【转发】超声刀介绍

高能聚焦超声治疗机简称超声刀，是国家九五重点科技攻关项目，我国享有独立知识产权的高科技产品，他的研制成功标志着我国的热疗技术上已处于世界领先地位。

一、超声刀治疗肿瘤的原理
　　超声治疗属于热疗的范畴，众所周知，加热可以治疗肿瘤，但多年来发展较慢，未能很好地用于临床，近代科学的发展为肿瘤热疗奠定了基础，也使它的研究应用得到了不断的发展，各种热疗设备相继问世并用于临床，但由于温度相对较低、疗效不持久、不稳定等原因而被冷落，九十年代随着计算机等技术的发展，热治疗机水平得到了很大的进步，使治疗温度达到了60-100℃，临床上取得了惊人的效果。从而在热疗史上划上了一个分界线，把传统的温度在41-45℃之间的疗法改之为“高温治疗”，温度在60℃以上的才叫“热疗”。
　　超声刀是我国热疗技术的一个优秀典型，它使我国在热疗技术领域达到了世界领先水平。它采用超声波做为能源，充分发挥了超声波在聚焦过程中脂肪不过热、测温容易、穿透性能好、指向性强、聚焦性能好的特点，利用现在已发展应用非常成熟的设备，能准确定位，在计算机控制下通过特别的超声发射器，把数百束声波通过超声通道从不同的方向聚向同一部位（肿瘤），使其转化为热能，在0.25秒左右使肿瘤治疗点的温度达到70-100℃，造成肿瘤细胞的变性坏死，瞬间杀死3×3×10mm3的肿瘤组织，而且在治疗应用上创造了点点成线、线线成面、面面成体的累积治疗方式，可依次性杀死较大体积的肿瘤，而且其杀伤是在细胞水平上的治疗，不损伤组织结构，对脏器功能无影响，是目前治疗各种肿瘤的一大进步。
　　二、超声刀治疗肿瘤的优点：
　　（一）温度高升温快。超声刀治疗是细胞水平的治疗，有研究表明，细胞在40℃以下温度时的灭活时间需要近15个小时，在50℃温度时灭活时间为3分钟，在60℃温度是灭活时间为3秒钟，70℃时细胞灭活时间为0.25秒，而在100℃温度下细胞灭活时间仅为0.1秒，传统的热疗技术只能被视为高温治疗，且升温慢，温度低，达不到真正热疗意义上的效果，而超声刀利用声波转热能可在短时间内使肿瘤治疗部位的温度达到70-100℃，肿瘤细胞瞬间变性坏死，故在治疗温度上明显优于传统的射频，微波等热疗技术。

治疗原理图 1、焦点（70-100℃） 2、B超双平面三维立体定位 3、发射器

　　（二）超声刀治疗肿瘤的无创伤性。传统的热疗技术由于皮肤入射能量过高，治疗时有疼痛等痛苦，需要麻醉。这样医患均需承担麻醉风险，患者不易接受；在传统热治疗过程中无法避免的有7-20%皮肤被灼伤，甚至更高；传统热疗有明显的并发症，如直肠癌治疗时便血、穿孔，膀胱癌治疗后的血尿等。由于以上原因大大限制了它的临床应用，而超声刀治疗肿瘤近千人次未发现病人有疼痛等任何痛苦，皮肤灼伤率为0，治疗各部位的肿瘤未出现任何并发症，治疗时不需要麻醉，从而解除了病人的恐惧心理，明显优于传统的热疗。
　　（三）适应症广泛、治疗肿瘤体积大。传统的热疗技术由于疼痛、灼伤、并发症等缺点，使其治疗范围受到了很大限制，目前仅见到一些过小、一般不超过3-9cm3，超声刀由于无创伤等优点，适应症广泛如肝癌、肠癌、肾癌、腹腔淋巴瘤、腹腔和腹膜后淋巴结转移，卵巢癌、子宫内膜癌、膀胱癌等20多种肿瘤，几乎包括了腹腔、盆腔内各种脏器的实体溜。单次治疗体积也由于采用了点点成线、线线成面、面面成体的计算机自控下的“累积效应”已扩大到100-150cm3，达到世界最高水平。

