脉冲和冲击波治疗的区别

任务1　体外冲击波疗法

案例引导

患者，女，50岁，家庭主妇。患者因右肘外侧疼痛到医院就诊。患者自诉右肘外侧持续性疼痛不适5年，时重时轻，平时尚可忍耐，偶遇风寒、劳累疼痛加重。3 d前独自一人打扫家庭卫生时，出现右肘外侧疼痛，拧毛巾时疼痛加重，不能忍受，前臂无力，甚至持物落地。检查时发现肘部无红肿，肱骨外上髁压痛明显，前臂伸肌牵拉试验阳性。诊断为肱骨外上髁炎。医生给予手法理筋、针刺阿是穴、外敷止痛膏治疗后效果不理想，遂到康复医学科进行冲击波治疗，症状迅速缓解。作为一名治疗师，请思考下列问题：①如何操作体外冲击波治疗仪给患者做治疗？②体外冲击波治疗技术的相关知识有哪些？

技能实训15－1　体外冲击波疗法

【目的】

（1）能正确选择合适的患者进行治疗。

（2）能熟练掌握体外冲击波疗法的操作要领。

（3）能根据具体疾病熟练完成治疗操作。

【素质要求】

服装整洁，仪表端庄；解释清楚，交流自然；动作轻柔，操作规范；关心、爱护患者。

【操作流程】

体外冲击波疗法操作流程见表15－1。

表15－1　体外冲击波疗法操作流程

续表

续表

释疑解惑

一、什么是冲击波？

冲击波是指在某一介质（如水、空气等）中由于能量的突然释放而产生的高能压力波。它能在极短的时间内产生较高的压力和较广的频谱。由于其独特的特性，冲击波在穿越人体组织时，其能量不易被浅表组织吸收，可直接到达人体的深部组织治疗疾病。

二、什么是体外冲击波疗法？

体外冲击波疗法（extracorporeal shock wave therapy，ESWT）最初又被称作体外冲击波应用（extracorporeal shock wave application，ESWA），是指利用体外冲击波治疗仪产生的高能冲击波的生物学效应和物理学效应来治疗骨与软组织疾病的一种介于保守治疗和手术治疗之间的新式疗法。该法具有非侵入性、组织损伤小、疗效显著等优点。

三、体外冲击波有哪些特性？

（一）具有较高的能量

冲击波是一种高能压力波，它的峰值压可达到500bar（1bar＝10⁵Pa），如图15－1所示，具有很强的物理学效应和生物学效应，能对组织产生治疗作用或者破坏作用。

（二）穿透力较强

穿透力与频率关系密切。一般来说，波的频率越高，破坏作用越大；波的频率越低，穿透能力越强。冲击波是由各种频率、波长、波速的许多个波叠加而成的波群，它的频谱范围较广（16～2×10⁸Hz），因而既具有很强的破坏力，同时也具有很好的穿透力。它的这一特性可以保证冲击波在体内传播的过程中既不会大幅衰减，也不会对人体周围组织造成损伤。

（三）可以进行聚焦

这是冲击波的物理特性之一，通过声学透镜使冲击波经过聚焦之后使能量更为集中，使穿透能力和治疗效果更强（图15－2）。

图15－1　冲击波焦点处波形示意图

图15－2　聚焦冲击波治疗示意图

（四）能在介质中传播

冲击波可以在水等介质中传播。由于人体软组织的性质与水的性质相近，冲击波在人体软组织与水之间的传播如同进入匀质场传播一样，很少会因不同物质界面之间的声阻抗而发生能量的衰减。因此，在ESWL和ESWT中使用水作为冲击波源传播介质是最佳选择。同理，在治疗时使用类似水的耦合剂来消除冲击波源与皮肤之间的空隙以增强冲击波的治疗作用。

（五）有两种不同的作用方式

冲击波碎石时可以选用两种作用方式（图15－3），一种是大能量式迅速粉碎（冲击波强度远大于材料破坏的极限强度），另一种是小能量式的缓慢粉碎（冲击波强度约等于材料破坏的极限强度）。在总能量相等的条件下，前一种大能量方式的碎石特点是粉碎速度快，结石碎块大，组织损伤重；后一种方式可使结石在连续适中的小能量脉冲作用下逐渐开裂、解体、破碎，最终形成细沙，而且组织损伤最小。虽然ESWT与ESWL的治疗对象不同，但也有这种特征。国外由于医保制度的限制多采用大能量、高速度的一次性治疗，而国内则多采用小能量、低速度的多次性治疗，治疗效果与前相似，且副作用更小。我们推荐采用第二种方式治疗。

