衝撃波についてAbout shock wave

衝撃波とは

体外衝撃波(英語:Extracorporeal shock wave)とは、
非侵襲的に組織の深部までエネルギーを伝播し、組織再生を促進する治療法です。
体外衝撃波は1980年代に腎臓結石の治療に初めて使用され、
現在は理学療法、整形外科、スポーツ医学、リハビリテーションなどで幅広く使われています。

体外衝撃波は
エネルギーの発生原理によって
2つのタイプに分類されます。

拡散型衝撃波

拡散型衝撃波(英語:Radial shockwave)とは、患者と接しているアプリケーター先端(バンパー)から振動のエネルギーを発射し、皮膚の上から組織の深部まで伝達します。
エネルギーは圧力によって発生し、波のように体内に伝播するため、拡散型圧力波とも呼ばれます。

拡散型衝撃波は磁気、油圧や空気圧など、様々なメカニズムによって発生できるが、最も一般的なのは空気圧式です。

空気圧式の発生原理

拡散型衝撃波では、空気圧により加速された発射体がバンパーに衝突し、組織に衝撃波を伝達します。
収束とは違い、エネルギーの焦点はアプリケーター先端に位置し適用された部位から体内に伝播します。
このように発生した衝撃波は焦点から拡散していくので、拡散型と呼ばれます。

収束型衝撃波

収束型衝撃波(英語:Focused shockwave)は組織の特定の深さに焦点を当て、衝撃波エネルギーを集中的に伝達することができます。名前通りにエネルギーの形は収束し、ピークは焦点にあります。
焦点の位置はカップリングパッドによって調整できます。

電気音響式、電気油圧式、圧電式や磁気式など様々な発生原理があり、電気音響式の機器は最新型であり、長い寿命を特徴としています。

電気音響式衝撃波の発生原理

本体のジェネレーターを通して、アプリケーターに高電圧がかかりアプリケーター内にある圧電性結晶体が変形し音圧波が発生します。音圧波は電気音響レンズによって収束しアプリケーターから照射されます。

体内における
エネルギー伝達の比較

拡散型衝撃波
収束型衝撃波

治療効果

体外衝撃波は筋骨格に対する効果を
もたらしている。
疼痛緩和、筋肉リラクゼーション、
石灰化の改善や組織再生の促進は
主な効果だとされています。

先行研究では、体外衝撃波の治療メカニズムがメカノトランスダクション或いは機械的シグナル伝達(英語:Mechanotransduction)だとされます。組織が機械的に刺激されることによって電気化学的活性が誘発される結果、体内に様々なプロセスが開始します。痛みに関わる神経内の伝達成分(CGRP、Substance P)が減少し、疼痛を緩和させる効果があります。

筋肉組織を物理的に刺激するとマッサージと同じように、血流が改善し、血管拡張により組織再生に不可欠な栄養が適用部位に届きやすくなります。
また、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)や増殖細胞核抗原(PCNA)が再生し、血管新生を誘発します。さらに、Ⅰ型コラーゲン産生を促す成長因子(TGFβⅠ、IGF)が放出し、腱組織や骨の治癒を改善します。

組織再生の原理

  • phase1

    衝撃波のエネルギーは体内に深達する

  • phase2

    目標組織に物理的な刺激を与える

  • phase3

    成長因子(増殖因子)の放出

  • phase4

    細胞の増殖及び移動

  • phase5

    組織再生の促進

適応疾患

  • 足底筋膜

  • 上顆炎
    (テニス肘)

  • 手根管症候群

  • 五十肩

  • 石灰化

  • 慢性的腱炎

  • 股関節の疼痛

  • 膝蓋靭帯炎
    (ジャンパー膝)

参考文献

1) M.C. d'Agostino, K. Craig, E. Tibalt, S. Respizzi. Shock wave as biological therapeutic tool: From mechanical stimulation to recovery and healing, through mechanotransduction. Int J Surg. 2015 Dec;24(Pt B):147-53. doi: 10.1016/j.ijsu.2015.11.030

2) Diana E. Jaalouk and Jan Lammerding. Mechanotransduction gone awry. Nat Rev Mol Cell Biol. 2009 Jan; 10(1): 63–73. doi: 10.1038/nrm2597

3) S. Yamaya, H. Ozawa, H. Kanno, K.N. Kishimoto, A. Sekiguchi, S. Tateda, K. Yahata, K. Ito, H. Shimokawa, E. Itoi. Low-energy extracorporeal shock wave therapy promotes vascular endothelial growth factor expression and improves locomotor recovery after spinal cord injury, J. Neurosurg. 121 (6) (2014 Dec) 1514-1525

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