Ударно волновая терапия

Ударно-волновая терапия, несмотря на свой юный для медицины возраст, уже показала себя как один из самых действенных способов лечения заболеваний суставов, связок и позвоночника в результате травм, переломов или неврологического характера и стала достойной альтернативой хирургическому вмешательству. В некоторых случаях УВТ гораздо эффективнее лазера, лекарственных препаратов, акупунктуры и магнитотерапии.

Когда следует прибегать к ударно-волновой терапии?

Данный метод хорошо себя зарекомендовал в лечении разного рода болезней костно-мышечной системы (позвоночника, связок, мышц, сухожилий). Но когда речь идет о запущенных и хронических формах этих заболеваний, найти столь же эффективную альтернативу УВТ практически невозможно. Последствия травм позвоночника, дегенеративно-дистрофические болезни опорно-двигательного аппарата поддаются лечению в 85-90 % случаев.

Показания к ударно-волновой терапии

артриты и артрозы;
боли в спине различного происхождения;
постоянная или периодическая боль в мышцах или фасциях;
воспаления суставов, связок, сухожилий, мышц, капсул суставов;
пяточные шпоры, ахиллобурсит;
окостенение ахиллова сухожилия;
воспаления связочного аппарата кисти;
дистрофия и воспаление тканей и сухожилий;
компрессионно-ишемическая невропатия, синдромы поражения нервов в результате сдавливания их в костных каналах;
микропереломы и микротрещины, болезнь Осгуда-Шлаттера;
остеохондроз, хрящевые дистрофические нарушения, поражения межпозвонковых дисков, грыжи и протрузии, спондилезы и спондилоартрозы;
энтезопатия, воспалительные процессы в местах прикрепления связок;
травмы бедренных сухожилий и тазобедренных суставов;
несрастающиеся переломы, слишком медленное сращение костей;
осложнения переломов в виде ложных суставов;
неудачные последствия травм и переломов, операций на костно-мышечной системе;
ограниченность движения суставов;
чрезмерное рубцевание.

Что такое ударная волна и ударно-волновая терапия

Ударная волна представляет собой скачкообразное изменение давления и температуры, происходящее за короткий промежуток времени. При этом сначала давление резко повышается, а затем понижается — за фазой сжатия идет фаза разряжения.

Удар молнии, за которым следует резкий хлопок — это и есть ударная волна. Линия раздела между областью повышенного давления и областью, находящейся в покое, называется ударным фронтом. В области фронта происходит почти мгновенное нарастание давления. Период нарастания настолько мал, что измерить его с помощью датчиков крайне сложно, поэтому ударные волны начали называть волнами разрыва или разрывным фронтом.

Фронт ударной волны, сформированный летящей пулей виден спереди. При прохождении ударной волны сначала возникает область повышенного давления (первая фаза), а затем область пониженного (вторая фаза).

фаза повышенного давления гораздо короче по времени фазы пониженного и имеет длительность в несколько сотен наносекунд;
передняя часть фазы повышенного давления достигает пика менее чем за 5 наносекунд, а весь «пик» составляет порядка 50-150 наносекунд, задняя часть более полога и продолжительна по времени – до 1 микросекунды;
фаза пониженного давления сильнее растянута по времени, чем фаза повышенного;
абсолютные значения в фазе повышенного давления составляют до 100 мегапаскаль, что в 1000 раз больше атмосферного давления; в фазе пониженного давления – порядка 10 мегапаскаль, что в 100 раз меньше атмосферного давления.

Эти характеристики «пиков» давления, их величина и соотношение очень важны для возникновения различных типов биологических эффектов и эффектов разрыхления (дезорганизации) при воздействии на биологическую ткань.

Наряду с «классическими» ударными волнами, выделяют радиальные ударные волны. Они имеют отношение к расфокусированным волнам давления, которые расходятся из источника широким потоком во все стороны и чем-то напоминают воду, льющуюся из душа. Радиальные ударные волны не имеют фокусного пятна, где концентрируется энергия.

