Điều trị bằng sóng xung kích (Shockwave Therapy)

Điều trị bằng sóng xung kích (Shockwave Therapy)

PGS.TS. Hà Hoàng Kiệm, Nguyên Trưởng Bộ môn Phục hồi chức năng BV103, HVQY.

1. Đại cương

1.1. Khái niệm về sóng xung kích

Sóng xung kích là sóng cơ học (tương tự như sóng âm thanh) xuất hiện trong môi trường đàn hồi (khí, lỏng) khi có sự kiện mang tính bùng nổ diễn ra (ví dụ khi bom nổ, máy bay vượt tốc độ âm thanh).

Sóng xung kích của một trái bom nguyên tử

Sóng xung kích là sóng âm có áp lực biến đổi đột ngột, biên độ lớn và ngắt quãng, nó là dạng sóng đơn với xung áp lực dương là chính theo sau là phần sóng nhỏ giãn ra với một pha áp suất âm nhỏ hơn rất nhiều (bằng 10%) so với áp suất đỉnh. Như vậy, khác với sóng siêu âm là các dao động tuần hoàn với độ rộng xung hạn chế thì sóng xung kích có biên độ áp suất rộng đặc biệt, tạo thuận lợi cho sóng được hấp thu tốt hơn trong môi trường cơ thể.

Hình 1. Máy điều trị sóng xung kích.                                

Cuối những năm 1960, ý tưởng sử dụng sóng xung kích để phá vỡ các cấu trúc bên trong cơ thể như sỏi thận, sỏi mật từ bên ngoài cơ thể mà không cần xâm nhập vào cơ thể nảy sinh. Quy trình được xây dựng lần đầu tiên tại Đức bởi Dornier năm 1970. Tháng 2 năm 1980, sỏi thận được tán vụn thành công từ bên ngoài cơ thể bằng công nghệ sóng xung kích mà không phải phẫu thuật. Ý tưởng sử dụng sóng xung kích làm tan vôi hóa ở vai hay dây chằng được phát triển và thật bất ngờ kết quả điều trị đều thành công. Điều này chứng minh tác dụng mới của sóng xung kích trên mô sống, đó là sự khởi đầu của quá trình làm lành tổn thương nhờ cải thiện quá trình biến dưỡng và gia tăng tuần hoàn.

Năm 1988, thông báo đầu tiên về sử dụng sóng xung kích điều trị chậm liền xương ở người thành công. Năm 1990 điều trị thành công viêm gân, vôi hóa. Ngày nay, sóng xung kích được sử dụng để điều trị các rối loạn của hệ cơ xương khớp trong các lĩnh vực như chấn thương thể thao, chấn thương chỉnh hình, vật lý trị liệu.

1.2. Tính chất vật lý

Sóng xung kích là sóng xung cơ học có đặc điểm:

- Áp suất dương rất cao ở bề mặt sóng từ 10 đến 1000 Mpa và khoảng giảm áp nhỏ ở đuôi sóng. Biên độ áp suất tăng lên đỉnh trong vài nano giây. Trong các thiết bị tán sỏi, áp suất đỉnh khoảng 10 - 150 Megapascals (MPa). Biên độ áp suất âm thấp: từ 1 đến 10 Mpa. Thời gian xung ngắn: từ 1µs đến 20µs. Dải tần số rộng: từ 1Hz đến 1MHz, (1pascal = 1N/m² = 100 000bar = 98 066,5at).

- Biên độ áp suất tăng rất nhanh và độ rộng xung rất hẹp (vài micro giây).

- Có thể truyền năng lượng đi một khoảng cách khá xa (bom nổ có thể làm cửa kính ở cách hàng km bị vỡ).

- Sóng xung kích được truyền đi với tốc độ lớn hơn tốc độ âm thanh (khoảng 1500m/s)

Hình 2. Đồ thị áp suất p(t) của sóng xung kích. Biên độ tăng lên áp suất đỉnh p+ trong vài nano giây, phần sóng giãn ra thấp tiếp theo p- có áp suất bằng khoảng 10% so với áp suất đỉnh.

Hình 3. So sánh sóng xung kích và sóng siêu âm.

