Fala uderzeniowa - podstawy teoretyczne i zastosowanie kliniczne.pdf - Medycyna - tomasz-wloch

FIZYKOTERAPIA

Fala uderzeniowa

– podstawy teoretyczne

i zastosowanie kliniczne

Podstawy fizyczne

fali uderzeniowej

Fala uderzeniowa jest definiowana

jako fala mechaniczna, której ciśnienie

rośnie od wartości ciśnienia otoczenia

do wartości maksymalnej (100 MPa)

w czasie nanosekund (< 10 ns). Ciśnienie

następnie maleje wykładniczo, osiągając

wartość mniejszą od wartości wyjściowej

(otoczenia), po czym wzrasta do wartości

początkowej. Cały cykl trwa około 10 ms.

Częstotliwość generowanej fali zawiera się

w przedziale od 16 Hz do 20 MHz. Pręd-

kość rozchodzenia się fali uderzeniowej

jest większa od prędkości rozchodzenia

się fali akustycznej w materiale.

Fala uderzeniowa może ulec odbiciu

i/lub rozproszeniu, w zależności od wła-

ściwości ośrodka, przez który się prze-

mieszcza. Jej energia może oddziaływać

przez siłę mechaniczną wyprodukowaną

bezpośrednio lub pośrednio (kawitacja).

Zjawisko kawitacji polega na gwałtownej

zmianie fazy ciekłej materii w fazę gazową

w środowisku, w którym doszło do nagłe-

go i dużego wzrostu ciśnienia (ciśnienie

statyczne płynu maleje). Lokalny spadek

ciśnienia statycznego może prowadzić

do wrzenia cieczy i pojawienia się jamek

wypełnionych gazem. Jamki, zapadając

się, wytwarzają falę uderzeniową.

do dużych prędkości pocisk poruszany

dzięki skompresowanemu powietrzu.

Pocisk ten uderza w końcówkę głowicy,

która przekazuje falę uderzeniową do da-

nego materiału.

Niezależnie od mechanizmu generowa-

nia fali uderzeniowej, efekty jej działania

zależą od ilości wyzwolonej energii. Jednym

z najważniejszych parametrów jest ilość

energii skoncentrowanej w jednostce po-

wierzchni (mJ/mm 2 ), nazywana gęstością

energii strumienia. Ze względu na energię,

falę uderzeniową można podzielić na ni-

skoenergetyczną < 0,2 mJ/mm 2 (LESWT

– low energy shock-wave therapy ) i wyso-

koenergetyczną > 0,2 mJ/mm 2 (HESWT

– high energy shock-wave therapy ). Rzadziej

dokonuje się podziału na trzy grupy: małej

(0,08 mJ/mm 2 ), średniej (0,28 mJ/mm 2 )

i dużej energii (0,6 mJ/mm 2 ).

W zależności od sposobu generowania

fali oraz ilości emitowanej energii, terapię

wykorzystującą falę uderzeniową dzieli się

na terapię zogniskowaną falą uderzeniową

(ESWT – extracorporeal shock-wave thera-

py ) oraz terapię promieniście rozchodzącą

się falą uderzeniową (RSWT – radial

shock-wave therapy ); rzadziej używa się

płasko rozchodzącej się fali uderzeniowej

(PSWT – planar shock-wave therapy ). Te-

rapia z wykorzystaniem fali uderzeniowej

jest metodą nieinwazyjną.

Terapia ESWT wykorzystuje urządzenia

skupiające falę uderzeniową we wnętrzu

ciała człowieka, z maksimum w miejscu

poddawanym leczeniu. Poza obszarem

skupienia energia fali jest za mała, aby

dawać efekt biologiczny. Umożliwia

to precyzyjne aplikowanie fali w miejscu

zmienionym chorobowo. Ciśnienie wy-

zwalane w trakcie produkcji fali waha

się od 10 MPa do 100 MPa. Średni zasięg

działania to około 12,5 cm, z maksimum

na głębokości 6 cm. Aparaty do ESWT wy-

twarzają energię od średniej do dużej, wy-

korzystując technikę elektrohydrauliczną,

elektromagnetyczną lub piezoelektryczną.