Характеристики радиальной волны давления сильно отличаются от «классических» ударных волн по эффектам, оказываемым на организм. Для них характерен:

растянутый во времени пологий фронт — давление нарастает по краю в области повышенного давления в миллисекундном диапазоне (то есть нарастает более длительно);
небольшие, относительно «классической» ударной волны, величины давления перед и за фронтом, и, соответственно, высокие потери энергии в первых 5 мм тканей тела при вхождении;
равномерное распределение во все стороны от источника ударной волны;
малая плотность потока энергии на единицу площади — в десятки раз меньшая, чем у фокусированной волны.

Терапевтические эффекты, вызываемые ударной волной, имеют свои особенности. Наиболее успешным оказалось лечение заболеваний с широко распространенными и расположенными неглубоко внутри тканей проблемами — ожогов и язв, диабетической стопы, сосудистой недостаточности, пяточной шпоры и эпикондилита.

Терапевтическая ударно-волновая терапия как направление медицинского ультразвука

Ударная волна представляет собой пакет, содержащий набор частот как ультра- так и инфразвукового диапазона, однако в разрезе терапевтического применения все же рассматривается, как поднаправление «медицинского ультразвука», что связано с тем что внутри тела человека до зоны терапии доходит только ультразвуковая часть пакета. К «медицинскому ультразвуку» относятся такие применения ультразвука как:

литотрипсия – метод неинвазивного дробления камней в почках фокусированной ударной волной высокой энергии, в среднем превышающей энергии терапевтического УВТ в 5-10 раз;
сфокусированный ультразвук высокой интенсивности (HIFU) – используется для бесконтактного хирургического удаления многих типов злокачественных новообразований за счет нагрева тканей в фокусном пятне что приводит к локальному и не опасному для жизни некрозу пораженной ткани без повреждения окружающих тканей;
терапевтический ультразвук – метод при котором механические колебания звуковых частот оказывают массирующее действие, способствующее улучшению местного кровообращения. Частоты ультразвука, используемого в процедурах, находятся в диапазоне 1-3 МГц, а интенсивность достаточно низкая (не более 3 Вт/см2);
диагностический ультразвук – применяется для диагностики, стандартно используются излучатель ультразвука – датчик, который является как излучающим так и принимающим отраженные от тканей тела волны, что дает возможность построить изображение.
микро-сфокусированный ультразвук, применяемый в косметологии. Наиболее известен как Альтера-терапия. По принципу действия схож с HIFU, однако применяется для подтяжки лица и поверхностных тканей на глубине 2-7 мм. Энергии, применяемые для такого воздействия гораздо ниже тех что применяются для удаления опухолей методом HIFU.

Типы применяемых ударных волн для терапевтического воздействия

В современной теории ударно-волновой терапии условно принято выделять три типа ударной волны:

фокусированную;
планарную;
радиальную.

Планарная и фокусированная волны относятся к «классическим» ударным волнам. Они генерируются с помощью:

электрогидравлических генераторов (разряд между электродами в водной среде создает волну);
пьезоэлектрических генераторов (используется пьезоэлектрический эффект – мгновенное расширение керамических пьезоэлементов при воздействии короткого импульса высокого напряжения);
электромагнитных генераторов (короткий импульс высокого напряжения подается на электромагнитную катушку, создается сильное электромагнитное поле, которое мгновенно перемещает катушку, и формируется ударная волна, которая передается в водную среду и далее в тело).

Радиальные ударные волны имеют отношение к расфокусированным волнам давления, расходясь из источника широким потоком во все стороны, не имеют фокусного пятна, где концентрируется энергия.

Каждый из трех типов распределения волны имеет свои характеристики волнового фронта и профиля распределения энергии, во многом обусловленные конструкциями и видами преобразователей аппаратов УВТ. Они представляют собой волны со специфическим набором диапазонов крутизны фронтов, давлений и профилей распределения энергий. Эти характеристики очень важны в терапевтическом плане и вызывают различные типы биологических эффектов при воздействии на живую ткань организма.

Фокусированная ударная волна проникает в ткань на большую глубину – до 12 см, при этом фокусное пятно может располагаться на максимальной глубине до 6 см, а радиальная не более 2-3 см, при этом терапевтически значимая энергия располагается обычно в первом сантиметре ткани.

Фокусированная ударная волна

Фокусированная ударная волна названа так, потому что фронты ее фокусируются в определенной области — фокусном пятне, имеющем высокую плотность энергии на единицу площади внутри пятна и относительно низкую плотность энергии областей вне его.

