冲击波治疗骨科及运动创伤

体外冲击波在骨科及运动创伤领域应用1整顿ppt第1页概述

冲击波（SW）定义

能量突然释放而产生高能量压力波，具有压力瞬间增高和高速传导特性2整顿ppt第2页20世纪60年代，西德道尼尔航空公司科研人员发觉飞机高速穿过云雨时产生冲击波，使飞机内部器件受损而外壳完好1969年，西德国防部开始“冲击波与动物组织间互相关系”Eisenberger开始冲击波碎石研究发展史3整顿ppt第3页发展史1980年，Chaussy应用冲击波治疗泌尿系统结石1986年，Haupt发觉冲击波诱导成骨细胞活化，促进成骨1988年Graff等动物试验无意发觉冲击波成骨作用，此后开始研究其对骨折愈合影响1997年“欧洲骨肌系统冲击波疗法联合会”（ESMST）在维也纳成立1999年“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”（ISMST）在伦敦成立2000~2023年，美国FDA核准冲击波治疗跟痛症和网球肘等2023年，中国FDA同意冲击波治疗骨和肌组织疾病4整顿ppt第4页

特殊形式声波，能在空气、水等介质中传输

在极短时间内（约10ms）达成高峰压500bar(1bar=105pa)，且周期短（10ms），频谱广

不一样介质声阻抗不一样，在材料内部衰减程度不一样样。在不一样介质界面之间，形成反射和折射

冲击波特性5整顿ppt第5页不一样介质声阻抗水脂肪肌肉空气相邻介质声阻抗差异越大，冲击波作用能量越大。6整顿ppt第6页

冲击波在穿越人体组织时，直达深部组织。冲击波作用于人体后，通过力---化学信号转导产生生物学效应，促进生长激素释放，引发微血管新生及组织再生与修复。7整顿ppt第7页冲击波波形

由压力相（正向）与张力相（负向）组成。压力相：前沿迅速升压并随后逐渐衰减正压波；张力相：连续较长时间负压波。8整顿ppt第8页体外冲击波波源1.液电式

水中放置两根电极，在高电压作用下瞬间放电，使电极附近水迅速汽化，温度和压力急剧升高，释放球形高能冲击波，经聚焦后作用于人体骨肌组织。属“点波源”，是最可靠冲击波发生办法。电子液压原理9整顿ppt第9页

2、电磁式

高电压通过安装在电容器内脉冲电路，产生脉冲电场并使之通过铜线圈产生脉冲磁场；处于磁场中弹性铜膜产生机械振动，进而推进膜外流体产生冲击波；经声透镜或反射体聚焦后，形成聚焦冲击波，导入需要治疗部位。属“面式冲击波”。电磁原理体外冲击波波源10整顿ppt第10页

3、压电式波源

将数百计压电晶体，排列在一种凹形面上；外界电场通过压电晶体时，使晶体体积发生变化，产生压力波；当晶体复原时，产生张力波。所有压电晶体共同振动，一起发出冲击波，经椭球体搜集，使所有能量聚焦于治疗部位。压电式原理体外冲击波波源11整顿ppt第11页4、气动弹道式波源

利用压缩气体产生能量，驱动手柄内子弹体，使子弹体以脉冲方式冲击治疗部位。体外冲击波波源12整顿ppt第12页四种波源比较13整顿ppt第13页

临床观测发觉：前3种均通过反射体将能量聚焦于治疗部位，而气动弹道式则不需聚焦能量。液电式冲击波对骨病治疗效果最佳。气动弹道式冲击波，对肌肉组织效果好，且治疗易于操作、安全，更适合治疗软组织损伤性疾病。

14整顿ppt第14页治疗 ESWT RWT冲击波 聚焦 未聚焦最大能量 在焦点处 在表面机械作用 最大压力集中在治疗区域组织越深压力越低压力 高达40MPa 高达11.9MPa脉冲时间

<1µsec 1000µsec冲击次数

1-2次治疗 410次治疗15整顿ppt第15页ESWT和RWT比较治疗ESWTRWT渗入深度0-140mm0-35mm压力与时间关系

不一样种类冲击波作用形式PressureTimePressureTime16整顿ppt第16页聚焦冲击波碎石机17整顿ppt第17页碎石onebeamfocusonepoint18整顿ppt第18页聚焦与非聚焦冲击波治疗骨不连Non–Union/pseudarthroseHighenergyshockwavesinthetreatmentof

delayedandnonunionoffractures

Osteogenesisisstimulatedandcontributedtounionwithinareasonabletime.19整顿ppt第19页气压弹道式冲击波（非聚焦）20整顿ppt第20页体外冲击波能量

