30北京奥运会贝克汉姆王励勤刘翔312.临床医学方面32fESWT(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)治疗性冲击波ESWT:体外冲击波治疗ESWL:体外冲击波碎石2.1.冲击波在临床中的应用分类2.2冲击波主要临床适应症及在具体科室的运用33疾病类型疾病名称骨组织疾病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1、肌腱末端病2、肌筋膜病ISMST根据经验推荐应用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35应用冲击波治疗早期股骨头坏死患者108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）,男性86例、女性22例;根据ARCO骨坏死分期标准,参照骨循环协会ARCO分期，选取Ⅰ期、Ⅱ期以及Ⅲ期的股骨头坏死患者。其中I期43例,II期36例,Ⅲ期29例。36患者王云龙32岁，武警云南总队楚雄支队，双股骨头坏死37治疗前治疗后6月38结果治疗后25个月，根据疼痛和Harris评分评估发现：冲击波治疗组有79%的髋关节明显改善，10%的没发生改变，10%的进行性加重。而手术组有29%的明显改善，36%的没有发生改变，36%加重。39治疗骨不连（骨科）ESWT治疗骨不连的实验研究40实验组对照组2周摄X片4周摄X片10周摄X片冲击波治疗骨不连41ab病例一女性,32岁，股骨干骨折术后骨不连26个月。a.治疗前；b.治疗后6个月。42治疗软组织疾病（康复科）（一）冲击波治疗跟痛症43跟痛症包括跖筋膜炎，止点性跟腱炎，跟骨骨刺，跟下脂肪垫炎等。（二）冲击波治疗肱骨外上髁炎44临床试验：冲击波治疗肱骨外上髁炎286例，经3－6月随访，疗效优良率91.5％，症状基本消失,尚可6.9％，无效1.6%患者经1－2次治疗即获满意疗效。（三）冲击波治疗滑囊炎冲击波治疗足跟滑囊炎45冲击波治疗肩峰下滑囊炎（四）冲击波治疗肱二头肌长头腱炎肱二头肌长头腱几乎参与肩关节的所有活动并且运动时肌腱不是在沟内上下活动，而是在肱骨头上下滑动，容易遭受损伤。此外，肩袖的损伤、钙盐沉着、肩关节内病变均可累计此腱鞘而造成腱鞘炎。46（五）冲击波治疗肱骨内上髁炎肱骨内上髁炎俗称高尔夫球肘，是肱骨内上髁部屈肌总腱处的慢性损伤性肌筋膜炎4748治疗伤口经久不愈（内分泌科）Schadenetal,2007冲击波治疗急、慢性软组织伤口根据伤口大小ESWT100-1000次/cm2，0.1mJ/mm2，每1－2周进行平均3次治疗•75%受试者出现100%伤口处上皮形成。•ESWT对于治疗急、慢性软组织创口是可行有效的49ESWT治疗前ESWT治疗后50治疗骨质疏松（内分泌科）VanderJagtetal,2009非聚焦式ESWT成为治疗骨质疏松症的潜力单次非聚焦式ESWT2000次*EDF0.16mJ/mm2,微型CT扫描卵巢切除小鼠小鼠胫骨，骨小梁骨量比值（BV/TV）非聚焦式ESWT能提高BV/TV,减少骨损失,可能成为治疗骨质减少及骨质疏松的有效疗法51干预瘢痕形成（整形科）52T0T1(after5ESWT)T2(after10ESWT)手术瘢痕接受放散状ESWT和手法康复治疗53治疗脑瘫儿高肌张力（儿科）Amelioetal,2010ESWT刺激CP患儿高张力的跖屈肌单次ESWT，0.03mJ/mm2*1500次↑ROM，↓AshworthScale对跖屈肌张力高的脑瘫患儿，单次ESWT能产生显著的长期效果54治疗缺血性心肌病（心内科）Zimpferetal,2009低能量ESWTESWT治疗后进行组织学检查分析血管新生可能是ESWT治疗缺血性心肌疾病的主要机制55治疗男性ED和慢性前列腺炎（男性科）体外冲击波在男科学中的应用5657临床研究显示，对ED患者进行低能量体外冲击波治疗2个疗程，每个疗程3周，一个月后勃起功能显著改善，治疗效果在6个月后仍然存在。Vardi,Y.,Appel,B.,Jacob,G.,Massarwi,O.andgruenwald,I.(2010)Canlow-intensityextracorporealshockwavetherapyimproveerectilefunction?A6-monthfollow-uppilotstudyinpatientswithorganicerectiledysfunction.EurUrol58:243–248.58减脂美容（皮肤美容科）Adatto,Servant,Vester,Novak&Krotz,2010ESWT改善循环，治疗脂肪团单次ESWT，2000次•刺激代谢，改善血液循环•皮肤紧致，恢复弹性59Cellulitetreatment脂肪团1级:微小凹陷/表面不均一2级:桔皮样表现，表皮/真皮变薄3级:凹陷/小结节/条纹4级:可扪及的大结节/条纹注：不同作者可能采用不同的分级方法冲击波治疗针对2级、3级效果明显60康复科皮肤科骨科疼痛科美容科内分泌科男性科总结目前的运用科室心内科治疗性冲击波613.冲击波发展思考与展望冲击波治疗的专业化（规范指南）冲击波治疗领域的新拓展（基于其宽泛的物理学和生物学效应）624.冲击波治疗专业化未来冲击波更加专业化发展针对不同疾病有不同的设备及相应的治疗方法。目前对治疗某些病缺少统一的行业标准（研究文献支持不够）对一些使用冲击波的禁忌症也缺乏文献研究。所以对冲击波治疗进行科研是非常容易出成果。63前世：体外冲击波的治疗经过较长时间的研究和运用积累，已是一个非常成熟的技术；今生：治疗效果显著，立杆见影，已在多学科应用，尤以康复科的应用为最好；未来：基于宽泛的治疗效应，很有可能发展为独立学科，冲击波医学科总结64