日本体外衝撃波医学会

■用語と定義

日本体外衝撃波医学会（旧 日本運動器SHOCK WAVE研究会）は、本邦において使用する体外衝撃波治療に関する名称及び専門用語を、国際衝撃波治療学会（ISMST）の定義に基づき、下記の通り定義して用いることと決定いたしました。

≫用語と定義

■国際衝撃波治療学会（ISMST）が定める治療ガイドライン

国際衝撃波治療学会（ISMST）が作成した様々な疾患に対する治療ガイドラインです。

このガイドラインは、医療従事者による患者への質の高いケアの提供を支援することを目的に、

最新かつ信頼性の高い医学的研究とエビデンスに基づいて作成されています。

≫国際衝撃波治療学会（ISMST） 体外衝撃波治療ガイドライン

■体外衝撃波治療とは

早稲田大学 スポーツ科学学術院　　熊井 司

(『運動器スポーツ外傷・障害の保存療法　下肢』南江堂　P.48～55より引用し一部改変)

Ⅰ　体外衝撃波治療の変遷

近年、体外衝撃波治療(Extracorporeal shock wave therapy : ESWT)は、運動器疾患に対する物理療法の一つとして特にスポーツ障害治療の分野で盛んに用いられるようになってきており、その効果が注目されつつある。衝撃波の持つ物理的特性を用いて、様々な生物学的効果を引き出す治療法として世界的に普及してきている。

衝撃波を医療に用いるという考えは、1960年代の主としてドイツで研究が始まっている。尿路系結石に対する砕石治療法(lithotripsy)のための研究が進み、1975年にはミュンヘン大学でラットに対して応用されている。1980年には人に対する初めての成功例が報告され、1982年にはドルニエ社による実用機器HM3が開発されている¹⁾。砕石治療法と同じ考えで、1987年にはTHAのインプラント抜去時のセメント破砕にも有効であるとする報告がみられている²⁾。砕石治療法としての臨床応用が進む中で、同時に腸骨稜の骨肥厚や軟部組織の治癒促進が観察されることが注目され、1980年代後半から骨折治癒や偽関節の骨癒合促進、創傷治癒促進といった整形外科領域での応用が期待されるようになった^3-5)。その後、偽関節治療時に早期から照射部周囲の疼痛が軽減することが確認されるようになり、軟部組織の疼痛性疾患の中でも特に難治性腱症(tendinopathy)・腱付着部症(enthesopathy)に対する疼痛治療としても注目されるようになった。

わが国では2008年に医療機器としての承認が下り、2012年より「難治性足底腱膜炎」に対する保険診療が可能となっている。さらに国際衝撃波治療学会(ISMST)で推奨される適応疾患（後述）が、足底腱膜症以外の難治性腱症・腱付着部症全般と、疲労骨折、骨壊死、離断性骨軟骨炎や創傷遷延治癒、皮膚潰瘍といった整形外科領域の多岐にわたるため、現在では広く普及するに至っている。また、他科においても循環器領域では狭心症に対する「低出力体外衝撃波治療」が2010年から先進医療技術に認定され臨床応用されており⁶⁾、他にも美容医療でのセルライト治療やED治療といった領域で広く用いられるようになってきている。

現在、スポーツ障害治療の分野では、上記のような適応疾患に対する除痛効果や組織修復促進効果に加え、筋・筋膜の滑走性や柔軟性改善などコンディショニングへの活用が期待されている。

Ⅱ　体外衝撃波の基礎

1. 衝撃波の特性

   　衝撃波とは音速を超えて伝わる圧力の波であり、音響インピーダンスが異なる境界で瞬時にエネルギーを放出する特性がある。圧力レベルは100MPaと高く、10～20nsの超短時間に最高に達したのち速やかに陰圧に移行する間欠的な圧力波を呈するため（図１）、一般的な超音波（連続波）とは異なり熱を発生しないという特徴がある^7,8)。生体内では水と音響インピーダンスの近い脂肪組織や筋肉内を通過し、大きく異なる骨表面や腱・靭帯付着部、腱変性部などとの境界部で反射・屈折し大きなエネルギーを放出する。さらに連続した衝撃波により生じた陰圧波が同じ境界部で気泡を形成し、膨張したのち暴発することにより二次的な破壊作用(cavitation効果)を示す（図２）。
   　

