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Qué son las ondas de choque

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Qué son las ondas de choque

Las ondas de choque con fines terapéuticos son unas ondas de presión que se generan de forma rápida con una fase de presión positiva seguido de una fase de presión negativa con suficiente fuerza tensil para provocar cavitación en un fluido. Este curioso fenómeno físico se produce en entorno natural cuando cae un rayo el subsiguiente trueno es una onda de choque.

grafico de presión de la onda de choque radialgrafico de presión de una onda de choque focal
Ambas señales son un ciclo de una onda de choque.

 

Efectos fisiológicos de las ondas de choque:

Los efectos biológicos de las ondas de choque son múltiples y complejos, ya sea a través de la expresión génica aumentando la angiogénesis, osteogénesis y la proliferación celular como también inducen una respuesta antiinflamatoria normalizando el oxido nítrico (NO) y estimulando las células madre mesenquimales quiescentes (MSC).

Según: Ogden JA, Tóth-Kischkat A, Schultheiss R Principles of shock wave therapy (Principios de la terapia de ondas de choque).Clin Orthop Relat Res 2001;(387):8-17

“Un efecto importante en el tejido es la cavitación posterior a la fase negativa de la propagación de la onda.”

Según: Schelling G, Delius M, Gschwender M, Grafe P, Gambihler S Biophys J 1994;66(1):133-140

“Las ondas de choque extracorpóreas estimulan indirectamente los nervios ciáticos de la rana a través de un mecanismo de cavitación.”

“Los bioefectos de las ondas de choque en tejido nervioso parecen tener su origen en la cavitación. Posiblemente, la cavitación es también el mecanismo subyacente del dolor relacionado con las ondas de choque durante la litotricia por ondas de choque extracorpóreas.”

Por lo que se interpreta que una señal sónica que se pueda caracterizar como onda de choque tiene que tener fase positiva y fase negativa para producir cavitación en el interior del cuerpo humano. También se tiene en cuenta el tiempo de transcurso de la onda de choque.

Evidencia científica

estudios ESWT con evidencia científica según PEDro
15 de 20 estudios con evidencia según PEDro (Physiotherapy Evidence Database)

Liberación de más sustancia P

Una de estos neurotransmisores es la sustancia P, un mediador del dolor y un factor del crecimiento. Por una parte, la liberación de sustancia P por las ondas de choque tiene un efecto analgésico. Por otra parte, dilata los vasos sanguíneos, estimula la circulación de la sangre y contribuye a la formación de nuevo tejido óseo. El NO (óxido nítrico) también tiene un efecto vasodilatador y desempeña un papel importante en la angiogénesis.

En resumen, sabemos la razón por la que las ondas de choque, cuando se aplican donde existe dolor, producen un efecto analgésico, aumentan la circulación de la sangre y facilitan el proceso de reparación.

Inhibición de la enzima COX-2

Al inhibir los mediadores inflamatorios como la COX-2, las ondas de choque producen un efecto antiinflamatorio. De esta manera se reduce cualquier proceso inflamatorio.

Activación de las defensas celulares

Al contribuir a la liberación de radicales libres, las ondas de choque refuerzan los mecanismos de defensa celular endógenos del cuerpo para protegerlo contra enfermedades.

Hiperestimulación de fibras nerviosas

Estudios científicos también han mostrado que las ondas de choquen actúan de otra manera; la sobreestimulación de las fibras nerviosas bloquea el aumento del estímulo del dolor y, por tanto, intensifica el efecto analgésico (teoría del gate control).

Según otras fuentes las ondas de choque también han sido ampliamente utilizadas en medicina para la desintegración de cálculos (técnica denominada litotricia). Actualmente, se aplica en cálculos renales, ureterales, vesicales, pancreáticos y salivares. Estas ondas también se utilizan para el tratamiento de ciertos procesos musculoesqueléticos que cursan con inflamación, calcificación de partes blandas, afectación condral etc. En cuanto a sus efectos biológicos cabe destacar:

  Analgesia. Por la destrucción de terminaciones nerviosas, cambios en la transmisión nerviosa por inhibición medular (gate control) e inhibición de las terminaciones nerviosas por liberación de endorfinas.

