Las Ondas de Choque son ondas de sonido con una presión y duración especificas, capaces de propagarse a través de los tejidos sin perder porcentajes significativos de su energía.

A diferencia de la onda ultrasónica de características sinusoidales y propiedades mecánicas longitudinales, las Ondas de Choque son disarmonicas, tienen características de presión no lineal, una amplitud importante, una duración considerable del pulso y un abrupto frente de onda.

En la Onda de Choque hay una fase positiva de rápida elevación de la presión (Fase de compresión) seguida de una caída gradual y una fase negativa (Fase de tensión).     Los parámetros que caracterizan a esta Onda son el pico de presión positiva y negativa, más el tiempo de alcance del pico de presión positiva.
Las Ondas de Choque desarrollan una energía acústica que se mide por la presión desarrollada en el punto focal de la maquina y el volumen del foco.
Desde el punto de vista médico, la onda ideal para desintegrar los cálculos renales es una onda con una presión positiva efectiva comprendida entre los 200 bares (inicio de fragmentación del cálculo) y 400 bares (lesión tisular).
Una Onda de Choque generada externamente,  entra en el cuerpo y se propaga sin interferencias porque no hay virtualmente diferencia entre la impedancia acústica del agua y la del tejido humano. En la interfase tejido-cálculo, por la reflexión parcial de la onda de choque, se establece una carga de alta presión que inicia la destrucción del cálculo con sucesivas ondas.

El uso de las Ondas de Choque para la destrucción de cálculos renales se basa en las siguientes propiedades:

• Las ondas de choque cuando golpean un material quebradizo (cálculo) crean un elevado gradiente de presión que cuando excede la fuerza de cohesión del material causa su destrucción.
• La intensidad necesaria para destruir un cálculo debe ser inferior al nivel de tolerancia del tejido vivo.
• Es necesario que la longitud del impulso de las ondas de choque sea más corto que el tiempo del paso a través del cálculo para evitar superposición y ondas reflejadas.
• Las ondas de choque pueden ser transmitidas libremente y propagadas a través del cuerpo sin una importante perdida de energía cuando se usa un medio de transmisión adecuado como, por ejemplo, el agua.
• Las ondas de choque pueden ser enfocadas con precisión si se integran en un sistema reflector apropiado (elipsoide).
• Las ondas de choque generadas por descargas eléctricas de alto voltaje sobre electrodos sumergidos en agua pueden ser fácilmente reproducibles, lo que las hace aptas para su uso Clínico.

Los factores físicos que condicionan la eficacia e inocuidad de las Ondas de Choque son:

• Tamaño de la zona focal. El tamaño del punto focal condiciona la cantidad de energía producida por unidad de superficie y es proporcional al traumatismo tisular. El tamaño de la zona focal esta directamente relacionado con el tamaño de la zona emisora y se puede reducir con los generadores de gran tamaño, en los que la superficie de penetración de la onda a nivel de la piel es grande, y por tanto, existe menor sensación dolorosa.
• Ausencia de creación de cavitacion a nivel de los tejidos atravesados. Es el factor de inocuidad más importante.
• Gradiente de energía a nivel de la superficie del cálculo. Cuando la onda de presión alcanza el cálculo es parcialmente reflejada, creando una fuerza de tensión de dirección opuesta a la fuerza de presión. Cuando la onda de choque sale del cálculo se produce el mismo de compresión-depresión.
• Agente acoplador. El agente acoplante ideal es el agua, ya que su impedancia acústica es la misma que la de los tejidos blandos del cuerpo humano. El acoplaje directo con el agua permite limitar al máximo la pérdida de energía; el acoplaje con la membrana es más fácil de manipular, pero se produce atenuación y dispersión de energía.

En 1966 se descubrió, por azar, la transmisión de las Ondas de Choque por el cuerpo humano durante los trabajos experimentales realizados en la compañía aeroespacial Dornier. Al tocar un ingeniero una cartulina de uso diario en el mismo momento en que recibía un impacto de un proyectil de alta velocidad, sintió una especie de shock eléctrico, sin evidencia alguna de fenómenos eléctricos reales.

