骨科沖擊波治療機的原理與應(yīng)用

【作者】王琪，蔣逢慶

深圳市新元素醫(yī)療技術(shù)開發(fā)有限公司，廣東，深圳，518029

體外沖擊波在治療人體結(jié)石方面已取得了巨大成功。目前，在骨科領(lǐng)域應(yīng)用體外沖擊波技術(shù)也已形成了一種全新的治療方法，即骨科體外沖擊波療法（ESWT）。

沖擊波是一種機械波，在均勻介質(zhì)中傳播符合聲學(xué)原理。在幾何學(xué)上，沖擊波的傳播相對簡單，能夠用公式準(zhǔn)確的計算其非線性傳播的特征。但當(dāng)沖擊波在非均勻介質(zhì)中傳播時，如從一種組織類型到另一組織類型，或從軟組織傳播到骨組織時，沖擊波的傳播過程要復(fù)雜得多[1]。沖擊波對骨組織的機械作用在其生理上的影響， 1986年德國用動物實驗證實，沖擊波可激活骨細胞，從而促進新骨形成。Valchanov[2]報道了“應(yīng)用高能沖擊波治療骨折愈合延遲與骨不連”一文，闡明了79例關(guān)節(jié)患者經(jīng)沖擊波治療后有70例實現(xiàn)了骨愈合。

1991年，瑞士研究成功世界上第一臺用于治療骨科疾病的體外沖擊波治療機，此后，這項技術(shù)的基礎(chǔ)實驗和臨床研究在許多國家廣泛開展[2]。目前ESWT可以治療肩關(guān)節(jié)周圍炎、肱二頭肌、跟痛癥、網(wǎng)球肘、肩的鈣化性肌腱炎、足底腱膜炎等[3-7]。

1 ESWT治療機的原理

ESWT治療機主要由控制系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、運動系統(tǒng)組成。電磁波發(fā)生器產(chǎn)生的沖擊波，經(jīng)過水介質(zhì)傳播、透鏡聚焦后在三維空間形成一個橢球狀焦域，在焦域中心軸上能量最強的一點為焦點。沖擊波通過水囊耦合進入人體，沖擊波焦點對準(zhǔn)病灶部位，在連續(xù)千次左右沖擊下達到治療骨科疾病的目的。

1.1 電磁式?jīng)_擊波

電磁式?jīng)_擊波是首先將電能轉(zhuǎn)換成磁能，再轉(zhuǎn)換成機械能，通過透鏡將機械波聚焦。電磁式?jīng)_擊波脈沖放電穩(wěn)定，聚焦效率高。

電磁式?jīng)_擊波具有聲學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、能量特性、應(yīng)力作用和空化效應(yīng)，這些特性能有效用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[1]。

1.2 沖擊波的醫(yī)學(xué)應(yīng)用

ESWT主要通過兩種原理發(fā)揮其治療作用：一是物理效應(yīng)，二是生物效應(yīng)。這兩種效應(yīng)均取決于沖擊波的能量和能量密度。高能量沖擊波產(chǎn)生的物理學(xué)效應(yīng)適用于治療結(jié)石病；中低能量的沖擊波產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)或物理學(xué)效應(yīng)用于治療骨科疾病[2]。

治療機產(chǎn)生的電磁式?jīng)_擊波通過透鏡聚焦后進入人體患部，由于沖擊波的高速傳播及能量的聚集，會使體內(nèi)患部組織或骨骼受到一定強度的應(yīng)力擠壓、擴張和沖擊振動，隨能量的大小使患部組織受到不同程度的“改變”。

在骨科治療中，可利用沖擊波的這些特性，在病灶內(nèi)引起的一些生物學(xué)效應(yīng)或物理學(xué)效應(yīng)來達到治療的目的。

2 臨床應(yīng)用

治療機分別在廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬骨傷科醫(yī)院和汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院進行了臨床試用。選擇肩周炎和網(wǎng)球肘作為研究病種，臨床總病例數(shù)為240例。

