高强度聚焦超声技术（HIFU）的临床应用

目前，国内外实体肿瘤的发病率逐年升高，对实体肿瘤的治疗，除了传统的手术，新的技术也层出不穷，除了腹腔镜手术外，微创的射频消融、微波消融、冷冻消融等局部消融治疗方法也广泛运用于临床，并且取得了非常好的效果。但是，以上治疗均属于侵入性的治疗方法，在临床中都可能导致出血、穿刺肿瘤转移等缺点，而近20年有一种新的治疗方法越来越受到更多的医生及患者关注，那就是非侵入治疗的高强度聚焦超声消融治疗，该项技术已经在国内外一百多个国家及地区使用，并且取得了非常瞩目的成就；可是，在临床中也听到了许多反对的声音，那到底高强度聚焦超声消融治疗是怎么回事，临床效果怎么样？今天这篇科普文章就带大家一探究竟。

高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound,HIFU）的发展简介

HIFU的发展简介

超声波是指频率高于20000赫兹的声波。

19世纪末，压电效应的发现，人类才开始了超声波应用的研究。由于超声波具有良好的穿透性、方向性及聚焦性，20世纪50年代左右，Lynn和Fry等就提出了高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound,HIFU）从体外对体内进行无创手术的设想，同时经过试验证明了HIFU能够只损伤靶区组织，而对周边正常组织无损伤。但是由于当时技术的限制，以及超声在体内的非线性变化，超声治疗技术一直未取得突破性进展。

直到20世纪90年代，医学影像技术的飞速进步和临床对微无创治疗技术的强烈需求，特别是1997年重庆医科大学的王智彪教授团队提出生物学焦域来描述组织经超声辐照后的损伤，从而与声学焦域建立了联系，大大缩短了HIFU技术应用于临床的时间。

重庆医科大学王智彪团队利用HIFU原理，在离体牛肝内用海扶刀设备打出“HIFU”字样，同时在超声监控下，可以显示“HIFU”样的损伤，说明了超声监控引导的精准。

1997年重庆海扶公司研发的“海扶”刀进入临床，同时世界上第一个“HIFU”肿瘤治疗中心正式在重庆医科大学附属第二医院成立，这是卫生部批准的第一家“高强度聚焦超声肿瘤治疗培训基地”。

1999年“海扶刀”经SFDA批准进入市场，随后出口到英、法、意、德等欧洲国家，这也是中国目前唯一拥有自主知识产权并出口到国外的大型医疗设备。2003年，重庆海扶公司研发的世界首台聚焦超声治疗妇科疾病的CZF问世，之后，陆续有国内外多家利用HIFU技术原理的设备投入临床。

目前，国内外生产HIFU的设备厂家众多，重庆海扶公司是唯一既能生产超声引导、又能生产磁共振引导的HIFU设备的厂家。国内生产超声引导的HIFU设备厂家还有上海爱申、深圳普罗等，其中海扶和爱申荣获第三批国产优秀医疗设备称号；国外厂家主要生产以磁共振引导的HIFU设备，如以色列InsighTech公司生产的“磁波刀”等。

重庆海扶公司生产的JC200型HIFU设备（海扶刀）

上海爱申股份有限公司生产的HIFU设备

深圳普罗公司生产的HIFU设备

2004年1月，在“美国科学促进会”年会上，经全球30位权威专家评选，高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound,HIFU）技术入选科学技术前沿项目。

目前，在临床上，经常会听到HIFU技术，海扶刀，磁波刀，聚焦超声热疗、聚焦超声热消融等专业名词，让人们困惑不已，这里就对他们进行简单的描述。

什么是HIFU？

HIFU是高强度聚焦超声High Intensity Focused Ultrasound英文首写字母的缩写，简称HIFU，是对这个技术的描述。其技术原理是利用超声波能够无损伤的穿透人体组织，并且在体内聚焦，产生热效应（主要效应）、空化效应、机械效应等；焦点的温度可以达到60-100℃，从而导致焦点处的组织发生凝固性坏死，而不损伤焦点外的正常结构。

HIFU治疗示意图

HIFU治疗中对肿瘤适形治疗示意图

HIFU治疗中，焦点只是一个点，而肿瘤病灶多为球形或者不规则的立体，HIFU是首先对一个点进行损伤，然后多个点融合形成一个线性损伤，再由线到面最后到体，从而对肿瘤进行适形治疗，所以HIFU治疗理论上对肿瘤大小、数目、形态没有任何限制。只是在临床中，考虑到手术时间的长短、病人的耐受性等情况，一般对于过大或者数目较多的病灶，需要分次治疗。

海扶刀又是什么？

海扶刀是指重庆海扶科技股份有限公司研发生产的HIFU设备，是注册商标，非重庆海扶公司的HIFU设备，不能称为海扶刀。海扶公司的设备不仅仅在国内处于遥遥领先地位，并且领先国外产品5-10年，由于HIFU发音与海扶接近，所以很多公司都冒用“海扶”之名进行宣传。

