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| 聚焦超声的研究最早开始于20世纪40年代，最早从事聚焦超声研究的是Fry教授。1942年Lynn教授首先提出将聚焦超声技术用于外科，并做了动物实验，将超声波聚焦后作用于实验动物的中枢神经系统观察生物学效应，结果发现聚焦超声波能定位损伤神经组织，并且具有快速简便、周围组织损伤小的特点。Fry等在20世纪50年代将聚焦超声技术用于治疗神经系统疾病的实验研究，结果发现：超声波可以在机体产生一个很好的焦域，通过该聚焦点能破坏组织而对焦域邻近组织无损伤。但由于当时缺乏有效的监控设备等原因，此项技术的临床应用受到限制。1956年Burov首先提出：治疗癌症时，短时间高强度的超声辐照比长时间低强度的辐照效果更好。1961年，另一位学者Hickey将聚焦超声用于人体肿瘤，对5例乳腺癌病人进行治疗。M.Kishi等用高强度超声辐照动物及人体肿瘤，发现大部分肿瘤的生长受到了抑制，但有些试验对象效果不明显，主要是超声剂量不足，声束没有覆盖到整个肿瘤所致。这些都是很早期的HIFU研究工作。经过半个多世纪的努力，HIFU的治疗系统、定位和实时监控手段、动物和临床试验研究等多方面都取得了重大进展。通过大量的基础和临床研究，HIFU技术逐渐得到了世界各国的认可： |
1997年SFDA（中国）第一次批准HIFU设备用于临床试验；
2000年SFDA在全球首次正式批准HIFU设备用于治疗肿瘤；
2001年国际治疗超声学会（ISTU）在中国成立；
2002年CE认证批准HIFU治疗子宫肌瘤；
2004年美国FDA批准HIFU治疗子宫肌瘤；
2007年CE认证批准HIFU治疗转移性骨肿瘤的疼痛；
2007年CE认证批准HIFU治疗未来计划受孕的妇女的子宫肌瘤…… |
| 高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU）是一种能从体外使体内组织凝固性坏死的高温治疗方法。产生高温的物理治疗方法除聚焦超声外，还有微波、射频和热液体灌注等。当温度达到65—100℃时，会引起细胞出现不可逆性的酶学变化，组织发生变性和凝固性坏死。这些技术被用作组织的凝固、切除或破坏，都具有一定的治疗作用，但在治疗的彻底性、有效性、安全性等方面，HIFU技术具有明显优势。 |
| 目前有人认为：利用41℃-44℃温度治疗肿瘤的方式被统称为“温热治疗”，而数秒内温度升高到65℃以上治疗肿瘤方式才被正式确定为“消融疗法”。 |
| 研究表明，在43℃要15小时恒温，才能导致细胞损伤；而70℃时则只要0.25秒即可使细胞死亡；100℃时只要0.1秒即可使细胞死亡。也就是说，随着温度的提高细胞死亡的时间是极快的缩短。这就是普通热疗与高强度聚焦超声的最大区别。 |
| 恶性肿瘤可发生于全身任何部位，对肿瘤原发灶和转移灶的治疗应该是以不损害或少损害患者机体的机能（生理、心理）状态为前提。近年来，“功能保护解剖型手术”越来越多地替代了“解剖型手术”。高强度聚焦超声是一种无创的治疗肿瘤技术，其治疗特点与肿瘤治疗发展的趋势相吻合。 |
| 高强度聚焦超声（HIFU）治疗肿瘤是在肿瘤温热疗法的基础上发展起来的，是由医学和物理学相互交叉形成的一门新兴的技术，是当今热疗技术的最新成果。它的作用机理主要包括以下几个方面： |
| 1、高温效应：HIFU以超声波为能量源，利用超声波的穿透性和可聚焦性，将体外低能量的超声波聚焦到体内肿瘤组织，通过声热转换效应，使靶区内的肿瘤组织温度在极短时间内升高至65℃以上，从而使焦点处肿瘤组织变性、凝固、坏死。 |
