Funktionsweise von TPS

Diese Stoßwellen haben eine relativ niedrige Energie und werden pulsierend transkraniell in das Gehirn appliziert

Stoßwellen sind Druckwellen und damit mechanische Wellen, die durch plötzliche, starke Störungen in einem Medium erzeugt werden. Sie können als Schallwellen verstanden werden, da sie die Übertragung von Druckänderungen durch ein Medium beinhalten. Die charakteristischen Eigenschaften von Stoßwellen –insbesondere der extrem schnelle Druckanstieg und die relativ hohe Energie– unterscheiden sich jedoch deutlich von den meisten alltäglich wahrnehmbaren Schallwellen, wie z. B. Musik oder Sprache, die sanftere Druckänderungen aufweisen. Daher ist es irreführend, Stoßwellen pauschal als Schallwellen oder akustische Wellen zu bezeichnen.

Eine nützliche Eigenschaft von fokussierten Stoßwellen ist, dass sie Energie vom Ort der Erzeugung zum Ort der Anwendung übertragen können. Diese Eigenschaft wird seit 1980 in der Stoßwellentherapie in vielen Bereichen der Medizin erfolgreich therapeutisch genutzt. Im TPS-System werden fokussierte Stoßwellen elektromagnetisch erzeugt. Dieses Verfahren ermöglicht eine sehr präzise und feinfühlige Dosierung der applizierten Stoßwellenenergie. Dadurch kann der Fokusbereich sehr genau definiert und sowohl axial (in die Tiefe) als auch lateral (in die Breite) exakt reproduziert und mit einem hohen Druck stimuliert werden.

Stoßwellen können feste Körper wie Knochen durchdringen. Für eine effiziente Übertragung ist jedoch ein Medium wie Wasser oder Luft erforderlich. Für medizinisch genutzte Stoßwellen wird in der Regel ein mit Wasser gefüllter Kunststoffschlauch verwendet, um die Wellen vom Ort der Erzeugung zum Ort der Anwendung zu übertragen.

Bei der TPS wird die Energie in Form von einzelnen, diskreten Stößen abgegeben. Das bedeutet, dass das TPS-System eine schnelle Stoßwelle erzeugt, gefolgt von einer Pause, bevor die nächste Welle gesendet wird. Diese Art der Energieabgabe wird als pulsierend bezeichnet. Bei TPS werden Stoßwellen mit einer niedrigen Energieflussdichte, d.h. unter 0,25 mJ/mm², erzeugt und transkraniell (durch die Schädeldecke hindurch) in das Gehirn appliziert. Diese Energieflussdichte ist im Vergleich, zu den üblicherweise in der Stoßwellentherapie verwendeten relativ gering. Da das Hirngewebe zum größten Teil aus Wasser besteht, können sich die Stoßwellen dort ohne nennenswerte Verluste ausbreiten.
 

Obwohl die Wiederholrate der für die TPS erzeugten Stoßwellen unter 6 Hz liegt, reicht die Bandbreite (Frequenzbereich) dieser Wellen von 1 kHz bis 10 MHz. Mit einem Druck von 10 MPa bis 100 MPa gehören sie definitiv zu den Druckwellen mit höherem Druck. Diese Eigenschaften unterscheiden Stoßwellen deutlich von Ultraschallwellen. Bei Ultraschallwellen sind die Druckamplituden relativ klein und haben eine schmale Bandbreite. Vor diesem Hintergrund ist es unverständlich, dass einige Publikationen und Websites behaupten, die transkranielle Pulsstimulation werde mit Ultraschallwellen durchgeführt.

Eine wesentliche Eigenschaft fokussierter Stoßwellen ist, dass ihre Energie im Wesentlichen nur in einem relativ kleinen Fokusbereich freigesetzt wird. Dadurch können auch tief liegende Hirnregionen stimuliert werden, zum Beispiel, bis in eine Tiefe von acht Zentimetern, andererseits sind viele Impulse notwendig, um das Gehirn großflächig zu stimulieren.

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