賀洋洋

甘肅醫(yī)學(xué)院 (甘肅平?jīng)?744000)

高強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound，HIFU)是利用發(fā)射脈沖超聲在其聚焦處形成很高的聲強(qiáng)，使焦區(qū)腫瘤組織的溫度在幾秒內(nèi)達(dá)到60 ℃以上，形成損傷區(qū)，通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)聚焦換能器在腫瘤區(qū)域全覆蓋掃描面積，灼燒細(xì)胞治療腫瘤，然后依靠自身修復(fù)吸收，使病灶消失[1]。HIFU設(shè)備主要由換能器、功率控制單元和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成，治療的關(guān)鍵是能夠快速提升溫度，殺死腫瘤細(xì)胞，且不影響周圍正常細(xì)胞和血管系統(tǒng)[2]，原理如圖1。HIFU治療前先利用計(jì)算機(jī)制定治療計(jì)劃，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，研究單個(gè)組織特性參數(shù)變化對(duì)HIFU加熱和所有動(dòng)態(tài)組織特性參數(shù)的影響，因此，在腫瘤的治療中，超聲密集消融技術(shù)比較安全。

圖1 HIFU利用微泡灼燒血管腫瘤細(xì)胞原理

1 HIFU的原理

2009年，牛鳳岐等[3]的研究指出，按照Haar及其他權(quán)威人士的論述，當(dāng)焦點(diǎn)閾溫度超過56 ℃閾值，且維持1 s或更長時(shí)，即會(huì)導(dǎo)致組織瞬間凝固壞死，原理如圖2，此為國外同行理解的HIFU。在國內(nèi)，對(duì)HIFU原理的理解有兩種觀點(diǎn)：(1)靶區(qū)溫度應(yīng)達(dá)到65～100 ℃，采用較高的聲強(qiáng)和較長的輻照時(shí)間，使腫瘤一次性消融；(2)對(duì)于難以一次性消融的腫瘤，采用相對(duì)較低的聲強(qiáng)，控制溫度在相對(duì)較低的50～70 ℃，在無須麻醉的條件下重復(fù)治療一次或多次。

圖2 HIFU的原理

2 HIFU的設(shè)備

臨床應(yīng)用的HIFU設(shè)備分為外置式和介入式兩類，主要由大功率發(fā)生器、治療頭、B超儀器、行程定位機(jī)構(gòu)、操作控制等組成[4]。治療頭的超聲聚焦換能器有3種方式，具體如下。(1)球面自聚焦：換能器的形狀為凹球面(圖3a)，聲波通過凹球面直接匯聚在焦點(diǎn)上，形成聚焦。(2)聲透鏡聚焦：同凹面鏡可以聚焦光線的原理，當(dāng)超聲波穿透聲凹面鏡后，將原本不聚焦的聲波匯聚在我們想要的目標(biāo)位置，形狀如圖3b。(3)相控陣聚焦：多個(gè)壓電振子按照一定的規(guī)律分布排列，控制單元按照規(guī)定時(shí)間同時(shí)記錄每個(gè)振子，所有振子發(fā)出的聲波形成一個(gè)整體波面，形狀如圖3c。

a

b

c

3 HIFU的臨床應(yīng)用

3.1 在肝臟腫瘤中的應(yīng)用

肝癌是全球常見惡性腫瘤之一，治療以手術(shù)為主，但患者5年生存率僅有25%～30%。吳陽等[5]對(duì)接受HIFU治療的118例肝臟腫瘤患者的近期療效進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HIFU對(duì)原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性肝內(nèi)惡性腫瘤的治療效果均較好。李荔霞等[6]采用HIFU對(duì)18例肝臟轉(zhuǎn)移瘤患者進(jìn)行治療，并通過超聲造影檢查病變血流信號(hào)判斷消融效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，治療前所有病灶呈不同程度的增強(qiáng)，治療后15個(gè)病灶動(dòng)脈期無增強(qiáng)區(qū)域。