1.3. Các nguyên lý tạo sóng xung kích

Trong kỹ thuật, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, sóng xung kích được tạo ra có áp suất đỉnh thay đổi cho phù hợp. Hiện nay, các thiết bị tạo ra sóng xung kích chủ yếu dựa trên bốn nguyên lý:

- Tạo sóng xung kích hội tụ:

+ Điện thủy lực (Electrohydraulic);

+ Điện từ (Electromagnetic);

+ Áp điện (Piezoelectric);

- Tạo sóng xung kích phân kỳ:

+ Sóng áp lực xuyên tâm (Pressure wave) hay còn gọi là sóng xung kích phân kỳ (radial shockwave).

Ba phương pháp: điện thủy lực, điện từ và vật liệu áp điện tạo ra sóng xung kích hội tụ, có thể tập trung năng lượng lớn tại một điểm, thường được sử dụng trong các thiết bị tán sỏi ngoài cơ thể trong y tế.

Phương pháp tạo sóng xung kích phân kỳ (sóng áp lực xuyên tâm) tạo ra sóng xung kích dạng tỏa tròn, tác động vào các mô ở phía bên ngoài, không xuyên sâu được vào trong cơ thể, được sử dụng trong vật lý trị liệu.

Sự khác biệt giữa sóng xung kích hội tụ và sóng xung kích phân kỳ được thể hiện trong bảng sau :

2. Tác dụng sinh học

2.1. Cơ chế lan truyền sóng xung kích vào mô cơ thể

Các thiết bị sóng xung kích trong vật lý trị liệu hiện nay thường sử dụng nguyên lý khí nén. Viên đạn được gia tốc bằng áp lực khí nén (5-10m/s), sẽ chuyển động tới đập vào đầu phát làm viên đạn dừng đột ngột, động năng của viên đạn truyền cho đầu phát, nếu đầu phát tiếp xúc với mô qua lớp gen dẫn, động năng này sẽ truyền vào mô cơ thể theo dạng sóng xung kích phân kỳ.

Hình 4. Cơ chế truyền sóng xung kích vào cơ thể người. a) viên đạn ở trạng thái nghỉ; b) viên đạn được gia tốc bằng lực khí nén; c) viên đạn đập vào khối đầu phát và truyền sóng xung kích vào cơ thể. 

Các tế bào, mô trong cơ thể tại vùng chịu tác động kích thích của sóng xung kích sẽ gây nên các hiện tượng phản xạ, khúc xạ, hấp thụ, truyền qua giống với các tác động cơ học khác. Năng lượng sóng xung kích được hấp thụ trong mô sẽ gây nên các phản ứng sinh học. Tùy thuộc vào các loại mô khác nhau mà đáp ứng sinh học có khác nhau, do đó, hiệu quả điều trị khác nhau.

Hình 5. Tác động của sóng xung kích lên mô cơ thể.

2.2. Hiệu ứng sinh học dưới tác dụng của sóng xung kích

Sóng xung kích gây tác động áp lực cơ học trực tiếp lên mô hoặc tác động gián tiếp qua việc tạo các bóng năng lượng, sau đó, các bóng năng lượng bị vỡ ra tạo áp lực tới mô, tế bào. Tùy thuộc vào mật độ năng lượng của sóng xung kích tác động tới mô, có thể gây ra các hiệu ứng khác nhau, được tóm tắt trong sơ đồ sau:

Hình 6. Hiệu ứng sinh học của sóng xung kích phụ thuộc vào mức năng lượng của sóng.

Hiệu ứng sinh học của sóng xung kích lên mô cơ thể theo 4 giai đoạn phản ứng:

- Giai đoạn vật lý: sự lan truyền áp lực cơ học trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua tạo bóng năng lượng bên ngoài tế bào.

- Giai đoạn hóa lý: trao đổi ion giữa tế bào và môi trường bên ngoài bị kích thích.

- Giai đoạn hóa sinh: phản ứng trong tế bào và thay đổi của các phân tử bên trong tế bào.

- Giai đoạn sinh học: thay đổi của tế bào, mô, cơ quan, và cơ thể người.

Hiệu ứng sinh học của sóng xung kích có thể được tóm tắt bằng sơ đồ sau:

Hình 7. Sơ đồ hiệu ứng sinh học của sóng xung kích lên mô cơ thể.

