Belarusian state university of informatics and radioelectronics

BELARUSIAN STATE UNIVERSITY OF INFORMATICS AND RADIOELECTRONICS

Extracorporeal Shock Wave Therapy in Acute Injury Care

                                                                             Master student

                                                                           Leshkovich S.A.

 

                                                                                               

                                                                            Department of

                                                                                       electronic engineering
                                                                             and technology                                           

                                                                              Group 7M1101 

 

                                                                                                Scientific Adviser                                     

                                                                                               Dostanko A.P.                                              

 

Minsk 2018

CONTENTS

Оглавление

ANNOTATION.. 3

INTRODUCTION.. 4

1 BBIOLOGICAL EFFECTS OF ESTW IN EARLY TISSUE REGENERATION.. 6

2 DIELECTRIC PROPERTIES OF SOME TISSUES. 8

3 ESWT PARAMETERS AND SAFETY IN ACUTE INJURY CARE. 9

3.1. ESWT parameters in acute injury care. 8

3.2. Safety of ESWT parameters in acute injury care. 10

CONCLUSION.. 11

GLOSSARY. 12

REFERENCES. 19

 

 

ANNOTATION

 

           It was reviewed the method of extracorporeal shock wave therapy(ESWT) in treatment of acute injury. It was described time of treatment after injury by ESWT. It was provided parameters ESWT in acute traumatism. It was described recommendations related to safety ESWT in acute traumatism.

 

A ННОТАЦИЯ

 

Проведен обзор метода экстракорпоральной ударно-волновой терапии (ЭУВТ) при лечении острых травм. Описано время лечения после травмы методом ЭУВТ. Даны параметры ЭУВТ при острой травматизации. Описаны рекомендации по безопасности ЭУВТ при острой травматизации.

INTRODUCTION

 

Focused high-energy shock waves applied from outside the body have been used as a means of medical treatment since 1980 when extracorporeal shock wave lithotripsy was introduced to enable the noninvasive disintegration of renal and gall stones. Since then, the scope of disorders to which the technique is applied has been extended to various medical fields.

When directed to biological tissues, shock waves generate physical interactions and effects by formation of cavitation bubbles and shear stress, which are considered to evoke distinct biological responses in tissues, cells, and at subcellular level. Energy flux density (EFD) and the number of applied impulses are thus key determinants of shock wave effects in medical use. Despite the considerable time span over which extracorporeal shock wave therapy (ESWT) has been used for medical purposes, the technique is not yet optimized for clinical practice. It has been shown that responses to shock waves are dose dependent and tissue specific. This means that clinicians and physical therapists have to handle optimal dosage while deployment of appropriate tissue-specific energy levels is required to induce a positive outcome. In addition to the optimization of energy modalities, it is particularly the timing of the therapy onset within the postinjury period which may be a further major factor of influence on the success of ESWT that has been given less attention so far.

The importance of optimal treatment timing in the postinjury phase is highlighted by considering basic biological principles of tissue repair processes. It is well established that tissue regeneration occurs in 3 distinct phases, which partially overlap in time: inflammation (in case of bleeding proceeding interdependently with haemostasis), proliferation, and remodeling. Perturbations in any of these repair phases can develop into a chronic condition and failed repair, representing a prolonged, dysregulated, and maladaptive process that eventually leads to tissue destruction. In orthopedics, for a large part, it is precisely those chronic conditions that are currently treated with ESWT, typically applied at least 3 months after injury, and often only after years of unsuccessful conservative treatment and/or to avoid invasive, and in some cases repeated surgical intervention. Under such circumstances, the main objective of ESWT is to bring the chronic condition back into a more responsive acute state, thus escaping the vicious inflammatory cycle and triggering the self-repair mechanisms of the body. This inevitably raises the question of whether ESWT could also bring a benefit in acute trauma healing by supporting the regular process of regeneration. If so, ESWT could provide a beneficial noninvasive means of therapy for treatment of severe soft tissue and bone injuries, as it is often exactly those complex conditions that are at high risk to become chronic due to persistent inflammation and poor tissue perfusion, what makes their management challenging to practitioners. If ESWT, applied in the acute postinjury phase, would be able to accelerate tissue repair while accounting for nonhazardous inflammatory control, as already shown in various animal models, it would help reduce the risk of complications and may even prevent development of chronicity.