2.1 研究對象

符合肩周炎及網(wǎng)球肘診斷標(biāo)準(zhǔn)者，年齡在18歲～65歲之間的男性或女性患者。

2.2 治療方案

入選治療組病人經(jīng)過血常規(guī)、肝腎功能和X線拍片檢查，對符合納入標(biāo)準(zhǔn)者，進行沖擊波療法治療。治療時根據(jù)病人病癥的程度，選擇不同的治療電壓和沖擊次數(shù)。具體操作參考表1治療方法。

表1 治療方法Tab.1 Therapeutic Method

2.2.1 安全性觀測

(1) 一般檢查項目，如血壓、呼吸、心率、體溫等；

(2) 血、尿常規(guī)檢查；

(3) 心(心電圖)、肝(ALT、AST)、腎(BUN、Cr)功能。

2.2.2 療效性觀測

相關(guān)癥狀及體征治療前后情況的觀察。

2.3 臨床評價標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 治療前后疼痛強度的評價量表

(1) 視覺類比量表（Visual analogue scale, VAS）

采用中華醫(yī)學(xué)會疼痛學(xué)會監(jiān)制的VAS卡。在卡中心刻有數(shù)字的10cm長線上有可滑動的游標(biāo)，兩端分別表示“無痛”（0）和“最劇烈疼痛”（10）?；颊呙鎸o刻度的一面，由病人將游標(biāo)放在當(dāng)時最能代表疼痛程度的部位，醫(yī)生記錄疼痛的程度刻度。

(2) 語言評價量表（verbal rating scale，VRS）

將疼痛用“無痛”、“輕微痛”、“中度痛”、“重度痛”和“極其重度痛”等五個等級表示。分別計為0（無痛）、1（輕微痛）、2（中度痛）、3（重度痛）、4（極重度痛，或不可忍受的痛）。

(3) 數(shù)字評價量表（numerical rating scale, NRS)

將疼痛程度用0到10這11個數(shù)字表示，0表示無痛，10表示最痛，被測者根據(jù)個人疼痛感受在其中一個數(shù)字記號。

2.3.2 療效評價標(biāo)準(zhǔn)

(1) 治愈：主要癥狀和體征消失或基本消失，患者無明顯不適，VRS改善4個等級以上。治療后疼痛分值減少≥90%；

(2) 顯效：主要癥狀明顯改善，VRS改善3個等級，原有陽性體征大部分消失，治療后疼痛及不適度分值減少≥70%，＜90%；

(3) 有效：主要癥狀有所緩解，VRS改善2個等級，原有陽性體征部分減輕，疼痛及不適度分值減少≥30%，＜70%；

(4) 無效：主要癥狀無明顯改善，VRS改善少于一個等級或無改善，原有陽性體征仍明顯存在，疼痛及不適度分值減少＜30%。

2.4 治療機性能和安全性評價

治療機性能和安全性評價根據(jù)治療機的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進行評價，見表2。

表2 安全及性能評價標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Evaluation criteria of safety and performance

2.5 臨床試驗結(jié)果

2.5.1 入組情況

選擇肩周炎60例，對照組60例；網(wǎng)球肘60例，對照組60例進行試驗。

2.5.2 患者性別（見表3）

表3 患者性別Tab.3 Gender of patients

3.5.3 入組病例基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（見表4）

表4 入組病例基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（x±s）Tab.5 Basic data of enrolling stage（x±s）