   図1 衝撃波の波形(focused shock wave) 圧力レベルは100MPaと高く、10～20nsの超短時間に最高に達したのち 速やかに陰圧に移行するのが特徴である （こちらより引用し改変）

    

   図2 陰圧波によるcavitation効果 陰圧波により気泡が形成され、膨張したのち暴発することにより超音速のmicro jetが発生し、 組織に対するナノメーターレベルでの破壊作用を示す。 （こちらより図を引用し改変）

    

2. 衝撃波の生物学的作用

   　ESWTによる臨床効果としては、即時的な除痛効果と遅発的な組織修復効果が確認されているが、その作用機序についてはいまだ十分に解明されていない。

   　除痛効果は、末梢での自由神経終末の破壊^9,10)や脊髄後根神経節での神経伝達物質の抑制¹¹⁾が関係していると考えられており、照射直後から効果がみられることが多い。またESWTの複数回照射により、破壊された神経終末の再生が抑制されることも報告されている¹²⁾。

   組織修復効果については、衝撃波による機械的刺激が細胞からの生物学的応答を誘導する “mechanotransduction” ¹³⁾によるとする考え方が一般的である¹⁴⁾。腱や皮膚に対する効果は、主として血管新生増殖因子(VEGF)や血管拡張因子(eNOS)の誘導によるとされており^7,15)、Type I コラーゲン産生増加¹⁶⁾や炎症性サイトカイン抑制¹⁷⁾も報告されている。また骨に対する効果として、骨形成因子(BMP-2)の分泌促進¹⁸⁾や骨形成幹細胞の遊走能促進¹⁹⁾も報告されている。

   　これらの運動器における生物学的作用を誘導するのに用いられている衝撃波エネルギー量は、泌尿器領域での砕石治療に用いられていたエネルギーよりかなり低い（図３）。現在、わが国で用いられている集束型体外衝撃波治療器で照射できるエネルギーはいずれも0.5mJ/mm²以下であり、low/med energyの領域で使用されている。

   　これに対し拡散型圧力波は、皮膚から浅い領域にエネルギーが放射状に伝播するため（後述）細胞に対する応答は限局されるが、筋・筋膜組織や脂肪組織に対する広範なwavingによる筋滑走性や緊張の改善による効果が期待されている。
   　

   図3 エネルギーによる衝撃波治療の違い 運動器を対象とする体外衝撃波治療に用いられているエネルギー量は砕石治療(lithotripsy)の約1/10に相当する。

    

     

3. 体外衝撃波治療の適応疾患と禁忌（参照）

   　ESWTの適応症と禁忌については、2016年に国際衝撃波学会により発表された合意声明(consensus statement)改訂版が最も信頼されている²⁰⁾。2008年版の合意声明から8年経過したことで、新たなエビデンスも加わり内容がいくつか改訂されている。主な変更点は、標準適応疾患の中に、創傷遅延や皮膚潰瘍、非全周性熱傷といったskin-pathologiesが追加されたことと、bone-pathologiesの中の無腐性骨壊死や離断性骨軟骨炎に「早期」「骨端線閉鎖後」などの制限がなくなり、「関節障害を伴わない」ことが付記されたことである。この合意声明には、標準適応疾患以外にも、Empirically-tested clinical useとしてエビデンスは少ないものの経験的に用いられている疾患群として、腱板損傷や鵞足炎を含む腱障害や骨挫傷やシンスプリントを含む骨障害、筋挫傷、セルライトなどが明記されている。またExceptional indications – expert indicationsとして専門家による例外的適応に、変形性関節症、ばね指、手根管症候群、痙性なども挙げられている。

