冲击波简史

本文译自国际医学冲击波学会(International Society for Medical Shockwave Treatment, ISMST)官网。

从第一次研究冲击波在医学上的应用到今天,时间很短。在第二次世界大战期间,人们观察到深水炸弹可造成肺部破裂而致命,尽管死者外表无任何伤痕。这是第一次观察到炸弹爆炸产生的冲击波对组织的影响。

附:冷知识:

水雷是最古老的水中兵器,它的故乡在中国。水雷最早是由中国人发明的。1549年制造的“水底雷”,可称为世界上第一枚水雷。该雷用木箱做雷壳,油灰粘缝,下面的绳索连接铁锚,控制深度,人工操纵击发,比西方制造和使用水雷早了200多年。

在上世纪50年代,已经进行了医用冲击波的第一批系统研究。例如,已公开的有:液电式冲击波能够在水中击碎陶瓷板。在美国,液电式冲击波发生器的第一项专利被接受(纽约 Frank Rieber,专利号2.559.277)。在50年代末,描述了电磁冲击波的物理性质。

1966年,Dornier公司意外激发了人们对冲击波的兴趣。在高速弹丸的实验过程中,一名员工在弹丸击中钢板的瞬间感觉到自己的身体有触电感,但实际测量并没有电。产生的冲击波从平板传播到手上。从 1968 年到 1971 年,德国研究了冲击波与生物组织之间的相互作用。德国国防部资助了该计划。结果发现高能冲击波会在很长的距离内对生物体产生影响。特别研究了在生物体不同界面的影响,以及冲击波在其通过生物组织的过程中的差异和阻尼。另一个有趣的领域是冲击波向身体的过渡。据观察,冲击波在通过肌肉、脂肪和结缔组织的过程中产生的副作用很小。完整的骨组织在冲击波的作用下不会受到伤害。对肺,脑,腹部和其他器官的危害是该计划研究的一部分。冲击波的最佳过渡介质是水和明胶,因为声阻抗与组织相似。

这些研究和与医生的合作导致了用体外冲击波分解肾结石的想法。最初,这个想法的技术和医学实现还不是很清楚,但是这个想法就这样诞生了。1971年,Haeusler和Kiefer第一次报道了在不直接接触结石的情况下用冲击波体外分解肾结石。随后进行了进一步的非接触式碎石体外实验。
世界首台冲击波发生器实验室原型
1974年,德国研究与科学部资助了“ ESWL的应用”研究计划。该计划的参与者有Eisenberger、Chaussy、Brendel、Forßmann 和 Hepp。1980 年,慕尼黑使用名为 Dornier Lithotripter HM1 的原型机治疗了第一位肾结石患者。1983 年,第一台商用碎石机(HM3,Dornier)在德国斯图加特安装。在接下来的几年中,进行了体外冲击波体内和体外实验,目的是分解胆结石。
1974年 动物4号 (AM4)击碎输尿管结石
1985 年,德国慕尼黑首次使用 ESWL 进行胆囊结石的首次临床治疗。一年后,在美因茨对没有浴缸的碎石机的原型进行了测试。如今,体外冲击波治疗肾结石和输尿管结石已成为首选治疗方法。现代碎石机无需浴缸和麻醉即可工作。为了定位结石,碎石机配备了 X 射线和/或超声定位系统。在过去的 16 年里,超过 300 万名患者接受了治疗。冲击波疗法是安全有效的,但粗心的冲击波疗法有可能造成严重的伤害。
多尼尔人类1号(HM 1)

泌尿科并不是唯一成功使用冲击波的医学领域。1985 年第一次进行了冲击波对骨骼影响的实验。这项研究的原因是担心由于冲击波治疗输尿管下部结石可能会损伤髋关节。这些实验的结果在完整的骨骼上没有观察到明显的改变。进一步的动物实验表明,冲击波具有成骨潜力并刺激骨折愈合。组织学研究证实了冲击波对成骨细胞活化的影响。

1988 年,在德国Bochum成功地进行了人类骨折不愈合的第一次冲击波治疗。与此同时,Valchanow 等报道了骨折不愈合和延迟愈合的冲击波疗法。他的成功率为 85%,但他的临床研究并没有明确适应症。在接下来的几年里,不同的临床研究报告成功率在60%到90%之间。有两种基本情况会影响冲击波疗法对不愈合或延迟愈合的成功率。冲击波对肥厚性不愈合的影响似乎比萎缩性不愈合更有效。冲击波治疗后骨折的稳定似乎是治疗成功的必要条件。作为副作用,发现了血肿、瘀斑和局部肿胀。

第一次对人体的研究和治疗是使用碎石机进行的,碎石机是为满足泌尿科冲击波应用的要求而设计的。由于治疗区域在解剖学上的分散性,因此有必要开发一种特殊的骨科冲击波设备。1993 年,一种带有可移动治疗头的特殊骨科冲击波设备OssaTron(HMT AG)面世了。

上世纪90 年代初期,发表了关于冲击波治疗钙化肌腱炎的第一篇报道。进一步的研究是成功治疗肱骨外上髁炎和足跟骨刺,报告的成功率在70% 到80% 之间。由于冲击波疗法对软组织疾病的重要性日益增加,HMT 开发了一种特殊的冲击波设备,即 ReflecTron,增加了冲击波的耐用性。

对于 ESWT 骨科疾病的科学评估,有许多临床研究和出版物可供参考。已发表研究的设计、方案和内容各不相同,但所有出版物都同意 ESWT 显示出高效率,且并发症和副作用非常低。

冲击波临床应用案例

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