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超声消融原理

作者: 海扶医院 来源: 海扶医院 发布日期:2011-12-15 访问量:

[导语] 超声消融原理

   

    超声波是一种安全的物理波,不是化学元素衰变的各种射线(如X线、伽马线等),没有放射性的危害,即使超声波用于孕期多次产检也不会影响胎儿。

   

      高强度聚焦超声技术(High Intensity Focused Ultrasound),英文简称HIFU,将体外超声波聚焦于体内病变组织(治疗靶点),通过超声的机械效应、热效应和空化效应达到治疗疾病的目的。其作用方式与太阳光经放大镜聚焦后引起放置于焦点处的纸片燃烧的原理相似。

 

      就像小时候玩过的放大镜聚焦太阳光一样(如下图所示), 聚焦超声在其所穿过的非治疗部位的能量不足以对组织造成损伤。而在其聚焦点,可以瞬间产生65-100度的高能量,使病灶(蛋白质为主)形成凝固性坏死,就像鸡蛋被煮熟了一样。

 

 

   同时还通过超声的空化效应使组织间液、细胞间液和细胞内气体分子在超声波正、负压相作用下形成气泡,并随之收缩和膨胀以致最终爆破,所产生的能量导致细胞损伤、坏死。

 

      聚焦超声声焦域的形态、大小以及组织对超声的效应和反作用等因素对超声治疗的深浅度、组织损伤范围和损伤程度起着决定性的作用。聚焦点大小可控制在毫米级,甚至精确到几个细胞。

 

       术中有实时超声进行监控,对于经验丰富的海扶医生来说,就像眼睛一样清晰可辨,精准的控制焦点移动的轨迹:用点组成线,线组成面,面组成体,因此在立体空间上都是安全精确可控的。

 

       术后形成凝固性坏死的病灶会唤起体内的自愈机制,通过巨噬细胞的吞噬等过程,逐渐被自然吸收掉(如下图所示)。

 

 

 
聚焦超声消融技术与热疗技术的区别:

     

      聚焦超声消融技术

      是用短时间的高温使治疗区内细胞死亡,短时间高温意味着安全和高效。由于是短时间,就没有热扩散,防止和减少热的副损伤,如皮肤烫伤。由于没有热扩散,意味着刀尖小、锋利和可精细操作,可安全灭活重要结构附近的病灶,如神经附近的肿瘤,结果是灭活肿瘤组织更多,同时还不易出现神经损伤。由于有短时间高温的高效和安全的特点,通常是一次性治疗来达到目的。要实现短时间高温,就要有高超的工程技术和与之相匹配的临床方案。

 

     高强度聚焦超声聚焦区域瞬间温度可升高到60℃以上,直接凝固细胞蛋白,起到消融细胞的目的。可作为直接治疗手段,原则上只需一次治疗;

 

    
       热疗技术:

       是靠持续加热来损伤细胞,持续加热(超过数秒)就必然产生热扩散,热扩散是不可控的,也是不可监控的,通常说是看不见的。如当加热表浅的靶组织,就容易出现皮肤烫伤,当加热神经附近的靶组织,就容易出现神经的损伤。由于是持续加热,需要的治疗时间长,通常需要多次治疗来完成。有的朋友会说,尽管温度不够短时间让细胞立即坏死,是否可以通过延长足够的加热时间让细胞坏死?从理论上是可行的,但实际上是不可能的!因为,如果那样,必须加热很长时间,长时间加热和热扩散导致的副损伤让人很难接受,这也是热疗应用受限的关键原因。

 

       因此热疗时作用区的温度一般为40~45℃,不能直接造成细胞组织凝固性坏死,只能令其变性,可以作为辅助治疗手段,一般需重复多次。

 

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