35 REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2009

FIZYKOTERAPIA

Podstawy fizyczne fali uderzeniowejFala 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 uderzeniowejW 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 teoretycznei 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/mm2), nazywana gęstością energii strumienia. Ze względu na energię, falę uderzeniową można podzielić na ni-skoenergetyczną < 0,2 mJ/mm2 (LESWT – low energy shock-wave therapy) i wyso-koenergetyczną > 0,2 mJ/mm2 (HESWT – high energy shock-wave therapy). Rzadziej dokonuje się podziału na trzy grupy: małej (0,08 mJ/mm2), średniej (0,28 mJ/mm2) i dużej energii (0,6 mJ/mm2).

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 uderzeniowejTerapię 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/mm2 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/mm2 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/mm2 do 0,33 mJ/mm2, osiągając najczęściej wartość 0,08 mJ/mm2. Lecze-nie niskoenergetyczną falą uderzeniową nie wymaga stosowania znieczulenia.

Zastosowanie fali uderzeniowej o du-żej energii (0,22-0,56 mJ/mm2) 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.

Arch

iwum

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 tenisistyZapalenie 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/mm2 do 0,17 mJ/mm2 (wartość średnia to 0,12 mJ/mm2). 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 okołobarkoweInną 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/mm2. 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/mm2). 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 skoczkaZmiana 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/mm2 do 0,18 mJ/mm2. 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/mm2. Efekty leczenia sprawdzane po 6 tygodniach od zakończenia są satysfakcjonujące u blisko 90% pacjentów.

Kości i złamaniaFala 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/mm2, 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.

KRZYSZTOF STOKŁOSA