| 2、机械效应：超声波作为机械波，聚焦后超声波的机械力也随之大幅提高，可在瞬间对靶细胞施加挤压、膨胀交替变化的压力，导致细胞破裂。 |
| 3、空化效应：高强度聚焦超声除了机械高频振荡产生热效应外，还有一个极为重要的非线性过程即空化过程。它是超声在液体介质中一种特有的物理过程。它的神奇效应至今仍然是全世界物理学家研究的热衷课题。由于超声波在介质中传播时介质有微小气泡产生，这气泡以几百倍大气压迅速向外膨胀然后又以几百倍大气压压力以极快速度向内闭合，其闭合速度大于声波在介质中传播速度。于是，闭合过程远超过声速速度的绝热向心崩塌（collapse），这时声能改变为以冲击波形式向外辐射能量，不仅可放出高温而且还伴随着放电发光。超声空化损伤是非预测非可控的，表现为机械损伤，容易引起出血，所以我们要避免空化损伤。为避免空化损伤就要求声强不能太高，辐射时间不要过长，力争做到纯热固化型，要在一定范围内脉冲式慢扫描，由点到线，由线到面，由面到体“切除”整个肿瘤。 |
| 高强度聚焦超声用于临床可产生的效应还包括微血管栓塞、放化疗协同作用、高温固化瘤苗作用等。 |
| 1、微血管栓塞：HIFU可以破坏肿瘤的小血管和毛细血管，从而使肿瘤组织的病灶出现缺血性坏死，加强其生物学效应。 |
| 2、放化疗协同作用：放疗协同作用：①、放疗对肿瘤周边富氧细胞杀伤作用强但对中心区域的乏氧细胞不敏感，而HIFU对肿瘤中心区的乏氧细胞敏感而对周边富氧细胞杀伤能力相对要差；②、放疗对细胞分裂中M期细胞最敏感，而热疗对抗拒放射线的S期、G1期细胞敏感。化疗协同作用：①、加热增加细胞膜的通透性，有利于化疗药物的渗透吸收；②、加热抑制肿瘤细胞对化疗药物损伤的修复；③、加热对部分化疗药有增敏效应：如顺铂、阿霉素等。 |
| 3、高温固化瘤苗：经过HIFU辐照后的肿瘤细胞具有更强的抗原性，具有更强的诱导抗肿瘤免疫的能力。HIFU在焦点处产生的强烈膨胀和收缩运动破坏细胞结构，使镶嵌在细胞膜脂质双层中的肿瘤抗原暴露，同时，对细胞膜等结构的机械性破坏使存在于胞浆和胞核中的抗原暴露增加，从而改变肿瘤组织的免疫原性，加强机体对肿瘤组织的免疫反应。 |
1. 温度高、升温快。高强度聚焦超声利用声能转变成热能可在短时间内使肿瘤治疗部位的温度达到65℃以上，肿瘤组织瞬间凝固坏死。
2. 无创伤性。体外发射聚焦超声治疗体内肿瘤，无切口、无出血，而且治疗后未出现严重并发症。
3. 无放射线损伤，不需要防护。
4. 无化疗的毒副作用。
5. 与放、化疗有协同作用。 |
| 我国的高强度聚焦超声治疗技术于1998年开始用于临床，到目前为止，共治疗各类肿瘤患者几万例，治疗后的患者经病理、电镜、彩超、CT等检查证实，至少一项好转的证据比例超过90%，患者机体的应急反应明显低于外科手术组。该技术在缓解癌症患者的疼痛及改善患者的生存质量方面都有着相当积极的作用，并在一定程度上提高了患者的机体免疫力。与传统温热疗法相比，它具有效率高、准确性好（可由B超进行实时监控）、治疗时间短、病人痛苦小等特点，故近几年来国内外正在竞相研制。 |
| 多种成像技术（超声检查仪、CT和MRI成像）已被用于评价HIFU的治疗效果。目前用于HIFU治疗过程中无创性监控和实时疗效评价的影像技术只有超声检查仪和MRI。从目前的技术来看，MRI是整个病灶治疗前和治疗后评价的最好方法，但综合考虑治疗过程中的实时性、简便性、可操作性和商业价值等还是用超声检查仪更好。
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临床应用