2.3. Tác dụng lâm sàng của sóng xung kích

- Kích thích quá trình sửa chữa và tái tạo mô:

+ Cải thiện chuyển hóa và vi tuần hoàn: Sóng xung kích kích thích quá trình tái tạo mạch máu, hình thành mạch máu mới, cải thiện tình trạng cấp máu tại khu vực tổn thương tạo thuận lợi cho quá trình tái tạo lại mô.

+ Tăng cường sản xuất collagen tạo thuận lợi cho quá trình sửa chữa các cấu trúc bị hư hỏng của hệ cơ xương và dây chằng.

- Giảm đau do giảm căng cơ, ức chế sự co thắt; tăng cường phân tán chất P (chất trung gian dẫn truyền đau).

- Phục hồi vận động do làm tan sự vôi hóa của các nguyên bào sợi.

Hình 8. Tác dụng của sóng xung kích lên vi tuần hoàn. Hình trái: Tác động của sóng xung kích lên mô cơ thể. Hình giữa: Trước điều trị các vi mạch máu bị co thắt. Hình phải: sau điều trị, vi mạch máu được cải thiện.

Hình 9. Tác dụng của sóng xung kích lên mô cơ thể. Hình dưới trái: tác dụng trực tiếp lên cơ. Hình dưới phải: làm tan vôi hóa gân cơ trên gai.

2.4. Các thông số cơ bản của sóng xung kích khi ứng dụng trong điều trị

- Mật độ năng lượng: Là năng lượng của sóng xung kích tác động lên một đơn vị diện tích điều trị, được chia thành các mức:

+ Mật độ năng lượng thấp: < 0,27 mJ/mm².

+ Mật độ năng lượng trung bình: trong khoảng từ 0,27 đến 0,59 mJ/mm².

+ Mật độ năng lượng cao: >0,59 mJ/mm².

Mật độ năng lượng càng cao thì tác động của sóng xung kích lên vùng điều trị càng lớn, các hiệu ứng sinh học xảy ra mạnh mẽ hơn.

- Áp suất đỉnh: là giá trị lớn nhất mà sóng xung kích đạt được, giá trị này được thiết lập từ trước khi điều trị. Áp suất đỉnh càng cao thì thể tích các bóng năng lượng tạo ra càng lớn, do đó, khi bóng năng lượng vỡ ra tạo vi dòng phụt càng mạnh, lực tác động lên vùng điều trị càng lớn, độ sâu tác động của sóng xung kích càng tăng.

- Tần số xung: Tần số ảnh hưởng đến quá trình điều trị của sóng xung kích, tần số càng cao thì hiệu ứng sinh học càng diễn ra nhanh và mạnh hơn.

- Diện tích vùng điều trị: với cùng một mức công suất phát, vùng điều trị có diện tích càng nhỏ thì mật độ năng lượng tác động càng lớn, do đó, các phản ứng sinh học diễn ra càng mạnh. Diện tích vùng điều trị càng lớn thì năng lượng tác động bị phân tán trên bề mặt càng cao, mật độ năng lượng càng giảm.

- Kích thước và hình dạng đầu phát: sóng xung kích được tạo ra trên bề mặt của đầu phát, tùy thuộc vào kích thước và hình dạng của đầu phát mà vùng tác động của sóng xung kích có sự khác nhau. Với cùng dạng cầu lồi, đầu phát có đường kính nhỏ hơn sẽ tập trung năng lượng cao hơn nhưng diện tích vùng tác động sẽ nhỏ hơn so với đầu phát có đường kính lớn.

Hình 10. Các loại đầu phát của sóng xung kích.

3. Kỹ thuật điều trị

3.1. Các bước điều trị

- bước 1: Chuẩn bị bệnh nhân:

- Bước 2: Thiết lập thông số điều trị trên máy

Hình11. Hiển thị màn hình

Therapy: cài đặt chế độ điều trị. Chế độ xung liên tục (cont), chế độ xung đơn (freq).

Intensy: cài đặt áp lực.

Frequency: cài đặt tần số.

Hình 12. Màn hình hiển thị khi chạm vào therapy để cài đặt chế độ điều trị. Chế độ xung liên tục (continual frequency) và chế độ xung đơn (single shocks). Biến đổi tần số và áp lực bắt đầu và kết thúc (intensive gradient).

