Finite element modelling of radial shock wave therapy for chronic plantar fasciitis
Fuente
Este artículo es originalmente publicado en:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26465270
http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10255842.2015.1096348
De:
Alkhamaali ZK1,2, Crocombe AD1, Solan MC3, Cirovic S1,2.
Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2016;19(10):1069-78. doi: 10.1080/10255842.2015.1096348. Epub 2015 Oct 14.
Todos los derechos reservados para:
Copyright © 2016 Informa UK Limited
Abstract
Therapeutic use of high-amplitude pressure waves, or shock wave therapy (SWT), is emerging as a popular method for treating musculoskeletal disorders. However, the mechanism(s) through which this technique promotes healing are unclear. Finite element models of a shock wave source and the foot were constructed to gain a better understanding of the mechanical stimuli that SWT produces in the context of plantar fasciitis treatment. The model of the shock wave source was based on the geometry of an actual radial shock wave device, in which pressure waves are generated through the collision of two metallic objects: a projectile and an applicator. The foot model was based on the geometry reconstructed from magnetic resonance images of a volunteer and it comprised bones, cartilage, soft tissue, plantar fascia, and Achilles tendon. Dynamic simulations were conducted of a single and of two successive shock wave pulses administered to the foot. The collision between the projectile and the applicator resulted in a stress wave in the applicator. This wave was transmitted into the soft tissue in the form of compression-rarefaction pressure waves with an amplitude of the order of several MPa. The negative pressure at the plantar fascia reached values of over 1.5 MPa, which could be sufficient to generate cavitation in the tissue. The results also show that multiple shock wave pulses may have a cumulative effect in terms of strain energy accumulation in the foot.
Resumen
El uso terapéutico de ondas de presión de alta amplitud, o terapia de ondas de choque (SWT), está emergiendo como un método popular para el tratamiento de trastornos musculo-esqueléticos. Sin embargo, los mecanismos a través de los cuales esta técnica promueve la curación no están claros. Modelos de elementos finitos de una fuente de onda de choque y el pie fueron construidos para obtener una mejor comprensión de los estímulos mecánicos que SWT produce en el contexto del tratamiento de fascitis plantar. El modelo de la fuente de onda de choque se basó en la geometría de un dispositivo real de onda de choque radial, en el que se generan ondas de presión a través de la colisión de dos objetos metálicos: un proyectil y un aplicador. El modelo de pie se basó en la geometría reconstruida a partir de imágenes de resonancia magnética de un voluntario y comprendía huesos, cartílagos, tejido blando, fascia plantar y tendón de Aquiles. Se realizaron simulaciones dinámicas de un único y de dos impulsos de onda de choque sucesivos administrados al pie. La colisión entre el proyectil y el aplicador dio lugar a una onda de tensión en el aplicador. Esta onda se transmitió al tejido blando en forma de ondas de presión de compresión-rarefacción con una amplitud del orden de varios MPa. La presión negativa en la fascia plantar alcanzó valores superiores a 1,5 MPa, lo que podría ser suficiente para generar cavitación en el tejido. Los resultados también muestran que múltiples pulsos de onda de choque pueden tener un efecto acumulativo en términos de acumulación de energía de deformación en el pie.
KEYWORDS:
Shock wave therapy; finite element modelling; plantar fasciitis
- PMID: 26465270 DOI: 10.1080/10255842.2015.1096348
- [PubMed – indexed for MEDLINE]
