Les ondes de choc sont des ondes acoustiques pulsées qui sont utilisées en médecine depuis les années 1980 pour le traitement de divers troubles, y compris les calculs rénaux. La neurologie, où on parle de Stimulation Transcrânienne par Impulsions (TPS) appliquées au cerveau, en est l’un des domaines d’application particuliers.
Dans la section suivante, nous avons le plaisir de vous présenter le monde fascinant des ondes de choc en médecine, en abordant l’histoire, la physique et le mode d’action de cette technologie.
Les ondes de choc dans la nature
Les ondes de choc sont un phénomène fascinant que l’on retrouve dans la nature. Elles se produisent lorsqu’un objet se déplace plus vite que la vitesse du son dans un milieu (tel que l’air ou l’eau), créant un changement soudain et important de pression, de température et de densité. Ces ondes peuvent être observées dans divers milieux naturels.
L’un des exemples les plus courants d’ondes de choc dans l’atmosphère est ce que l’on appelle le bang sonique. Lorsqu’un objet, tel qu’un avion à réaction, se déplace à une vitesse supérieure à celle du son, il génère des ondes de choc qui se propagent dans l’air et produit ainsi un bruit sourd caractéristique. Des ondes de choc se produisent également dans les orages. Lorsque la foudre frappe, elle chauffe rapidement l’air environnant à des températures extrêmes. L’air se dilate alors de manière explosive, créant une onde de choc qui se propage dans l’atmosphère. En se propageant dans l’air, cette onde de choc produit un bruit de roulement que nous appelons le tonnerre.
On trouve dans la nature un autre exemple fascinant de source d’ondes de choc provenant du monde sous-marin – les crevettes-pistolets. Malgré sa petite taille, une crevette-pistolet a une capacité remarquable à générer des ondes de choc. Pour ce faire, elle fait claquer sa pince à une vitesse fulgurante, créant ainsi une onde de choc qui étourdit les petites proies et permet à la crevette de capturer son repas. L’onde de choc produite par une crevette-pistolet peut même être entendue sous l’eau.
Les principes qui sous-tendent les ondes de choc naturelles ont trouvé des applications précieuses dans le domaine de la médecine, en tant que traitement non invasif de diverses affections.
L’histoire et la physique des ondes de choc en médecine
Depuis la fin des années 1980, nous utilisons les ondes de choc pour le traitement extracorporel des lithiases rénales. Aujourd’hui, les ondes de choc sont utilisées de manière variée en médecine dans différents domaines énergétiques, par exemple pour les troubles musculo-squelettiques et en médecine régénérative. Parmi ses applications réussies, on retrouve les maladies du système locomoteur et les pseudarthroses, la stimulation de l’angiogenèse, les troubles de la cicatrisation et le traitement de l’angine de poitrine ainsi que de l'insuffisance cardiaque.
Les ondes de choc sont des impulsions acoustiques générées de manière mécanique qui se caractérisent par leur forme singulière et leur durée ultracourte. Ces propriétés ne provoquent aucun effet thermique ni échauffement des tissus. Les ondes de choc sont transmises dans les tissus de manière non invasive. Pour se propager et être transmises dans l’organisme, elles ont besoin d’un milieu élastique comme l’eau ou un gel de couplage. Les ondes de choc ont la propriété de faire agir l’énergie physique dans des zones tissulaires localisées.
Découvrez-en plus ici sur la physique des ondes de choc : En quoi consistent les ondes de choc ? Physique et technique
En neurologie, le traitement par ondes de choc au moyen de NEUROLITH® est appelé « Stimulation Transcrânienne par Impulsions » et abrégée « TPS ». Le NEUROLITH® est un dispositif homologué par la CE depuis 2018 et destiné au traitement de patients présentant des symptômes de la maladie d’Alzheimer. La TPS implique l’émission contrôlée et non invasive d’impulsions à travers le cuir chevelu et la calotte crânienne vers des régions cérébrales généralement affectées dans le cadre de la maladie d’Alzheimer.
Découvrez-en plus ici sur la TPS : Stimulation Transcrânienne par Impulsions avec le NEUROLITH
Comment fonctionnent les ondes de choc ?
La mécanotransduction est considérée comme le mécanisme fondamental des ondes de choc dans les tissus. Elle désigne la transformation d’impulsions physiques, comme ici les ondes de choc, en processus cellulaires qui permettent des effets positifs sur le métabolisme cellulaire et le cycle des cellules.1 Cela englobe à la fois la migration et la différenciation de cellules souches, mais aussi la libération d’azote (NO)2 et la stimulation de facteurs de croissance (VEGF, BDNF)3,4, ce qui entraîne la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, l’amélioration de l’irrigation sanguine et la régénération des nerfs.*
Ondes de chocs et ultrasons : les principales différences
Les ondes de choc et les ultrasons sont tous deux des types d’ondes acoustiques utilisés en médecine. Des différences fondamentales distinguent cependant les deux technologies. Les ultrasons thérapeutiques consistent en une onde continue caractérisée par de nombreuses oscillations dans la plage des mégahertz. Les ondes de choc, en revanche, consistent en une seule impulsion de pression très courte (1 µs), suivie d’une impulsion de traction (4 à 5 µs) de plus faible amplitude. Bien que les deux technologies utilisent des fréquences similaires, elles diffèrent fondamentalement dans leur nature.
Les ultrasons peuvent échauffer les tissus par leurs oscillations périodiques, ce qui peut être utilisé dans une procédure dite HIFU. Les ondes de choc ont un effet stimulant dans le domaine des basses énergies, mais aucun échauffement n’est observé.
En raison de leurs modes d’action différents, les ondes de choc et les ultrasons thérapeutiques poursuivent des objectifs différents dans l’application médicale et sont utilisés dans différentes situations cliniques en raison de ces différences.
Ondes de choc
- Impulsion de pression unique suivie d’une onde de traction relaxante de faible amplitude
- Forme d’impulsion asymétrique
- Pas d’échauffement significatif des tissus
- Les ondes de choc sont perceptibles sous forme de brefs événements sensoriels
- Stimulation des tissus
Ultrasons
- Onde continue caractérisée par de nombreuses oscillations
- Forme d’onde continue et symétrique
- L’énergie est absorbée par les tissus et un échauffement des tissus a lieu
- Les ultrasons ne sont pas perceptibles
- Coagulation des tissus
Le terme « ultrasons » continue d’être malheureusement utilisé à tort dans des publications scientifiques en rapport avec la Stimulation Transcrânienne par Impulsions (TPS). En réalité, la TPS utilise les ondes de choc (ondes acoustiques pulsées) et non des ondes ultrasonores.
*Les effets cités en lien avec les thérapies par ondes de choc se rapportent à différents tissus et ne sauraient être extrapolés de manière générale à toutes les indications sans preuve scientifique.
1 d’Agostino, M. C. et al.: International Journal of Surgery, 24(Pt B):147-153, 2015.
2 Mariotto, S. et al.: Nitric Oxide, 12(2):89-96, 2005.
3 Yahata, K. et al.: Journal of Neurosurgery, 25(6):745-755, 2016.
4 Hatanaka, K. et al.: American Journal of Physiology-Cell Physiology, 311(3):C378-85, 2016.