  Efecto antiinflamatorio. Degradación de mediadores de la inflamación por la hiperhemia inducida.

 Aumento temporal de la vascularización. Por parálisis simpática inducida por la absorción de las pérdidas de energía de las ondas de choque.

 Activación de la angiogénesis. Rotura intraendotelial de los capilares y migración de células endoteliales al espacio intersticial y activación del factor angiogénico.

 Fragmentación de depósitos calcáreos. Por efecto mecánico de las propias ondas.

 Neosteogénesis. Estimulando los factores osteogénicos (Osteonectina, etc.) por micronización osteogénica.

Todos estos efectos permiten que las ondas de choque estén siendo utilizadas para el tratamiento de las tendinopatías y entesopatías crónicas de diversa localización con o sin calcificaciones, retardos de consolidación de las fracturas y pseudoartrosis, fascitis crónicas, fibrosis muscular postraumática, osteocondritis, necrosis avascular y quiste óseo solitario, Peyronie, disfunción eréctil, entre otras patologías.

Actualmente, su uso en medicina estética es conocido para el tratamiento de la celulitis y el efecto llamado "piel de naranja", mejorando a su vez notablemente la elasticidad de la piel y mejora del tono muscular. Con las ondas de choque se produce una hipervascularización de la zona tratada provocando a su vez una descompresión de las células celulíticas hiperatrofiadas, favoreciendo una pérdida de circunferencia y centímetros del área.

Generadores de ondas de choque:

Las ondas de choque se producen con distintos aparatos, ya sean radiales (tiempo de ciclo de la onda más lenta) o focales que tienen un ciclo más rápido. Los sistemas focales solo son los que utilizan alguno de estos métodos de generación: electrohidráulicos, electromagnéticos o piezoeléctricos.

Radiales o balísticos

Fueron inventados por el constructor Electro Medical Systems S.A. (EMS) creando el método Swiss DolorClast y funcionan como se muestra en el siguiente video:


Al final del video se muestra cómo se rompe un cálculo de oxalato cálcico prensado a modo de test in vitro. Para los que siguen con la vieja teoría de que las ondas de choque radiales no son ondas de choque, deberían hacerse la pregunta ¿Cómo es que se rompe el cálculo?

No todos los equipos radiales son capaces de generar cavitación. EMS garantiza que con sus equipos radiales se genera cavitación en toda la vida útil de la sonda y en todas las frecuencias. Aquí mostramos un ejemplo de cavitación realizado con un equipo Swiss DolorClast de EMS.

imagen de cavitación generada por una onda de choque radial Cavitación en sistema radial EMS.

diagrama de funcionamiento de una sonda radial ESWT Sonda Evo Blue garantía de cavitación en 1 millón de disparos o 1 año de uso.

 

Focales

Son sistemas que parten del invento inicial de la litotricia. Donde la intención inicial es desintegrar urolitiasis. Son equipos de mayor energía y que concentran la presión en un punto en el espacio. La fase positiva de los equipo focales es de mayor presión que un equipo radial pero la fase negativa es muy similar a los de un equipo radial EMS. El tiempo de transcurso del ciclo es mucho más rápido sobre todo en los equipos electrohidráulicos donde la fuente de generación de la onda de choque es un arco voltaico >14kV.

