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超声治疗问答
什么是聚焦超声?
2020-11-16

高强度聚焦超声,又叫高能聚焦超声,对很多人来说,这名字比较陌生。但提起海扶或海扶刀,估计很多人会感觉曾经在哪里听说过。其实,海扶或海扶刀与高强度聚焦超声二者所说的是同一类治疗技术。高强度聚焦超声是学术名称,即学名,海扶刀或海扶是其“江湖名号”,即俗名。高强度聚焦超声英文为“High Intensity Focused Ultrasound”,每个单词首字母大写即为HIFU,这也是大家经常所见的高强度聚焦超声的英语缩写名称。HI发音与中文“海”同音,fu与中文“扶”同音,因而HIFU中文称作“海扶”,而这类技术因为具有手术刀类似的局部消融组织功能,又叫作海扶刀。究竟什么是高强度聚焦超声(海扶刀)呢?它是如何做到消除肿瘤的呢?我们要从以下几个方面来了解。

什么是超声波

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波。而人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,频率高于20000赫兹的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、农业上有很多的应用。

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超是大家耳熟能详的诊断技术,不仅用于产前的胚胎、胎儿的诊断,还用于人体的心、肝、脾、肾等重要内脏、浅表器官、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危害身体的疾病。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

从其字面意思,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以后就可以形成足够引燃柴禾的能量。

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1-3mm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、海扶刀的缘故。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(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、引导下的海扶设备应用更为广泛。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图像与实时的海扶治疗设备上的治疗时图像进行融合、比较,能更精确地显示病变、“清楚看见病变”,使我们的治疗更加**。

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