定义

1、冲击波能量（E）：对每个压力场特定位置内压力—时间函数进行积分，再经体积积分后算出。

2、能流密度（EFD）：冲击波垂直作用于单位面积内能量。冲击波生物学效应与EFD阈值有关。其单位为毫焦/平方毫米（mJ/mm2）表达。

EFD与治愈率和副作用发生率有关。21整顿ppt第21页

体外冲击波能量等级（mJ/mm2）低能量冲击波

0.08中能量冲击波

0.28高能量冲击波＞0.60临床上，用中低能量冲击波产生生物学效应治疗骨肌疾病。22整顿ppt第22页体外冲击波作用机制

1、空化效应

空化效应：冲击波作用组织时，人体组织内气泡内气体以极迅速度膨胀。气泡在瓦解时产生高速微喷射现象，微喷射速率达400~800m/s，这比气泡瓦解更具破坏性。

ESW与气泡互相作用产气愤泡瓦解和微喷射现象。空化效应引发组织损伤破坏性作用，局部微毛细血管破裂，血液和细胞介质如胶原酶1漏出，刺激新生血管生成并可提升固体物质溶解速度。空化效应还使生物组织产生自由基而使其受损。空化效应是冲击波独有特性，它有助于疏通闭塞微细血管，松解关节组织粘连。23整顿ppt第23页2、应力效应

冲击波在组织细胞表面产生拉应力、压应力和剪切应力。而应力在骨生长、吸取和重建中起主要调整作用。大量研究表白，骨处于生理范围内高应力时，骨改建以骨形成为主；而低应力时，则造成骨质疏松。骨组织在交变应力作用下将出现轻微损伤，体现为显微裂纹。Frost（1988）以为，交变应力产生显微裂纹是诱导骨改建主要原因。体外冲击波作用机制

24整顿ppt第24页3、压电效应

骨生物电主要体现为机械应力作用下产生压电效应和流动电位。压电效应：骨基质中胶原和蛋白多糖等非对称性物质在压力作用下发生形变，其表面静止正负电荷被极化，从而在物质两端形成电位差，体现为压电效应。流动电位：在应力等原因作用下，流体发生流动就会产生流动电位。

体外冲击波作用机制

25整顿ppt第25页ESW作为一种机械力作用于骨组织后，首先增加骨组织应力，产生极化电位，引发压电效应，这种压电效应对骨组织影响与ESW能量大小有关。许多研究发觉，高能量ESW能够引发骨骼骨折，低能量ESW能够刺激骨生成。体外冲击波作用机制

26整顿ppt第26页

ESW在治疗剂量下对细胞影响一般是可逆。但伴随冲击次数和剂量增加，有约5~95%细胞完全变为碎片，即杀细胞效应。

ESW作用于组织时产生自由基对细胞也有非特异性杀伤作用。27整顿ppt第27页镇痛效应

1.冲击波对轴突进行强刺激能够产生镇痛作用。神经系统这种反应方式被称为“门控”，是通过激发无髓鞘C纤维和A-δ纤维启动镇痛作用。

2.提升痛域来使疼痛减轻

3.松解粘连体外冲击波作用机制

28整顿ppt第28页

代谢激活效应

ESW能够促进局部血液循环，加速组织新陈代谢，促进损伤组织愈合。

体外冲击波作用机制

29整顿ppt第29页时间依赖性和积累效应

动物试验表白：ESW对骨痂形成量、骨皮质增厚及致密度影响存在时间依赖性。临床观测发觉：疼痛治疗效果与ESWT时间有正有关性。体外冲击波作用机制

30整顿ppt第30页冲击波治疗骨肌疾病原理

（一）体外冲击波治疗骨组织疾病

体外冲击波使骨病部位硬化骨与正常骨之间产生能量梯度差及扭拉力，造成骨病部位微骨折，微骨片具有良好诱导成骨作用，启动骨愈合。

ESW空化效应通过下列机制发挥治疗作用：促进血管增生，改善局部循环，引发骨组织内微损伤而诱导新骨形成。

ESW对骨组织效应具有剂量依赖性、可饱和性。

31整顿ppt第31页

体外冲击波促进成骨活性因子体现缺氧诱导因子-1（HIF-1）：是信号转导关键成份之一，也是血管再生和重建主要物质。血管内皮生长因子（VEGF）：促进骨形成和塑形。骨形态发生蛋白（BMP）：加强诱导成骨作用，促进骨痂形成，加速骨折愈合。转化生长因子-β(TGF-β)：调整ALP、Ⅱ型胶原及其他组织特殊蛋白质体现，促进成骨。核结合因子-а1（CBF-а1）：是成骨细胞分化及其功能调控关键因子。32整顿ppt第32页（二）治疗肌腱组织疾病