CONCLUSION

ESWT improves the healing of acute injuries while highlighting several limitations. With the current data available, there is substantial evidence that ESWT applied as a primary therapy can accelerate the healing of several types of skin wounds. However, considering the extremely limited evidence, it is presently not possible to provide a true estimate of how shock waves interfere with the healing of acute injuries of muscle, tendon/ligament, and bone. In this regard, the results of the present evaluation rather provide an incitement into further research. Aspects to be considered will be to obtain larger numbers of high-quality studies on individual tissue types and study designs. A wide open field of uncertainty has also remained regarding optimizing the timing of postinjury administration and determining the usefulness and appropriate intervals of repeated application. In addition, there is as yet no information about how ESWT compares with other noninvasive treatment approaches. It therefore also remains to be tested whether ESWT could, for example, be an alternative to corticosteroids and nonsteroidal anti-inflammatory drugs, which, although routinely administered, have both been shown to implicate ambiguous effects and delayed or irreversibly disturbed healing.

GLOSSARY

 

№	T erm	T ranslation
1	able	способный
2	absorber	поглотитель
3	abundant	обильный
4	access	доступ (к узлу, детали; к памяти)
5	accord	согласие соотношение
6	accuracy	точность
7	accurately	точно
8	acid	кислота
9	addition	сложение, добавка
10	adhesive	клей; клейкое вещество
11	adipose(tissue)	жировая(ткань)
12	advantage	преимущество, выгода
13	align	выравнивать, центрировать
14	allow	разрешать
15	alter	изменять; переделывать
16	alternate	1. чередовать 2. заместитель
17	although	1. хотя 2. несмотря на
18	ambient	окружающий, внешний
19	amplifier	усилитель
20	aperture	отверстие, апертура, щель
21	apparently	по всей видемости
22	appearance	схема
23	arm	1. рука 2. стрела 3. крыло
24	ault	неисправность, дефект, отказ, ошибка
25	available	доступный
26	avoid	избегать
27	background	фон
28	beam	пучок лучей
29	bearing	1. подшипник 2.отношение 3 опора
30	bevel	скос, уклон, конус, фаска
31	bin	ячейка, карман
32	blink	мигать; мерцать
33	blood flow	кровоток
34	bone	1. кость 2. тело останки 3. игральные кости
35	bottom	основание
36	breakage	поломка
37	breaker	прерыватель
38	breast	1. Грудь, молочная железа 2. камера
39	Breathability	Водопроницаемость
40	briefly	кратко, сжато
41	brilliance	свечение, яркость
42	build-up	собирание, накопление
43	built-in	встроенный (внутренний)
44	bulk	1. масса, объем, груз, корпус 2. казаться
45	bundle	1. сверток узел 2. отсылать вещи
46	Burning quality	Горючесть
47	capabilities	характеристики
48	capacitor	конденсатор
49	capacity	емкость (электрическая); вместимость, емкость (физическая)
50	catcher	улавливатель
51	сaution	внимание,предупреждение
52	cell	1. клетка (в том числе биолог.) 2. отсек
53	cellotape	клейкая лента, лента "скотч"
54	cerebellum	мозжечек
55	chain	цепь (механическая или функциональная)
56	change	изменения, мелочь, изменять
57	chart	схема, диаграмма; карта, лист
58	choke	дроссель
59	circuit	схема, линия связи, окружность
60	circuitry	электрическая схема
61	clamping	фиксация, зажатие
62	clearly	явно
63	clip	зажим, фиксатор; зажимать, крепить, фиксировать
64	clock pulse	тактовый импульс, синхроимпульс
65	clock revolution	вращение (поворот) по часовой стрелке
66	coating	покрытие
67	coercive force	коэрцитивная сила
68	coil	соленоид
69	coldr	холодный
70	common (СОМ)	общий контакт, точка
71	compared	сравнить
72	completely	полностью
73	conductive	электропроводящий
74	consequently	следовательно
75	considerably	значительно
76	consumable	расходуемые материалы
77	contain	содержать
78	contaminant	загрязнител
79	content	1. содержание 2.объем емкость 3.суть 4. довольный
80	converter	преобразователь
81	cooling	охлаждение
82	corneum	роговой
83	correlate	кореляция, соотносить
84	couple	1.пара 2. соединять
85	crack	трещина, разрыв; трескаться, разрываться
86	creepage	утечка
87	current	1. эл. ток 2. течение
88	cursory	поверхностный
89	cutout	рубильник, прерыватель, плавкий предохранитель; выключатель; выключенное состояние; вырез
90	damp	сырой, влажный; демпфировать, амортизировать
91	dampness	сырость
92	DC bias	напряжение смещения постоянного тока
93	decrease	снижение
94	deenergise	выключать(ся)
95	degree	ранг уровень
96	demand	1. требовать 2. нужда
97	dense	плотный непрозрачный недогадливый
98	density	плотность
99	depend	зависить, полагаться
100	dependency	зависимость
101	derive	1. извлекать 2. развлетлять шунтовать 3.наследовать
102	description	описание
103	deteriorate	ухудшаться, разрушаться
104	determine	определить
105	development	1. развитие 2. строительство 3. проявление
106	direct	1. прямой постоянный 2 точный 3 управлять
107	domelike	куполообразный
108	doped	легированный
109	drive in	ввести
110	drive out	вывести
111	drop	1. капля 2. падение, падать
112	drowing	чертеж
113	dry building mixes	сухие смеси
114	dust	пыль; удалять пыль
115	earth wire	провод заземления
116	eliminate	устранить
117	emission	выделение, эмиссия, излучение
118	equation	уравнение
119	erase	подавление, стирание; подавлять, стирать
120	especially	особенно
121	even charge	равномерный заряд
122	examination	экспертиза допрос экзамен
123	exhibit	1.экспонат 2. выставлять
124	existence	существование
125	extracellular	внеклеточный
126	extract	извлекать
127	extreme	крайний, предельный
128	fastener	зажим, крепежная деталь
129	fat	1. жир 2. толстый
130	fatigue effect	эффект усталости
131	feature	особенность
132	feeler	щуп
133	fiber	нить, фибра
134	finger	палец
135	flow	поток, течь