3.2 在乳腺腫瘤中的應(yīng)用

乳腺癌是發(fā)生在乳腺上皮組織的惡性腫瘤。據(jù)2018年國家發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告稱，我國每年新增27.9萬乳腺癌病例，死亡6.6萬例。衛(wèi)剛和戚曉東[7]選取經(jīng)穿刺病理確診為乳腺癌的26例患者，分為HIFU組(13例)和手術(shù)組(13例)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HIFU組治療后腫瘤回聲增強(qiáng)，局部皮膚無灼燒、壞死表現(xiàn)；手術(shù)組治療后經(jīng)電鏡、還原型輔酶Ⅰ(nicotinamide adenine dinucleotide，NADH)-黃遞酶活性檢測(cè)11例靶區(qū)細(xì)胞死亡，2例未見改變。

3.3 在前列腺腫瘤中的應(yīng)用

前列腺癌是指發(fā)生在前列腺的上皮性惡性腫瘤，常見于老年男性。目前，臨床上將HIFU應(yīng)用于前列腺癌的治療主要分為單獨(dú)HIFU治療和聯(lián)合治療，單獨(dú)HIFU主要適用于治療年齡>70歲、Gleason評(píng)分≤7分、早期局限性前列腺癌患者；聯(lián)合治療包括HIFU聯(lián)合放射治療、HIFU聯(lián)合內(nèi)分泌治療、HIFU聯(lián)合經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)治療，其中聯(lián)合放射治療主要適用于較晚期的前列腺癌患者，但容易對(duì)直腸造成放射性損傷，聯(lián)合內(nèi)分泌治療主要適用于局部進(jìn)展和轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者，聯(lián)合經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)治療主要適用于體積較大(>50 cm3)的前列腺癌患者。

3.4 在腎臟腫瘤中的應(yīng)用

臨床對(duì)腎臟腫瘤的HIFU治療仍處于研究的早期階段。朱輝等[8]分析了HIFU治療12例晚期腎細(xì)胞癌和1例大腸癌腎轉(zhuǎn)移患者的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8例有血尿癥狀的患者經(jīng)治療7例血尿消失，10例有腎區(qū)疼痛癥狀的患者經(jīng)治療9例腎區(qū)疼痛消失，隨訪14.1個(gè)月后，13例患者中7例死亡。據(jù)相關(guān)研究報(bào)道，HIFU治療腎下極腫瘤的效果甚好，但對(duì)于腎上極腫瘤，受肋骨能量吸收的影響，治療效果欠佳[9]。

3.5 在子宮腫瘤中的應(yīng)用

子宮肌瘤是育齡期女性常見的良性腫瘤，主要是由子宮平滑肌細(xì)胞增生形成，育齡期女性的發(fā)病率為20%～40%，一旦患病，將嚴(yán)重影響患者的身心健康。潘文秋等[10]收集了2016年5月至2019年1月經(jīng)HIFU治療的110例子宮肌瘤患者的臨床資料，觀察HIFU治療的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，消融率越高、直徑越大的子宮肌瘤治療效果越好。郭靜等[11]比較了磁共振引導(dǎo)的HIFU與促性腺激素釋放激素激動(dòng)劑(gonadotropin-releasing hormone agonist，GnRH-a)聯(lián)合左炔諾孕酮宮內(nèi)緩釋系統(tǒng)(levonorgestrel-releasing intrauterine system，LNG-IUS)治療子宮腺肌病患者的臨床療效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，磁共振引導(dǎo)的HIFU作為一種新型治療手段，其解剖定位精準(zhǔn)，且可實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度，與傳統(tǒng)治療方法比較，具有安全有效等優(yōu)點(diǎn)。

4 HIFU的應(yīng)用前景

HIFU為腫瘤治療提供了一種微創(chuàng)方法，可以最大限度地減少患者的不適感，縮短住院時(shí)間，整體而言，其是安全有效的。但是，HIFU仍處于臨床研究的初級(jí)階段，臨床有必要對(duì)其治療領(lǐng)域、治療設(shè)備、技術(shù)推廣及長期應(yīng)用效果作進(jìn)一步研究，尤其是在腫瘤學(xué)和大腦領(lǐng)域。隨著研究的逐步深入及高強(qiáng)度聚焦技術(shù)的改進(jìn)，其應(yīng)用范圍會(huì)逐步擴(kuò)大，對(duì)靶細(xì)胞的定位會(huì)更加精確。