金年会

作者：郭校银，金成兵，周崑，朱辉高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound, HIFU）是一种无创热消融治疗技术，其基本原理是将治疗超声波聚焦，在焦点区域并产生热效应为主、并有空化效应和机械效应等生物学效应，将靶区组织的热消融，产生凝固性坏死，但靶区组织以外的区域能量较低，从而实现无创治疗[1-2]。在治疗过程中，HIFU可以选择性地破坏目标组织，同时尽量保护周围的正常组织和结构。然而，血管作为人体重要的组成部分，其安全性在使用HIFU治疗时是一个重要的考虑因素。       图1：HIFU治疗示意图以往的基础研究及临床研究中均有证实，HIFU对血管的影响可能会受到血流速度、血管直径和辐照超声频率、强度及辐照时间的影响，而HIFU对血管的安全性主要取决于治疗的精确性和超声能量的控制[3]。HIFU消融邻近肝内大血管（肝静脉、下腔静脉和门静脉）的肝癌病灶，不仅可以安全地消融接近这些血管的肿瘤，而且不损害血管的完整性[4]；类似的，局部晚期胰腺癌的肿瘤病灶浸润或包绕胰腺周围的血管（腹腔干、肠系膜上动脉/静脉、门静脉、脾动脉/静脉、肝总动脉），HIFU消融术后，94％的患者的相关受累及的血管的通畅形态没有变化，也未观察到出血/血栓形成等血管不良事件[5]。进一步的研究中发现HIFU消融术对这些血管的形态及血流动力学没有造成显著影响[3]。此外，在中国首先开展的HIFU肾去交感术治疗难治性高血压，其原理是利用周围神经组织对HIFU热损伤的高敏感性，以HIFU直接辐照而破坏肾动脉周围的肾交感神经，阻断肾交感神经与中枢交感神经系统的信息传递，在一定程度上抑制全身交感神经的兴奋性，从而达到治疗高血压的目的。HIFU以其无创的特点可以避免对肾动脉内膜的损伤，在动物实验与临床实验中均实现了安全、有效的治疗效果。尤其对肾动脉的安全性成为HIFU肾去交感术与其它能量投放方式的重要区别[6-8]。另外一些研究还表明，HIFU可以通过热效应和空化效应对血管产生一定的治疗效果，例如用于治疗血管内的病变或闭塞性疾病。其中利用超声的空化效应对静脉血栓溶栓的治疗已有相关的研究，可以避免溶栓药物治疗的全身出血风险[9]，减少治疗带来的风险。还有研究发现低强度的诊断超声可以刺激实体肿瘤血流灌注增强，改善实体瘤的乏血供和乏氧状态，进一步改变肿瘤微环境，提高临床化疗、免疫治疗的有效性[10]。这些相关研究中也表明，以超声波为能量载体的治疗方式，由于其非侵入性的能量投放途径，在理论和实践上都有良好的血管安全性。   图2：HIFU消融胰腺癌后，肿瘤坏死区内腹腔干血流充盈良好，血管形态正常HIFU技术现已应用于临床治疗，金年会 应该一方面考虑到辐照处的能量积聚对相关血管的影响，另一方面要兼顾考虑超声能量对血管作用决定了治疗的安全性和有效性。需要金年会 在完全消融肿瘤病灶的同时，尽可能对正常组织的血管影响降到低。HIFU治疗所引发的血管不良事件总体发生率低，有部分文献报道主要包括相关的血管出现狭窄、闭塞、血栓形成等，这些并发症都需要引起金年会 的重视[3]。因此，在进行HIFU治疗时，医生需要仔细评估治疗区域与周围血管的关系，考虑到治疗时多种因素对血管造成不同的影响，这样将会降低血管不良事件发生的概率，以确保治疗的安全性。总的来说，HIFU对血管的安全性是良好的，但需要在经验丰富的医生操作下，结合精确的成像技术和适当的治疗计划来实施；全面考虑到目标组织与血管的位置关系、血流速度、血管直径大小和辐照超声频率、强度及辐照时间等影响因素，尽可能大限度地减少对血管的潜在风险，同时实现对目标组织的治疗效果。 参考文献[1] 欧霞, 邹建中. 高强度聚焦超声生物学效应的研究进展[J]. 中国医学影像技术杂志, 2010,26(05):974-976.[2] 卜锐, 邹建中. 聚焦超声对血管作用的研究进展[J]. 中国医学影像学杂志,2012(07):81-83.[3] Xiaoyin,Guo, Hui,Zhu, Kun,Zhou, et al. Effects of high-intensity focused ultrasound treatment on peripancreatic arterial and venous blood vessels in pancreatic cancer.[J].Oncology letters,2020,19(6):3839-3850.[4] Zhang L, Zhu H, Jin C, et al. High-intensity focused ultrasound (HIFU): effective and safe therapy for hepatocellular carcinoma adjacent to major hepatic veins[J]. European Radiology, 2009, 19(2):437-445[5]    Strunk H, Lützow, Caroline, Henseler J, et al. Mesenteric Vessel Patency Following HIFU Therapy in Patients with Locally Invasive Pancreatic Cancer[J]. Ultraschall Med 39: 650-658, 2018.[6] 廖晴瑶.无创差频聚焦超声介导的靶向肾交感神经消融术[D].重庆医科大学,2020.[7]   Rong S, Zhu H, Liu D, et al. Noninvasive renal denervation for resistant hypertension using high-intensity focused ultrasound.[J]. Hypertension, 2015, 66(16):C198-C198.[8] 蒲铀. HIFU治疗难治性高血压的安全性、可行性和影响因素研究[D]. 重庆：重庆医科大学,2017.[9]   Xi, Zhang, Jonathan J, Macoskey, Kimberly, Ives, Gabe E, et al. Non-Invasive Thrombolysis Using Microtripsy in a Porcine Deep Vein Thrombosis Model.[J]. Ultrasound in medicine & biology, 2017,43(7):1378-1390.[10] 刘政,屠娟,黄蕾丹,董小小,李泞珊.利用诊断超声增强肿瘤放化疗和免疫治疗疗效的研究进展[J].中国肿瘤临床,2022,49(10):524-529.注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

高强度聚焦超声(HIFU）治疗剖宫产瘢痕妊娠作者：大同市第二人民医院  周俊英剖宫产瘢痕妊娠 (CSP)是受精卵着床于剖宫产瘢痕处的异位妊娠，是剖宫产术后严重的远期并发症，是产科严重急症之一。近年来随着剖宫产率的增加，二胎三胎的开放，剖宫产瘢痕部位妊娠患者越来越多。临床上“瘢痕妊娠”早孕期无特异性的临床表现，部分患者可能会出现类似先兆流产的表现，如阴道少量流血、轻微下腹痛等，但不具有特异性，常被误诊为先兆流产、难免流产、不全流产等，容易耽误治疗时机。如果未经及时诊治，可导致子宫破裂、失血性休克，严重者甚至需切除子宫以挽救生命。因此，早期准确诊断，采取合适、有效的准治疗方法，可避免出现严重并发症，保持生育能力，也是治疗本病的关键。作为一种特殊类型的异位妊娠，清宫出血是妇科医生头痛的问题之一。一般“剖宫产瘢痕妊娠”的治疗方法主要有子宫动脉栓塞后清宫术;甲氨蝶呤治疗后清宫术;腹腔镜、阴式或开腹局部切开取囊及缝合术;子宫次全切除或全子宫切除。上述治疗方式均存在不同程度的局限性，而且费用高，创伤大。而高强度聚焦超声(HIFU)消融治疗剖宫产瘢痕妊娠，能在保护生育能力的前提下直接杀死切口处孕囊植入部位的孕囊,为后期宫腔镜下取出胚胎组织创造了条件,降低了出血风险。高强度超声聚焦无创治疗技术，通过聚焦超声准定位到病灶位置，发射能量，过程中患者清醒，不需要麻醉，将有能量的超声波产生热能发射到体内妊娠组织种植处，灭活组织活性后再通过宫腔镜清除残余病灶，过程中出血极少，显著减少清宫术中大出血的风险，提高了手术安全性，并能保留子宫。让原本出血风险极高的手术变得不再可怕。近5年来,大同市二医院应用高强度聚焦超声(HIFU)联合宫腔镜取胚术，已成功地治愈了“剖宫产瘢痕妊娠”10余例,长期随访患者月经无改变,无任何不良情况发生,让患者花更少的钱,更小的痛苦，更小的创伤治愈了疾病,赢得了患者的好评。我院高强度聚焦超声治疗，除了治疗剖宫产瘢痕妊娠外，也常用在治疗女性良性肿瘤：子宫肌瘤，腺肌症及腺肌瘤。更多的是盆腹腔实体肿瘤的治疗，尤其是在胰腺癌患者的治疗中，为患者减轻病痛的同时，不同程度的改善了患者的食欲和睡眠，提高了肿瘤患者的生存质量。注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

作者：大同市第二人民医院肿瘤医院  高强度聚焦超声科 王时峰疼痛是人类的第五大生命体征，也是癌症患者常见和难以忍受的症状之一，严重地影响癌症患者的生活质量。初诊癌症患者的疼痛发生率约为25%,而晚期癌症患者的疼痛发生率可达60%-80%，其中1/3的患者为重度疼痛。我院开展高强度聚焦超声治疗已经5年多了，根据对病人情况的观察，发现大部分就诊的患者伴有疼痛。观察高强度聚焦超声治疗情况，这5年多以来就诊的大部分为晚期癌症患者，治疗16例患者中，有2/3伴有疼痛，病种包括胰腺癌、肝癌、转移性肝癌、腹膜后转移性淋巴结肿大等，其中又有1/2达7分以上，需要持续药物止痛治疗。在开始HIFU治疗后惊喜的发现疼痛都有不同程度的缓解。据统计肿瘤病人，约 75% 左右的疼痛是肿瘤导致的，还有约 15% 的疼痛是肿瘤治疗导致的（比如胸部术后肋间神经痛、腰椎术后腰背痛、比如化疗后周围神经炎、放疗后神经痛等）。相比而言高强度聚焦超声无疑可避免此类损伤。也还有约 10% 左右的病人，其疼痛并不是肿瘤导致的，而是和正常人一样，是因为颈椎病、椎间盘突出等非肿瘤原因导致的。疼痛会给肿瘤患者带来哪些坏处呢?1、疼痛导致不想吃饭、不能睡眠，继而造成免疫力的下降。2、由于疼痛，造成行动能力下降、肌肉力量下降，给生活质量带来严重影响。3、由于疼痛的持续折磨，再加上食欲、睡眠以及行动力的下降，患者伴发焦虑、抑郁的几率明显增高，许多患者因为受不了疼痛折磨以及焦虑症或者抑郁症的影响而自杀。4、影响病人对治疗的依从性。5、由于疼痛、焦虑和抑郁，患者的身体素质交流能力下降。 HIFU可以止痛的原理分析如下:1.高强度聚焦超声治疗的＊终目的可以让肿瘤组织凝固坏死，体积缩小的同时可以减轻疼痛;2.肝癌病灶的缩小减轻肝包膜的张力从而减轻疼痛;胰腺癌及腹膜后淋巴结病灶缩小减轻对腹膜后神经的压迫及刺激;3.而在高强度聚焦超声治疗初期就可以使治疗部位的末梢神经及微血管阻断，起到止痛效果。注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