　　（四）超声刀治疗肿瘤与放化疗有协同作用，超声刀治疗肿瘤由于无痛苦，无毒副作用，所以不仅不排斥其它的治疗，而且与传统的放化疗有协同作用，首选放疗对肿瘤组织周围的富氧细胞杀伤作用强，而对中心区的乏氧细胞束手无策。而超声刀则恰恰相反，对中心区的乏氧细胞敏感而对周围富氧细胞杀伤力相对较差。放疗对细胞分裂中的有丝分裂期（M期）细胞最敏感，而超声刀则对拒抗放射线的合成期（S期）细胞及合成后期（G2期）细胞敏感。超声刀热疗使肿瘤血流闭锁不畅造成热蓄积，热畜积加重了肿瘤的营养不良，乏氧和低PH值环境，扩大了的热细胞毒效应有破坏抗放射线细胞的作用，进一步提高了放疗的敏感性，可以说超声刀对放疗起到了增敏作用。其次超声刀热疗对化疗也有增敏和减少药量、降低副作用的作用。研究表明超声加热可导致细胞膜流动增加、通透性增强、药物的渗透和吸收加强，药物反应加速，细胞孤立修复减少。由于其对药物增敏效应，使同等剂量的化疗药物的效价成倍甚至上百倍的上翻。因此超声刀热疗可降低化疗药的用量减轻其副作用，甚至使某些对肿瘤细胞无杀伤作用的药物变得有杀伤作用。在临床实践中，超声刀热疗与局部灌注化疗，现代介入治疗相结合，很大程度上提高了肿瘤的治疗效果，故有专家提出在肿瘤治疗上希望超声刀热化疗能放出异彩。

　　（五）超声刀治疗可降低肿瘤的复发与转移。杀灭局部肿瘤是包括手术、放化疗在内肿瘤治疗的根本目的，但局部肿瘤杀灭以后如何减少它的复发和转移是另一更重要的问题，肿瘤的复发主要是肿瘤被切除或被杀灭以后，局部残留癌细胞再次增殖而形成的。为了减少局部复发，手术时往往要扩大切除范围，放疗要增大照射野。但受肿瘤生长部位、大小的影响，手术范围不可能无限扩大；放疗由于其副作用较大也限制了照射野的扩大。超声刀对肿瘤细胞是细胞水平的杀死，对周围组织结构的完整性无影响，又无治疗后毒副作用，故可以相对扩大治疗范围，杀灭肿瘤周围的浸润细胞，减少复发。肿瘤的转移多是主体肿瘤的部分癌细胞沿血管淋巴管或直接溢出瘤体，在四周形成游离细胞，然后增殖分裂形成肿瘤灶所致，超声刀热疗在杀死肿瘤细胞的同时，扩大治疗范围，可破坏肿瘤周围的不健康血管等，从而阻止肿瘤的转移，同时有研究认为，超声刀热疗造成肿瘤细胞坏死的过程中，可产生内生肿瘤贽原刺激机体的免疫系统，产生肿瘤抗体，来杀灭肿瘤细胞。以上均表明超声刀可降低肿瘤的复发与转移。
　　总之，高能超声聚焦刀治疗各种肿瘤，具有疗效确切、定位准确、无创伤、无痛苦、适应症广、舒适式“手术”无需麻醉、安全性强、效率高、操作简便、科技含量高的优点，对肿瘤局部治疗似放疗，胜放疗，似手术，胜手术，无毒副作用，无后遗症，与放化疗有协同作用。使医生不破坏组织能切除肿瘤的梦想得到了实现，给肿瘤病人带来希望，是肿瘤治疗的革命。