2.5.4 臨床療效評定（見表5）

有研究表明，低能量體外沖擊波對網(wǎng)球肘疼痛的治療效果：48%患者治療結(jié)果好，42%患者治療結(jié)果在可接受范圍，有效率為90%[8]。

表5 兩組各病種臨床療效評定Tab.5 Clinical effect assessment of all diseases in both groups

從表5可知，試驗的有效率大于93 %以上，與文獻[8]有效率為90%結(jié)果相近，無統(tǒng)計學(xué)差異。

3.6 安全性評價

治療前后患者的生命體征如血壓、靜息心率、呼吸和體溫變化均正常。

治療機操作穩(wěn)定性、安全性以及顯示和控制系統(tǒng)均為良好，臨床試驗未發(fā)生不良事件。

3.7 臨床試驗效果分析

(1) 治療機在治療時產(chǎn)生的沖擊波對軸突進行強刺激，激發(fā)無髓鞘C纖維和A-δ-纖維的啟動，達到鎮(zhèn)痛作用。無髓鞘C纖維將信號傳導(dǎo)到脊髓后角，再到水管周圍灰質(zhì)，同時又作為抑制信號再傳回后角，使痛信號不發(fā)生作用。有髓鞘的A-δ-纖維亦可抑制C纖維導(dǎo)入的脊髓信號傳輸。隨著疼痛記憶消失，正常的運動方式得以恢復(fù)，并且不再需要神經(jīng)和肌肉的代償性保護機制，從而避免了慢性疲勞性疼痛。

(2) 肩周炎和網(wǎng)球肘均為骨科慢性疾病，往往在肩和肘部軟組織勞損性、炎性病變或外傷、受寒的基礎(chǔ)上發(fā)病。上述諸因素所造成的韌帶、肌腱、關(guān)節(jié)囊的充血水腫、滲出、增厚等炎性改變，引起局部疼痛，關(guān)節(jié)活動障礙等。因此，積極的、有效的局部消炎止痛治療是當(dāng)務(wù)之急。

(3) 本研究對照觀察240例肩周炎、網(wǎng)球肘患者，結(jié)果顯示治療組疼痛即時明顯緩解或消失，活動度即時增加，并優(yōu)于對照組。治療中發(fā)現(xiàn)對常規(guī)物理治療效果不明顯或見效慢的患者經(jīng)改用沖擊波治療后即時明顯的疼痛減輕或活動度的增大。

3 討論

骨肌系統(tǒng)體外沖擊波療法作為近年來骨科領(lǐng)域的嶄新的非侵人性治療方法，它可促進骨折愈合、治療肩關(guān)節(jié)鈣化性肌腱炎、肱骨外上髁炎及足底筋膜炎及股骨頭缺血性壞死等頑固性骨肌病變等疾病[2-8]。相對于傳統(tǒng)的外科手術(shù)，該項技術(shù)有許多優(yōu)勢，如不必住院、治療后疼痛程度大為降低、并發(fā)癥少、治療風(fēng)險低于外科手術(shù)，已成為一種全新的非手術(shù)治療方法。

電磁式?jīng)_擊波骨科治療機對人體肌肉骨胳系統(tǒng)疾病，如肩周炎、網(wǎng)球肘的治療具有良好的治療效果，值得臨床推廣。

[1]韓見知, 吳開俊.體外沖擊波碎石技術(shù)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2004,11-20.

[2]孫西釗.骨科體外沖擊波療法的原理、設(shè)備與應(yīng)用[J].世界醫(yī)療器械,2004, 10(1):57-61.

[3]毛玉瑢,黃東鋒,丁建新等.體外沖擊波療法治療肩關(guān)節(jié)周圍炎的即時效果分析[J].中國臨床康復(fù),2003,7(23):3216-3217.

[4]井茹芳,邢更彥,李春玲.超生定位體外沖擊波療法治療肱二頭肌長頭腱炎[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20(11):1748-1750.

[5]邢更彥, 井茹芳,楊傳峰.體外沖擊波療法治療跟痛癥及肩周炎網(wǎng)球肘[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2001,23(5):319.

[6]Ludger G, Stefan W, Michael H, et al.Extracorporeal Shock Wave Therapy for the Treatment of Chronic Calcifying Tendonitis of the Rotator Cuff[J].The Journal of the American Medical Association, 2003, 290(19):2573-2580.

[7]Theodore G H, Buch M, Amendola A, et al.Extracorporeal shock wave therapy for the treatment of plantar fasciitis[J].Foot Ankle Int, 2004, 25(5):290-297.

[8]Rompe J D, HOPF C, Küllmer K,et al.Analgesic effect of extracorporeal shock-wave therapy on chronic tennis elbow[J].The Journal of Bone and Joint Surgery, 1996, 78(2):233-237.