重庆海扶公司生产的超声引导的HIFU设备“海扶刀”

磁波刀和磁波有关系吗？

磁波刀是以色列InsighTech公司生产的磁共振引导的HIFU设备，所以俗称“磁波刀”，虽然叫磁波刀，但是与”磁波”一点关系都没有。

以色列的InsighTech公司生产的MRI引导的“磁波刀”

超声热疗与超声热消融的区别

聚焦超声消融也称聚焦超声外科，也是利用HIFU的基本原理，但是焦点处温度能够达到60-100℃，焦点处的组织是立刻发生坏死，就如手术切除一样，所以临床中大多数都是一次性治疗，既可以作为单独手术，也可以作为其它治疗方法的补充。当然，在实际操作中，也可以将功率降低，当热疗使用。

聚焦超声热疗的基础也是HIFU原理，同样在体外发射高能量超声波，在体内聚焦，但是焦点处的温度为40-50℃，这一温度不足以引起组织的即刻损害，所以大多数都是需要多次反复治疗，同时可以作为放疗、化疗的效果的辅助手段。由于热疗最高温度的限制，所以热疗无法通过提高功率，达到消融效果。

海扶超声消融焦点处温度过高，容易出现并发症？热疗温度低，更安全？

答：目前研究表明，HIFU治疗中，焦点越精准，能量越高，治疗时间越短，治疗风险越低。反而手术时间越长，病人不良反应发生越高。

其实这个道理很简单，就像一把手术刀，你说是刀越锋利好呢，还是钝一点好，肯定是刀越快做手术越方便安全。

超声消融和超声热疗区别对比如下：

HIFU治疗中，超声引导好还是磁波引导好？

目前国内，高强度聚焦超声消融治疗主要以超声引导为主，也有少数医院开展了磁共振引导的HFU治疗。

海扶刀治疗界面图片（来源网络，侵权删）

磁波刀治疗中治疗界面图片（图片来源于网络，侵权删）

目前，对超声引导的HIFU治疗和对磁共振引导的HIFU治疗，临床医生和患者主要有以下几方面的疑问，现一一分析。

一、超声引导图像不如磁共振引导图像清晰，而无法对小肌瘤进行治疗？

答：上面已经向大家展示了超声引导图像和磁共振引导图像，目前超声技术发展已经非常成熟，能够发现小于1厘米的肌瘤，并且进行定位治疗。下图向大家展示了一名多发小肌瘤患者，经过海扶刀治疗后，术后即刻复查磁共振的图像。

多发性子宫肌瘤，最小肌瘤直径7mm，使用重庆海扶JC200治疗，予以全部消融（陈谦医生提供）

二、海扶刀的使用的是固定焦点的单振源自聚焦方式，磁波刀使用多振源相控聚焦方式，磁波刀更好？

答：两种聚焦方式各自有各自的优势，单振源焦距焦点固定，更加稳定可靠；相控聚焦方式焦点焦距可调，对技术要求高，但是目前技术限制，相控聚焦方式还不够成熟，稳定性差，还处于实验临床验证阶段。

总体来说，超声引导的HIFU设备是超声实时成像，治疗效率更高，同时在临床应用时间长，技术更成熟，安全性更有保障；磁共振引导的优势在于磁共振图像清晰，并且是温控监测效果，便于学习与掌握，但是局限于现在的科学技术，以及临床时间较短，还不够成熟；但是在未来随着成像时间的缩短，测温技术的进一步成熟，磁共振引导的HIFU是一种非常有前景的方法。

那说了这么多，HIFU技术在临床中到底能治疗哪些疾病呢？

在2005年，国家卫生部颁布的《高强度聚焦超声临床应用指南》上明确把子宫肌瘤、肝癌、乳腺癌、骨肿瘤、软组织肿瘤等多种良恶性实体肿瘤列入本治疗系统的适应症范围，临床方面的研究及论文也数不胜数。

HIFU技术作为21世纪无创治疗技术的代表，尤其是重庆医科大学研发的海扶刀，是中国唯一具有自主知识产权并且出口到国外的大型医疗设备，更是走在了世界的前列，是真正的民族骄傲，也是中国医学第一次打败西方医学创造了许多世界第一：第一例骨肿瘤HIFU治疗，第一例子宫肌瘤HIFU治疗，第一例乳腺癌HIFU治疗.....

随着科学的不断进步，影像技术的飞跃发展，在临床中特别是实体肿瘤中越来越据重要的地位，当然，HIFU也还有很多需要提高的地方，如如何缩短治疗时间，如何让治疗标准化，如何让坏死病灶吸收更加快速等等？

总而言之，HIFU治疗在对胰腺癌、肝癌、子宫肌瘤、子宫腺肌等实体良恶性肿瘤中具有非常独特的优势，但是，具体是否选择HIFU治疗，具体临床方案还是需要在专业医生指导下进行评估。

表，随着科学的不断进步，影像技术的飞跃发展，HIFU设备的推陈出新，人们对健康生活品质的高要求，HIFU必将得到广大医患的一致认可。