Allgemeines

Seit 15 Jahren werden Stoßwellen zur Zertrümmerung von Nieren-, Harnleiter- und Gallengangssteinen (Lithotripter) angewendet. Kürzlich wurde dieses Verfahren auch zur Behandlung von Weichteilbeschwerden, Wundheilungsstörungen, bei Verkalkungen der Schulter, dem Tennisarm und dem Fersensporn, sowie bei Knochenbruchheilungsstörungen erfolgreich eingesetzt.

Stoßwellen begegnen dem Menschen vielfach auch im Alltag. So kann man den Knall eines Überschallflugzeuges genauso hören, wie die Explosion eines Sylvesterknallers.

Was ist eine Stoßwelle?

Eine Stoßwelle ist eine sich ausbreitende Schallwelle, in der größere Teile der Materie, meist der Luft, oder auch nur einzelne Atome in Schwingungen versetzt werden. Im Gegensatz zu druckschwachen monofrequenten Ultraschallwellen sind Stoßwellen kurze (Lebensdauer 10 µs), druckstarke (Spitzendruck ca 500 bar) Schallimpulse, die sich durch einen schnellen Druckanstieg (Anstiegszeit < 10 ns) und durch ein breites Frequenzspektrum (16 Hz - 20 MHz) auszeichnen.

Stoßwellenerzeugung

Drei verschiedene Verfahren werden in der Medizin zur Erzeugung von Stoßwellen verwendet. Allen drei Verfahren ist gemeinsam, dass die Stoßwellen außerhalb des menschlichen Körpers in der Umgebung von Wasser entstehen. Dies wird als extrakorporale Erzeugung bezeichnet.

Da Wasser eine annähernd gleiche Dichte wie die flüssigkeitshaltigen Gewebe des menschlichen Körpers hat, hält man somit beim Übertritt der Stoßwellen in den Körper den Energieverlust gering.

1) Elektrohydraulisches Prinzip
Mittels einer speziellen Zündkerze wird Wasser schlagartig erhitzt. Es kommt zu einer Gasbildung, die sich dann in Form der Stoßwelle explosionsartig ausbreitet. Diese Wellen werden in einem halbrunden Reflektor gebündelt und fokussiert.
 

2)Piezoelektrisches Prinzip
Beim Anlegen eines Wechselstroms erzeugen bestimmte Quarzkristalle durch Formveränderungen mechanische Schwingungen. Diese setzten sich dann als Stoßwellen im wässrigen Medium fort und werden aufgrund einer halbkreisförmigen Anordnung der Quarzkristalle in einem Punkt gebündelt.

Durch ein impulsartig angelegtes Magnetfeld wird eine Metallmembran zur Auslenkung gebracht. Diese Auslenkung geschieht mit sehr hoher Geschwindigkeit, so dass im wässrigen Medium Stoßwellen entstehen. Die Stoßwellen werden mit einer nachgeschalteten Linsenoptik auf einen Brennpunkt fokussiert.

Wie wirkt eine Stoßwelle?

Die Ausbreitung, Geschwindigkeit und Reichweite von Stoßwellen sind von der Dichte der Materie abhängig, in der sich die Welle ausbreitet. Entscheidend für die Energiefreisetzung im menschlichen Organismus ist der Dichteunterschied zwischen den verschiedenen Geweben. So kann man zwischen "flüssigen Geweben" (Fett, Muskel, Blut, Wasser) und "festen Geweben" (Knochen, Nierenstein, Kalk) unterscheiden.

An der Grenze zweier unterschiedlich dichter Gewebestrukturen, so z.B. zwischen Knochen und Fett, wird durch Ausbreitungshindernisse die Energie der Stoßwelle in diesen Strukturen freigesetzt. Im Gegensatz zur Ultraschallwelle geschieht dies nicht nur in Form von thermischer sondern auch kinetischer Energie, die therapeutisch genutzt wird.

Die Stoßwelle besteht aus zwei verschiedenen Anteilen, einer Druck- und einer Zugwelle. Die Druckwelle komprimiert das umgebende Gewebe und durch die Freisetzung von Energie kommt es zum Aufbruch der Gitterstruktur von Molekülen. Der Zugwellenanteil mit seinem geringeren Druck sorgt für ein Zusammenfallen von Gasblasen (Kavitationsphänomen) innerhalb der Kalkstrukturen, die sich nach Ablauf der Stoßwelle wieder ausdehnen und somit für eine Destabilisierung der Kalkstrukturen sorgen.

Nebenwirkung

Neben der Ausbildung von Blutergüssen kann es zu Schwellungen oder oberflächlichen Hauteinblutungen nach einer Stoßwellenbehandlung kommen. Seltener wird von einer kurzfristigen Schmerzverstärkung im Behandlungsgebiet berichtet.

Mit schwerwiegenden behandlungsbedürftigen Komplikationen ist nach Stoßwellenanwendung praktisch nicht zu rechnen.

Literatur:

http://www.onmeda.de/arztbesuch/untersuchung_behandlung/extrakorporale_stosswellentherapie.html   Zugriff am 11.9.2009

Online-Informationen der Deutschsprachigen Gesellschaft für Extrakorporale Stoßwellentherapie e.V.: www.digest-ev.de (Stand: September 2008)

Wess, O.: Physikalische Grundlagen der extrakorporalen Stoßwellentherapie. Journal für Mineralstoffwechsel. Vol. 11, pp. 7-18 (2004)