Фокусное пятно формируется с помощью специальных систем фокусировки аппаратов УВТ и имеет фокусное расстояние от нескольких миллиметров до 6 см. Фокусное расстояние – это расстояние от излучателя (аппликатора), прикладываемого к телу и используемого для проведения ударной волны внутрь тканей, до центра фокусного пятна. Фокусное расстояние может меняться с помощью насадок на аппликатор разной толщины, служащих своеобразными прокладками между излучателем и телом человека.

Фронт фокусированной волны характеризуется большой крутизной с почти мгновенным нарастанием давления за период, расположенный в наносекундном диапазоне. Величины положительного и отрицательного давления при прохождении фронта в десятки раз выше, чем у аппаратов, генерирующих радиальные волны давления.

Преимущества фокусированной волны:

фокусное пятно имеет небольшие размеры, что позволяет с довольно высокой точностью наводить излучатель на место терапии;
«фокусное расстояние» (расстояние от поверхности аппликатора, который прислоняется к телу, до фокусного пятна) можно изменять с помощью насадок, что позволяет воздействовать на ткани тела на разной глубине;
фокусированная волна имеет высокую энергию и проникает в тело на глубину до 12 см, в отличие от радиальной, имеющей глубину проникновения 1-2 см;
фокусированная волна помимо «тканевых эффектов» (уменьшение воспаления, прорастание капилляров, приток стволовых клеток и т.д.) вызывает эффект разрыхления тканей. Это часто является ключевым преимуществом (особенно при компрессии нервов, лечении триггерных точек, кальцинатов, болевых синдромах, где жесткость ткани играет важную роль) перед радиальной волной, вызывающей «только тканевые эффекты» в самых верхних слоях тканей.

Планарная ударная волна

Планарная ударная волна имеет значения, схожие с фокусированной, и относится к «классическим» ударным волнам. Фокусного пятна у нее нет, распространяется она параллельно или с небольшой фокусировкой или рассеянием.

Главное преимущество – волна от аппликатора идет широким параллельным фронтом. Это позволяет работать по большим площадям, при этом на достаточной глубине, в отличие от радиальной волны. Планарная волна нашла применение в лечении тонических синдромов, обширной сосудистой недостаточности. Она, так же как и фокусированная, проникает глубоко в тело. Глубину проникновения можно менять с помощью насадок аппликатора.

Радиальная ударная волна

Наряду с «классическими» ударными волнами, о которых идет речь выше, выделяют еще радиальные ударные волны. Они имеют отношение к расфокусированным волнам давления, которые расходятся из источника широким потоком во все стороны и чем-то напоминают воду, льющуюся из душа. Радиальные ударные волны не имеют фокусного пятна, где концентрируется энергия.

Характеристики радиальной волны давления сильно отличаются от «классических» ударных волн, в том числе и по эффектам, оказываемым на организм. Для них характерен:

растянутый во времени пологий фронт — давление в области повышенного давления нарастает в миллисекундном диапазоне (то есть более длительно, чем у «классических» ударных волн);
небольшие, относительно «классической» ударной волны, величины давления перед и за фронтом, и, соответственно, высокие потери энергии в первых 5 мм тканей тела при вхождении;
равномерное распределение во все стороны от источника ударной волны;
малая плотность потока энергии на единицу площади — в десятки раз меньшая, чем у фокусированной волны.

Радиальная волна не проникает глубоко в тело и не вызывает эффект разрыхления тканей – в этом ее большой недостаток. Но зато особенно успешным оказалось лечение заболеваний с широко распространенными и неглубоко расположенными внутри тканей проблемами – ожогов и язв, диабетической стопы, сосудистой недостаточности, пяточной шпоры и эпикондилита.

Пьезоэлектрические аппараты УВТ

В аппликаторе пьезоэлектрических аппаратов находится до нескольких сотен пьезоэлементов, каждый из которых по отдельности излучает небольшую энергию. Все они напаяны на параболическую пластину, изогнутая форма которой собирает волновой фронт в определенной точке, создавая область высокой энергии, называемую фокусным пятном.