高强度聚焦超声技术专科联盟在深成立 将加快微无创医学发展深圳晚报讯 （记者 周倩 通讯员 范文婷） 2月6日，“高强度聚焦超声技术专科联盟成立大会暨高强度聚焦超声学术会议”大会在深圳召开。会上，由广东省内30多家医疗机构组成的高强度聚焦超声技术专科联盟正式成立，联盟各成员单位将交流推广高强度聚焦超声技术，加快微无创医学发展。据介绍，高强度聚焦超声是一项中国原创技术，是微无＊＊域的杰出代表。高强度聚焦超声消融手术（简称“HIFU”）具备无创、无需麻醉、不流血、恢复快、不引起盆腔粘连、可反复治疗、术后快速康复、缩短住院日、节省医院开支等优势，在临床上主要用于治疗子宫肌瘤、子宫腺肌病等妇科疾病，可保护患者子宫完整性，保护生育力。深圳市妇幼保健院于2018年被授予高强度聚焦超声临床示范基地。2019年，深圳市妇幼保健院被授予广东省首家＊＊＊高强度聚焦超声临床培训基地，并成立全球首家HIFU平行手术室。截至目前，深圳市妇幼保健院运用HIFU技术共治疗病例1300余例，其中子宫肌瘤、子宫腺肌病有效率达95%以上，瘢痕妊娠、胎盘植入、腹壁子宫内膜异位症治疗有效率达100%。作者：周倩来源：深圳晚报注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

用超声波粉碎肿瘤，手术只有短短10分钟左右，术后当晚即可进食，两名患者一名达到“肿瘤消除”，一名病情已控制可继续等候移植。近日，这一来自香港大学医学院的消息让十分前沿的超声波组织碎化技术走入公众视野。超声波在医疗领域的应用已有几十年历史。从消炎去肿、胎儿监测，到清除血管内壁斑块、粉碎肿瘤，超声技术在与其他学科的融合中，不断开拓着医学前沿应用。它的前世今生有哪些故事？在临床治疗和诊断上有哪些新应用？本期特邀上海医学超声领域专家撰文介绍。——编者提到超声波，人们的第一反应是做B超之类的医学影像检查。其实，在医学领域，超声波并非被用作诊断工具，而是一种治疗手段。今年8月，香港大学李嘉诚医学院获捐的突破性肝癌治疗新仪器——超声波组织碎化技术设备，其底层技术即是将超声波用于肿瘤治疗。20世纪40年代末到50年代初，问世不久的医用超声波主要用于治疗深层组织的疼痛和促进组织修复。这主要利用了超声波的机械效应和热效应：其高频振动所产生的机械效应，可对人体组织进行“微按摩”，从而促进细胞活动、增加细胞膜透性，有助于消炎、去水肿，促进受损组织的恢复。同时，在人体组织中传播时，超声波会被吸收并转化为热能。这种热效应可促进血液循环，加速新陈代谢，有助于缓解疼痛、减少肌肉紧张。20世纪70年代，超声波的机械效应成就了德国多尼尔公司的跨界传奇。这家创立于20世纪初的飞机设计和制造公司，在研发过程中发现超音速飞行器在飞行时会在其周围形成压力和温度的急剧变化，从而产生超声冲击波。超声冲击波可能导致飞行器产生多种结构和材料性能的下降或损坏，为解决这些问题，多尼尔公司的科研人员进行了大量实验。在此过程中，他们注意到，这种冲击波能够有指向地穿透水和生物组织并产生高能聚焦点。这与尿路结石治疗所需的应用场景非常相似——人体大部分由水构成，冲击波可有效通过身体组织传输并针对性地将能量聚焦于结石，而不损伤周围软组织。当时，尿路结石在欧美国家非常常见，但只能通过外科手术治疗，风险高、恢复慢。多尼尔公司迅速组建了一支跨学科研发团队，共同开发体外冲击波碎石技术。1980年，他们利用超声技术成功实施了首例体外冲击波碎石术。如今，超声波碎石术已广泛用于肾结石、输尿管结石、膀胱结石等疾病的治疗。随着医疗技术的发展，超声冲击波的应用又有了新发展——血管内冲击波，用于为心脏血管“清壁”与修复。心血管疾病，尤其是由冠状动脉狭窄或阻塞引起的心脏缺血或梗死，是全球主要死亡原因之一。但是，有相当部分患者用药物治疗无效，也不适合进行传统血管成形术或冠状动脉旁路手术，他们需要新的治疗方法。血管内冲击波给这部分患者带来了新希望。临床上，医生会将一个末端装有能产生冲击波设备的特制导管放置在患者的病变冠状动脉血管内，导管定位到血管中的钙化斑块位置发出冲击波，将重度钙化斑块有效破碎，使血管变得更易于扩张，为后续的支架植入创造更好条件。中国科学院院士、复旦大学附属中山医院心血管内科葛均波主任认为，这项技术特别适用于诸如球囊扩张术和支架植入术等传统血管成形术难以处理的重度钙化冠状动脉疾病。值得一提的是，超声冲击波可刺激心脏组织释放多种生长因子，促进新血管的形成，还可通过直接作用于心肌细胞，改善细胞的代谢和功能，进一步增强心脏的血液供应和泵血能力。超声波另一个非常有趣且具发展潜力的应用领域，是利用其机械效应促进药物在人体组织中的递送。包裹有药物的特殊微泡可通过静脉注射进人体，待微泡到达目标治疗区域后，医生再利用超声波将微泡击碎，释放出药物。这一药物递送新策略在肿瘤治疗中颇受欢迎。通过超声引导的微泡空化（微泡崩溃爆裂）可增强化疗药物或基因疗法的递送效率，使治疗药物更直接地作用于肿瘤细胞，减少对正常组织的影响。近年来，医学界又在探索将超声波用于肿瘤治疗。美国密歇根大学首创了一种基于聚焦超声的肿瘤粉碎术。它通过在肿瘤内形成微泡，利用微泡形成和破裂时产生的力量杀死肿瘤细胞，由此产生的组织碎片由免疫系统清理，且对周围组织不产生热影响。该技术形成的超声波组织碎化设备已获得美国食品药品监管局（FDA）批准用于治疗肝癌，在欧洲也有多项临床试验正在开展。此外，高强度聚焦超声技术可利用超声波对肿瘤部位进行聚焦和加热，使局部温度升高到60℃甚至更高，癌细胞在高温下迅速坏死。其优势在于无创、治疗准性高且几乎无辐射，目前该技术已广泛应用于多种实体肿瘤的治疗，如肝癌、胰腺癌、前列腺癌、子宫肌瘤等。（作者为上海市老年医学中心副主任医师）作者：栾丽娜文：栾丽娜图：除注明外均视觉中国编辑：刘琦责任编辑：许琦敏注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

来源：vb动脉网“为什么中国没有诞生近代科学和工业革命？”这是英国学者李约瑟在19世纪末提出的世纪难题，意在表达对当时中国与西方为什么在科学技术上会一个大落，一个大起的思考。如今“李约瑟之问”已成为中国人萦绕于心的警钟，即不断提升科技实力和原始创新能力，加快建成科技强国，以避免历史的重演。尤其是在全球科技竞争日趋激烈的当下，代表前沿科技的原始创新能力已成为决定一个国家、一个民族核心竞争力的必要因素之一。2024年11月，国务院相关领导也在全国性科技创新大会上两次提及“原始创新”关键词，强调原始创新的基础性、关键性作用，以及对人类福祉、对国际科技竞争的重要性。仅次美国！中国研发投入32年翻233倍当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革正在加速演进。据国家统计局2024年10月发布的《中国创新指数研究》，我国创新总指数已从2013年的全球第35位，跃居至2023年的第12位，中国已正式进入创新型国家行列。从“李约瑟之问”，到“创新型国家”，一代代行业领军者从零起步，持续产出一系列重大原创性科技成果。在众多科技创新成果中，被视为“大国重器”的高端医疗装备，在提升国民健康水平和增强科技强国实力方面，扮演着日益重要的角色。高端医疗装备产业具有壁垒高、创新密集、人才密集等特点，是关系国计民生、经济发展和国家安全的重要产业。相较于欧美等发达国家，中国在高端医疗设备领域起步较晚，但自改革开放以来，在国家对科技创新的重视和支持下，我国的自主研发能力不断加强。1983年我国自制的第一台头颅CT装置通过国家鉴定完成首例人体头颅成像扫描；1997年世界上第一台高强度聚焦超声肿瘤治疗样机在中国诞生；1999年中国首台自研1.5T超导磁共振落地，结束依赖进口的历史……这些行业先驱结束了高端医疗设备被国外品牌一统天下的垄断格局。但在前沿科学发现与原创科技成果不断涌现的过程中，原始创新主体也面临着新的机遇与挑战。首先自改革开放以来，我国的研发经费投入年均增长率达到了18.6%。2023年这一数字飙升至33278亿元，是1991年的233倍，使中国成为仅次于美国的世界第二大研发投入国。这一显著增长为我国科研人员提供了充足的资金支持，使他们有机会追求更高层次的创新成果，从根本上增强了我国原始创新能力。动脉网制图其次新时代背景下，如何提升创新方向的多样化，进一步加强科学创新与产业创新的结合，提高跨学科、跨产业协作的紧密性等现实问题，已成为制约我国原始创新能力提升以及高端医疗装备高质量发展的“堵点”。这些时代赋予的机遇和挑战均要求中国在全球视野下，不断强化创新主体地位，以确保在全球科技竞争中保持领的地位。从0到1，为何原始创新这么难？尽管中国研发投入实现了百倍增长，但与此同时美国2024年的联邦研发预算也达到了2100亿美元，创下史上大额。并且不可否认的是在全球高科技竞赛的前线，“低垂的果实”几乎所剩无几。对于高端医疗装备等前沿领域而言，要想实现更高的原始创新目标，需要产学研医政等多方的共同努力与协作。首先，基础研究具有周期长、不确定性大、与产业和技术距离较远等特点。对于科研人员而言，需要保持创造性思辨能力与采用严格求证的方法，从不同角度审视问题，并积极参与国内外的行业会议和学术交流活动，投身产业之中了解前沿技术和市场趋势，从而以高质量原始创新方案来解决临床和产业的真正痛点。其次，临床需求是医疗器械创新的核心动力。作为临床主体的医生需要在实践中识别真实需求、提出创新想法，参与研发过程，验证新技术临床效果，并积极推广其应用。重庆医科大学王智彪教授便是在一次临床实践中从“超声终止早孕”萌发了“超声治疗肿瘤”的大胆想法，并通过医工结合构建了“聚焦超声生物学”理论基础，将这项基础研究转化为中国原始创新成果——海扶刀®，成功推广到全球32个国家和地区。这样的跨界合作不仅加速了原始创新从概念到实际应用的转变，也为全球患者带来了更先进、更有效、更安全的治疗方案。再者，对于在科技创新中占据主体地位的企业而言，关键在于持续围绕原始创新技术来丰富产品线，并重视新兴场景下的产品需求，积极推进重大产品的研发，以实现在高端主流装备、关键核心部件以及医用高值材料等领域的自主制造能力。再以聚焦超声为例，重庆海扶团队经过30余年的技术研发及20余年的产业化发展，已围绕良恶性肿瘤、常见病、康复保健三大系列开发出十多种型号的高端医疗装备，累计治疗全球30万余例实体良恶性肿瘤患者，展示出企业推动创新技术转化为现实生产力方面的独有价值。海扶刀®聚焦超声肿瘤治疗系统 JC300型国家政府在推动原始创新发展中发挥着导向支持作用。《“十四五”医疗装备产业发展规划》提出在重点发展领域提出了发展高效能超声等治疗装备；《中国制造2025》将高性能医疗器械作为十大重点突破领域之一；党的二十大报告中就指出要“加强基础研究，突出原创，鼓励自由探索”；各级相关部门也先后推出“以旧换新”“采购国产”等支持政策……大涨26.31%！从“国自然”透视原始创新“原始创新”以其非共识性、变革性、高风险性、颠覆性等特征，区别于一般创新性研究，通常需要特别的资助模式来支持。国家自然科学基金委员会（以下简称：基金委）自1986年成立之初，便在推动我国基础研究发展和支持基础研究原始创新方面发挥了重要作用。据基金委公布的近十年数据，国家自然科学基金项目申请人数逐年递增，2024年基金委共接收项目申请384564项，较去年增长26.31%。动脉网制图其中，国家重大科研仪器研制项目的资助对象为“对促进科学发展、探索自然规律和开拓研究领域具有重要作用的原创性科研仪器与核心部件的研制”单位，目标是“提升我国的原始创新能力”。2024年11月，由重庆医科大学王智彪教授牵头，联合清华大学、南京大学、陆军军医大学等单位申报的国家重大科研仪器研制项目《基于颅内毫米级声源点的定位引导及治疗调控系统》获得立项资助，项目直接经费8028万元。此项目聚焦神脑疾病治疗和脑科学，拟为深脑疾病治疗和脑科学研制一套兼顾无创、准定位、精细干预及实时监控的重大科研仪器。重庆医科大学王智彪教授牵头《基于颅内毫米级声源点的定位引导及治疗调控系统》获得基金委立项资助近期，王智彪教授在参加一次学术会议上谈及自己与聚焦超声这项中国原始创新技术的结缘背景，“36年前我还是一名妇产科主治医师，每天忙碌于手术之中。那时，我常常自问：切除器官会给患者带来什么？有没有一种技术可以在治疗疾病的同时减少对患者的伤害，甚至保留器官。这项技术就是聚焦超声。”36年前的中国医疗器械市场几乎完全被外商独占，既没有医疗器械监管法规，也没有质量认证中心。然而，正在这样艰难的时局之下，王智彪教授从无到有，带领的团队经过十余年的基础研究深耕，终于在1999年全世界第台聚焦超声体外对体内进行治疗的设备——海扶刀®正式取得CFDA（现NMPA）认证。2002年，该设备出口英国牛津大学，首开“中国创造”的大型高端医疗设备出口发达国家之先河。“B超、CT、磁共振、PET、质子和重离子治疗等技术，都没有诞生在中国。中国医生感到自豪的是聚焦超声技术诞生于中国，是中国医生的原始创新技术。”王智彪教授说道。此前的2011年，王智彪教授团队还曾凭借《球形聚焦集声系统的研究》获批首批国家重大科研仪器研制项目，项目直接经费6000万元。通过该项目的研究，王智彪教授领衔的团队建立了全球首套可产生交变超高压（-108 Pa ~ 1010 Pa）、超高温（300 K ~ 6800 K）、超快加热/冷却（>1012 K/s）的极端声学条件科学仪器“球形聚焦集声系统”，为拓宽声学领域认知边界提供了全新研究条件。目前，该仪器已面向20余家单位开放共享，合作开展课题研究92项，发表行业顶刊论文56篇，推动了相关前沿科学的交叉融合和创新发展。基金委成立三十多年来，我国在基础研究领域的投入持续增加，前沿科学发现与原创科技成果不断涌现，尤其是基于“新理论、新方法、新材料、新工具、新技术”的高端医疗装备取得重要突破。这些突破不仅促进了技术进步和产业升级，也为全球医疗健康领域的发展贡献了中国的创新智慧和解决方案。结语据国家药监局的统计数据，中国已跃升为全球第二大医疗器械市场，营业收入达到1.3万亿元人民币，一系列“国之重器”纷至沓来。未来，在产学研医政等多方努力下，我国将加强基础研究，促进科研成果转化，深化原始创新成果，构建跨学科合作平台，优化政策环境，并积极参与国际合作，以推动高端医疗器械等关键领域的创新技术突破，从而提升国家在全球创新体系中的竞争力与影响力，为社会进步和人类健康做出更大贡献。注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

