新时代高强度聚焦超声手术

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)20世纪中期被用于治疗神经紊乱疾病的探索[1]。然而由于技术问题,直到20世纪90年代超声介导设备及实时成像等技术得到改善,HIFU才被重新应用于肿瘤的治疗。HIFU介导的肿瘤消融,采用一定的聚焦方式将体外低能量的超声波聚焦到体内形成一个能量高度集中的区域,应用HIFU的热效应和空化效应使靶点组织失去生物学活性。HIFU的热效应包括一般加热、致组织凝固性坏死和组织汽化。空化效应是HIFU治疗过程中除热效应外的又一关键生物效应。超声波作用于液体介质时,液体中的微小气泡会在超声波的作用下表现出振荡、生长、压缩和崩溃等一系列动力学过程,此称声空化(简称空化),空化效应的存在使高强度超声波在靶点处形成气泡,气泡的崩溃破裂可在附近微小的区域内产生高压冲击波(20~30000 bars)及高温(2000~5000 K)[2],损伤周围微小范围内的组织,进一步加强HIFU对组织的消融作用。基于超声波的穿透性,HIFU可以穿透皮肤聚焦于靶点,从而实现无创消融组织。