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我们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。我们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我们内部器官的基础。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。

我们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我们需要“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，与我们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，我们通常将治疗前的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”。

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。