Impulsy generowane są z częstotliwością

od 1 Hz do 8 Hz.

W leczeniu z wykorzystaniem RSWT

skupienie fali uderzeniowej znajduje

się na wierzchołku aplikatora (głowicy),

czyli w miejscu jej wytworzenia metodą

pneumatyczną. Aplikator przykłada się

do powierzchni skóry, a fala uderzeniowa

Podstawy techniczne

terapii fali uderzeniowej

W medycynie fale uderzeniowe są najczę-

ściej generowane przy użyciu płynnego

ośrodka (np.wody) oraz z zastosowaniem

materiału sprzęgającego (najczęściej żelu

ultrasonograficznego) w celu ułatwienia

transmisji w głąb tkanek biologicznych.

Istnieją cztery podstawowe metody

generowania fali uderzeniowej: elek-

trohydrauliczna, elektromagnetyczna,

piezoelektryczna i pneumatyczna. W urzą-

dzeniach pierwszego typu wykorzystuje się

świecę zapłonową wytwarzającą impuls

rozchodzący się w środowisku wodnym.

Technika elektromagnetyczna wykorzy-

stuje przepływ prądu elektrycznego przez

uzwojenie w celu wytworzenia bardzo

silnego pola magnetycznego. Generatory

piezoelektryczne wykorzystują kryształy,

w których szybkie wyładowanie elektrycz-

ne indukuje falę uderzeniową. Metoda

pneumatyczna wykorzystuje przyspieszany

REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2009

FIZYKOTERAPIA

rozchodzi się promieniście w tkankach,

penetrując je do głębokości ok. 3,5 cm.

Wytwarzane ciśnienie wynosi najczęściej

12,3 MPa. Urządzenia do terapii RSWT

generują energię od małej do średniej.

Częstotliwość generowania impulsów

to 1-21 Hz.

Stosowanie kliniczne

terapii uderzeniowej

Terapię z wykorzystaniem płasko roz-

chodzącej się fali uderzeniowej PSWT

wykorzystuje się głównie w leczeniu

ran. W metodzie tej wykorzystywana jest

technika pneumatyczna generowania

fali uderzeniowej, jednakże skupienie

fali powstaje w środkowej części głowicy

zbudowanej w kształcie parabolicznego

reflektora. Powoduje to rozchodzenie się

fali uderzeniowej na dużej powierzchni.

Głębokość penetracji to około 5,5 cm.

Właściwe umiejscowienie generatora

(aplikatora) na powierzchni skóry gwa-

rantuje powodzenie zabiegu. Istnieją dwie

grupy metod lokalizacji zmian chorobo-

wych. Pierwsza z nich bazuje na metodach

obrazowania, takich jak: ultrasonografia,

fluoroskopia, tomografia komputerowa.

Metody te umożliwiają bardzo precyzyj-

ne zlokalizowanie zmian chorobowych,

które w niektórych przypadkach niestety

nie korelują z obszarem bólowym. Druga

metoda jest znacznie prostsza i polega

na podaniu fali uderzeniowej w miejsce

charakteryzujące się największym bólem.

W tym przypadku konieczna jest współpra-

ca pacjenta, który wskaże obszar najbar-

dziej bolący. Ostatni sposób aplikacji fali

uderzeniowej uniemożliwia stosowanie

znieczulenia, co stanowi ograniczenie

w przypadku dużych energii fali.

W leczeniu ortopedycznym falę ude-

rzeniową stosuje się ze względu na jej

przeciwbólowe działanie i stymulację

regeneracji tkanek miękkich. Działanie

analgetyczne związane jest z dwoma

podstawowymi teoriami. Pierwsza z nich

mówi, że fala uderzeniowa łagodzi ból

przez wzrost przepływu krwi i zmniej-

szenie odczynu zapalnego w miejscu

poddawanym działaniu fali. Druga nato-

miast zakłada, że fala uderzeniowa niszczy

błonę komórkową, dlatego też przeszkadza

w przekazywaniu sygnałów bólu, dając

efekt analgetyczny.