En 1971 se consiguió la primera desintegración “in vitro” de cálculos renales mediante ondas de choque.

Entre 1972 y 1974, se realizaron investigaciones sobre la desintegración de los cálculos renales por ondas de choque, producidas mediante la descarga de un electrodo bajo el agua y enfocadas con la ayuda de un semielipsoide. Se pretendía experimentar con una generación reproducible de ondas de choque aportando el enfoque y el acoplamiento acústico adecuados para conseguir la transferencia de energía.

Entre 1974 y 1978, Chaussy efectuo estudios “in vivo” e “in vitro” sobre la reacción de las ondas de choque enfocadas sobre los tejidos para descartar la posible aparición de lesiones graves en los tejidos vecinos tras la aplicación del tratamiento.

Su uso en Medicina se remonta a los años 80, cuando la empresa Dornier, tras observar las fisuras que sufrían algunos aviones en su fuselaje al atravesar la barrera del sonido, inicio el estudio del efecto de  las Ondas de Choque sobre los cálculos urinarios, siendo el punto de partida de la Litotricia Extracorpórea Urinaria ( cuyas siglas ESWL significa  Extracorpóreal  Shock Wave Lithotripsy), al comprobar que se fragmentaban los cálculos. El 7 de Febrero de 1980, en Munich se trató al primer paciente con un cálculo renal, mediante Litotricia Extracorporea con Ondas de Choque (ESWL).

En 1983 se desarrolla el modelo Dornier HM3 (Human Model 3,  con generador electro hidráulico).

En 1984, la Food and Drugs Administration (F.D.A), aprobó la utilización del equipo Dornier HM3.

Posteriormente el uso de las Ondas de Choque se extendió para el tratamiento de la Litiasis Biliar.

A partir de 1986 (Graff), comenzaron las investigaciones sobre la aplicación de las Ondas de Choque sobre el tejido óseo que culminaron en 1992 con los primeros tratamientos de Patología Ortopédica (Tendinopatias) mediante Ondas de Choque (ESWT: Extracorporeal  Shock Wave Treatment).

• Un sistema generador de las Ondas de Choque.
• Un sistema de localización del cálculo.
• Un sistema de acoplamiento al paciente.

1- Tipos de Generadores de Ondas de Choque.

Hay 3 tipos de generadores de Ondas de Choque: electrohidráulicos, electromagnéticos y piezoeléctricos.

Electrohidráulicos:  Un arco voltaico entre dos electrodos sumergidos en agua provoca la vaporización súbita del agua circundante que genera una onda de choque en un foco reflector, que se transmite a través de agua desgasificada, a un segundo foco a tratar (como el calculo urinario).
Electromagnéticos: Un generador  transmite sus impulsos eléctricos, a una bobina plana.  Esto genera una corriente que da lugar a una fuerza repulsiva entre la bobina y una  membrana metálica, cuyo movimiento induce una onda acústica plana, que se propaga a través de un fluido (Onda electromagnética).
Piezoeléctrico: Utilizan elementos de piezoceramica (cuarzo), montados en un disco mosaico cóncavo. Cada elemento de piezoceramica, produce un pulso, que se transmite a un punto focal en donde se concentra toda la energía  (onda ultrasónica de pulso unipolar).

En todos los casos, la onda de choque se focaliza mediante espejos parabólicos a un punto focal de interés (por ejemplo el cálculo a disolver).

2- Sistema de localización del cálculo.

 Suele ser fluoroscópico, ultrasonográfico o mixto (fluoroscópico combinado con ultrasonografia).

3- Sistemas de acoplamiento.

Para no perder energía en la transmisión de la onda al paciente, inicialmente se sumergía al paciente en agua, de ahí el término popular de “bañera” con el que se conoció esta modalidad de tratamiento en sus inicios, y hasta prácticamente el segundo milenio.

En la actualidad se han mejorado unos sistemas de transmisión mediante acopladores de silicona en forma de fuelle lleno de agua (cojín de acoplamiento) que no requieren sumergir al paciente en agua.