转完上篇帖子，我个人有些不好的感觉，因为总觉得介绍里面多少有些夸大的成分，于是又搜索了一下其他相关文章，还真发现了不少不同的声音。一并转来，以供大家参考。

我国HIFU应用中的误区亟待纠正

——有关专家指出：新治疗技术和设备应用的宣传应遵循科学的原则

国家医疗器械评审专家委员会委员、中国科学院声学研究所牛凤岐研究员指出：

◆谨慎对待高强度聚焦超声的各种称谓

◆理智看待“领先”、“首创”

◆“解决了治疗剂量学难题”说法有些偏颇

高强度聚焦超声(High Intensity FocusedU ltrasound)是一种备受关注的新兴肿瘤治疗手段，学术界通常简称为HIFU。近几年来，“超声刀”、“聚焦刀”等词及许多不科学的提法在媒体上屡屡出现，公众包括许多专业人士对其的了解也存在着误区。在日前召开的“我国肿瘤热疗技术的现在和未来”学术会议上，国家医疗器械评审专家委员会委员、中国科学院声学研究所牛凤岐研究员强调，当某种新的治疗技术与设备出现时，为了使公众能够了解并接受它，研制、生产、销售和使用者从一定的角度进行宣传无疑是完全必要和正当的，但关键在于把握全面、客观、真实、科学的原则。可是，对于HIFU的宣传和认识，目前却有相当部分违背了这些原则。

■科学术语不应异化

牛凤岐介绍，B超是一种人们较熟悉的诊断设备，它采用的是低强度超声波。HIFU则属于一种治疗设备，它采用高强度聚焦超声波，以适当手段将超声波聚焦于体内病灶中的微小区域，使靶组织吸收声能转化为热能，导致其温度上升至65～100℃，从而发生瞬间凝固性坏死的一种无创或微创热消融治疗技术。然而，对于这一现代科学技术的结晶，却派生出不少非科学提法的概念和术语。

首先是“超声聚焦刀”这一称谓。按照《现代汉语辞典》中的权威释义，刀是泛指切、割、削、砍、铡的工具或者“形状像刀的东西”。然而，HIFU治疗肿瘤的原理是让病理组织发生凝固性坏死，并非像传统手术那样对病灶实施实体切除；超声治疗头或为单一平面压电晶片加声透镜，或为单一凹面晶片，或为将多个晶片按一定规律嵌于球冠内侧，发出的声束呈轴对称哑铃形，聚焦形成的焦斑呈稻粒形，无论实物，还是声场、形状，无一像刀。也就是说，从工作原理和设备外观来看，它其实并不是刀，称之为“聚焦刀”或“超声刀”就有些不着边际。

其次是“海扶”这一译称。HIFU系国际通用的缩写，如B超那样采用原文最为恰当，完全没有必要搞汉译。牛凤歧说，可以设想，假如当初非要来个“民族化”，将B超译为“必超”或“避超”，都令人无法理解和难以接受。

再有则是“生物学焦域”这一说法。按照提出者的解释，生物学焦域是指HIFU一次照射在靶组织中形成的凝固坏死区。牛凤岐认为，作为与焦斑、热斑具有对应和因果关系的成套概念，按实质可称之为“热坏死体元”或“消融斑”，或如国外学术界那样称为“损伤者”，明白确切，完全不必另取别名。而且，焦斑是物理学的能量空间分布概念，而消融斑则是指凝固坏死组织的空间占位，将由物理学词汇“焦斑”异化出来“焦域”一词与“生物学”强加联系，让人难以苟同。

■“领先”、“首创”且慢谈

自2002年8月第二次国际治疗超声会议以来，“中国HIFU技术领先世界3到5年”、“拔了世界的头筹”等说法甚是张扬。据引用者称，“领先”一说出自国际声学会议主席、美国声学学会主席、华盛顿大学应用物理研究所工业与医学超声中心主任的L.Crum教授之口。然而，牛凤歧说，近日他有幸看到了这位国际超声权威的原话，正确的译文应为：“我们大家惊奇地发现，在HIFU的临床应用领域，中国领先了3~5年。”两者的差异不言而喻。