说到超声，可能很多人都比较熟悉，在体检中金年会 常常会接触到。而从应用的角度来看，也许很多人不知道，医学超声可以分为诊断超声和治疗超声。诊断超声主要是以高频低能量形式应用于医学领域，以探查和提取人体信息为目的，一般不会在人体组织内产生不可逆转的生物变化；而治疗超声主要是以低频（相对诊断超声而言）高能量的形式作用于人体，使人体组织发生某种有利于疾病治疗或是身体康复的变化。根据所用超声强度的不同，治疗超声又可分为理疗超声、热疗超声和高强度聚焦超声。本文对近年高强度聚焦超声在妇产科疾病治疗中的应用进行介绍。金年会 可以用放大镜和纸张做一个小实验。在实验现场，太阳光聚焦到纸张上，纸张被烧出了一个窟窿，很快就冒烟了，随着光点的移动，纸张一直跟着不停地燃烧。这是因为阳光通过放大镜的折射后，形成了温度很高的聚光，聚光会点燃可燃物。其实，高强度聚焦超声（HIFU）也会产生类似放大镜的聚光效果，是一种利用聚焦的超声波能量，在体内作用于特定区域的非侵入性治疗技术。具有安全、有效、无放射损伤、痛苦小、术后恢复快等特点。目前HIFU在妇产科主要用于治疗子宫肌瘤和子宫腺肌症，有关治疗其他妇产科疾病的研究也正逐步展开，HIFU在妇产科领域的应用范围愈加广泛，是未来微无创治疗的发展方向。超声用于治疗肿瘤的历史肿瘤的热疗法有其悠久的历史。据文字记载，1816年科利（Coley）发现一名患者颈部的圆细胞肉瘤经过丹毒阵发性发热之后自行消退, 在这一发现的启示下，人们便开始用各种办法使人体周身或局部发热对肿瘤进行治疗，取得了一定的疗效。到20世纪70年代, 由于科学技术的迅速发展, 高频、微波和超声技术被引入作为加热手段。特别是超声技术, 由于安全、可对深部肿瘤加热而格外受到青睐。热疗超声是将大块组织加热并使其保持在43～45℃，以抑制、杀死癌细胞。热疗超声的一个关键问题是要求在较长的治疗时间内使癌体温度保持在43～45℃之间，这就对测温和控温技术提出了相当苛刻的要求，由于缺乏相应的无损测温技术，当被加热的组织中存在大血管时，因为大血管与周围组织热量交换较多，热疗往往难以达到预期的效果，使热疗的发展受到限制。而HIFU是在常规热疗的基础上发展起来的。1942年，林恩（Lynn）首先提出了超声外科的概念，他采用凹球面石英晶体产生高强度声束，将其作为神经外科研究的辅助手段。后来，弗莱（Fry）做了发展，主要仍应用于神经外科，他尝试采用聚苯乙烯透镜对平面声波聚焦，通过将高能量的声波在距声源一定距离的区域聚焦，可以将焦域内的肿瘤组织全部杀死，而焦域外则不受伤害。1956年，布罗夫（Burov）首次提出：治疗肿瘤时，短时间的高强度聚焦超声辐照比长时间的低强度辐照效果更好。HIFU使用低兆赫量级频率的超声束在人体外进行聚焦，使焦点的声强高达每平方厘米几千至几万瓦。声束以体表可以接受的低声强进入人体，使焦点置于靶组织（如肿瘤）上，短时间（0.5～5 s）辐照使靶组织温度升到60℃以上致其急性热坏死又不损伤周围正常组织。高强度聚焦超声已被当作肿瘤治疗的一种重要手段加以研究。HIFU越来越多地被用于不同的医学领域，其中一个特别热门的领域是肿瘤学。在寻求优化癌症治疗的过程中，HIFU正在成为一种有前途的多功能技术，既可以作为一种新型的独立治疗方法，也可以作为一种可以增强现有药物治疗效果的技术，已经成功应用于实质性肿瘤和非肿瘤的治疗。HIFU治疗由两种成像方式引导：超声和磁共振成像。超声引导的HIFU设备是超声实时成像，治疗效率更高，同时在临床应用时间长，技术更成熟，安全性更有保障。磁共振引导的HIFU设备优势在于磁共振图像清晰，并且是温控监测效果，便于学习与掌握。2004年，磁共振引导的HIFU消融术被美国食品药品管理局批准用于治疗有症状的子宫肌瘤。不过，受限于现在的科学技术以及较短的临床应用时间，磁共振引导的HIFU还不够成熟，但是在未来，随着成像时间的缩短和测温技术的进一步成熟，磁共振引导的HIFU是一种非常有前景的方法。电子相控阵聚焦技术——21世纪肿瘤绿色治疗手段HIFU肿瘤治疗系统的核心部件是聚焦超声换能器，其结构分为单元式和多元阵式两种。多元相控阵换能器具有“焦点和扫描灵活多变”及“可多点同时聚焦”等特点，是当今HIFU技术的发展趋势。通过对几十个甚至几百个阵元实施相位的精确控制，可以自由控制焦点数目和位置，从而提高治疗准确性和治疗速度。电子相控阵聚焦的主要优点是不需要机械移动，扫描速度快，精确度高，而且可以根据肿瘤的大小和位置来设定聚焦方式，通过电路来控制焦点，根据需要预先设定好加热图，这样不仅节省了时间，而且给有骨骼遮挡（如肝）部位的肿瘤治疗提供了方便。利用此方法可以一次形成多焦点，对于较大体积的治疗区域，这种治疗模式不仅可以减少治疗时间，提高治疗效率，而且对比单焦点扫描方式可以获得更好的声场分布，达到较好的治疗效果（图1）。在实际治疗中，由于相控阵阵元的延迟时间可动态改变，可补偿由于移动或组织的非均匀等因素造成的畸变。11.3图1 电子相控阵高强度聚焦超声示意图高强度聚焦超声的应用——生生不息，保护生育力HIFU已广泛应用于妇产科领域，尤其适用于需要保留子宫器官功能的治疗。子宫肌瘤  子宫肌瘤是常见的女性生殖系统良性及多发肿瘤，发病率可达20％～25％，对于有明显症状的子宫肌瘤，手术切除是常见的治疗手段。由于子宫动脉供给卵巢的血液约占卵巢总供血量的1/2，因此切除子宫可能使卵巢功能衰退，导致更年期综合征、骨质疏松、心血管疾病等发病率增高，且患者接受度差，不仅是手术所致创伤，对女性心理也有较大影响。而微创手术往往价格昂贵，存在一定的手术并发症的风险。对于未生育女性而言，迫切需要保留生育功能，进行单纯肌瘤切除需要严格遵循避孕时间，因此往往会使其错过佳受孕时间。高强度聚焦超声可直接作用于肌瘤的瘤体，使其发生凝固性坏死，促其萎缩或消失，从而达到治疗子宫肌瘤的目的。国际和平妇幼保健院通过多中心临床研究，利用相控阵高强度聚焦超声消融滋养动脉治疗子宫肌瘤（图2），能够使肌瘤血管网产生栓塞，肌瘤逐步吸收并缩小，缩短辐照时间，减少并发症，可以有效减轻子宫肌瘤所产生的症状（图3）。对卵巢功能及子宫内膜无明显影响，是一种有效的方法，具有良好的临床推广价值。11.4图2 HIFU治疗模式图：针对肌瘤的滋养血管进行定位并消融，同时避免对周围正常组织的伤害，在相控模式下能＊＊控制每一个小的能量发射单元11.5图3 患者治疗前（A）、治疗后3个月（B）、治疗后3年（C）的随访超声图像，图中的圈代表肌瘤，提示肌瘤血供消失，体积明显缩小，月经过多症状明显改善子宫腺肌症  子宫腺肌症是指子宫内膜腺体和间质异常侵入子宫肌层中，一般为弥漫性生长。患者表现为月经量增多、经期延长、呈进行性加重的经期下腹疼痛、腹部包块、贫血、不孕等,严重影响生活质量。目前治疗肌腺症的方法主要有药物治疗、手术治疗及微创治疗。药物治疗主要适用于年轻、症状较轻的患者，以及术前术后的辅助治疗。但是长期使用副作用大，易导致消化系统症状及肝功能异常。手术治疗包括宫腔镜下病灶切除术、子宫楔形切除术以及全子宫切除术，但这些技术存在使用范围较窄，不能彻底清除病灶，残留病灶仍有复发可能，且不能排除后期妊娠子宫破裂可能等问题。此外，也不适用于很多处于生育年龄、有生育要求的患者，或不能接受全子宫切除术的患者。微创治疗主要有子宫动脉栓塞术、射频消融和高强度聚焦超声。子宫动脉栓塞术因其创伤小，效果好的优势，近年来发展较快，但其有导致卵巢功能下降可能。射频消融是一种热消融治疗方法，临床应用较少，缺乏大样本量研究，不能排除其引起子宫内膜损伤的可能。高强度聚焦超声治疗为近年来发现的针对子宫内膜异位症及子宫腺肌瘤的有效无创治疗方法，能有效缩小病灶、缓解痛经、减少月经量，而且即使复发仍可再次治疗，但其疗效、安全性、成本效益和生育结果需要通过随机对照试验来评估。异位妊娠  异位妊娠的发生率近年来呈逐渐上升的趋势。随着阴道超声的广泛应用及放射免疫方法测定人绒毛膜促性腺激素（β-hCG）敏感性的提高，越来越多的异位妊娠得到早期诊断，从而使患者得到更多的保守治疗的机会。有研究表明HIFU对保护有生育要求异位妊娠女性的生育功能具有积极的意义，但治疗过程中能量扩散对卵巢功能及再次妊娠的影响需要研究。宫颈及外阴疾病  HIFU用于治疗宫颈及外阴疾病，其创伤小、并发症少、治愈率高，可替代物理治疗。除外阴鳞状上皮内瘤变处于动物实验阶段，宫颈炎、外阴上皮内非瘤样变和尖锐湿疣均已处于临床应用，且获得满意的治疗效果。剖宫产瘢痕妊娠（CSP）  CSP为剖宫产术后较少见的远期并发症，是指受精卵着床在瘢痕处向宫腔内或肌层甚至浆膜层生长，易被误诊或漏诊而行清宫术或继续妊娠导致患者大出血或子宫破裂，严重时死亡。通常治疗方式如化疗或介入栓塞治疗后仍有切除子宫和丧失生育的可能。HIFU直接破坏瘢痕处胚胎及绒毛组织，可减少出血和保留完整子宫。后续需大样本随机对照研究以获得结论性建议。胎盘植入  在产后出血的众多影响因素中，胎盘植入属于较为重要的一种。当胎盘植入没有得到有效处理时，可能致使患者出现缺血性休克，严重者甚至危及生命。HIFU治疗技术通过热效应、机械效应等原理去除病灶组织，可以更好地改善患者的预后质量。妇科恶性肿瘤  用高强度聚焦超声联合化疗治疗，控制肿瘤生长，延长患者生存时间，为复发性和手术困难的妇科恶性肿瘤患者提供新的治疗策略。高强度聚焦超声治疗的优点和挑战HIFU在妇产科临床应用中必须遵守保留子宫、保留生育功能的原则，以有利于患者生理、心理健康为出发点，在目前的技术层面和相关条件下大限度地考虑患者的器官完整、功能完善。对患者而言，HIFU疗法不开刀、不流血，避免了伤口感染引起的并发症，且能大限度保留子宫的完整性，加快子宫恢复、保护女性生育力；术后也无需住院，可实现“即到即治，即治即走”的诊疗模式，能大程度地减少治疗对患者生活的影响。此外，HIFU还具有以下特点：人性化治疗——为患者提供人性化治疗方案，术前准备相对简单，无需麻醉或镇痛，治疗时患者可自由仰躺在床上，治疗舒服度高；医疗——配备多项体外精确定位、术中影像导航的功能，能根据肿瘤真实形态进行治疗，保证治疗的准，避免治疗的遗漏；安全程度高——治疗过程中，医生可实时监控整个治疗过程，患者在清醒状态下，以微感状态完成整项治疗。当然，HIFU治疗亦存在一定的局限性和挑战。如当肿块越大时，重复消融次数越多，治疗时间更长；超声波在生物体内传播过程中其能量随距离和深度的增加而呈指数性衰减，并且组织器官血流亦会带走部分能量，削减靶组织内能量的聚集等。有关HIFU在妇产科应用的深入和扩大值得临床进一步研究。结 语国际和平妇幼保健院完成了国内第1台SUA-I相控阵聚焦超声（PHIFU）对子宫肿瘤的临床转化，提出利用相控阵高强度聚焦超声消融滋养动脉治疗子宫肌瘤的无创截断治疗模式，能够使肌瘤血管网产生栓塞，肌瘤逐步吸收并缩小，缩短辐照时间，减少并发症，有效减轻了子宫肌瘤所产生的症状，对卵巢功能及子宫内膜也没有明显影响。目前已成功治疗患者100多例，具有良好的临床推广价值。金年会 也将进一步着力于聚焦超声与多学科交叉融合、治疗机理研究、临床适应证拓展，让患者生存获益或改善其生活质量，为实现“健康中国2030”的战略规划助力。本文根据笔者在上海市科学技术普及志愿者协会主办的“海上科普讲坛”上的报告撰写而成注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

