35

REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2009

FIZYKOTERAPIA

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.

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

Fala uderzeniowa

– podstawy teoretyczne
i zastosowanie kliniczne

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

36

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.

fot. Archiwum

BTL

37

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.

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).

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-

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.

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.

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

TOK

ŁOSA