136	fluid	1. жидкость, жидкая среда 2. газообразная среда 3.изменчивый
137	foam	пористый материал
138	friction	трение, сила трения
139	frog	1. лягушка 2. петля крючек
140	further	1. далее 2. способствовать
141	gap	зазор, промежуток, просвет, щель
142	gas-distribution system	газораспределительная система
143	glue	клей
144	grease	смазка
145	grip	захват, зажим
146	hardness	Твердость
147	hence	следовательно
148	increase	увеличение, увеличивость
149	indicate	указывать требовать
150	inductance	индуктивность, катушка индуктивности
151	influence	влияние
152	infrared heating system	установке ИК-нагрева
153	inhibit	запрет, блокирование; блокировать
154	inhomogeneous	неоднородный
155	inner	1 внутренний 2 сокроверный
156	insert in - pull out type	составной элемент
157	Insertion	вставка
158	insufficient	неполный
159	insulate	изолировать
160	intelligent	умный
161	interface	1. интерфейс 2. граница раздела (поверхность контакта)
162	jack	гнездо (разъема)
163	junction	соединение, стык
164	layer	слой
165	lead	1. ввод, вывод 2.проводник. 3. опережение 4.свинец 5. руководить, руководство
166	leak	утечка
167	leaky	1. неплотный 2. ботливый
168	leg	1. нога 2.голень 3. штанина 4 протез 5 фаза
169	less	меньше
170	light	1.свет источник света, огонь 2. легкий слабый 3. зажигать
171	limb	1.конечность 2.часть 3. ветка
172	list	1. список, ведомость 2. каемка оторочка
173	longitudinal	продолный
174	lubricant	смазка
175	lungs	легкие
176	magnetic pickup	измерение магнитного поля
177	mammal	млекопитающие
178	manifestation (of)	проявление
179	marrow	1. мозг, костный мозг 2.кабачек
180	matter	1. вещество 2. провод 3. гной 4. вопрос 5. иметь значение 6. гноиться
181	may	1. может 2. дева
182	measurement	измерение
183	mimic	1. мим 2. имитировать
184	mind	1.разум 2.возражать
185	mobility	подвижность непостоянство мобильность
186	modify	модифицировать
187	moisten	увлажнить смагчить
188	moreover	более того
189	narrow	узкий
190	needle	1. игла, спица 2. шпиль, обелеск 3. язвить
191	negligible	незначительный
192	noise	шум, помехи
193	non-volatile	энергонезависимый
194	notable	замечательный
195	note	1.заметка 2. банкнота 3. звук
196	nut	гайка
197	obstruction	преграда
198	occur	происходить
199	offset	смещение
200	orifice	отверстие
201	outer	1. внешний 2. физический 2. объективный
202	oxidize	окислять(ся)
203	particles	частица
204	pass	1. проходить 2. перевал 3. пасс
205	pathway	путь
206	pentavalent cations	пятивалентные катионы
207	perform	1. выполнять 2. играть 3. иполнять роль
208	permittivity	диэлектрическая проницаемость
209	pointing	заострение
210	pollling	запрос, опрос
211	poorly	1. плохо скудно 2. малолюдный нездоровый
212	possible	1. возможный(ое) 2. терпимый
213	pound	фунт (0,4536 кг)
214	preliminary	предварительный
215	pressure	давление
216	prong	штырь, штырек
217	pulse	импульс
218	pumping rates	скорость откачки
219	range	1. диапазон 2.ряд 3.круг
220	ratio	пропорция, коэфициенты
221	recovery	восстановление
222	red cell	эритроцит
223	reduce	редуцировать
224	relate	1. относиться 2. член отношения
225	relationship	отношение связь
226	relative	1. относительный, рялятивный 2.взаимосвязанный 3. родственник
227	release	выпуск
228	reliability	надежность, безотказность
229	remarkable	замечательный
230	reorder	восстанавливать порядок
231	repair	ремонт; ремонтировать
232	repair kit	комплект для ремонта
233	resemble	походить на
234	residual	остаточный
235	restore	восстанавливать, возвращать в исходное состояние
236	restriction	ограничение
237	reveal	1. раскрывать 2.откровение 3.четверть
238	row	ряд
239	rust	ржавчина
240	sample	1. образец 2. проба 3. выборка
241	scale	линейка, шкала
242	scatter	разброс
243	screw	винт
244	screwdriver	отвертка
245	sensitive	чуствительный
246	separation	1. разделение 2 зазор, щель 3. развод увольнение
247	separation	отделение
248	setup	1. устройство система 2. осанка 3. организация
249	shade	штриховать
250	shield	1.щит, экран 2. ширма 3. значек полицейского
251	shift	сдвиг
252	shortcut	1) (более) быстрый или (более) короткий способ доступа (к чему-либо) 3) ярлык, пиктограмма ускоренного доступа 5) перемычка;
253	significant	1. значительное 2. знак
254	skin	кожа
255	skip	пропуск, пробел
256	skull	череп
257	soldering iron	паяльник
258	solution	1. решение 2. микстура 3. окончание болезни
259	source	1. источник 2. родник
260	species	вид род
261	specimen	1. образец 2. проба, пробный
262	spectrum	спектр
263	spleen	1. селезенка 2. злоба
264	sponge	губка
265	spongy	1. губчатый, пористый 2.вязкий
266	spread	1. распространение рост 2. распространеный 3. шириться
267	sputtering system	распылительная система
268	squeak	шум, скрип
269	state	1. состояние 2. государство 3. штат
270	stick	рукоятка
271	stratum	слой, формация
272	substrate	подложка
273	sufficient	дастаточно
274	suitable for	подходит для
275	surround	окружать
276	suspension	1. подвеска 2. взвесь (суспензия) 3. отстранение от должности
277	target	1. цель, мишень, сигнал 2. нацеливать
278	template	образец
279	tip	штырь, наконечник, жало (паяльника)
280	tolerance	допуск
281	transverse	поперечный
282	treatment	1. лечение 2. дробление
283	tube	1. труба, электроно-лучевая трубка 2. метро 3. лампа
284	tungsten	вольфрам
285	twisted wire pair	пара скрученных проводов
286	unfortunately	к сожалению
287	usage	частота использования, используемость
288	variability	изменчивость
289	varying	варьировать менять
290	velocity	скорость
291	waiting	ожидание
292	warm	прогрев, нагрев; нагревать(ся), прогревать(ся)
293	warning	предупреждение, (более сильное значечение по сравнению с caution)
294	weaken	ослаблять
295	weakness	непрочность; слабость
296	wear	износ
297	weight	вес, плотность (бумаги)
298	width	ширина
299	wire	провод, проволока
300	worn	истертый, изношенный