高强度聚焦超声（HIFU）治疗技术高强度聚焦超声，英文全称High Intensity Focused Ultrasound，简称HIFU。与HIFU治疗技术相关的知识背景概述如下。什么是超声波超声波是一种频率高于20000赫兹的声波。人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz，因此，频率高于20000赫兹人类听不见的声波称为“超声波”。超声波的特点是方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很广泛的应用。超声波在医学上的应用超声波在医学上主要用于超声诊断和超声治疗。用于医学诊断的超声波，主要是脉冲反射技术，包括A型、B型、D型、M型、V型等。其中，B超是大家比较熟悉的诊断技术之一，不仅用于产前胚胎、胎儿的诊断，还用于人体心、肝、脾、肾等重要内脏、浅表器官和组织的影像诊断，几乎对人体无任何伤害，是临床上应用广泛的技术。超声图像的分辨率及清晰度很高，它可以在体外清楚显示金年会 肝脾等重要器官有无肿块等。诊断超声已经发展为彩色显示及三维立体显示，大大增加了诊断的精确度。不同频率和强度的超声波具有不同的效应，其临床应用也不同。如临床上常见的超声波碎石，即是利用电能转变成声波，声波在超声转换器内产生机械振动能，当与坚硬的结石接触时产生碎石效应，但对柔软的组织并不造成损伤。高强度聚焦超声的原理字面意思上理解，高强度聚焦超声包含以下几个方面，即能量来源于超声波、通过聚焦方式、其能量强度高。金年会 很多人都知道太阳光经过放大镜聚焦以后可以将柴禾引燃的道理，也就是将能量不够高的阳光聚焦，焦点温度高到足以引燃柴禾。高强度聚焦超声的原理与此类似。它也是将低能量、低强度的超声波束通过聚焦的方式，在超声波传播方向上汇聚成一个具有一定大小的高强度、高能量的焦点。随着工程技术的发展进步，现可将焦点的能量提高到非聚焦时超声能量的几千倍，甚至上万倍。由于超声波具有方向性和良好的穿透皮肤等人体组织的特点，理论上认为，体外低能量的超声波束可以穿过皮肤及其深部的组织到达如肝脏等某个部位，这也是超声波能探查金年会 内部器官的基础。同样，体外用于聚焦的低能超声波束也可以通过皮肤及其深部组织，其焦点区域的能量也可以足够高，对焦点部位的人体组织产生破坏。很多研究也证实，焦点覆盖的组织被高能量的声能“煮熟或烧熟或烧焦”，即凝固性坏死。其主要的作用原理是以高温为主的热效应和空化、机械效应。现有的设备可以将焦点区域的组织在照射很短时间（0.25-1秒）就出现局部温度达到60-100摄氏度，使被焦点照射的组织产生不可恢复的凝固性坏死，而焦点覆盖周边的组织因能量很低而不受损伤。金年会 可以通过工程技术制造出用于超声波聚焦的“治疗头”（超声换能器），在计算机控制下按照金年会 需要“煮熟”的范围来覆盖组织，使其产生不可恢复的坏死。现在的工程技术可以将聚焦的焦点做得很小，小到1cm3左右，其能量较周边非聚焦时更高、更集中，照射组织后会出现边界很清楚锐利的“烧熟”区域，就像手术刀一样把焦点照射区域“切除”一样。与外科手术比较，“烧熟”的组织和手术切除的组织同样失去了活性，只是“烧熟”的组织还在体内，切除的组织离开了人体。这可能就是高强度聚焦超声被称为聚焦超声刀的缘故。当然，除了关键的“刀尖”“治疗头”外，还需要“眼睛”才能准确无误地破坏病变组织。迄今为止，高强度聚焦超声的“眼睛”主要有核磁共振（MRI）和彩色多普勒超声（彩色B超），两种各有优缺点。目前，用于治疗肝脏等移动器官的病变的设备主要采用B超为“眼睛”。B超可以实时成像，对移动器官或静止状态的器官均能很好地实时监测其位置及其变化，与金年会 的眼睛集中注意力观察某个物体类似，因而，B超实时监测、引导下的高强度聚焦超声治疗设备应用更为广泛。此外，B超也具有很好的分辨率，能清楚显示体内器官组织的病变，且也比MRI更经济实惠。为了提高对病变的定位精确，金年会 通常将治疗前的MRI图像与实时的超声治疗设备上的治疗图像进行融合、比较，能更精确地显示病变，“清楚看见病变”，使金年会 的治疗更加准。国内外众多研究机构、大型医疗设备公司对高强度聚焦超声治疗设备开展了深入的研制工作。其中，重庆医科大学及重庆海扶医疗科技股份有限公司研制的JC型高强度聚焦超声肿瘤治疗设备早在1997年先用于肝癌、乳腺癌、骨癌等恶性肿瘤的治疗。该设备也是国内首家通过欧盟认可的CE认证的设备。为了进一步开展临床研究及应用推广，国内外首家专门以高强度聚焦超声（HIFU）治疗为特色的肿瘤微无创治疗中心——重庆医科大学附属第二医院HIFU肿瘤中心于1999年1月成立，目前已采用HIFU技术安全有效治疗肝癌、胰腺癌、子宫肌瘤等各类实体良恶性肿瘤患者5000多例。中心不仅是该设备的全球首家用户，也是该型设备的临床研究基地，很多高强度聚焦超声的临床治疗方案皆出自中心。2005年9月卫生部授权的首家国家高强度聚焦超声肿瘤治疗培训基地落户该中心。海内外很多知名医院如英国牛津大学、德国波恩大学、日本千叶大学附属医院以及香港大学玛丽医院等先后派遣医生来中心学习交流。目前该设备全球用户医院已累积近3000家。高强度聚焦超声的优点主要优点包括：不用开刀，不流血，不受肿瘤大小、形状限制。一般情况下实施一次性治疗，术后恢复快，可以激活免疫系统；无辐射、无化学损伤，不会出现放、化疗遇到的肿瘤不敏感问题，可以重复治疗，也可以实施有计划的分段治疗；对于早期病变可以根治性治疗，对晚期病变可以姑息治疗，以有效减少肿瘤负荷。同时可以配合放疗、化疗等其他治疗手段，不会与其他治疗方法相冲突。此外，乳腺肿瘤、骨肿瘤、子宫肌瘤的HIFU治疗还具有保留乳房原有形态、保留肢体、保留子宫的优点。高强度聚焦超声的主要适应症1.肝脏肿瘤：肝脏良、恶性肿瘤2.胰腺癌：无黄疸的胰腺癌或经过减黄治疗后的胰腺癌3.软组织肿瘤：软组织良、恶性肿瘤4.子宫良性病变：子宫肌瘤，子宫腺肌瘤，子宫腺肌症5.胸腹壁转移癌6.肾脏良恶性肿瘤7.原发或转移性骨肿瘤8.具有良好超声通道的腹膜后或腹、盆腔实体肿瘤9.其他适宜HIFU治疗的实体肿瘤高强度聚焦超声的禁忌症1. 空腔脏器的肿瘤，如肠道、胃部肿瘤等2. 中枢神经系统肿瘤3. 治疗相关区域存在皮肤破溃或感染时4. 有重要脏器功能衰竭的患者5. 不能耐受相应麻醉的患者6. 机械定位影像系统不能清晰显示的肿瘤案例介绍患者，男，77岁，因“发现肝占位1月”入院，患者行腹部CT提示肝右方叶及右前上段占位，多系肝癌肝内转移，无腹痛、腹胀、腹泻，无恶心呕吐，不伴乏力、纳差，无皮肤黄染，不伴发热、呕血。既往有肝炎病史，进一步完善检查，提示甲胎蛋白＞1210ng/ml ，上腹部MRI提示肝癌，结合患者病情，充分完善术前准备，于2010年10月28日予以在全麻下行肝癌HIFU术，术后病灶完全消融，AFP降至7.44ng/ml。患者十年间有过复发，经过积极的HIFU治疗后，效果良好。2020年9月14日再次复查MRI提示肝脏病灶完全消融。注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

