衝擊波原理

1. 什麼是衝擊波

  • 體外衝擊波最早使用於泌尿結石及腎石的碎石治療。在近二十年左右,開始用於治療肌肉骨骼的疾病。在起初,因源起於衝擊波碎石的概念,此方法只用於碎解肌腱之鈣化,及後逐步發展於治療骨骼及軟組織之疾病,並且使用日漸普遍。
    衝擊波其實是一種聲波,在日常生活中也常常出現,但我們卻常常忽略,包括閃電,地震,爆炸以及超音速飛機。衝擊波可透過氣體,液體或固體等媒介而作傳導,而在不用媒介的傳遞速度也有所不用。衝擊波是一種高能量的超聲波治療,但事實衝擊波和超聲波無論在波形,頻率以及能量,也有很大的差別。
    被定為衝擊波的聲波,必需要有以下的特性
  1. 壓力上升的時間非常短促(<10nS)
  2. 最大壓力由10Mpa至100Mpa
  3. 波寬少於10μs
  4. 低張力部份或稱負壓部份,大約是最大正壓的十份一至一半

衝擊波的一般波形。最後,衝擊波必需是聚焦式的。擴散或的衝擊波並不是衝擊波,一般只能稱為擴散式壓力波。

2. 衝擊波的原理

衝擊波的產生方式及種類

現今,美國,歐洲和其他一些地區的廠家也有製造不同的體外衝擊波治療儀。總括來說,現在共有3種不同的技術和方法產生衝擊波,包括︰1) 電動液壓式,2) 電磁式,3) 壓電式 。

PiezoWave衝擊波 及 PiezoWave 2衝擊波的發動方式是壓電式。幾百至幾千顆壓電晶體鑲於半球狀表層上 。當高壓電流通過晶體時,晶體便會即時收縮及膨漲,從而於水內產生低能量聲波。利用本身的球狀表層特性所產生的聲波能自動聚焦在一點,形成衝擊波。

特點 電動液壓式 電磁式 壓電式
衝擊波形式 非連續球狀衝擊波 平面衝擊波 半球體衝擊波
聚焦能力 沒有
聚焦位置 不能聚焦 精準的聚焦能力 最精準的聚焦能力
聚焦面積 不能聚焦 較細的聚焦點 非常細的聚焦點
衝擊波能量(聚焦) 不能聚焦 高能量聚焦 高能量聚焦
治療穩定性(強度) 較低 較高 較高
治療穩定性(位置) 較低 較高 較高
每次治療成本 較低 較高 較高
壽命 壽命較短 壽命較長 壽命較長

衝擊波的治病原理

研究報告已証明衝擊波是能夠有效治療泌尿及其他類型的體內結石,不癒合骨折,骨壞死及軟組織(筋腱及肌肉)的痛症。治病原理主要相信是由兩種不同的機制,直接和間接效果,達至治病的效果。

第一種是直接效果。這種直接效果主要是來自衝擊波的高壓(正壓)及短促的上升時間。直接的效果可達致兩種不同的效果,包括止痛及刺激細胞復完。

正壓衝擊波的能量能刺激神經軸突及受體,產生即時的止痛效果,原理和使用交差干擾電流大至相同(閘門控制理論)。衝擊波相信也可以使身體內產生內啡呔等止痛物質,達到長時間的止痛效果 。

另一方面,當這些正壓力到達軟組織發炎或受傷的位置時,可重新引致一些輕微損傷及炎症。這樣可刺激腦部重新認知該部位的問題,繼而傳輸所需要的養份至患處,重新起動自我修復的過程。另外衝擊波也可刺激新生血管生長因子,增進新血管型成,從而改善血液循環以導致組織再生。此外,衝擊波也可刺激細胞加速新陳代謝,促使細胞產生壓力纖維,以及改變細胞膜的滲透程度。後兩者可加快細胞吸取養份的速度,加速痊癒過程 。

第二種是間接效果,因衝擊波的負壓部份會使局部的壓力下降,形成氣化泡。隨着負壓及脈衝頻率上升,氣化泡的形成亦會增加。氣化泡會自動爆破或被隨後而來的衝擊波所擊破,產生成局壓力脈衝及形成血腫。在軟組織的疾病上,氣化泡的形成及爆破相是可以有效地瓦解鈣化性的沈澱物和導致微小的骨折。因此衝擊波能有效治療鈣化性筋腱炎,假關節,不癒合骨折等疾病。

選擇不同的能量密度,可達致不同的治療效果。圖1.5.1綜合了在不同能量時可造成的治療效果。