位为毫焦/平方毫米（mJ/mm2）表示。 EFD与治愈率和副作用发生率有关。
体外冲击波能量等级
（mJ/mm2）
低能量冲击波
0.08
中能量冲击波
0.28
高能量冲击波
＞0.60
临床上，用中低能量冲击波产生的生
物学效应治疗骨肌疾病。
体外冲击波的作用机制
1、空化效应
空化效应：冲击波作用组织时，人体组织内气泡内气 体以极快速度膨胀。
1999年“国际骨肌系统冲击波治疗联合会”（ISMST）在伦 敦成立
2000~2002年，美国FDA核准冲击波治疗跟痛症和网球肘等
2000年，中国FDA批准冲击波治疗骨和肌组织疾病
冲击波特性
特殊形式的声波Байду номын сангаас能在空气、水等介质中传播
在极短时间内（约10ms）达到高峰压 500bar(1bar=105pa)，且周期短（10ms），频 谱广
属“点波源”，是最可靠 的冲击波发生方法。
电子液压原理
体外冲击波波源
2、电磁式
高电压通过安装在电容器内脉冲电 路，产生脉冲电场并使之通过铜线 圈产生脉冲磁场；
处于磁场中的弹性铜膜产生机械振 动，进而推动膜外的流体产生冲击 波；
经声透镜或反射体聚焦后，形成聚 焦冲击波，导入需要治疗的部位。
属“面式冲击波”。
电磁原理
体外冲击波波源
3、压电式波源
将数百计的压电晶体，排列在 一个凹形面上；
外界电场通过压电晶体时，使晶 体体积发生改变，产生压力波； 当晶体复原时，产生张力波。
全部压电晶体共同振动，一起发 出冲击波，经椭球体的收集，使 全部能量聚焦于治疗部位。
压电式原理
体外冲击波波源
4、气动弹道式波源
利用压缩气体产生能量，驱动手柄 内的子弹体，使子弹体以脉冲方式冲 击治疗部位。
❖ Eisenberger开始冲击波碎石研究
发展史
1980年，Chaussy应用冲击波治疗泌尿系统结石
1986年，Haupt发现冲击波诱导成骨细胞活化，促进成骨
1988年Graff等动物实验无意发现冲击波的成骨作用，此后开 始研究其对骨折愈合的影响
1997年“欧洲骨肌系统冲击波疗法联合会” （ESMST）在 维也纳成立
不同介质的声阻抗不同，在材料内部衰减程度不 一样。在不同介质界面之间，形成反射和折射
不同介质声阻抗
水
脂肪
肌肉
空气
相邻介质声阻抗差异越大，冲击波作用的能量越大。
冲击波在穿越人体组织时，直达深 部组织。
冲击波作用于人体后，通过力---化 学信号转导产生生物学效应，促进 生长激素释放，引起微血管新生及 组织再生与修复。
体外冲击波在骨科及运动创伤 领域的应用
概述
冲击波（SW）定义 能量的突然释放而产生的高能
量压力波，具有压力瞬间增高和高 速传导的特性
发展史
❖ 20世纪60年代，西德道尼尔航空公司 科研人员发现飞机高速穿过云雨时产 生冲击波，使飞机内部器件受损而外 壳完好
❖ 1969年，西德国防部开始“冲击波与 动物组织间相互关系”
四种波源比较
临床观察发现：
前3种均通过反射体将能量聚焦于治疗 部位，而气动弹道式则不需聚焦能量。
液电式冲击波对骨病的治疗效果最好。
气动弹道式冲击波，对肌肉组织效果好 ，且治疗易于操作、安全，更适合治疗软 组织损伤性疾病。
治疗
冲击波 最大能量 机械作用 压力 脉冲时间 冲击次数
ESWT
聚焦的 在焦点处
体外冲击波的作用机制
3、压电效应
骨生物电主要表现为机械应力作用下产生的压电效应 和流动电位。
压电效应：骨基质中的胶原和蛋白多糖等非对称性物 质在压力作用下发生形变，其表面静止的正负电荷被极 化，从而在物质两端形成电位差，表现为压电效应。
流动电位：在应力等因素作用下，流体发生流动就会 产生流动电位。
union within a reasonable time.
气压弹道式冲击波（非聚焦）
体外冲击波能量
定义
1、冲击波能量（E）：对每个压力场特定位
置内的压力—时间函数进行积分，再经体积积分 后算出。
2、能流密度（EFD）：冲击波垂直作用于单
位面积内的能量。 冲击波的生物学效应与EFD的阈值有关。其单
气泡在崩溃时产生高速微喷射现象，微喷射速率达 400~800m/s，这比气泡崩溃更具破坏性。
ESW与气泡相互作用产生气泡崩溃和微喷射现象。 空化效应引起组织损伤的破坏性作用，局部微毛细血 管的破裂，血液和细胞介质如胶原酶1的漏出，刺激新生 血管生成并可提高固体物质溶解的速度。 空化效应还使生物组织产生自由基而使其受损。 空化效应是冲击波独有的特性，它有利于疏通闭塞的 微细血管，松解关节组织的粘连。
最大压力集中在治疗区域
高达 40 MPa <1 µsec
1-2 次治疗
RWT
未聚焦的 在表面
组织越深压力越低
高达11.9 MPa 1000 µsec 410 次治疗
Pressure Pressure
ESWT 和 RWT的比较
治疗
ESWT
渗透深度
0-140 mm
压力与时间 关系
Time
不同种类冲 击波作用形 式
体外冲击波的作用机制
2、应力效应
冲击波在组织细胞表面产生拉应力、压应力和 剪切应力。而应力在骨的生长、吸收和重建中起 重要调节作用。
大量研究表明，骨处于生理范围内的高应力时 ，骨改建以骨形成为主；而低应力时，则导致骨 质疏松。
骨组织在交变应力作用下将出现轻微的损伤， 表现为显微裂纹。
Frost（1988）认为，交变应力产生的显微裂 纹是诱导骨改建的主要原因。
RWT 0-35 mm
Time
聚焦冲击波碎石机
碎石
one beam
focus one point
聚焦与非聚焦冲击波治疗骨不连
Non – Union / pseudarthrose High energy shockwaves in the treatment of
delayed and non union of fractures Osteogenesis is stimulated and contributed to
冲击波的波形
由压力相（正向 ）与张力相（负向 ）组成。
压力相：前沿迅 速升压并随后逐渐 衰减的正压波；
张力相：持续较 长时间的负压波。
体外冲击波波源
1.液电式
水中放置的两根电极，在 高电压作用下瞬间放电，使 电极附近的水迅速汽化，温 度和压力急剧升高，释放球 形高能冲击波，经聚焦后作 用于人体的骨肌组织。