高强度聚焦超声 （HIFU） 作为一种能够为广泛应用提供无创加热和消融的技术，正迅速获得临床认可。通常只需要一次治疗，治疗通常作为日间手术进行，患者要么完全清醒，要么轻度镇静，要么处于轻度全身麻醉下。HIFU 得分高于其他热消融技术，因为无需经皮将探针插入目标组织。放置在体外（用于治疗肝脏、肾脏、乳房、子宫、胰腺、脑和骨骼的肿瘤或异常）或直肠（用于治疗前列腺）的源可快速加热目标组织体积，磁场的高度聚焦性质使超声传播路径中的组织相对不受影响。许多体外、经直肠和间质装置已被设计为优化针对特定应用的治疗，适用于目前正在使用 HIFU 探索的广泛应用领域。这里描述了它们的工作原理，并概述了它们的设计原理。高强度聚焦超声 （HIFU） 是用于描述高功率超声聚焦束用于治疗效果的术语。该技术有时也称为聚焦超声手术 （FUS）。现在许多不同的 HIFU 治疗的共同特征是需要提供一个光束，其中能量足以仅在病灶体积内产生生物变化。除了少数例外，其目的是诱导不可逆的损伤，尽管在某些应用中，例如药物输送，目标是产生更多的瞬态效应。2. HIFU 的原理超声波在0.8-5 MHz频率下波长2-0.3毫米，能在焦平面形成高压区。能量足够时，可在该区产生显著温升，其他区温升可忽略。类似放大镜聚光点火，HIFU技术能将焦点温度升至>56°C致热坏死，其他区域温度保持原状。图1展示原理、病变外观及组织学切片，显示活死细胞分界明显。HIFU 的历史高强度聚焦光束（HIFU）的概念于1942年首次提出，旨在探索多种医疗应用。1940-1950年代，研究者尝试通过选择性破坏大脑区域来增进对神经行为的理解。尽管早期研究受限于超声图像质量和需要开颅手术，但成功实现了对实验动物大脑特定区域的选择性破坏，并进行了帕金森病的人类治疗。HIFU的发展与L-dopa药物的推出相吻合，后者成为更受欢迎的帕金森病治疗方法。直到1990年代，HIFU在眼科治疗中才获得认可，尽管1952年Lavine等人就提出其在眼科的应用。研究显示HIFU能降低眼压并产生眼部病变。1982年首次用于青光眼治疗，79%患者在1年后眼压降低。尽管前景广阔，激光手术因技术简单更受欢迎。近年来，HIFU在青光眼治疗中重新受到关注并取得成功（Aptel等，2014）。临床使用概述现代超声和MRI技术使HIFU治疗更精确，实现良好随访。这些技术提供实时图像，有助于精确定位治疗区域。MRI提供解剖和温度成像，而超声则具有高空间和时间分辨率。两者都用于HIFU治疗的指导和监测，各有优势。HIFU已成功用于治疗肝脏、肾脏、乳腺、胰腺恶性肿瘤和骨肉瘤，以及缓解骨肿瘤引起的疼痛。需注意避免肠道气体干扰。HIFU也是治疗子宫肌瘤的有效技术，可在MR或超声图像上清晰显示。前列腺肿瘤的HIFU治疗已广泛研究，针对BPH和前列腺癌。BPH的初步临床试验显示流速增加和残余尿量减少，但长期效果不佳，44%患者需TURP。HIFU治疗前列腺癌面临不同挑战，如病灶难以检测。初旨在消融整个腺体，现趋向部分消融。HIFU对放疗后复发的前列腺癌患者可能有效，早期试验结果积极。4 暴露剂量测定在电离辐射成像和治疗中，“暴露”（单位：伦琴，R）与“剂量”（单位：格雷，Gy）有别。暴露量描述辐射量，而剂量表征每公斤组织吸收的能量。不同辐射的生物效应通过相对生物效应（RBE）比较，形成“剂量当量”（单位：rem或Sv）。X射线、γ射线和β粒子的RBE为1.0，α粒子为20。在医学超声中，“暴露”和“剂量”可互换使用，但超声能量传递模式影响生物效应。例如，连续模式与脉冲模式对组织的热效应和空化活性不同。超声暴露根据水中自由场条件下的声场表征，HIFU暴露需考虑频率、时间、换能器特性、功率、声压/强度和能量传递模式。实现超声场中从暴露到剂量的过渡需了解介质的声学特性，如衰减、吸收系数、声速和非线性参数B/A。HIFU暴露通常基于自由场水测量描述，有时通过估计总衰减计算原位强度。热剂量参数用于描述癌症热疗治疗，将特定组织体积的温度-时间历史积分并简化为43°C时的生物等效暴露时间。临床上，t43240分钟为热消融成功阈值。空化可增强HIFU加热，但缺乏量化方法和定义。5 HIFU 治疗交付临床上用于输送 HIFU 的设备大致分为两类，体外和间质。然而，基本组件并没有太大区别，包括换能器、信号发生器、放大器、大化电声效率的匹配电路、功率计，以及在某些情况下冷却换能器的方法。这些传感器连接到操作员控制台，允许移动和定位源，并且还提供了一种监测处理的方法。HIFU治疗的聚焦可通过单晶探头（平面圆盘或球形碗）实现，但需物理移动以覆盖不同病灶。更常见的是使用多晶片换能器阵列，通过电子定相实现焦点的灵活塑造和动态控制。阵列的几何形状影响功能，如同心元件（环形阵列）可沿光束轴电子移动焦点。当单个晶片置于球壳上，可通过探头几何、相位和波幅控制实现聚焦。为确保HIFU安全，需小化栅瓣，避免非目标区域组织局部加热。多种方法通过破坏元素间距的规则性、引入随机性和稀疏性来减少栅瓣。随机阵列可横向移动焦距约10%。Pernot等人比较了三种稀疏阵列在0.9MHz频率下的旁瓣转向能力，发现准随机设计佳。图1.2-1.4展示了256单元随机阵列的场模拟，显示单元数量、碗曲率半径和驱动频率对波束方向图的影响。图 1.2更改元素数量的影响。曲率半径 20 cm，直径 20 cm，频率 1.7 MHz，中心孔径直径 5 cm图 1.3曲率半径 （RoC） 变化的影响。256 个元件，直径 20 cm，频率 1.7 MHz，中心孔径直径 5 cm全尺寸图像图 1.4频率变化的影响。256 个元件，曲率半径 20 cm，直径 20 cm，中心孔径直径 5 cm稀疏阵列的一个缺点是能量在近场中不相干地沉积，导致低水平加热。当多个焦点性病变并排放置且近场重叠时，温度可能升至生物学意义的水平。为避免此问题，可在“注射”间引入冷却时间，但这会延长治疗时间。为减少这些问题，提出了一种500 kHz的平面相控阵，其元件间距为λ/2。虽然这降低了近场加热的影响并避免了栅瓣问题，但较低的频率会导致较低的空间分辨率和空化阈值，并增加焦距后加热的可能性。在这个频率下，超声波吸收降低，需要更多的声功率来达到所需温度。所有设计都需要权衡和妥协。 表 1.1 可用传感器几何形状及其优缺点总结当治疗胸腔后或颅骨下的靶区时，需避免骨表面过热。对于胸腔，可使用光线追踪或时间反转、自适应聚焦技术来靶向骨骼后的区域，这些技术已成功用于治疗神经系统问题。颅骨引起的超声失真可通过时间反转技术校正，结合振幅校正恢复大脑目标焦点。虽然植入传感器不现实，但可通过MR或CT图像模拟颅骨超声特性进行波前畸变建模。这允许虚拟点源波前通过颅骨传播并被外部接收器记录，实现振幅校正后聚焦光束指向大脑目标。5,1 传感器材料在设计治疗超声换能器时，需考虑多个限制因素。换能器必须在0.25-10 MHz频率范围内产生高功率，具有高电声转换效率，可靠性强，并能以脉冲或连续波形式传递能量。它们还需与成像方法兼容，特别是与MR引导的HIFU期间的高磁场兼容，这是一个技术挑战。当超声是监测方式时，治疗换能器通常需要一个中心孔以插入成像探头。目前，对双模式换能器元件的需求日益增长，即既能作为高功率治疗源运行，又能在短脉冲成像模式下使用。多元素数组通常以以下两种方式之一构造。单个元件可以装在单独的外壳中，然后单独安装在所需几何形状的外壳上。这允许轻松替换失败的元素，并为其排列提供灵活性，但只允许稀疏数组。这种多元素数组的一个例子如图 2 所示。1.5. 另一种方法是创建一个阵列，例如，将深槽切割成单个压电陶瓷片。这允许更密集的元素打包，但在需要更大尺寸时可能会创建脆弱的数组。这两种方法的混合组合也是可能的。图 1.5由 256 个单独的元件组成的多元件伪随机阵列，安装在 3D打印外壳中全尺寸图像医用超声换能器通常由压电材料制成，早期使用石英。压电现象由Curie兄弟于1880年代发现，指晶体在受力时产生电荷。交流电作用于压电盘产生压力波。除石英外，其他天然压电材料包括蔗糖、电气石等。医学超声中常用的压电材料是锆钛酸铅（PZT），其厚度决定谐振频率。高功率应用中，PZT传感器采用空气背衬以冷却并减少阻尼。高密度阵列易产生串扰，而压电复合结构可减少此问题。治疗超声中常见的压电复合材料几何形状为1-3型。聚偏二氟乙烯（PVDF）也是医疗超声中常用的压电材料，可制成薄膜并作为传感器或低功率源。CMUT曾被认为不适合HIFU应用，但新研究表明这一限制可被克服。6 临床设备目前临床使用的传感器特性如表 1.2 所示。这不一定是一个完全全面的列表。大多数系统的目标是在聚焦处提供大于 103 W.cm−2 的原位强度。对于长焦距的体外光源，这是使用高功率大孔径光源实现的。大孔径光源的优点是将入射能量分布在较大的皮肤区域，从而减少皮肤灼伤的可能性。经直肠和腔内源以较低的功率和较高的频率运行，因为它们可以放置在靠近目标体积的位置。表 1.2 目前临床使用的器械总结6,1 体外装置位于乳房、腹部、大脑或四肢内的组织靶标通常使用体外 HIFU 源进行治疗。这需要在皮肤上有一个合适的声学窗口，以允许进入传播路径中没有气体或骨骼的治疗部位。还必须能够使用耦合凝胶、水球或其他与皮肤声阻抗相似的材料的合适路径将超声波能量耦合到皮肤表面。体外 HIFU 治疗使用 US 或 MRI 指导。Rivens 等人 （2007） 已经审查了这些方法。在 MR 引导下进行治疗时，必须注意治疗头的磁相容性。PZT 含有镍，有助于引起高水平的电激励和机械应力。镍会导致磁场失真，当传感器涂有导电银涂层时，可能会产生涡流。这些涡流可能会导致局部磁场不均匀，并产生明显的图像伪影。通过将传感器表面划分为多个区域，可以减少这些电流（Wharton 等人，2007 年）。上面讨论的压电复合材料减少了这些问题，并已被现在可用的商业临床系统使用。MR 引导的优势在于，可以使用测温序列，允许在软组织中进行温度映射。这使得温度或计算的热剂量可以叠加在解剖 MR 图像上。使用这种类型的显示，可以在治疗过程中 “绘制 ”整个目标区域。两种＊常用的 MR 引导临床 HIFU 系统以不同的方式实现体积消融。这两个系统都旨在＊大限度地减少治疗时间。在一种情况下，焦点以电子方式以同心圆扫描，用户可以选择此扫描的大直径，而在另一种情况下，应用于多元件阵列的相位和振幅设计为在焦平面上产生多个焦峰值。当 US 用于指导和监测 HIFU 治疗时，诊断换能器被整合到治疗头中。这允许对消融过程进行实时成像。在没有造影剂介质的情况下，热烧蚀区域在标准 B 型图像上不可见，除非已诱导气泡。因此，通常会调整 HIFU 暴露水平，直到在美国图像上看到高回声区域，这表明该区域存在气泡。这些气体是通过组织气体的热溶解产生的。消融过程会改变组织的刚度，因此弹性成像技术应该允许实时监测治疗，尽管该技术尚未实现广泛的临床应用。6,2 经直肠装置经直肠装置已被开发用于治疗良性和恶性前列腺疾病。这些探头可以按直肠插入，并将成像和治疗换能器集成在一个单元中。由于经直肠超声成像 （TRUS） 是许多泌尿科医生的诊断检查，因此这些设备的临床接受度更高。有两种市售设备，它们在概念上非常相似。在这两个系统中，治疗换能器都采用截断的球形碗的形式。6,3 间质设备人们对开发高强度超声探头用于间质治疗表现出兴趣。这些传感器通常采用平面而非聚焦元件，通过旋转探头实现体积破坏。Prat等（1999）设计了一种胆道肿瘤导管内治疗探针，配备3×10mm的10MHz平面传感器，安装在不锈钢轴上，可透视引导定位。换能器表面超声强度为14W/cm²，脉冲持续10-20秒。通过旋转柔性探针实现圆周消融，每次“射击”后旋转18°，直至形成360°损伤环。该技术已在临床应用并取得积极结果（Prat等，2001）。基于类似原理的MR兼容设备也已开发用于食管肿瘤治疗（Melodelima等，2005）。尽管前列腺HIFU治疗的主要途径是经直肠，但也探索了经尿道途径以降低直肠壁损伤风险（Sommers等，2013；Siddiqui等，2010）。7 总结现代医学追求小干预和住院时间的个性化治疗，HIFU作为微创癌症治疗技术，正迅速获得认可。它是不侵入性的消融技术，但存在技术和治疗交付问题需解决。多晶片相控阵源提高HIFU灵活性和缩短治疗时间，整合治疗和诊断技术提升安全性和有效性。随着临床证据增加，HIFU有望发展更多特定应用设备。注.图文来自网络，如有侵权请联，金年会 将及时更正、删除。   