图15－3　两种不同的作用方式

（六）有良好的生物学效应

冲击波进入人体后会产生正、负两个方面的生物学效应（表15－2）。临床应用时，不仅要避免负面生物学效应的产生，而且更是要将冲击波的负面效应转变成正面效应来治疗疾病。

表15－2　冲击波对人体的生物学效应

四、体外冲击波是如何产生的？

（一）冲击波的产生原理

从理论上讲，任何将能量转化为声波的物理原理都能用来产生冲击波。根据这一论点，目前已设计出了多种原理的冲击波碎石机。以经典的液电式冲击波为例，介绍液中放电时聚焦冲击波的发生过程。液中放电是指将储存在储能电容器中的高压电能在电极对之间瞬间释放后发生的火花放电现象。火花放电产生的高温使放电通道周围的液体形成一个等离子体（plasma），主要是由H＋、OH－、H2O、H2O₂、臭氧分子、光子和电子等粒子组成。等离子体汽化后形成一个膨胀的、密度极高的气泡，这个气泡具有高膨胀效应和对高温高能的储存能力。在气泡内部可形成巨大的压力梯度，这一压力作用于水介质后，通过水分子的机械惯性，使其以波的形式传播出去，就形成了正向的冲击压力波。

（二）冲击波的脉冲形式

在用HM3型碎石机进行的实验中，可见三个明显的压力脉冲（图15－4）。前两个脉冲也称作初级冲击波。其中，第一个脉冲是直达波脉冲，代表初级冲击波中未经椭圆形球体反射的部分。因其能量较小，而且在F₁到F₂点的传播过程中，其幅度进一步衰减，所以这一直达脉冲的压力较小。第二个脉冲是聚焦脉冲，代表初级冲击波的聚焦部分，占冲击波总能量的绝大部分（90%），其峰值的平均压力为72．5kPa，压力脉冲时间为2．5μs。初级冲击波在放电之后，从F₁到F2之间的距离，直达冲击波和反射冲击波出现的时差为29μs。据此可以推算，冲击波通过这段距离的速度为1　700m／s。第三个脉冲约在放电之后的500μs后发生，是一个较强的冲击波，称为气泡破裂脉冲，其压力幅度低于聚焦脉冲的。在发生原理上，与前两种液中放电后直接产生的冲击波有所不同，第三个冲击波是间接发生的。其发生过程是当F1周围的气泡膨胀到极限时，便停止膨胀，同时开始以加速度回缩。由于这种气泡的迅速塌陷和回缩，产生一个反抽性负压脉冲。这个负压性脉冲可引起F₂处的空化效应，即在焦区范围内产生大量的气泡。当其破裂之后便引发了第三个冲击波，也称作次级冲击波。

图15－4　冲击波焦点压力－时间示意图

五、体外冲击波是如何传播的？

冲击波是一种机械波，能在空气、水以及人体组织等介质中传播。冲击波在生物组织中传播时，由于各种介质的声阻抗不一样，以致其衰减性也不一样。衰减系数基本随频率的平方而增加。因此，高频波比低频波衰减大。冲击波的频率范围为0．2～20 MHz，这种频率分布的差异也决定了冲击波的破坏能力和对组织的穿透能力。一般而言，高频波的破坏能力较强，但对组织的穿透能力较差；而低频波对组织的穿透能力较强，但聚焦性能较差，焦点的能流密度较低。

声阻抗是物质的密度与波速的乘积，是物质的固有属性。如果两种物质的界面处声阻抗相近，那么冲击波通过界面处的能量将无明显损失；但若两种相邻物质的声阻抗差异较大，在交界面处，入射冲击波的一部分继续向前传播进入第二种物质，而另一部分被反射回来，结果就会造成部分声能损失。

基于这一原理，在ESWT中采用了与人体组织声阻抗近似的水和耦合剂作为其传导介质，以减少冲击波传播过程中的能量损失；而冲击波遇到骨组织时，由于水骨界面的声阻抗差异较大，冲击波就会与骨组织发生强烈的相互作用，从而导致成骨细胞增殖分化；因为空气的声阻抗比人体组织的声阻抗小很多，所以在两者的界面处也会发生强烈的相互作用。冲击波进入不同物质的传播速度和声阻抗如表15－3所示。

表15－3　冲击波进入不同物质的传播速度和声阻抗

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