肌腱组织中，腱细胞是主要细胞成份，是一种特殊成纤维细胞。研究表白，肌腱愈合有下列主要生长因子参与：转化生长因子-β(TGF-β)

成纤维细胞生长因子（FGF）血小板衍生生长因子（PDGF）；

ESW作用肌腱组织，刺激上述因子体现，诱导产生新生血管内皮细胞，促进组织内新生血管形成，促进组织修复。

33整顿ppt第33页34整顿ppt第34页正常肌腱构造胶原纤维丝胶原纤维初级纤维束三级纤维束35整顿ppt第35页肌腱变性胶原纤维异常排列36整顿ppt第36页再生过程37整顿ppt第37页

（三）冲击波治疗慢性疼痛

1、释放更多P物质：冲击波一方面促使P物质释放起到镇痛效果，另一方面促进血管扩张，促进血循环减轻疼痛。

2、抑制环氧化酶（COX-Ⅱ）活性。

3、刺激神经纤维：冲击波增强神经纤维刺激，从而制止疼痛，加强止痛效果。38整顿ppt第38页冲击波治疗适应证和禁忌证

（一）适应证

1、骨组织疾病：骨折延迟愈合、骨折不连接、成人中早期股骨头缺血性坏死（ANFH）。

2、软组织慢性损伤性疾病：肩峰下滑囊炎、肱二头肌长头腱炎、钙化性冈上肌腱炎、肱骨内外上髁炎、网球肘、弹响髋、跳跃膝（胫骨结节骨骺骨软骨炎）、跟痛症、髌骨腱炎、冈上肌腱综合症、Haglunds外生性骨疣等。

39整顿ppt第39页文献报道有效足底筋膜炎，网球肘，腱鞘炎，棘上韧带炎，髂嵴炎钙化腱鞘炎，肩周炎，颈椎病，椎间盘突出症骨膜炎，老年性关节炎 骨折愈合 ，股骨头缺血坏死盆腔炎，前列腺炎

40整顿ppt第40页

（二）禁忌证

全身原因：严重心脏病、心律失常、高血压；安装心脏起搏器者、出血性疾病及凝血功能障碍者、使用抗免疫药剂、各类肿瘤患者、血栓形成患者、孕妇。

局部原因：局部感染及破溃、肌腱及筋膜急性损伤、关节渗漏液患者、冲击波焦点位于脑和脊髓、冲击波焦点位于肺、冲击波焦点位于大血管及主要神经干、萎缩及感染性骨不连、大段缺损性骨不连。41整顿ppt第41页副作用及应当采取措施冲击波已长期用来进行体外碎石，国内外尚无严重副作用报道。

也许出现不良反应：疼痛感加重，一般是一过性，能够自愈。治疗部位红肿加重或出现皮肤红肿、充血、水泡。处理：密切患者反应，随时统计不良反应，不良反应出现后停顿治疗，做出对应局部治疗。

42整顿ppt第42页体外冲击波治疗进展

体外冲击波对骨质疏松影响

1、目

探讨体外冲击波是否诱导骨质疏松部位新骨形成。

2、资料与办法

6只雌性中华山羊，双侧卵巢切除前X线检查股骨远端和胫骨近端骺板闭合，确认骨骼已经发育成熟。去势6月后，经量化CT(pQCT)对骨小梁丰富跟骨、桡骨远端和股骨髁BMD进行测量。

在左肢跟骨、远端桡骨、股骨髁进行体外冲击波治疗：4hz，6000次，能量密度0.50mj/mm2，每个月一次，连续治疗9个月，非治疗右侧为对照。

43整顿ppt第43页

山羊股骨髁使用体外冲击波治疗44整顿ppt第44页

治疗9个月后，评定BMD骨微构造动态组织形态测量指数。45整顿ppt第45页治疗前，跟骨和胫骨远端小梁BMD出现中度减少，分别为7.06%和9.03%，P＜0.01。治疗9个月后，跟骨平均骨小梁BMD增加2.90%（中度），非治疗侧BMD较试验前又减少1.21%。治疗侧远端桡骨平均骨小梁BMD减少5.11%，而非治疗侧BMD减少7.27%，P＝0.063；治疗侧股骨髁骨小梁BMD与非治疗侧比较没有差异。体外冲击波治疗区域骨矿物沉积率（MAR）连续高于对照侧。