聚焦超声消融手术（focused ultrasound ablation surgery，FUAS)或聚焦超声消融（focused ultrasound ablation， FUA )，及高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound，HIFU)消融，是近年发展起来的一种非侵入性肿瘤治疗技术。其原理是利用超声 波在人体组织的良好穿透性，在监控影像的引导下，将超声换能器（治疗头）在人体外产生的超声波聚焦于体内病灶靶点，通过将机械效应转化为 热效应、空化效应，使病灶产生凝固性坏死,从而可实现无创消融病灶的目的。经过20余年的临床研究和临床实践，FUAS在治疗良、恶性肿瘤等方面日趋成熟 。1.子宫肌瘤：子宫肌瘤是育龄期女性常见的生殖系统良性肿瘤。子宫肌瘤主要的治疗方式是手术，包括肌瘤剔除和子宫切除；子宫动脉介入检塞（UAE)在西方国家是子宫肌瘤治疗的常规手段之一，但在我国的临床应用尚不普及。临床实践已证实：FUAS能安全有效地用于子宫肌瘤的治疗。与手术及UAE治疗比较，FUAS治疗子宫肌瘤对患者的创伤更小，不良反应发生率更低。在临床实践过程中做好适应证优化,FUAS能完整消融肌瘤，达到与 肌瘤剔除术一样的效果。对血供不丰富的子宫肌瘤、特别是血供不丰富的多发性子宫肌瘤，FUAS能完整消融病灶，且对病灶周围结构及肌瘤间的正常组织无损伤，具有独特优势。2.子宫腺肌病：子宫腺肌病的治疗一直是妇产科医师面临的巨大挑战。子宫切除是目前唯一能根治子宫腺肌病的治疗方式，但是切除子宫不适合有生育要求及不愿意切除子宫的患者。FUAS为这些患者提供了一项新的选择。研究显示，无论是局限型或是弥漫型子宫腺肌病，FUAS治疗后患者症状均能有效缓解。采用慢病管理方式，结合药物和放置曼月乐环等综合治疗，能取得更满意的远期疗效。3.肝癌：肝癌是FUAS用于临床治疗的早期适应证之一。肝癌的治疗手段包括手术、射频消融、微波、介入栓塞、FUAS、放射治疗等。在众多治疗方法中，FUAS在治疗靠近肝脏大血管肿瘤及困难位置的肿瘤时优于其他技术，既能完整消融病灶，又能避免周围结构的损伤,对早期小肝癌，可以达到根治效果。对于中晚期肝癌，在介入栓塞治疗后，结合 FUAS治疗可以明显延长患者的生存时间。4.胰腺癌：胰腺癌治疗预后极差。在诊断明确时，80 %以上的患者已无手术机会。即使是有手术机会 的早期胰腺癌患者，在接受根治手术后的平均生存时 间也仅19个月。对于没有手术机会的胰腺癌患者，放疗和化疗的效果有限，且不良反应大。研究结果显示，对于没有手术机会的中晚期胰腺癌，在FUAS治疗后，胰腺癌患者的腹部疼痛及腰背部疼痛缓解率达 80%~100%，中位生存时间达12个月以上。因此， FUAS是值得推荐的治疗胰腺癌的方法。5.骨肿瘤：传统观念认为超声波不能穿透骨组织，因此不可能在骨组织内沉积足够消融肿瘤的超声能量。然而，在肿瘤导致骨皮质部分或完全破坏 的情况下，治疗超声可以穿透骨皮质并聚焦于骨髓腔，使病灶产生凝固性坏死，实现肿瘤完全消融。临床研究显示FUAS治疗恶性原发性骨肿瘤的远期疗效与保肢手术的效果一致。对于转移性骨肿瘤，FUAS疗效肯定，特别是对于放、化疗不敏感 的转移性骨肿瘤，FUAS能有效缓解症状，改善患者生活质量。6.乳腺纤维腺瘤及乳腺癌：乳腺纤维腺瘤和乳腺癌的治疗方式是手术。目前FUAS仅用于不适合手术或不愿意接受手术的患者。由于乳腺纤维瘤及乳腺癌病灶位置表浅，超声波在穿透组织时的能量衰减少，病灶消融不困难。前期的研究结果也表明FUAS治疗乳腺纤维腺瘤和乳腺癌均可取得满意效果。FUAS用于治疗乳腺纤维腺瘤和乳腺癌的患者管理流程与手术一致。7.肾癌：研究结果显示对于不愿意或不适合手术的肾癌患者，FUAS是可供选择的另一种治疗途径。由于肾周脂肪及出现在声通道中的肋骨导致超声波衰减，影响聚焦效能，加之肾癌病灶血供丰富，FUAS治疗肾脏肿瘤有一定难度。但对于移植肾新发肿瘤，由于没有肋骨及肾周脂肪的影响， FUAS治疗容易取得满意效果。8.良性前列腺增生及前列腺癌：大量研究显示 FUAS能有效治疗良性前列腺增生，对中、低风险的前列腺癌，FUAS治疗也展示了非常满意的效果。目前FUAS治疗良性前列腺增生及前列腺癌的途径主要是经直肠，通过研发新设备，改变治疗途径将有助于提高治疗效率，提升患者治疗时的舒适度。随着FUAS应用在临床的普及，临床医师拓展了一系列新的适应证，将这项技术用于剖宫产瘢痕妊娠、胎盘植入、腹壁切口子宫内膜异位、恶性肿瘤的淋巴结转移等，解决了许多临床问题。

