РАДІАЛЬНІ ТА СФОКУСОВАНІ УДАРНІ ХВИЛІ

15 червня 2021 року

Ударні хвилі визначаються як перехідні порушення тиску, які передаються у тривимірному просторі (1). Вони використовуються в медицині протягом декількох десятиліть та в даний час вивчаються для використання у різних галузях. Їх вплив пов’язаний із здатністю біологічних тканин перетворювати механічний тиск у біологічні сигнали, що стимулюють регенерацію тканин у процесі, який називається механотрансдукцією (2). Існує два типи пристроїв, що генерують ударні хвилі: радіальні та сфокусовані. Нижче ми розглядаємо деякі їх технічні відмінності та клінічну придатність:

Радіальні ударні хвилі

Радіальні хвилі випромінюються через пневматичний механізм: стиснене повітря вистрілює снарядом, який, у свою чергу, вражає металевий інструмент, який називається передавачем. Цей удар випромінює хвилю, яка передається радіально, розсіюючи її інтенсивність, проходячи через різні шари тканини. З цієї причини його рекомендується застосовувати на більш поверхневих структурах, таких як підошовна фасція та поверхневі тендинопатії (тенісна ліктьова, колінна та ахіллова тендинопатії), та, згідно з літературою, використання радіальних хвиль для лікування таких станів виявилося дуже успішним (3,4).

Глибину удару можна регулювати, хоча вона завжди буде меншою, ніж сфокусована ударна хвиля. Наприклад, радіальна ударна хвиля BTL Industries має кілька передавачів, які дозволяють проводити лікування, яке є більш точним та зручним для пацієнта: 9-міліметровий сталевий передавач, призначений для лікування акупунктурних точок або дрібних суглобів пальців; 20-міліметровий вібраційний передавач, який використовується для лікування міофасціалів; 15-міліметровий титановий передавач, призначений для обробки більш глибоких структур, та це лише декілька з них.

Деякі загальні та рекомендовані показання для проведення радіальної ударно-хвильової терапії:

ахілесова тендинопатія
надколінна тендінопатія
епікондиліт (тенісний лікоть)
синдром каналу зап’ястку
підошовний фасциит
синдром клубово-великогомілкової смуги
м’язовий спазм
тригерні точки
псевдартроз в поверхневих кістках
болі в крижово-клубових суглобах, та інші

Які характеристики сфокусованих ударних хвиль?

Сфокусовані ударні хвилі можуть генеруватися за допомогою чотирьох механізмів: електрогідравлічного, п'єзоелектричного, електромагнітного та електроакустичного (останній є ексклюзивним для BTL). З перерахованого вище, електроакустичний та електромагнітний механізми пропонують оптимальне співвідношення між інтенсивністю (щільністю потоку енергії) та розширенням фокусної області (області, де зосереджена енергія, що надходить тканинам). Однак ті, що генеруються електромагнітними механізмами, мають, як правило, меншу довговічність, ніж електроакустичні механізми. Сфокусовані ударні хвилі характеризуються піком енергії, що генерується в наносекундах, а потім періодом негативного тиску, який триває кілька мілісекунд (1). На відміну від радіальної хвилі, вироблена енергія концентрується у фокусній точці, яка може пройти через кілька сантиметрів. Глибину удару можна регулювати за допомогою сполучних прокладок як для поверхневих процедур (пошкодження шкіри), так і для глибоких патологій (аваскулярний некроз головки стегнової кістки, псевдартроз у кістках, таких як стегнова кістка).

Загальними та рекомендованими показаннями для використання сфокусованої ударно-хвильової терапії є:

Аваскулярний некроз головки стегна
Набряк кісткового мозку
Заморожене плече
Псевдартроз та затримка регенерації кісток
Стресові переломи
Глибокі тригерні точки
Трохантерний больовий синдром
Хронічний бурсит
Глибокі тендинопатії
Кальцифічний тендоніт
П’яткова шпора
Шини гомілки
Загоєння ран
та хронічні рубці, та інше

Що спільного між радіальними хвилями та сфокусованими хвилями?

Різні дослідження порівнювали радіальні хвилі та сфокусовані хвилі, та довели, що вони відрізняються глибиною удару, технікою, за допомогою якої вони генеруються, (5) та отриманим піком тиску (інтенсивності) (6). Це підтверджується дослідженнями, проведеними за умов, що впливають на поверхневі структури, таких як підошовний фасциит (7), поверхневе загоєння кісток (5,8), язва, обумовлена синдромом діабетичної стопи (9), тендинопатія та інші розлади м’яких тканин коліна (4), де було продемонстровано, що променева ударно-хвильова терапія може похвалитися подібною ефективністю до сфокусованої ударно-хвильової терапії. Таким чином, здається, що обидві механічні хвилі мають схожий вплив на біологічні тканини, хоча і на різній глибині та різної інтенсивності.