Положительные стороны аппарата – формируемая волна относится к настоящим «классическим» ударным волнам и имеет все соответствующие характеристики: крутой передний фронт положительного давления и пологий растянутый во времени фронт отрицательного давления. Повышенное давление оказывает более благоприятный эффект на ткань, благодаря равномерности и безопасности разрыхляющего воздействия, а область отрицательного давления, способная вызывать эффект кавитации (образования микроразрывов, травмирующих ткани), растянута во времени, что не позволяет возникать микро- или макроразрушениям и травматизации тканей.

Отрицательная сторона – не очень высокая максимальная плотность потока энергии в фокусе на единицу площади, что не всегда позволяет использовать исключительные возможности фокусирующей системы аппарата для деструктивных воздействий при разрушении плотных образований – фиброзных участков ткани, кальцинатов, уплотнений спастического генеза (например, при миофасциальном синдроме).

Электромагнитные аппараты УВТ

Принцип действия электромагнитных аппаратов УВТ основан на перемещении стального диффузора под действием электромагнитного поля, формирующего ударную волну. В аппликаторе прибора установлен постоянный магнит, внутрь которого помещена электромагнитная катушка с закрепленным на ней стальным диффузором. Когда на катушку подается кратковременный импульс высокого напряжения, она свободно перемещается вместе с диффузором, генерирующим ударную волну, передающуюся далее через водную среду в тело.

Положительная сторона этого аппарата – формируемая волна относится к настоящим «классическим» ударным волнам и имеет все соответствующие характеристики: крутой передний фронт положительного давления и пологий растянутый во времени фронт отрицательного давления. У фокусного пятна хороший контраст плотности энергии на единицу площади в фокусе и за его пределами и возможности высокого насыщения энергии в пределах фокусного пятна. Форма фокусного пятна – линейно вытянутая, сигарообразная, что с одной стороны можно воспринимать как плюс, с другой – как минус.

Отрицательные стороны – вытянутая, практически линейная форма фокусного пятна на всем протяжении вхождения в тело, не позволяющая во многих случаях точно наводить на место терапии, не задевая при этом не подлежащие терапии участки ткани. Это обширная проблема всех фокусирующих ударно-волновых систем, в том числе аппаратов литотрипсии, где жизненно необходимо точное наведение и, соответственно, пятно фокуса близкое по форме к диску или шару.

Электрогидравлические аппараты УВТ

В аппаратах УВТ электрогидравлического типа ударная волна возникает в результате пробоя электрического тока (15-30 кВ) между двумя электродами в водной среде. За электродами расположен отражатель (рефлектор) вогнутой формы. Ударные волны отражаются от его поверхности, частично фокусируясь и проникая в тело пациента в виде широкого параллельного или несколько фокусированного/расфокусированного фронта.

Большинство электрогидравлических УВТ аппаратов сильно шумны, поэтому иногда возникает необходимость в использовании наушников.

Положительные стороны этого аппарата – формируемая ударная волна имеет широкий параллельный или несколько фокусированный/расфокусированный (планарный) фронт, с очень хорошей «крутизной», и отличные, можно сказать, «литотриптические» характеристики соотношения «пиков» давления и характеристики «пика» отрицательного давления. Это позволяет работать по большим площадям на достаточной глубине, не травмируя при этом ткань, но достигая самых полезных биологических «тканевых» эффектов. Очень хорошие результаты показывает использование аппарата при мышечных дистониях, диабетической стопе и трофических проблемах, при сращении переломов.

Отрицательные стороны – отсутствие четко выраженного фокусного пятна, более-менее равномерное распределение потока энергии по всему фронту, что, с одной стороны, не позволяет во многих случаях точно наводить энергию на место терапии, не задевая при этом не нуждающиеся в обработке ткани, а с другой стороны дает возможность работать по обширным площадям. Это очень важно при лечении спастических состояний, обширных микрососудистых поражений.

Пневматические аппараты УВТ

Пневматический тип аппаратов УВТ отличается от первых трех наличием компрессора и устройством аппликатора, состоящего из трубки и пули, которая под действием давления воздуха в пневмосистеме разгоняет пулю, ударяющую в ответную часть наконечника аппликатора, соприкасающегося с телом. При этом характеристики волны создаваемой данным типом аппаратов отличается от первых трех: здесь генерируются волны давления, которые можно назвать радиальными (расфокусированными) или слабо фокусированными, но с очень сильным рассеиванием и потерями энергии в первых 10 мм ткани тела.

Моделей и фирм-производителей подобных аппаратов достаточно много, но они все имеют незначительные различия в конструкции.

