在1997年EMS公司发明放散状体外冲击波以前，聚焦状冲击波便已应用于医学领域。1980年，世界上首台聚焦状体外冲击波碎石设备在德国慕尼黑大学投入使用。
下图为聚焦式冲击波与放散式冲击波在空气中传播的波形的对比。虽然压力变化幅度不同，但都具有压力在极短时间内急剧变化的特性。
冲击波的发现起源于科学家研究超音速飞机飞行时，前方空气未被扰动于是形成了音障，撞击突破音障的过程产生了冲击波。而这冲击波挤压空气中的水滴使之破裂，于是在飞机表层形成了“坑坑洼洼”的痕迹。
这仅仅是冲击波被发现的现象，而将冲击波应用于医学领域时，冲击波的能量传导已经不止飞机与空气的撞击运动那么简单。
对于人体这种由骨骼、软组织、神经、肌肉、血管、皮肤等构成的复杂物体，冲击波在不同介质间传导时，会在不同介质相接的界面产生能量作用。
所以如何精准地控制传导到人体的能量，使得“足够的能量”作用到“精准的部位”，便成为冲击波疗效的关键。
由图可见，界面密度越相近，传导能量越高。
因而将冲击波施加于人体时，需要先涂抹与人体组织密度相近的耦合剂，使能量穿过耦合剂-体表界面，顺利地在体内不同组织间产生能量作用。
医用冲击波的传导过程可以分为两部分：波源对治疗头的传导、人体内部的传导。
波源的产生常用的有四种：液电式（聚焦状）、电磁式（聚焦状）、压电式（聚焦状）、气压弹道式（放散状）。
液电式：在水中电极瞬间放电形成冲击波，通过半椭圆反射体将能量汇聚于第二焦点。
优点：能量大、波形稳、冲击快、临床效果相对优于电磁。使用能量比电磁式低（电压3-9kV），脉宽（0.1-0.3μs）,焦区（7×7×12.5mm）
缺点：噪声大、需消耗电极、放电稳定差、焦点漂移。对组织损伤比压电和电磁大。
电磁式：电磁线圈在绝缘膜处产生排斥磁场，折射到水囊中，用凹透声镜将能量汇聚于焦点。
缺点：冲击时间慢、临床效果差于液电。使用能量高于液电（电压13-20kV），脉宽（0.8-1.5μs）,焦区（6×6×60mm）
压电式：将数百晶体排列在凹形面上，共同振动将能量汇聚于焦点。
缺点：功率小、晶体寿命短，一但某个晶体故障，每个晶体振动难以同步。
气压弹道式：空气压缩机产生压缩空气，在一个管道内推动撞块撞击治疗头。
优点：没有能量焦点、能量产生稳定、无耗材、寿命长、波源传播范围广、相对安全、治疗头可灵活移动、临床疗效好。
缺点：穿透力相对于聚焦状弱（但EMS配合高能手柄或能量守恒手柄可满足骨科疾病所需能量，能流量密度最高可达0.55mJ/mm²）
上图为EMS三把手柄配合四个或五个治疗头产生的能量数据，图上显示高能手柄搭配聚焦治疗头在4bar工作压力下最高可产生0.55mJ/mm²（医学上将能量衰减为一半时的深度定义为穿透深度，EMS的穿透深度为4cm，此时能量衰减为0.28mJ/mm²左右）
这证明EMS放散状体外冲击波完全可以满足骨肌疾病治疗的需要。（0.25mJ/mm²以下即可治疗关节炎症、0.25mJ/mm²以上即可治疗骨不连）。
此外还有双频谱冲击波波源（只筛选出冲击波波谱中的高频部分和低频部分，高频破坏作用大而低频穿透性强）、条状聚焦冲击波波源（条形治疗骨质疏松时要优于椭圆形）、微型冲击波源（适用于家庭）等不常见的波源形式。
EMS公司所发明的气压弹道式在综合比较之下，在骨肌疾病的临床治疗上为最优的波源制造方式。
气压弹道式波源所产生的放散状能量经由耦合剂传导，在人体内产生的效应具有声、热、力三方面的性质。
1.冲击波作为机械波，由于频谱广（16~2×10^8Hz），其中的低频具有衰减小、穿透强的特点。
2.依据不同密度介质间的声阻抗差，如从水进入骨时，在水-骨界面产生了能量作用，诱使骨组织生长。
冲击波在生物体系传播，其能量约80%不断被吸收转换为热能，增强血液循环。
1.冲击波在声阻抗界面产生“应力效应”，从而使界面处材料变形甚至破裂。如使骨组织界面变形可诱发一系列生化效应。而在水-骨界面，会产生大规模的气泡产生和破裂现象，破裂产生的微喷射流可打通微血管、松解软组织粘连等，也即“空化效应”。
2.冲击波振动可引起组织细胞内物质运动，从而显示出一种微细的按摩作用。
另外，根据冲击波穿越组织的顺序，从时间上可以分为4个阶段。
2.物理-化学阶段：改变局部组织结构，产生放射性针状局部组织出血。
3.化学阶段：压力和局部高温引起水分子产生生成过氧化氢和多种自由基，二者为强氧化剂（工作电压与冲击次数正相关），引起细胞膜的破坏。
4.生物学阶段：细胞层面、人体系统层面的复杂变化，如骨细胞的重生等。
冲击波作用于人体的生物学层面的效应是综合性的，包括：
1.物理特性引起的：如“应力效应”、“空化效应”、“压电效应”、“时间依赖与累积效应”等
2.作用对象不同引起的：如“高密度组织裂解作用”、“细胞损伤再修复作用”、“镇痛及神经末梢封闭作用”、“炎症及感染控制作用”、“组织粘连松解作用”、“扩张血管和血管再生作用”等。
详细的介绍将在下一篇为大家说明。
本篇介绍了放散状体外冲击波的治疗原理
下一篇将为大家介绍放散状冲击波对于人体的综合性生物学效应。