W badaniach na zwierzętach udowod-

niono, iż fala uderzeniowa prowadzi

do selektywnej dysfunkcji obwodowych

włókien nerwowych mielinowych, bez

narażania dużych włókien mielinowych

odpowiedzialnych za funkcje ruchowe.

W przypadku wysokoenergetycznej fali

uderzeniowej taka selektywna destrukcja

w połączeniu z falą zogniskowaną może

przyczyniać się do długoterminowego

działania przeciwbólowego. Zaaplikowa-

nie niskoenergetycznej fali uderzeniowej

powoduje uszkodzenie włókien czuciowych

z uwolnieniem neuropeptydów. Te z kolei

w miejscu zapalnym zapobiegają ponow-

nemu unerwieniu tego obszaru przez

zakończenia włókien nerwowych. Daje

to długotrwały efekt przeciwbólowy.

Fala uderzeniowa w działaniu na tkankę

miękką prowadzi do powstania nowych

naczyń krwionośnych, zwiększa syntezę

tlenku azotu w śródbłonku, powoduje

wzrost czynnika wzrostu śródbłonka

naczyniowego i rozprzestrzenianie się

antygenu jądra komórkowego. Lepsze wy-

niki uzyskuje się w przypadku stosowania

niskoenergetycznej fali uderzeniowej.

HESWT o energii z przedziału 0,6-

-0,9 mJ/mm 2 może powodować u zwierząt

uszkodzenia ścięgien, w tym zwiększenie

średnicy i martwice, oraz wywoływać bądź

wzmacniać stan zapalny. Fala uderzeniowa

o energii 1,2 mJ/mm 2 powoduje zwapnienie

ścięgien. Powyższych efektów nie obserwu-

jemy przy stosowaniu LESWT. Tak duże

energie u ludzi nie są stosowane.

W stosowaniu fali uderzeniowej u ludzi

można zaobserwować takie efekty uboczne,

jak: wrażenie zwiększonego bólu podczas

zabiegu, zaczerwienienie, pojawienie się

opuchlizny lub krwiaków.

Falę uderzeniową wykorzystuje się naj-

częściej w leczeniu: zapalenia powięzi pode-

szwowej wraz z ostrogą piętową, zapalenia

nadkłykcia przyśrodkowego lub bocznego

kości ramiennej (łokieć tenisisty i golfisty),

zwapnienia okołobarkowego, zmian prze-

ciążeniowo-zwyrodnieniowych więzadła

rzepki (kolano skoczka), zapalenia ścięgna

Achillesa i zespołu bolesnego barku.

Leczenie falą uderzeniową wprowadza

się zazwyczaj dopiero wtedy, gdy inne

metody leczenia nie przyniosły efektów

przez co najmniej 3 miesiące. Przeciw-

wskazaniami są: ciąża, nowotwór w oko-

licy, która ma być poddana działaniu fali

uderzeniowej, zaburzenie krzepliwości

krwi, choroby neurologiczne.

Zapalenie powięzi podeszwowej

Zapalenie powięzi podeszwowej jest wyni-

kiem jej degeneracji. Przyczyną powstania

ostrogi piętowej (narośli kostnej na kości

piętowej) jest przewlekły stan zapalny

toczący się w okolicy rozcięgna piętowego,

który może być spowodowany podrażnie-

niem włókien nerwowych, przewlekłym

przeciążeniem więzadeł lub zapaleniem

pochewek ścięgien.

W leczeniu falą uderzeniową zapalenia

powięzi podeszwowej wraz z ostrogą

piętową wykorzystuje się częściej falę

niskoenergetyczną niż wysokoenerge-

tyczną. Zabiegi LESWT wykonywane

są najczęściej trzykrotnie, z tygodniową

przerwą między nimi. Jeden bądź sześć

zabiegów wykonywano sporadycznie.