Одним з найбільш важливих біологічних ефектів радіальних та сфокусованих ударних хвиль є кавітація (10), ефекти якої пов'язані з ангіогенезом (11) та експресією судинного ендотеліального фактора (VEGF) (12). Крім того, були описані потужні довгострокові та короткочасні знеболюючі ефекти із застосуванням ударних хвиль. Це було пов’язано із зворотним захопленням речовини Р та зменшенням імунореактивних нейронів речовини Р у дорсальних кореневих гангліях (13).

Інші суттєві біологічні результати включають збільшення трансформаційного фактора росту (TGF) бета-1, експресію та вироблення оксиду азоту, придушення активності NF-каппа-B та вироблення прозапального цитокіну (2), хоча останній, схоже, не притаманний для сфокусованих хвиль.

Висновок

Ударно-хвильова терапія виявилася ефективною при лікуванні різних станів опорно-рухового апарату та інших станів, пов’язаних з його регенеративним потенціалом. Сфокусовані пристрої досягають більшої глибини, ніж радіальні, та вони також забезпечують більшу кількість енергії, що робить їх ідеальними для лікування більш глибоких захворювань, таких як псевдартроз та затримка регенерації кісток, та багатьох інших. Зі свого боку радіальні ударні хвилі забезпечують меншу концентрацію енергії, а їх вплив є більш поверхневим. Вони ідеально підходять для лікування більш поверхневих структур, таких як надколінне сухожилля, ахілесове сухожилля, поверхневі тригерні точки, міофасціальні розлади тощо. Обидві терапії продемонстрували ефективність лікування низки станів, що відображається у великій кількості наукових статей, доступних в індексованих базах даних. Практикуючий лікар повинен визначити, яка із двох типів ударної хвилі є більш корисною для використання у повсякденній практиці, беручи до уваги схожості та відмінності, описані в науковій літературі.

Список літератури

Ogden JA, Tóth-Kischkat A SR. Principles of shock wave therapy. Clin Orthop 2001, 38e. 2001;(387):8–17.
d’Agostino MC, Craig K, Tibalt E, Respizzi S. Shock wave as biological therapeutic tool: From mechanical stimulation to recovery and healing, through mechanotransduction. Int J Surg [todo] - Internet. 2015;24:147–53. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijsu.2015.11.030
Speed C. A systematic review of shockwave therapies in soft tissue conditions: Focusing on the evidence. Br J Sports Med. 2014;48(21):1538–42.
Liao C De, Xie GM, Tsauo JY, Chen HC, Liou TH. Efficacy of extracorporeal shock wave therapy for knee tendinopathies and other soft tissue disorders: A meta-analysis of randomized controlled trials. BMC Musculoskelet Disord. 2018;19(1).
Kertzman P, Császár NBM, Furia JP, Schmitz C. Radial extracorporeal shock wave therapy is efficient and safe in the treatment of fracture nonunions of superficial bones: A retrospective case series. J Orthop Surg Res. 2017;12(1):1–10.
Magnusson SP, Heinemeier KM, Kjaer M. Metabolic Influences on Risk for Tendon Disorders [todo] - Internet. Ackermann PW, Hart DA, editors. Advances in Experimental Medicine and Biology. Cham: Springer International Publishing; 2016. 11–25 p. (Advances in Experimental Medicine and Biology; vol. 920). Available from: http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-33943-6
Elía Martínez JM, Schmitt J, Tenías Burillo JM, Valero Inigo JC, Sánchez Ponce G, Peñalver Barrios L, et al. Comparison between extracorporeal shockwave therapy and radial pressure wave therapy in plantar fasciitis. Rehabilitacion. 2020;54(1):11–8.
Gollwitzer H, Gloeck T, Roessner M, Langer R, Horn C, Gerdesmeyer L, et al. Radial Extracorporeal Shock Wave Therapy (rESWT) Induces New Bone Formation in vivo: Results of an Animal Study in Rabbits. Ultrasound Med Biol. 2013;39(1):126–33.
Huang Q, Yan P, Xiong H, Shuai T, Liu J, Zhu L, et al. Extracorporeal Shock Wave Therapy for Treating Foot Ulcers in Adults With Type 1 and Type 2 Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Can J Diabetes [todo] - Internet. 2020;44(2):196-204.e3. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jcjd.2019.05.006
Császár NBM, Angstman NB, Milz S, Sprecher CM, Kobel P, Farhat M, et al. Radial shock wave devices generate cavitation. PLoS One. 2015;10(10):1–19.
Zhao J, Luo WM, Li T. Extracorporeal shock wave therapy versus corticosteroid injection for chronic plantar fasciitis: A protocol of randomized controlled trial. Medicine (Baltimore). 2020;99(19):e19920.
Chen PC, Kuo SM, Jao JC, Yang SW, Hsu CW, Wu YC. Noninvasive Shock Wave Treatment for Capsular Contractures After Breast Augmentation: A Rabbit Study. Aesthetic Plast Surg. 2016;40(3):435–45.
Hausdorf J, Lemmens MAM, Kaplan S, Marangoz C, Milz S, Odaci E, et al. Extracorporeal shockwave application to the distal femur of rabbits diminishes the number of neurons immunoreactive for substance P in dorsal root ganglia L5. Brain Res. 2008;1207:96–101.