聚焦超声消融手术(Focused Ultrasound Ablation Surgery，FUAS)，也称为:高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU，海扶刀)。其原理与太阳炉聚焦阳光在焦点处产生巨大能量原理类似，主要是利用超声波束具有方向性、可穿透性、聚焦性的特点，将体外发射低能量超声波聚焦于体内肿瘤部位，在肿瘤内产生瞬态高温(60℃以上)，通过热效应、空化效应、机械效应等使靶区肿瘤组织发生凝固性坏死。这种治疗是在B超引导下对体内肿瘤实施三维适形扫描治疗，就好比是一把在体外操作，对体内肿瘤组织进行"切除”的“手术刀”。聚焦超声消融手术的优点1、实时图像引导和监控，定位准确，安全性和有效性高:可通过实时监控超声来观察病灶的大小、部位、形态以及与临近组织器官的关系，计划出“切除”范围，做到“切除”病灶，缓解症状，又不损伤周围的正常组织，同时可根据治疗后超声造影图像的变化来初步判断治疗效果，因此海扶刀具有外科手术的优点。2、无创治疗，不开刀、不流血、不留瘢痕、保持皮肤的完整性。3、保留子宫完整性，不影响女性内分泌功能，提高受孕几率，缩短备孕时间。4、良性疾病无需麻醉，患者在清醒状态下完成治疗。5、住院时间短，快速康复:治疗持续时间约1小时左右，治疗后2小时即可正常活动，可术后当天出院，第二天即可上班。6、无辐射，不影响机体免疫力，可以重复治疗。7、不受病灶大小及数量限制。聚焦超声消融手术后对比图大量临床研究结果显示 FUAS 可用于多种器官的实体良恶性肿瘤和非肿瘤良性疾病的治疗；根据治疗病灶的解剖位置和所属器官的不同，主要包括以下适应证和禁忌证。适  应  证1. 子宫：子宫肌瘤、子宫腺肌病、胎盘植入2. 肝脏 ：原发性肝癌、转移性肝癌3. 胰腺癌4. 软组织肿瘤5. 乳腺：乳腺癌、乳腺纤维腺瘤6. 骨肿瘤：原发性恶性骨肿瘤、转移性骨肿瘤7. 肾脏：肾细胞癌、肾脏良性肿瘤8. 前列腺：前列腺癌、良性前列腺增生禁  忌  证有以下情况之一者禁行FUAS 治疗含气空腔脏器的肿瘤中枢神经系统的肿瘤无安全声通道者

作者：复旦大学附属中山医院徐汇医院影像介入科 许永华聚焦超声消融术已经被广泛应用于治疗各种良性和恶性实体肿瘤，其作用机制主要包括热效应、机械效应和空化效应。其中，热效应是其主要的作用方式，通过热消融使肿瘤细胞发生凝固性坏死，从而达到治疗目的。但肿瘤血供可能影响聚焦超声波在目标组织的热沉积，导致不完全坏死和周围正常组织烫伤风险。为了避免这些潜在的风险和副作用，研究人员开始探索利用聚焦超声的非热效应来治疗肿瘤。这种方法主要依赖于聚焦超声的机械效应和空化效应，而不是单纯的热效应。通过这些非热效应，可以在不依赖升高温度的情况下，有效杀死肿瘤细胞，同时减少对周围正常组织的损伤，提高治疗的安全性和有效性。因此，探索聚焦超声的非热效应治疗肿瘤，已经成为新的热点方向。组织碎毁术（Histotripsy）是采用发射低占空比、短持续时间的脉冲聚焦超声在目标软组织中诱导出“气泡云”，避免热效应产生，而通过空气泡快速膨胀和坍塌释放的爆破力，使组织粉碎至亚细胞水平，从而完成组织毁损治疗。组织碎毁术以其微、无创的特点，治疗医生通过体外脉冲聚焦超声深入靶病灶内部，摧毁病变组织，从而重新定义了手术操作模式，目的是避免或减少手术引起的创伤，缩短身体恢复时间。“Histotripsy”这一术语由密歇根大学于2004年首创。在希腊语中，“Histo”意指“软组织”，而“tripsy”则指“破碎、崩溃”。聚焦超声热消融术是利用高强度和高占空比（即超声开启时间与总治疗时间之比大于或等于10%）的连续或长时间超声脉冲对组织进行加热。而组织碎毁术则采用低占空比（1%）的短超声脉冲（脉冲长度为微秒级）以大限度地减少加热，同时产生高振幅峰值压力，从而在组织内的内源性气体中引发声空化现象。声空化是指由超声波激活的微气泡经历产生、振荡及终坍塌的过程。极高的超声波压力会导致空化泡惯性膨胀和坍塌，产生局部高强度的应变，进而使细胞破裂成脱细胞碎片。靶组织内的完全细胞破坏并非由单一脉冲造成，而是需要多个脉冲产生的循环应变累积而成。组织碎毁术已经在临床前研究中进行了广泛的应用研究。动物实验结果显示其能够有效地治疗肿瘤，并通过精确控制的能量输出摧毁动物的软组织。 临床前研究显示：（A)组织碎毁术产生的空泡在超声监控下呈高回声区（白箭）；(B)“M”形组织碎毁病变在复查超声图像上显示为低回声区；(C)在增强MR图像上，组织碎毁消融区被视为低信号（无灌注非增强）区域。(Zhen Xu,et al. (2021) International Journal of Hyperthermia, 38:1, 561-575.)近Radiology杂志发表了由欧美14个医学中心进行一项名HOPE4LIVER的前瞻性、多中心、单臂临床试验，历时一年半余共44名原发性和转移性肝癌患者49个病灶入组并接受组织碎毁术治疗，技术成功率达到95%，治疗前肿瘤直径为1.5cm ± 0.6，术后治疗区直径为3.6cm±1.4（图2），并发症发生率为7%。图2：受试者左肝III段的2.3cm肝细胞癌：(A) 术前的增强MRI扫描（晚期动脉期）显示了强化的肿瘤病灶（箭头）。(B) 术中超声显示了明确的治疗体积；橙色圆圈标出了回声增强的目标肿瘤，红色圆圈标出了计划的治疗边界。红色十字线处可见超声波聚焦点的回声气泡云，提示治疗效应所在。(C) 术后36小时内获得的增强MRI扫描（晚期动脉期）显示无强化的治疗区域（黑色箭头），请注意仍保持通畅的血管（虚线白色箭头）。(D) 术后30天的增强MRI扫描（晚期动脉期）显示治疗区部分缩小（箭头）(Mendiratta-Lala M，et al: Radiology. 2024 Sep;312(3):e233051.)西班牙学者Vidal-Jove团队完成由美国Histosonics公司资助的THERESA临床试验,报道临床应用组织碎毁术治疗8名病人共11个肿瘤（大小介于0.5至2.1厘米之间）。在这8名患者中，有两名患者（25%，2/8）的肿瘤标志物在术后持续下降，其中一名是肝细胞癌，另一名患有结直肠癌（CRC），后者在术后8周复查时未治疗的肿瘤体积缩小，提示碎毁的肿瘤组织可能激发全身抗肿瘤免疫反应（图3）。图3：结直肠癌肝转移瘤组织碎毁术患者CEA降低，未经治疗的病灶消退，图中未显示已经治疗的病灶。增强MR图像横断位2个层面治疗前（A、D）、治疗后1天（B、E）和治疗后8周（C、F）。红色箭头（B、E）表示与治疗前图像肿瘤相比，病灶外周增强（脱非靶肿瘤周围的反应，可能表明全身抗肿瘤反应）（G） 该患者试验过程中的CEA走势。(Vidal-Jove，et al: International Journal of Hyperthermia, 2022, 39(1), 1115–1123)组织碎毁术其本质基于高强度聚焦超声的技术，但它不是通过一定时间连续超声辐照使能量积累、沉积加热靶焦域，而是应用一系列短暂且高强度的脉冲聚焦超声，以机械方式将目标组织碎裂成亚细胞结构。后者的作用机制是超声波脉冲辐照的焦域位置产生气泡，从而激活一种被称为空化效应的现象。空化效应是指在含液体的软组织中形成微小气泡，并在超声波的作用下迅速生长和崩溃的过程。这种气泡的形成和破裂会产生强大的机械力，能够有效地破碎和液化目标组织。通过精确控制超声波脉冲的频率、强度和持续时间，医生可以精确地定位和处理病变组织，而不影响周围的健康组织，从而实现对特定区域的治疗。实现组织碎毁术治疗的前提是在超声实时成像可以监测到目标组织内空气泡。由于气泡是强散射体，在超声图像上呈高回声，聚焦超声可从体外通过皮肤进行辐照。组织碎毁术又分：空化云型组织碎毁术(Cavitation cloud histotripsy，CH)和沸腾型组织碎毁术（Boiling histotripsy，BH）和混合组织碎毁术；而在组织内产生空气泡的方法可分为内源性和外源性。内源性组织内产生空气泡的方法是通过调节超声脉冲的强度、重复周期、频率和占空比，可诱导产生不同类型的空化泡，而利用低重复率的超声波脉冲序列来控制空气泡的活动。空化组织碎毁术是利用微秒级脉冲产生密集气泡云，通过气泡的反复膨胀和塌陷实现组织匀浆化。沸腾组织碎毁术则通过毫秒级脉冲快速加热组织至沸腾温度，从而在焦域处产生蒸汽泡，脉冲超声使汽泡崩离导致组织机械分离。混合组织碎毁术是使用亚毫秒脉冲（空化和沸腾型之间）产生上述两者机制皆有的组织碎毁效果。实际上在聚焦热消融肿瘤过程中，随着局部温度增加到100℃引发局部沸腾气泡，这些气泡爆炸性生长、冷却并形成毫米级蒸汽泡。脉冲超声波与组织-蒸汽界面相互作用形成由微米级组织碎片组成的声雾化，且蒸汽泡界面的超声波反射在组织中引发焦域前空化效应，因此聚焦超声热消融过程中有时也混杂着沸腾组织碎毁（图4）。图4：聚焦超声消融治疗时监测的超声影像可见治疗时子宫肌瘤内可见高回声出现. （Yonghua Xu et al: Surgical Techniques of Focused Ultrasound Ablation in Benign Uterine Diseases. Springer Nature Publisher, Germany，2023)外源性组织内产生空气泡的方法是指不源自于聚焦超声辐照所致，而是通过外来注入于目标组织内。实际上许多研究报道声诺维增强聚焦超声消融疗效的临床研究，就是采用声诺维超声微泡造影剂静脉注射，使微泡到达肿瘤血管内后进行聚焦超声辐照产生局部空化效应。但这些微泡容易被血流冲洗而只能一过性暂存于目标组织内，实现空化效应后组织碎毁的作用有限。还有一种临床创新的方法是在影像引导下用细针直接穿刺至肿瘤（间质）内，在实时超声监察下注入已微泡乳化的聚桂醇注射液，使其弥漫至肿瘤边缘覆盖整个肿瘤体积。聚桂醇微泡在肿瘤间质内的滞留特性使其在超声成像过程中能够轻松追踪到目标肿瘤的位置，这对于那些在超声成像中难以定位的较小病灶尤其有帮助。此外，聚桂醇不仅具有硬化剂的功能，还具备局部麻醉剂的特性。作为硬化剂，它能够有效阻止穿刺后微小血管可能的出血；而作为局部麻醉剂，它能够减轻患者的疼痛感，因此不需要进行全身麻醉，在镇静镇痛下完成整个治疗。这种通过外源性组织内空气泡进行的聚焦超声组织碎毁术是属于空化云型 (见图5)图5：肿瘤病灶内用22G细针注入聚桂醇乳化微泡，靶病灶内呈空化气泡云表现（a），然后进行脉冲聚焦超声辐照（b），治疗后超声造影复查显示整个肿瘤呈无强化非灌注表现。在肿瘤组织内气泡的迅速膨胀与收缩会对周围细胞施加极大的应力和应变，导致细胞破裂并形成脱细胞碎片；而其周围机械强度较高的胶原基组织（如较大血管、胆管、输尿管、尿道以及有膜性的结构等）展现出更高的抗拉强度极限。在这些较为坚硬的胶原基组织中，微泡的膨胀似乎被限制在较小的大直径范围内，从而产生较低的应变。在肝脏肿瘤治疗时，肿瘤细胞可以被完全破坏，而消融区内的较大血管、胆管等结缔组织保持完整（图6D B、D、H）；同样破坏尿道所需的组织碎毁脉冲超声压力远高于前列腺实质或非间质前列腺肿瘤。因此，一些组织对超声碎毁术引起的损伤有着其本身的特定抵抗阈值。                                   图6：男 47岁，一年前因直肠中分化腺癌伴肝左叶转移瘤行直肠癌根治术和肝左叶切除术，术后化疗6个疗程后磁共振复查发现肝右叶VIII段二个转移瘤（T2WI：A，E和CE-T1WI：C，G）; 聚焦超声组织碎毁术治疗后二个转移瘤病灶完全无灌注液化，较大病灶内血管存在完好（T2WI：B，F和CE-T1WI：D，H）与众多现有的微创技术相比，组织碎毁术能够微无创地“切除肿瘤组织”。该技术产生的可控空化效应，通过瞬间微爆破力瓦解肿瘤，将靶组织粉碎液化成亚细胞结构的匀浆，随后被身体逐渐吸收。组织碎毁术通过影像监测精确控制声空化，以机械方式将目标组织破坏成无细胞碎片，因此与临床标准热消融方法之间存在显著差异，这些差异导致了其独特的优势和局限性。此外，它通过破坏肿瘤细胞的外壁，暴露肿瘤抗原，激发免疫系统对癌症细胞的免疫反应，从而有针对性地攻击其他癌细胞。临床前研究揭示，该技术在肿瘤清除过程中，能够使动物的免疫系统学会辨识癌细胞为威胁，从而有助于肿瘤的协同治疗，激发免疫系统产生更广泛的免疫反应以对抗癌症，诱导远隔效应。其免疫机制主要涵盖抑制肿瘤促进细胞、产生与损伤相关的分子模式（Damage-associated molecular patterns，DAMP）、直接提升局部细胞免疫反应、调节肿瘤微环境、增强全身抗肿瘤免疫反应以及与检查点抑制剂治疗的协同效应等组织碎毁术的局限性：在实际应用中，由于其作用机制的特性使得该技术对治疗声通道及靶组织有一定的要求。在治疗声通道方面，为了确保焦点处的声压足以产生声空化效应，声通道内不能存在骨性或含气组织（例如肋骨、肠道等）。同时，考虑到组织声衰减的影响，组织深度（焦点至皮肤的距离）不宜过大。因此，对于胰腺、前列腺等深部器官的病变或过度肥胖的患者，存在治疗强度不足的风险。至于靶组织，肺和肠道等含气器官的空化阈值较低，可能导致对周围正常组织的间接损伤。此外，与聚焦超声热消融相比，组织碎毁术可能增加治疗区域内血管血栓形成的风险，这可能与空化效应引起的血小板活化和聚集有关。尽管理论上组织碎毁术可能因产生的机械力导致癌细胞从靶肿瘤中释放并增加转移风险，但现有研究表明，经过组织碎毁术治疗后转移风险并未增加。这可能与该技术的抗肿瘤免疫效应有关，但其具体机制尚需进一步研究。除了已经初步验证的肝脏和肾脏肿瘤治疗之外，组织碎毁术亦有望在其他类型的肿瘤治疗中发挥关键作用。例如，在乳腺癌、前列腺癌等实体瘤的治疗中，组织碎毁术可作为一种有效的局部治疗方式，与手术、放疗、化疗等传统治疗方法相结合，形成综合治疗方案。此外，随着对肿瘤微环境和免疫机制研究的深入，组织碎毁术亦可与免疫治疗相结合，通过激活机体的免疫系统来进一步提升治疗效果。作为一种新兴的肿瘤治疗方法，组织碎毁术具有广阔的应用前景和发展潜力。