Ilość impulsów fali uderzeniowej w jed-

nym zabiegu jest bardzo zróżnicowana

(od 500 do 4000), jednak w przewa-

żającej większości ilość ta oscyluje

w graniach 1000 do 1500. Gęstość ener-

gii strumienia waha się w przedziale

od 0,02 mJ/mm 2 do 0,33 mJ/mm 2 , osiągając

najczęściej wartość 0,08 mJ/mm 2 . Lecze-

nie niskoenergetyczną falą uderzeniową

nie wymaga stosowania znieczulenia.

Zastosowanie fali uderzeniowej o du-

żej energii (0,22-0,56 mJ/mm 2 ) wymaga

stosowania znieczulenia miejscowego,

najczęściej lidokainą. Zabiegi wykonywane

są tylko jeden raz (dużo rzadziej trzy razy),

a ilość generowanych impulsów waha się

od 1500 do 3800.

Stosowanie terapii falą uderzeniową

w leczeniu zapalenia powięzi podeszwowej

wraz z ostrogą piętową nie wymaga sto-

sowania odciążenia kończyny po zabiegu

i skraca czas powrotu do zdrowia (1 - 2 dni)

w porównaniu z leczeniem chirurgicznym.

Ponadto pozwala na niemal natychmiasto-

we noszenie obuwia, co w przypadku osób

aktywnych jest dużym atutem. Metoda

to jest nieinwazyjna, dobrze tolerowana

i stosunkowo niedroga.

36 REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2009

FIZYKOTERAPIA

Z analizy wielu badań wynika, iż stoso-

wanie niskoenergetycznej fali uderzenio-

wej daje znaczącą poprawę u około 60%

pacjentów po 12 tygodniach od zabiegu.

Natomiast pojedyncze zabiegi wysokoener-

getyczną falą uderzeniową dają poprawę

u około 50% osób.

niową i jednego wysokoenergetyczną daje

wymierne efekty.

Analogicznie jak zwapnienie okołobarko-

we leczy się zespół bolesnego barku, czyli

zespół schorzeń dotyczących ścięgien,

pochewek ścięgnistych oraz przyczepów

mięśni tej okolicy, charakteryzujący

się bólem towarzyszącym ruchom koń-

czyny w stawie barkowym, bólem przy

dotyku oraz ograniczoną ruchomością

w stawie.

Łokieć tenisisty

Zapalenie nadkłykcia przyśrodkowego

kości ramiennej (łokieć tenisisty) spowodo-

wane jest przeciążeniem przyczepionych

do zewnętrznej powierzchni stawu łokcio-

wego ścięgien mięśni przedramienia.

Najczęściej stosuje się 3 zabiegi powta-

rzane co tydzień, składające się z 1000

do 3000 impulsów. Energia fali zawiera się

w przedziale od 0,06 mJ/mm 2 do 0,17 mJ/mm 2

(wartość średnia to 0,12 mJ/mm 2 ). Zastoso-

wanie LESWT daje istotne statystycznie

zmniejszenie odczuwania bólu przez

pacjentów, co zostało zbadane po 3 i 6 mie-

sięcach od zakończenia leczenia. Podobne

parametry fali oraz rezultaty leczenia

uzyskuje się w przypadku zapalenia

nadkłykcia bocznego kości ramiennej

(łokieć golfisty).

Kolano skoczka

Zmiana przeciążeniowo-zwyrodnieniowa

więzadła rzepki (kolano skoczka) jest do-

kuczliwą kontuzją charakteryzującą się

występowaniem bolesności zlokalizowanej

najczęściej w proksymalnej części więzadła

rzepki. Leczenie z użyciem fali uderzenio-

wej jest w tym przypadku bardzo podobne

do tego stosowanego w zapaleniu ścięgna

Achillesa. To ostatnie spowodowane jest

długotrwałym, powtarzanym uciskiem

ścięgna bądź urazem przeciążeniowym.