结果46整顿ppt第46页骨小梁BMD测量（pQCT）

跟骨周围量化CT：观测内容在ESWT接触点下列10mm处。47整顿ppt第47页跟骨微CT扫描观测内容在图中圈内，圆圈内白色区域为ESW治疗后新骨形成区。48整顿ppt第48页

荧光电镜下绿橙双色标识线间距能够计算矿物添附率。组织形态学49整顿ppt第49页

治疗前与ESWT治疗9月后从同一山羊搜集标本在荧光显微镜下所见。左侧：治疗组；右侧：对照组。绿色荧光表达新骨形成。白色三角表达ESWT治疗接触点。

A：跟骨

B：远端桡骨

C：股骨髁50整顿ppt第50页

不一样部位体外冲击波治疗侧与对照侧比较，差异显著。骨小梁厚度（Tb.Th）51整顿ppt第51页

OlavP和Tam等通过试验研究，体外冲击波治疗减少骨量丢失，诱导新骨形成和改良骨微构造，增强局部骨质，是预防骨质疏松有效办法。

OlavP,LindenJC,SchadenW,vanSchieHT,etal.Unfocusedextracorporealshockwavetherapyaspotentialtreatmentforosteoporosis.JOrthopRes.2023,27(11):1528-33.

结论52整顿ppt第52页（二）体外冲击波对肢体痉挛影响

Manganotti在中风患者前臂尺侧腕屈肌、桡侧腕屈肌肌腹中部、手背骨间肌进行单次冲击波治疗。成果：腕屈肌张力从3.2降至2.0；手部肌张力从3.2降至0.8，表白体外冲击波对中风患者上肢痉挛肌有显著治疗作用。

Amelio对痉挛性马蹄足脑瘫小朋友使用冲击波治疗后，跖屈肌痉挛等级变化显著（从3.3降至1.8），ROM有显著改善。

AmelioE，Manganotti,P.Effectofshockwavestimulationonhypertonicplantarflexormusclesinpatientswithcerebralpals:aplacebo-controlledstudy.JRehabilMed2023;42:339-343.

53整顿ppt第53页脚压测量：a：治疗前b：治疗后立即c：治疗1周d：治疗4周54整顿ppt第54页

（三）冲击波对伤口愈合影响

Morgan动物模型研究表白：治疗组伤口愈合时间（平均76天）较对照组（90天）显著缩短。

Arno对部分或全层烧伤面积＜5%TBSA（全身表面积）患者，在烧伤后第3天或第5天使用体外冲击波治疗。成果：经一次体外冲击波治疗后，烧伤区域组织血流灌注显著增加，ESWT能促进伤口愈合。

Andressa

Silveira,JudithB,Koenig,LuisG,etal.Effectsofunfocusedextracorporealshockwavetherapyonhealingofwoundsofthedistalportionoftheforelimbinhorses.AmericanJournalofVeterinaryResearch,2023,71:229-234.

55整顿ppt第55页（四）冲击波对缺血性心脏病影响

FukumotoY等在冠心病末期患者心区使用ESWT，发觉ESWT改善心肌缺血症状。

ESWT能治疗急性心肌梗死和周围血管疾病。

FukumotoY,ItoA,UwatokuT,MatobaT,etal.Extracorporealcardiacshockwavetherapyamelioratesmyocardialischemiainpatientswithseverecoronaryarterydisease.CoronArteryDis.2023,17(1):63-70.

56整顿ppt第56页Shockmaster50057整顿ppt第57页58整顿ppt第58页应用界面59整顿ppt第59页Shockmaster500无痛疗法——冷疗+冲击波治疗60整顿ppt第60页V-actor震动技术震动治疗增加结缔组织细胞外基质血液和淋巴循环，促进新陈代谢活动。细胞外基质动静脉血管和淋巴系统末端引流作用。61整顿ppt第61页我们应用报告62整顿ppt第62页LMDK-A型冲击波治疗仪治疗骨关节慢性疼痛临床疗效观测63整顿ppt第63页病例资料共33例，年纪19~77岁其中男14例，女19例腱鞘炎13例网球肘7例足跟痛5例骨关节病4例肩周炎4例64整顿ppt第64页治疗办法每隔3~4日进行1次治疗共4~5次冲击治疗治疗一周及四周时观测6