Характеристики радиальной волны давления, генерируемой этим типом аппаратов:

пологий фронт (нарастание давления в области положительного давления происходит в миллисекундном диапазоне) — дольше по времени, чем у фокусированных/планарных волн;
небольшое, относительно фокусированной ударной волны, генерируемой терапевтическими аппаратами УВТ, абсолютное давление перед и за фронтом и, соответственно, высокие потери энергии в первых 10 мм ткани при вхождении в тело;
равномерное распределение ударной волны от источника во все стороны;
малая плотность потока энергии на единицу площади — в десятки раз меньшая, чем у фокусированной ударной волны.

Основной плюс таких аппаратов – влияние на так называемые «тканевые эффекты». Этот феномен плотно изучается учеными уже более 20 лет. Под «тканевыми эффектами» понимаются:

неоангиогенез (прорастание капилляров в ткани);
прилив стволовых клеток к месту терапии;
обезболивание на уровне периферических рецепторов;
уменьшение факторов воспаления и многие другие.

Предположительно, на возбуждение подобных эффектов радиальные волны давления действуют сильнее, чем «классические» ударные волны. Этот вопрос по-прежнему изучается на мировом уровне.

Из минусов можно отметить, что радиальная волна не проникает глубоко в тело (до 2 см) и не вызывает эффект разрыхления тканей — в этом ее большой недостаток. Но зато особо успешным оказалось лечение заболеваний с широко распространенными и неглубоко расположенными внутри тканей проблемами — ожогов и язв, диабетической стопы, сосудистой недостаточности, пяточной шпоры и эпикондилита.

Эффекты применения ударной волны в восстановительной медицине

Все эффекты воздействия ударных волн можно условно разделить на «тканевые», куда входят биологические и химические эффекты на уровне клеток и тканей, и «дезорганизационные», называемые также «деструктивными» или «механическими», и связанные с влиянием на ткань как на твердое тело и изменяющие его структуру (деформации, изменении жесткости).

Биохимические или «тканевые» эффекты достаточно многообразны и опосредуются путем превращения механических импульсов в биохимические реакции, из которых можно выделить основной:

Обезболивающее действие.

Ударные волны способны оказывать анестезирующее действие, что связывают с усиленной выработкой эндорфинов в ответ на раздражение болевых рецепторов. Для объяснения механизма обезболивания рассматриваются две нейрофизиологические модели. Первая — теория «контролируемых ворот». Мощный афферентный (передающий импульсы) поток, возникающий под влиянием ударной волны, подавляет пресинаптические нейроны задних рогов спинного мозга — «ворота закрываются», передача болевых импульсов в головной мозг блокируется. Другой возможный механизм — «анальгезия путем гиперстимуляции». Сильный кратковременный раздражитель поступает в очаг хронической боли в головном мозге, перераздражает его и вызывает дезактуализацию.

Влияние на соединительную ткань.

Дезорганизационные эффекты формируются только «классическими» ударными волнами, имеющими все соответствующие характеристики: крутой передний фронт повышенного давления и пологий растянутый во времени фронт пониженного давления. Дезорганизационные эффекты можно разделить на 2 подтипа: разрыхляющие и кавитационные:

1. Фронт повышенного давления оказывает более благоприятный эффект на ткань благодаря равномерности и безопасности разрыхляющего воздействия. Это действие можно отдаленно сравнить с резким сжатием ткани. Сжатие способствует последующему равномерному растяжению ткани, разрыхлению, равномерному увеличению ее эластичности.

2. Область отрицательного давления способна вызывать эффект кавитации, который при высокой мощности энергии приводит к образованию микроразрывов и микрополостей в ткани. Пустоты отрицательного давления возникают, если взаимодействует жидкая среда, такая как вода, и если она находится ниже сил положительного давления. Преобладающее отрицательное давление вызывает испарение жидкости по краю кавитационного пузырька, обеспечивая таким образом его рост. Когда ударная волна проходит через ткани, давление возвращается к нормальной изобаре и пузырек схлопывается. Поскольку абсолютно симметричное схлопывание пузырька – крайне редкое явление, в процессе его схлопывания формируются высокоскоростные потоки жидкости, называемые реактивной струей, которая обладает мощным разрушающим действием. В этих случаях частота ударной волны оказывает значительно большее влияние, так как предыдущая ударная волна настигается следующей волной. Если ударная волна достигает определенного уровня, пузырьки, которые не схлопнулись, получают следующую ударную волну. Кавитационный пузырек асимметрично схлопывается за более короткий промежуток времени, а реактивная струя вызывает значительно большее локальное разрушительное действие.