   禁忌については、radialとlow energy focusedにおいては照射領域内の悪性腫瘍と胎児のみであり、肺、脳脊髄組織、骨端線についてはhigh energy focusedの照射領域内のみとなっている。

    

4. 体外衝撃波治療器の種類

   　体外衝撃波治療器には、集束型衝撃波(focused shock wave: FSW)と拡散型圧力波(radial pressure wave: RPW)がある。集束型は衝撃波を集束させて高いエネルギーを深部に到達することが可能であるのに対し、拡散型はハンドピース先端からエネルギーが放射状に伝播するため浅い領域でのみ有効である（図４）。両者の波形は異なり、拡散型は厳密には衝撃波というよりは5～20MPaレベルの緩やかな立ち上がりを示す圧力波(pressure wave)ということができる（図５）。発生方式も両者では異なり、集束型では電磁誘導方式(electromagnetic)、電気水圧方式(electrohydraulic)、圧電方式(piezoelectric)の集束領域の大きさが異なる3方式があり、拡散型は圧縮空気により発射体を飛ばすことで圧力波を発生させる空気圧方式(electropneumatic)が用いられている。

   わが国で現在用いることのできるFSWは、Duolith SD1^Ⓡ（STORZ MEDICAL社 スイス）とEPOS ultra^Ⓡ（Dornier社 ドイツ）であり、いずれも電磁誘導方式による。またRPWも2015年から使用可能となっており、MASTERPULS^Ⓡ（STORZ MEDICAL社 スイス）、インテレクトRPW（DJO社 米国）、BTL-6000トップライン（BTL社 英国）などが流通している（図６）。RPWはFSWに比べ安価で軽量・コンパクトなため、理学療法士やアスレチックトレーナーによるスポーツ現場での普及が拡大している。

   運動器領域での体外衝撃波治療の発展を目的とした日本運動器SHOCK WAVE研究会が2016年に設立され、学術集会と各協賛企業の開催する実用的なセミナーを通して、症例検討や臨床・基礎研究の発表と手技の指導を行っている。
   　

   図4 集束型衝撃波と拡散型圧力波のエネルギー伝播の違い 集束型は衝撃波を集束させて高いエネルギーを深部に到達することが可能であるのに対し、拡散型はプローブ先端からエネルギーが放射状に伝播するため浅い領域でのみ有効である。

    

   図5 拡散型圧力波の波形 (radial pressure wave) 圧力レベルは5～20MPaが一般的であり、3μsの時間で比較的緩やかな立ち上がりを示すのが特徴である。（図２とは圧力レベルのスケールが大きく異なる） （こちらより図を引用し改変）

   　
   

   図6 本邦で利用できる代表的な体外衝撃波治療機器 a. Duolith SD1® ultra　b. EPOS®　c. MASTERPULS® MP100　d. インテレクトRPW　e. BTL-6000トップライン

    

Ⅲ　体外衝撃波治療の基本操作手順（集束型）

衝撃波によるエネルギーを、正確に病変部に照射することが最も重要となる。実際の臨床でのポイントとして以下の3点を心がけている。

1. 圧痛点と超音波検査による病変部位の特定：

   腱・靭帯付着部症や疲労骨折の多くは皮膚上から比較的簡単に病変部を触知することができる。まずは圧痛点を正確に同定し、超音波画像にて病変を描出する。疲労骨折や離断性骨軟骨炎の場合は、XpやCT、MRIの画像所見も参考にする。

    

2. 照射深度・角度の設定：

   超音波画像やCT画像から、病変の皮膚からの深度を計測する。超音波検査の場合には、プローブを皮膚上に垂直にあて得られた画像からその深度を読む（図７a）。ハンドピース先端に、深度に合わせたスタンドオフ（照射深度調整用アクセサリー）を選択し装着する（図７b）。照射時にはハンドピースを超音波検査でのプローブと同じ角度・強さで設置する。
   