Hình 13. Màn hình hiển thị intensive gradient: Tần số bắt đầu (VD: 12Hz), kết thúc (VD: 6Hz). Áp lực bắt đầu (VD: 1.5bar), kết thúc (VD: 3,0bar).

- Bước 3: Tiến hành điều trị:

- Bước 4: Kéo giãn cơ:

Hình 14. Các vị trí điều trị

Hình 15. Hình ảnh lấy từ một nghiên cứu 2003 cho thấy kết quả điều trị vôi hóa gân cơ trên gai trước và sau điều trị.

Hình 16. Hình ảnh lấy từ một nghiên cứu 2003 cho thấy kết quả điều trị gai xương gót chân.

Thông thường các máy đã thiết lập và cài đặt sẵn các chương trình cho từng vùng điều trị (có khoảng 13 chương trình)

Hình 17. Ví dụ một số chương trình hay áp dụng trong điều trị

4. Chỉ định và chống chỉ định điều trị

4.1. Chỉ định

- Viêm cân gan chân.

- Viêm gân Achille.

- Gai xương gót.

- Đau vùng gân khoeo chân.

- Viêm gân bánh chè.

- Hội chứng đau xương bánh chè, đau cơ chày trước.

- Đau vùng khớp háng và dải chậu chày.

- Đau vùng khớp cùng-chậu. 

- Hội chứng đau thắt lưng.        

- Hội chứng ống cổ tay.

- Đau do các chồi xương nhỏ bàn tay.

- Tình trạng viêm, canxi hóa của gân vùng khớp vai.

- Viêm lồi cầu xương cánh tay.

- Hội chứng đau cổ vai.

- Điểm đau chói ở cơ.

- Căng dãn/co thắt cơ cấp tính sau hoạt động thể thao.

Hình 18. Các vị trí điều trị thường gặp.

4.2. Chống chỉ định

- Phổi. Sóng xung kích không được có bất kỳ tác động nào trên vùng bề mặt có chứa phổi, gồm có tim, đốt sống ngực, các cơ ở vùng ngực, xương ức.

- Không được tác động lên vùng mắt, vùng não.

- Không tác động trực tiếp lên các dây thần kinh lớn.

- Không điều trị trên vết thương hở.

- Không điều trị trên vùng có cấy ghép kim loại.

- Không điều trị trên các đầu xương đang phát triển.

- Không điều trị trên bộ phận sinh dục.

- Không điều trị trên vùng bụng đối với bệnh nhân mang thai.

- Không điều trị đối với bệnh nhân mắc chứng rối loạn đông máu.

- Không điều trị trên vùng bị nhiễm trùng.

- Không điều trị đối với bệnh nhân ung thư.

- Không điều trị kết hợp với tiêm corticosteroid.

- Có nguy cơ chảy máu: chấn thương cấp, rối loạn đông máu.

- Đầu xương đang phát triển ở trẻ em.

4.3. Tác dụng phụ có thể gặp

- Xuất huyết dưới da tại vùng điều trị.

- Đau tăng.

- Sưng nề.

Các tác dụng phụ này nói chung ít gặp. Xuất huyết dưới da nhỏ và nhẹ, tự hồi phục. Thường gặp nhiều hơn là đau tăng sau điều trị, tác dụng phụ này đa số không cần điều trị bổ sung. Nếu cần thiết, có thể cho bệnh nhân chườm đá tại chỗ. Tác dụng sưng nề hiếm khi gặp, nếu có thường liên quan đến những vấn đề chống chỉ định mà người thầy thuốc không chú ý đến.

4.4. Điểm cần lưu ý

- Trong tuần đầu sau điều trị, bệnh nhân cần tránh những hoạt động quá mức gây kích thích, căng kéo nhiều vùng điều trị.

- Không dùng đồng thời với corticoid.

Tài liệu tham khảo:

1. http://www.biomedvn.com/News/NewsDetail?id=41

2. http://benhviendaklak.org.vn/vi/news/thong-cao-bao-chi/DIEU-TRI-BANG-SONG-XUNG-KICH-Shockwave-Therapy-45/

3. https://www.vovoclip.com/video/AS81ASHH90CC9Q8w59SS15.html

CHIA SẺ BÀI VIẾT