R EFERENCES

 

[1] Antonic V. Extracorporeal shock wave therapy (ESWT) for wound healing: technology, mechanisms, and clinical efficacy/ Antonic V., Mittermayr R. // Medical & biological engineering. – 2012. – p. 456–465

[2] Chaussy C. Extracorporeal shock wave therapy suppresses the early proinflammatory immune response to a severe cutaneous burn injury/ Chaussy C., Brendel W., Schmiedt, E. Hart // Encyclopedia of Biomedical Engineering. – 2000.

[3] Gerdesmeyer L. Extracorporeal shock wave therapy for the treatment of chronic calcifying tendonitis of the rotator cuff: a randomized controlled trial / Gerdesmeyer L., Wagenpfeil S., Haake M // Physics in Medicine & Biology. – 2003. – №32. – p. 2573–2580

[4] Haake M. Side-effects of extracorporeal shock wave therapy (ESWT) in the treatment of tennis elbow/ Haake M., Decker T.//. – 2002. – p. 222–228

[5] Hochstrasser. Dose-dependent and cell type-specific cell death and proliferation following in vitro exposure to radial extracorporeal shock waves/ Hochstrasser, Schmitz C. // Physics in Biology. – 2016. – p. 101–135

[6] Kisch T. Repetitive shock wave therapy improves muscular microcirculation. J Surg Res/ Kisch T., Wuerfel W., Forstmeier V.// 2016. – №10. – p. 440-445

[7] Schaden W. Mechanotherapy: revisiting physical therapy and recruiting mechanobiology for a new era in medicine/ Schaden W., Orgill D., Ogawa, R // Physics in Medicine & Biology. – 2013. – №19. – p. 555–564

BELARUSIAN STATE UNIVERSITY OF INFORMATICS AND RADIOELECTRONICS