Это действие отдаленно можно сравнить с сильным резким растяжением ткани. Часто подобные эффекты можно наблюдать при растяжении куска мягкой резины, которая начинает рваться в самых слабых местах. Поэтому при конструировании аппаратов ударно-волновой терапии стараются задать такие характеристики волны, чтобы «пик» отрицательного давления как можно сильнее растянуть по времени, так как от скорости нарастания отрицательного давления напрямую зависит разрушительный кавитационный эффект.

Противопоказания к проведению процедуры УВТ

Противопоказания к проведению процедуры ударно-волновой терапии можно разделить на две большие группы: относительные и абсолютные.

Относительные (временные) противопоказания:

острые инфекционные заболевания;
беременность на любых ее сроках, поскольку воздействие ударно-волновой терапии потенциально может привести к выкидышу или патологиям развития плода;
детский и подростковый возраст — после достижения пациентом 17–20 лет лечение УВТ может быть показано;
деформация опорно-двигательного аппарата, не позволяющая подвергнуть зону заболевания воздействию УВТ;
зоны роста костей (ударные волны способны вызвать необратимые изменения в зонах роста и повлиять на дальнейшее развитие скелета, поэтому УВТ нежелательно назначать пациентам до 17 – 18 лет и осторожно проводить лечение пациентов от 18 до 25 лет, поскольку к 22 – 25 годам завершается формирование скелета).

Абсолютные противопоказания:

коллагенозы;
беременность;
деформирующий артроз;
разрывы мышц и сухожилий;
незакрытые зоны роста у детей;
туберкулёз лёгких в активной фазе;
злокачественные новообразования;
дефекты кожи в области воздействия;
заболевания крови и склонность к кровотечениям;
повреждения капсульно-связочного аппарата суставов;
хронические заболевания нервной и сердечно-сосудистой системы;
острые переломы костей с нефиксированными костными отломками;
коагулопатии – состояния, связанные с нарушением свертывающей системы крови;
тяжёлая соматическая патология (тяжёлая декомпенсированная сердечно-сосудистая, почечная, печёночная недостаточность), острые инфекционные заболевания;
области, тесно граничащие с органами, содержащими газы (легочная ткань, кишечник), область черепа (за исключением височно-нижнечелюстного сустава), магистральными сосудами и нервами.

Сочетание УВТ с другими видами физиотерапии

Ударно-волновая терапия хорошо сочетается с другими методами физиотерапии и дополняется ими, вызывая более сильный терапевтический эффект. УВТ хорошо сочетается с:

Лазеротерапией. В нашей практике мы сочетаем ударно-волновую терапию с лазером высокой интенсивности (HILT). Лазеротерапия вызывает мощный фототермический эффект, проникая глубоко в ткани.
Терапевтическим ультразвуком. Ультразвуковые методики добавляют ударно-волновой терапии эффект мышечного расслабления, нормализуют лимфоотток и местный метаболизм, дополняя эффект УВТ, отводя продукты, образовавшиеся при воздействии ударной волны на ткани. Сочетанные методики с ультразвуком дают хороший противоотечный и противоболевой эффект.
Магнитотерапией. Так же как и с ультразвуком, магнитотерапия играет роль пусковой кнопки для ускорения метаболизма и вывода продуктов распада, образовавшихся в результате воздействия УВТ.
Криотерапией с использованием азота. Криотерапия частично пересекается по биохимическому воздействию на ткани с УВТ, приводя к обезболиванию, уменьшению воспаления, отека. Несмотря на частичное пересечение механизмов, в воздействии двух методик присутствует синергизм.
Медицинским массажем. В нашей практике УВТ часто проводится, как базовая процедура, к которой добавляется массаж. В данном случае проведение сеанса ударно-волновой терапии приводит к обезболиванию и разрыхлению тканей, позволяя более глубоко работать с мышцами с помощью массажа, расслабляя места вторичного спазма и «оголяя» триггерные точки.