压电效应原理
自然界中的一些晶体（如α－石英），当垂直晶体平甲面对其施加压力时，在晶体的两个侧面上就出现等量正、负相反的电荷；如果去掉外力则电荷消失；如果以张力代替压力，则电荷反向，即原来带正电荷的面变成带负电荷，原来带负电荷的面变成带正电荷。这样的现象称为压电效应。相反，如果把一块压电晶片置于外电场中，那么，由于电场的作用，引起离子的极化，使电荷发生相对位移，导致晶体产生内应力，而使晶片发生收缩或伸缩，这种因电场作用而引起晶体发生机械伸缩的效应，称为逆压电效应。压电式晶体冲击波源就是利用了这一原理。能产生压电效应的晶体一定是各向异性的，但自然界中这类晶体很少。在20世纪40年代，人们发现一些人造的多晶体氧化物陶瓷也具有压电效应，由于压电陶瓷可以大量生产，使得压电效应得以广泛应用，大多压电式晶体冲击波源就是利用这种压电陶瓷片制作的。
（三）电磁式冲击波源
电磁式冲击波源也是在1989年研制成功的，其原理是高压线圈通电后发生脉冲磁场，推动金属振膜在水中振动，产生冲击波。其优点是噪声小、聚焦稳定、不易偏移、不需要更换电极。缺点是焦区长、波形差、焦点压强低、治疗效率差，且人体组织受损面积大。电磁式冲击波治疗仪如图15－7所示。
（四）气压弹道式冲击波源
气压弹道式冲击波源是20世纪90年代开始应用的，最初应用于碎石。它的原理和建筑工地上所用的“水泥枪”相似，是利用压缩气体产生的能量驱动手柄内的子弹体，使子弹体脉冲式冲击而产生止痛作用，以促进组织增生。优点为对肌肉组织疗效好。缺点为不能同时处理因长期停留一处所形成的息肉、狭窄和其他病变组织。气压弹道式冲击波治疗仪如图15－8所示。
七、怎样对体外冲击波治疗仪进行定位？
使用体外冲击波治疗仪治疗时定位方法有四种，即X线定位法、B超定位法、双定位法和视觉辅助定位法。在使用体外冲击波治疗骨骼肌肉系统疾病时，不仅应该力求准确定位，以提高疗效，而且还应当尽量避免周围组织损伤。
（一）X线定位法
X线定位系统主要由四个部分组成：①X线球管，用于发射X线；②图像增强器，用来接收和增强穿透人体的X线图像，并将X线变为可见光；③摄像机，用来摄取增强后的X线图像；④监视器，用来观察X线透视人体内部的情况。
图15－7 电磁式冲击波治疗仪
图15－8 气压弹道式冲击波治疗仪
X线电视定位原理，实际上就是把X线中看到的体内骨组织移动到冲击波的焦点上，从而使病变组织能在焦点处受到最佳的治疗刺激来进行治疗。X线定位法（图15－9）最适合于骨折延迟愈合和骨不连的治疗。
（二）B超定位法
B超定位系统是采用B超诊断仪进行定位的装置来进行定位的。根据超声波原理，当超声波传入人体时，由于不同组织或病变的声阻抗有一定的差异，它们的界面会发生反射、透射和散射，从而形成回声信号，将其接收并加以处理后，就可以转换成可视的诊断用图像，根据这些图像，调整治疗部位于冲击波的焦点上，从而实现定位。在体外冲击波治疗中，B超定位法（图15－10）常用于肱骨内侧和外侧上髁炎、钙化性肌腱炎、冈上肌腱综合征、转子肌腱炎、髌骨肌腱炎、跟痛症及足底筋膜炎等软组织疾病的定位治疗。
图15－9 X线定位法
图15－10 B超定位法
（三）双定位法
双定位法是同时采用X线定位和B超定位系统对同一病灶进行定位的方法。根据不同需要选用合适的定位方式，将X线定位与B超定位合二为一，以取长补短。液电式和电磁式体外冲击波治疗仪多以X线定位为主，B超定位为辅，一般是在X线定位结构的基础上加上一种可方便拆卸的B超定位装置，根据需要选用不同的定位方法。压电式晶体冲击波治疗仪则多以B超定位为主，X线定位为辅，这样在用X线确认目标后，再用B超实时跟踪。
（四）视觉辅助定位法
视觉辅助定位法（图15－11）是通过对患者疼痛部位的视觉反馈及冲击波治疗仪第二焦点激光笔投影点来确定治疗靶位的定位方法，无需影像定位系统。其方法简便易行、灵活实用，不需要其他的辅助定位设备，临床上应用最多。具体操作如下。
图15－11 视觉辅助定位法
（1）医生应触诊患者的疼痛部位，并根据疼痛反馈来指明和调整治疗部位，并在皮肤上做标记（图15－11（a））。
（2）利用治疗头耦合垫上指示冲击波z轴方向的标记（激光笔投影点），来辅助视觉定位（图15－11（b））。
（3）在患者皮肤上表示出冲击波焦点的侧方几何中心（图15－11（c））。
（4）将焦点置于耦合治疗区治疗（图15－11（d））。
八、怎样用体外冲击波治疗仪进行对焦？
体外冲击波治疗时对焦方法有两种，一种是垂直式耦合法（图15－12），是将焦点直接垂直式耦合于治疗区；另一种是切线式耦合法（图15－13），是从纵切和横切两个方向将治疗区定位后，将焦点从侧方耦合于治疗区。
图15－12 不同方向的肩关节垂直式耦合法
图15－13 不同方向的肩关节切线式耦合法
九、怎样选择体外冲击波疗法的能流密度？
体外冲击波的治疗作用取决于冲击波的能级和能流密度（ED）。通常将体外冲击波分为低、中、高三个能级：①低能级范围：0．08mJ／mm2≤ED＜0．28mJ／mm2。②中能级范围：0．28mJ／mm2≤ED＜0．6mJ／mm2。③高能级范围：ED≥0．6mJ／mm2。通常治疗肌筋膜炎和滑囊炎等软组织疾病所需的能流密度为0．08～0．28mJ／mm2；治疗骨折延迟愈合和骨不连、股骨头缺血性坏死等疾病所需的能流密度可达0．6mJ／mm2。恰当的能量选择是ESWT能否取得满意疗效的关键，能量过低起不到治疗作用，能量过高又会产生副损伤。治疗中使用能流密度的具体大小一方面需要根据具体疾病而定，另一方面也与不同厂家生产的机器有关。不同能级ESWT的适应证如表15－4所示。冲击波作用于骨骼肌肉系统时的作用如表15－5所示。
表15－4 不同能级ESWT的适应证
表15－5 冲击波作用于骨骼肌肉系统时的作用
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