伽马刀适用于哪些肿瘤？伽玛刀适用于治疗多种肿瘤，具体包括：脑部肿瘤：包括颅内转移瘤、听神经瘤、脑膜瘤、垂体瘤、三叉神经瘤、颅咽管瘤、畸胎瘤、脊索瘤以及胶质瘤等。特别是对于直径3-4cm的肿瘤效果＊佳。肺、肝、胰腺、肾、肾上腺、腹膜后、纵膈、骶骨前等部位的肿瘤：这些部位的肿瘤在直径3~8cm之间时治疗效果较佳。颅内血管畸形：包括动静脉畸形、动静脉瘘、海绵窦区海绵状血管瘤等。颅内中、小型良性肿瘤：如听神经鞘瘤、三叉神经鞘瘤、垂体腺瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤等。功能性疾病：例如三叉神经痛、震颤性麻痹等。开颅手术后残存的肿瘤：以及颅底、颅内-外沟通肿瘤，如眶内肿瘤、脊索瘤、颈静脉球瘤、转移瘤和上颈椎的肿瘤。耳鼻喉科、眼科肿瘤：包括鼻窦或副鼻窦窦腔的肿瘤，眼眶内及眼底肿瘤。伽玛刀以其精确的立体定向放射治疗技术，为许多不能手术、不乐意手术或手术后复发的患者提供了一个非侵入性的治疗选择。

伽马刀是什么？伽玛刀（Gamma Knife）是一种立体定向放射外科治疗系统，主要用于治疗脑部疾病，包括脑部肿瘤和异常血管畸形。以下是伽玛刀的一些基本信息和特点：工作原理：伽玛刀利用钴-60（60Co）产生的伽马射线，通过立体定向技术，将多束射线聚焦到一个病灶上，＊＊照射肿瘤组织。由于每束射线的剂量很小，基本不会对人体其他组织造成辐射伤害，只要将焦点对准病变的部位，就可以像手术刀一样准确地一次性或数次摧毁病灶。治疗过程：伽玛刀治疗不需要手术切开头皮和颅骨，因此避免了传统手术的创伤和恢复时间。治疗过程中，患者通常会佩戴一个固定头架，以确保头部在治疗过程中保持稳定，然后接受一次或多次的放射治疗会话，每个会话持续时间通常较短。治疗优势：伽玛刀具有非侵入性、高精度和高效率的治疗方式。它能够非常精确地定位肿瘤，减少对周围正常组织的损伤，特别是在治疗脑部肿瘤时尤为明显。此外，伽玛刀可以治疗深部的肿瘤，而传统的放射治疗难以达到这样的精度。对于较小的肿瘤，伽玛刀可以一次治疗完成，而传统的放射治疗需要多次治疗。治疗疾病范围：伽玛刀可以用于治疗多种脑部疾病，包括颅内转移瘤、血管外皮细胞瘤、血管周细胞瘤、淋巴瘤及某些胶质瘤、颅内血管畸形、颅内中、小型良性肿瘤（如听神经鞘瘤、三叉神经鞘瘤、垂体腺瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤等）、功能性疾病（如三叉神经痛、震颤性麻痹等）以及开颅手术后残存的肿瘤等。行业发展历程：伽玛刀的概念＊早由瑞典医生Lars Leksell在1951年提出，并在1968年第一个商业化的伽马刀系统问世。随着技术的进一步发展，伽玛刀开始在全球范围内得到广泛应用，并不断改进和升级，以提高治疗精确性和效果。综上所述，伽玛刀是一种高精度、非侵入性的放射治疗技术，特别适用于脑部疾病的治疗，以其无痛、无创伤、不出血等特点在外科手术中占有独特地位。

哪里可以做伽马刀治疗？您好，以下是一些可以进行伽马刀治疗的医院：北京协和医院：北京协和医院放射科是中国早成立的放射学科之一，在多层螺旋CT、超高场磁共振的临床应用方面处于国内领水平，并拥有丰富的伽马刀治疗经验。四川大学华西医院：四川大学华西医院放射科作为中国早的一批放射科室成员，现已发展成为国内大的医学影像中心之一，拥有丰富的伽马刀治疗经验。中国人民解放军总医院：中国人民解放军总医院放射诊断科是集医疗、保健、教学、科研工作于一体的综合性放射影像诊断中心，拥有世界先进水平的仪器，在特发性震颤、帕金森病、氩氦刀诊疗上技术水平较高。首都医科大学宣武医院：宣武医院自2006年就在院长赵国光教授的带领下开展伽玛刀放射外科治疗工作，并引进了国际先进的第六代Leksell Gamma Knife® Icon™伽玛刀。上海华山医院：华山医院神经外科在国内率先引进了Leksell B型伽玛刀，并成为国内伽玛刀治疗的学术高地。四川省医学科学院·四川省人民医院：四川省人民医院拥有伽玛刀治疗中心，提供专业的伽玛刀治疗服务。中南大学湘雅医院：湘雅医院伽玛刀中心成立于1994年，是国内早使用进口伽玛刀的单位之一，拥有丰富的临床治疗经验。哈尔滨医科大学附属肿瘤医院：引进了全球先进的瑞典医科达Icon™头部伽玛刀，提供高准度的伽玛刀治疗。这些医院均配备了先进的伽玛刀设备，并拥有专业的医疗团队，可以为患者提供优质的伽玛刀治疗服务。如果您需要进一步的咨询或预约，可以直接联系相关医院。

射波刀和伽马刀有什么区别？射波刀（CyberKnife）和伽马刀（Gamma Knife）是两种不同的立体定向放射治疗技术，它们在多个方面存在显著差异：治疗范畴：射波刀的治疗范畴相对广泛，可以治疗全身各部位的肿瘤，包括颅内肿瘤（如胶质瘤、脑膜瘤）、听神经瘤、脊柱肿瘤、血管母细胞瘤等，也适用于肺部早期肺癌、骨转移、肝脏肿瘤等。伽马刀的治疗范畴主要集中在头部肿瘤，如颅内脑膜瘤、颅内转移瘤等，同时也可用于体部肿瘤如黑色素瘤、胶质瘤的治疗，但对肿瘤的大小和位置有较为严格的要求，通常适用于实体肿瘤在三公分以内的治疗效果较为理想。治疗原理：伽玛刀利用的是伽玛射线进行治疗，这种高能射线能够穿透组织并聚焦在病灶区域，通过一次性大剂量照射使靶区组织产生局灶性坏死或功能改变，从而达到治疗目的。射波刀则采用X射线进行治疗，在智能影像的引导下，利用机器人手臂将多束高能射线准确、无创地聚焦在病变区域，通过立体定向放射治疗的方式杀灭肿瘤组织。固定方式：伽玛刀需要刚性固定，通常会在患者颅骨上钻孔并安装支架进行保护固定，这种固定方式虽然能够确保治疗的准确性，但也会给患者带来一定的痛苦和不便。射波刀则采用热塑膜进行固定，这种方式更加简便、无创，能够减轻患者的痛苦并提高治疗的舒适度。治疗时间和疗程：射波刀的治疗效率更高，一般来说，射波刀进行放射治疗1-5次即可杀死肿瘤，而伽玛刀则需要半个月左右的治疗时间，使得射波刀在疗程上更加快捷，有利于患者更快恢复。射线发射源：射波刀是X射线，而伽玛刀则为伽马射线，这一区别决定了两者在装置、治疗以及厂家上的不同。影像追踪能力：射波刀具有实时影像追踪功能，能够对肿瘤的微小移动进行实时追踪和调整，而伽玛刀不具备这种实时影像追踪功能，如果患者发生位移或在照射过程中呼吸，可能会让肿瘤组织处于照射范围之外。这些区别使得射波刀和伽马刀在肿瘤治疗中各有优势和适应症，医生会根据患者的具体情况选择＊合适的治疗方案。