另据报道，2003年在法国召开的第三次国际治疗超声学年会上发表的70篇文章中，中国占了10.5篇。其具体分布为：生物效应与剂量学:6篇中占3.5篇；泌尿科应用的临床效果：14篇中占5篇；气泡与治疗超声的相互作用：6篇中占1篇；基因治疗和用超声增强药物输运：7篇中占1篇；基于超声的超声治疗监视：7篇中占0篇；超声治疗的非声学方法监视：5篇中占0篇；超声治疗建模：8篇中占0篇；对血管的影响：6篇中占0篇；超声治疗技术：12篇中占0篇。

可见，国内有关HIFU不同方面、不同层次的研发工作，无论是广度还是深度，与国外相比，都有明显差距。所谓的“领先”实际上仅限于临床应用方面，而且还是沾了管理环境宽松和临床资源丰富的光。

而另一我国的“聚焦超声刀”是“国际首创”的提法，也欠准确。牛凤歧纠正道，应该说，商品机确实是由中国首先推出的，但科研用机则是国外先有的，要不然早在国人介入之前的大量论文、数据从何而来。

■“解决了治疗剂量学难题”说法有些偏颇

20世纪90年代末以来，还经常在媒体上见到这样的宣传：依靠某种创新的“焦域理论”，已经“解决了高强度聚焦超声(HIFU)在体内的治疗剂量学这一世界难题”，甚至已经“使超声波剂量对人有了定量划分”。牛凤歧对此并不表示认同。

据介绍，超声治疗的剂量学是研究超声声场参数与其产生的生物效应之间的定量关系。声场参数既包括声能的时空分布，也包括声压、声强的量值层面；生物效应则指在超声波作用下生物组织发生的状态、功能及结构变化。要将两者联系起来，必须弄清产生生物效应的确切机制，并在间接物理因子(声学量)、直接物理因子(热力学或其它量)、生理过程参数与反映生物效应的参数之间建立起定量的关系。由此可知，要解决HIFU的治疗剂量学问题并非易事。

牛凤歧谈到，国内确有研究人员在关注这一课题。但文献检索表明，自1990年至今，真正拿出有水准的理论和实验研究结果的，却都是国外单位和人士。其重要的工作进展包括：题为《超声—聚焦换能器—发射场的定义与测量方法》的IEC(国际电工委员会)文件通过审定，成为正式国际标准；提出以半声压最大值包络范围内(-6dB声束面积)空间平均声强代替空间峰值声强作为HIFU的专用参数，并提出了相应的测量方法，该工作已被美国食品药品管理局(FDA)器械与辐射卫生中心专家收入1999年的综述报告；提出了致损速率与声强、靶点(焦斑)所在深度、途经组织声衰减系数、靶组织吸声系数—密度—比热、环境温度、损伤阈值温度的关系式；提出了损伤(消融斑)直径与实地-6dB声束直径、致损速率、超声能量累积速率、血流灌注、热扩散、靶组织密度、照射时间等的关系；提出了损伤(消融斑)长度与实地-6dB声束长度、致损速率、超声能量累积速率、血流灌注、热扩散、靶组织密度、照射时间等的关系式；定量讨论了聚焦超声外科的频率优化选择等等。

而国内直至2002年出版的超声治疗学专著中?泄豀IFU治疗剂量学的内容，尚不能与国外1994年所发表论文的水准相比。我国是否“解决了这一世界难题”不得而知。

牛凤歧呼吁，以上仅是国内HIFU发展中存在的一部分问题，希望能唤起主管部门、学术界和产业界等的关注。尤其重要的是，我们不宜搞自我炒作，应真正塌下心来，将有关HIFU的工作做深做细，使之真正成为具有自身特点的治病工具。