Przy stosowaniu RSWT generowane ci-

śnienie ma wartość od 0,2 MPa do 0,4 MPa,

a energia jest z przedziału od 0,06 mJ/mm 2

do 0,18 mJ/mm 2 . Wykonuje się 5 zabiegów

z tygodniowymi przerwami, a w każdym

z nich aplikowanych jest 2000 impulsów

z częstotliwością 5Hz. Powyższe leczenie

daje dobre wyniki już w pierwszym tygo-

dniu po zakończeniu terapii pod względem

zmniejszenia bólu spoczynkowego oraz

podczas wysiłku fizycznego.

Stosowanie ESWT wymaga 3- do 5-krot-

nego powtórzenia zabiegu, z przerwami

od 2 do 7 dni. W każdej sesji ilość pod-

dawanych impulsów mieści się w prze-

dziale od 1500 do 2500, z częstotliwością

2 Hz i o energii 0,08-0,44 mJ/mm 2 . Efekty

leczenia sprawdzane po 6 tygodniach

od zakończenia są satysfakcjonujące

u blisko 90% pacjentów.

Zwapnienie okołobarkowe

Inną zmianą leczoną z zastosowaniem

fali uderzeniowej jest zwapnienie około-

barkowe. Przyjmuje się, że powstawanie

zwapnień jest wynikiem zaburzonego

ukrwienia ścięgień stożka rotatorów,

co powoduje ograniczenie ruchomości

kończyny, a nawet całkowite zesztywnienie

stawu ramiennego.

Zastosowanie niskoenergetycznej RSWT

wymaga 3- lub 4-krotnego powtórzenia

zabiegu, z jednotygodniową przerwą.

W przypadku promieniście rozchodzącej

się fali uderzeniowej lokalizacja ułożenia

generatora fali odbywa się poprzez wska-

zanie przez pacjenta miejsca największego

bólu. W każdym zabiegu generowanych

jest 2000 impulsów, które osiągają szczy-

towe ciśnienie 0,25 MPa z częstotliwością

podawania impulsów od 2 Hz do 8 Hz.

Energia osiąga wartość 0,06-0,12 mJ/mm 2 .

Terapia taka daje dobre rezultaty zarówno

przeciwbólowe, jak i związane z resorpcją

zwapnień (usunięcie skostnienia u ponad

80% pacjentów), powodując usprawnienie

funkcjonowania ramienia.

Znacznie częściej w leczeniu zwapnień

poleca się stosowanie fali uderzeniowej

skupionej ESWT, która zazwyczaj ma więk-

szą energię (0,2 - 0,28 mJ/mm 2 ). Stosuje się

wówczas dwa zabiegi, na które składa się

od 2000 do 2500 impulsów. Zastosowanie

zogniskowanej wysokoenergetycznej fali

uderzeniowej znacząco wpływa na re-

sorpcję zwapnień i działa przeciwbólowo,

co można obserwować 3 miesiące po za-

kończeniu terapii i później. Niektórzy

autorzy sugerują, iż zastosowanie kilku

zabiegów niskoenergetyczną falą uderze-

Kości i złamania

Fala uderzeniowa jest również wyko-

rzystywana w leczeniu kości i trudno

gojących się złamań. ESWT powoduje

lokalną dekortykację (usunięcie części

lub całości zewnętrznej powierzchni)

i fragmentację, pobudzając osteogenezę.

Dodatkowo wywołanie angiogenezy przez

falę uderzeniową ulepsza zaopatrzenie

w krew, co również wpływa na szybszą

regenerację. Z badań przeprowadzonych

na zwierzętach wynika, iż dobre efekty daje

jednokrotne zastosowanie fali o energii

0,47 mJ/mm 2 , na którą składa się 2000 im-

pulsów. W badaniach tych udowodniono,

że zabiegi falą mechaniczną istotnie

zwiększają gęstość struktury kości, jej

wytrzymałość oraz prędkość regeneracji

części zbitej i gąbczastej kości. Poprawę

obserwuje się w 70% przypadków.

K RZYSZTOF S TOKŁOSA

REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2009

Fala uderzeniowa - podstawy teoretyczne i zastosowanie kliniczne.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: