超声刀

医疗器械术语

超声刀是利用超声原理能像真刀一样切割人体内部组织的超声波．它利用超声波极强的穿透力，通过超声发射器发射的数百束高能超声波（相当于 5 万台普通 B 超机） , 像聚集太阳能一样使焦点汇集在肿瘤组织上，利用高能超声空化作用使肿瘤组织细胞膜破裂，同时高能超声波释放出巨大能量迅速转化为热能，瞬间焦点处肿瘤组织的温度达 70 ℃ -100 ℃。

治疗流程

超声刀（ultrasound knife）拥有一套肿瘤识别系统，它能准确探测到肿瘤的部位和大小，然后把这些影像信息传递到计算机中，计算机在接收到这些信息后能自动锁定肿瘤，在计算机的控制下，超声波能毫无损伤地穿过人体正常组织到达肿瘤组织上，既能杀死肿瘤细胞，又不伤及肿瘤周围的正常组织。

治疗优势

超声刀是一种最新的无创无放射绿色的治疗设备。它是以超声波为能量源，利用其穿透性和可聚焦型，将体外低能量的超声波聚焦于体内病灶，在焦点处产生瞬间高温，使肿瘤组织凝固性坏死，不可逆的物理性改变，从而达到杀灭肿瘤组织的目的。其为肿瘤的综合治疗提供了一种崭新的手段。经鉴定，该成果达到国内领先，国际先进水平。

临床应用

方法介绍

高强度超声聚焦肿瘤消融机（HIFU俗称超声刀）是一种能从体外使体内肿瘤组织凝固性坏死的热疗方法。它通过聚焦把超声能量聚集在一点，使聚焦点处组织温度骤然升高（65℃—100℃），通过高温来破坏肿瘤组织，可达到杀灭肿瘤细胞的目的，而其周围正常组织不受影响。

高强度聚焦超声技术是上世纪40年代兴起的一项超声外科治疗技术，它通过一定的聚焦方式，将超声波发出的超声能量聚焦于人体组织，在组织内形成一个声强较高的区域———焦域，使其中的组织在0.5—1秒内温度达到65℃以上，致使这些组织细胞凝固坏死而又不损伤焦域外的正常组织，从而进行肿瘤治疗。这种非侵入性的治疗方法避免了放疗、化疗的毒副作用及放射性积累问题，同时可避免手术的痛苦和伤害，特别适用于深部肿瘤病灶和不适于手术的病人。

超声刀发射的超声波来自于超声换能器，通常用压电陶瓷PZT制成薄片，在它上面加上高频交变电压，就能驱动换能器产生高频的机械振动。

为了提高加温的效果和精准度，采用了压电晶片自聚焦的办法，在单个换能器自聚焦的基础上把6个换能器按一定的几何排列共同对准一个焦点实现二次聚焦，也称双重聚焦，这种设计的优势是可以使焦点处的能量最大而皮肤承载的能量最小。

治疗原理

1.高热效应：通常情况下肿瘤细胞致死温度的临界点在42.5~43.0℃，而正常细胞则为45℃，对于肝脏组织而言，局部温度超过58℃即可致组织凝固性坏死。

2．空化效应：通过气泡的强烈膨胀和萎缩运动，使肿瘤细胞产生机械性破坏。

3．免疫效应：坏死的肿瘤组织，同时能起到刺激机体免疫的作用，在后期产生抗肿瘤效应。

治疗特点

HIFU在靶区组织产生凝固性坏死灶或损伤灶，其显著的特点是在治疗区及其以外的区域产生一清楚的过渡带，其过渡区不超过50μm，仅含有5～7层的细胞，对靶区组织起直接杀伤作用，而对其周围组织无损伤或损伤较轻，这是区别于其他的三维立体治疗仪如γ刀等的（对靶区周围仍具有很大的损伤）。

在动物肝脏中的研究发现在治疗的焦域中心的温度最高，可达 53℃。此温度完全可使细胞蛋白质变性，靶区组织发生凝固性坏死。在离体肝组织中，在一定声强下，辐照时间越长、焦域中心温度越高、生物学焦域亦越大，但焦域外缘温升区大致相同 (均为 4.5mm) 。解剖及病理学检查亦证实损伤组织与其周围正常组织分界线清楚。在活体肝组织中，距焦域外围 2.5mm处，温度正常。活体组织温升区较离体组织窄，可能是活体组织通过靶区周围血流散热所致。

提示：HIFU可有效地损伤靶区组织，而周围组织不受影响或影响较小。

正是由于靶区内外组织效应的不同，使得HIFU治疗具有以下的特点。

优点：

(1) 无创伤性：只对靶区内组织产生作用，其临近组织及脏器不受影响。

(2) 可监测性：治疗过程中，可通过治疗后组织坏死超声声影的改变，监测治疗效果。

副作用：很少，仅有少数产生皮肤损伤。

适应范围

主要适应腹部、盆腔和体表各种肿瘤。主要包括：胰腺癌、肝癌、骨肿瘤、肾及肾上腺良恶性肿瘤、胃癌、直肠癌、结肠癌、前列腺癌、前列腺增生、膀胱癌、子宫癌、子宫肌瘤、子宫腺肌瘤、卵巢癌、宫颈癌、各种腹部及盆腔转移癌等。

在距离体表3-15cm深度的，绝大多数腹腔盆腔及体表等处的实体肿瘤均可实施超声聚焦治疗；对于年老体弱，或具有明显全身其它脏器（如肝、肾、胰等）并发症及其它明显手术禁忌症的患者也可施行治疗；对与中晚期肿瘤，除可以局部杀死原发肿瘤细胞外，还可以结合放、化疗治疗方法，以提高放、化疗的治疗效果；对手术无法切除的肿瘤，对放、化疗不敏感，或术后复发不愿再次接受手术切除，此时，高强聚焦超声刀可以使肿瘤实体缩小或坏死，有利于缓解症状，改善病人生存状况，提高肌体免疫力和患者生活质量。

超声波在人体传播时，超声能量被人体组织吸收后转化为热能（晒太阳时，则是光波被人体吸收转化为热能），正常人体组织可以通过有效的血液循环带走大部分热量，因而正常组织温度的变化比较小比较缓慢，但肿瘤组织由于血液循环量仅为正常组织的2%—15%，血液循环很差，因为不耐热，温度变化显著。肿瘤细胞的这一特点使其成为“超声刀”的靶目标。

治疗优点

1.无外科手术的创伤性。

2.温度高，升温快，聚焦准确，肿瘤组织瞬间凝固坏死。

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。

我国应用

我国的高强度聚焦超声治疗技术于1998年开始用于临床，该技术在消融肿瘤，改善患者临床症状，提高患者生活质量等方面起到了相当积极的作用。适用于子宫肌瘤、子宫腺肌瘤、乳腺肿瘤、盆腹腔复发及转移性实质包块，胰腺癌，肝癌等的治疗。

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