   

   図7 基本操作手順  a.超音波画像での照射部位・深度の決定（足底腱膜症） b.深度に合わせたスタンドオフの選択

    

3. バイオフィードバック：

   照射時の局所麻酔は原則的に使用していない。照射中に疼痛部位と程度を患者さんから確認しつつ、エネルギー強度を調整していく。照射強度は、徐々に上げていき患者さんが耐えうる最大強度で行う。照射により普段感じている部位の疼痛を訴えるが、多くの場合、数分のうちに軽快する。照射部位や角度をわずかに変化させつつ疼痛を再確認しながら、同じ操作を繰り返していく。照射は1週ごとに3セッション、1回の照射は2000発を基本としているが²¹⁾、セッション数、照射数ともに症状に応じて適宜変化させる。

    

Ⅳ　スポーツ障害の各種疾患に対する応用

1. 難治性腱症/腱靭帯付着部症(Chronic tendinopathy / enthesopathy)

   腱・腱靭帯付着部へのoveruseによる微小損傷が、経年的に修復不全となり腱の変性・瘢痕をきたした状態といえる。また異常血管網の発達とともに多くの神経線維と神経ペプチドが確認されている^13,22)。ESWTによる異常な神経終末の破壊が即時的な除痛効果を生み、同時にmechanotransductionによる遅発的な組織修復効果や抗炎症効果が期待できる。

   実際には、原因となる動作の改善やアライメント修正、筋力強化、遠心性訓練といった運動療法と組み合わせて、1回/週ｘ３セッションのESWTを行い、疼痛と機能を評価する。これまでに足底腱膜症^23,24)、アキレス腱症/付着部症^25-27)、膝蓋腱症^27,28)、上腕骨外側上顆炎^7,29)、石灰沈着性腱板炎³⁰⁾などに対する有効性が確認されている。

    

2. 骨疾患(Bone pathology)

   前述したようにESWTによる骨形成作用を利用した治療が行われている。偽関節や骨折後の遷延治癒に対する効果が確認され³¹⁾、疲労骨折^32,33)や離断性骨軟骨炎³⁴⁾に対する報告も見られる。

   軟部組織に対する照射に比べ、照射時の疼痛を強く訴えることが多いため、より低いエネルギー強度から照射しはじめ、最終的には最大強度まで上げるようにする（図４参照）。著者はアスリートの疲労骨折に対して、ESWTを第1選択とした治療を行っている。除痛効果ののち骨形成が促進されている。自験例では、他にも有痛性外脛骨（図８）や種子骨障害、Iselin病において比較的良好な臨床効果が得られている。

   各腱症・腱靭帯付着部症、疲労骨折の病態についてはIV疾患別保存療法を参照されたい。

    

3. スポーツ現場での疼痛ケアとコンディショニング

   近年、RPWのスポーツ現場での日々のケア、コンディショニングへの活用が普及してきている。RPWは軽量・コンパクトであり、トレーナーによる使用が可能であることから、チーム遠征や合宿に携帯されることも多い。また、操作性の良いハンドピースと豊富なトランスミッターを備えており（図９）、それらを組み合わせることによりトリガーポイントの疼痛治療、筋・筋膜緊張緩和、振動による微小循環改善やリラクセーション効果を期待した活用が行われている。今後、作用機序を含めたエビデンスの確立が望まれる。
   

    

   図8 有痛性外脛骨症例（20歳女性 マラソン選手） a. 足部外斜位像　Veitch II型の外脛骨が観察される b. 照射後の疼痛評価（NRS）　照射直後から疼痛が著減している

   　
   

   図9 RPW（STORZ MEDICAL社 MASTEPULS® MP100） a. 操作性の良いハンドピース b. 用途に応じた豊富な種類のトランスミッター

   　

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