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国际第一部关于医用冲击波的理工生医综合专著 《医用冲击波的基础与临床》 隆重出版

已有 263 次阅读 2021-8-8 11:22 |系统分类:观点评述

国际第一部关于医用冲击波的

        理工生医综合专著 

《医用冲击波的基础与临床》

                隆重出版


冲击波是运行速度超过声速的剧烈压力扰动在媒质中的传播,是波形类似英文字母N的声脉冲波(故也称“N波”),其突出特点是极陡前沿、极短持续时间、极宽频带、正声压远高于负声压。医用冲击波频带的中心部分处在数百千赫兹至兆赫兹范围,属于超声波。二者不是并列关系。

由于体外引发、体内目标处聚焦发力的冲击波(不是“体外冲击波”,而是“外发冲击波”!)独具的优长,不但在粉碎肾脏、尿路等部位结石方面成为了临床首选和常规,而且在骨折延迟愈合与骨不连、肌腱末端炎症、慢性疼痛、皮肤损伤、阴茎勃起功能障碍(ED)等,以往无法治疗或难以治愈的众多疾患的治疗中显示出令人惊异的效果,尤其是在细胞、分子水平上,基于机械力刺激(mechanic force stimulus),作为新兴的力学生物学(mechanobiology,不是“机械生物力学”!)精髓的力致转导(mechanotransduction,不是“机械转导”!)机制细节的揭示,更为这一领域的跨越式发展开辟了更加广阔的前景。

为了总结、提炼医用冲击波研究、制造、临床应用等方面的丰富成果,并为今后的研究深化、水平提升和科学健康发展提供指导和助力,以郭应禄、吕福泰、吴祈耀为正主编,牛凤岐、林桂亭、辛钟成为副主编,国内外物理-工程、生物医学基础研究和医学临床等方面的约50位专家参与,历时近8年之久撰写而成,世界第一部理工生医综合专著《医用冲击波的基础与临床》,于2021年7月间由北京大学医学出版社隆重出版!

该书上篇为医用冲击波的基本概念、基础理论、实用技术和冲击波碎石临床,下篇为生物医学基础研究和冲击波治疗、干预等临床。该书历述医用冲击波技术的过去、现在与未来,与之相关的物理学、技术工程、生物学与临床医学,内容广博丰富,知识系统深入,理论性和实践性均强,适合相关各方面人员学习、参考。

然而,在该项技术迅速发展和广泛推开的同时,由于许多参与者知识、视野的局限,医学物理学者参与的不足,不仅在社会公众层面,而且在专业、职业人群中,被广泛散播和使用的许多概念、术语中,却存在原则性的重大错讹。为此,书中特地设置了专门章节予以厘清和纠正。为使广大读者、关心者尽快和尽可能广泛地知悉,现择其要者就便介绍如下。


    1.医用冲击波的定义和特征、归属,如本文开头所述。虽然用于治疗者比用于碎石者正压力(声压)和能量密度为低,但判断标准是统一的。虽然几种产品都具有一定疗效和市场,但不可在科学概念上混淆。按照物理定义和波形特征判断,只有采用液电、电磁、压电原理和聚焦措施,称为“聚焦冲击波”者,才是原本意义上的冲击波治疗设备。而称为“非聚焦冲击波”、“线性冲击波”、“平面冲击波”者,其产生、发射的,只是不具有冲击波典型特征的声震荡。至于称为“弹道压力波”、“径向压力波”、“径向体外冲击波”者,则由于产品结构和工作原理决定,并不产生和发射冲击波,而只是作用于人体浅表组织的冲击力。故此,早在2007年,美国夏威夷大学的Cleveland教授就采用国际标准IEC61846中所述方法,对最主要厂家的此类产品进行了系统测量,以数据和波形雄辩地证明,该类装置发射的并不是冲击波。基于相关研究结果和学界认知的进步,国际冲击波治疗学会( ISMST,不是“冲击波医学会”!)于2017年发表的“术语和定义共识声明”中,已经明确无误地将其从“冲击波”中排除!由于作用机制属于机械力刺激,我国国家药监局编制的《医疗器械分类目录》中,是将它们列为“力疗设备”,与“冲击波”不在一家。