Electrohidráulicos

El primer sistema de ondas de choque fabricado fue electrohidráulico (concretamente el litotriptor Dornier HM3 diseñado exclusivamente para tratar urolitiasis). Los sistemas electrohidráulicos simulan de forma controlada el fenómeno natural del rayo = trueno. Mediante un electrodo (bujía) se hace saltar un arco voltaico entre ánodo y cátodo que provoca la expansión del plasma generando una onda expansiva que es una onda de choque. Esta onda de choque es focalizada en F2 en el interior del cuerpo humano mediante una lente parabólica. Estos sitemas electrohidráulicos, por su elevado precio de adquisición, de mantenimiento y sus fungibles (electrodos), aconsejamos que queden reservados para litotricia o su uso combinado para ambas terapias.

Reflector Parabólico Reflector parabólico concentra la energía generada en F1 hacia F2.

¿Y qué es el F2? Pues es la concentración de onda de choque en un espació diferente de donde se ha generado F1. El F2 comúnmente se denomina volumen terapéutico o concentración focal.

La primera forma de definir el volumen terapéutico era en definición -6dB que no es más que la isobara resultante del los puntos que son 50% del punto de presión máxima. La definición -6dB presta a confusión pues evidentemente la definición isobárica partiendo del 50% de un punto de presión máximo, por ejemplo, de 100MPa (=50MPa) no es comparable con la definición isobárica partiendo del 50% de un punto de presión máxima de, por ejemplo, 50MPa (=25MPa). Actualmente, esta definición a nivel comercial se sigue usando por "tradición", pero a nivel científico está en desuso. A nivel científico se aplica la definición según la norma EN 61846 donde se define una isobara del contenido de presión como la siguiente imagen:

foco de la onda de choque y volumen terapéutico

Piezoeléctrico

Posteriormente se inventó el sistema piezoeléctrico que, como su nombre indica, se basa en un material (cristales) piezoeléctrico que se contrae o expande en función del voltaje aplicado al mismo. 

Esquema de funcionamiento del sistema piezoeléctrico en ondas de choque

Nuestro sistema focal Swiss Piezoclast:

visualización efectos ESWT focal

visualización cavitación ESWT focalGeneración de cavitación con sistema focal PiezoClast.

La consecuencia del cambio brusco de la forma del piezoeléctrico es la generación de una pequeña onda de choque. La disposición de diversos piezoeléctricos en parábola propicia que se genere una onda de choque por sumación de muchas pequeñas ondas de choque y concentradas en F2 (volumen terapéutico).

Los primeros sistemas piezoeléctricos eran deficientes por la fatiga de los cristales piezoeléctricos aplicados en cerámicas del tamaño de un tapón de unos 3 cm de diámetro. Esta tecnología casi se ve extinguida por sus costes de mantenimiento hasta que la aplicación de la nanoelectrónica sacó al mercado piezoeléctricos de muy alto rendimiento y durabilidad de un tamaño inferior a los 2mm (es como el salto de la válvula de vacío al transistor). Esta nanoelectrónica es la tecnología que aplicamos actualmente en el sistema PiezoClast donde garantizamos un mínimo de 5 millones de ondas de choque a niveles terapéuticos óptimos. Esto convierte el PiezoClast en un sistema muy versátil, duradero y de bajo coste.

esquema de una sonda ESWT focalSonda focal Swiss Piezoclast que ofrecemos con garantía de cavitación durante 5 millones de disparos o 1 año de uso.

Video generación cavitación con sistema focal PiezoClast.

Electromagnéticos

Luego llegaron los electromagnéticos que funcionan como un altavoz. El electroimán atrae una lámina metálica y al cambiar la polaridad repele esta de forma súbita provocando una onda de choque. Los hay planos y de forma cilíndrica. Son los más extendidos ya que era la solución económica a los sistemas electrohidráulicos en los años 90. Desconocemos datos de fabricantes de sistemas electromangnéticos que muestren sus datos en definición según la norma EN 61846.

esquema de un sistema electromagnético de ondas de choque

Indicaciones recomendadas para el tratamiento de ondas de choque

Ver listado de indicaciones

Lista de reproducción vídeos sobre tratamientos:

Enlaces de interés:

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