    2.目前,冲击波的焦点处脉冲声强时间积分(PII)、脉冲重复频率、一次治疗的冲击波个数,是临床使用的主要剂量表达参数。 其中,“脉冲声强时间积分”的量纲为每单位面积声能量,常用单位为毫焦耳/平方毫米,即mJ/mm2,因而被业界改称为“能量密度(energy density)”,虽与学科、标准中用语有异,但仍可视为准确。但为了省事,业界人士又继而将其简化为“能量”,将“高(低)能量密度”简化为“高(低)能量”,就有些失准了。更有甚者,一些专业人士又将“能量密度”改成为“能量强度(energy intensity)”,将“高(低)能量冲击波”改称为“高(低)强度冲击波”,则失准偏远了。须知,根据迄今的研究结果,与临床效果相关度最高的,并不是焦点处的冲击波能量密度,而是病灶横截面积上施加的声能总量。将“密度”改称“强度”,将单位面积的能量和整个面积的能量都称为“能量”,无疑有违精准医疗原则。再者,对于声波,只有以声强参数表达时,方可称为“高强度”、“低强度”,否则就会导致错解。


    3.在分析讨论治疗用冲击波的作用机制时,一些人士往往将力(普遍错译为“机械”)、热、空化统统拉上。但实际上。由于波形的特殊性,冲击波属于“未见可以测出的热作用”的物理动因(agent),不应笼而统之。


    4.由于有些研究和应用者使还用了低强度脉冲超声(LIPUS),书中特地对它作了介绍和界定。检索发现,该术语直至20世纪80年代末才出现于专业著述。自1994年至今,美国FDA等官方机构批准的LIPUS临床应用,仅限于加速新鲜骨折、延迟愈合和骨不连的治疗。常用技术参数为:频率1.5MHz,脉冲重复频率1kHz,脉冲持续时间20µs,占周比20%,空间平均时间平均声强(Isata) 30mW/cm2,每天治疗20min。改变技术参数的探索虽有但不多。针对牙科、软组织及阴茎勃起功能障碍(ED)等疾患治疗效果的研究探索仍在进行中。

关于LIPUS的定义,虽然可以仿照HITU(高强度治疗超声)定义的视角和语句结构,顾名思义地表达为“能够利用其具有的力学、热学以及更广义的物理、化学及生物化学作用治疗疾病或损伤,但不会使人体组织发生毁损、破坏或变性的超声脉冲波”。然而,LIPUS实际采用的,并不是本来意义上的“尖脉冲”,而是长达数百个周期的长猝发声,与高强度聚焦超声(HIFU)、高强度治疗超声(HITU)及理疗用超声波相似或相同。被称为“低强度脉冲超声”的,实际上是“低强度治疗超声(low intensity therapeautic ultrasound,LITU)”,名不符实。

再者,不使人体组织发生毁损、破坏或变性的治疗用超声波,并不限于Isata为30mW/cm2者,而是声强在3W/cm2以下的所有理疗用超声波。由此可知,LIPUS并不是一项独立的医疗技术,也不构成独立的医疗器械类别,而只是理疗用超声波的声强低端,其技术、器械的分类及应该遵循的技术标准均宜归入国际公认的“超声理疗”。

还需指出的是,为了强调LIPUS的安全性,一些著述中经常将其声强量值(如30mW/cm2等)与医学成像所用的数百mW/cm2相比。然而,B超等医学成像技术采用的是尖脉冲,所用声强参数是Ispta(空间峰值时间平均声强),而LIPUS采用的是长猝发声,所用声强参数是Isata(空间平均时间平均声强)。物理量不同,不好比较。




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1 程少堂

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