超声肿瘤治疗 超声刀治疗肿瘤的优点

　　由于超声波兼备了穿透性和方向性，早在上世纪40年代就有国外学者设想类似太阳光经凸透镜聚集而产生高温，将超声波穿过人体，聚焦于深部的肿瘤组织，利用高温杀灭肿瘤，这就是高强度聚焦超声（highintensityfocusedultrasound，又称HIFU）的概念[1]。随着近年来计算机技术和高清影像学技术的快速发展，这种设想已得实现。上世纪90年代中期，我国重庆、上海和北京分别研制成功HIFU治疗设备，于1997年开始临床治疗，在世界上率先系统地阐述了HIFU治疗肿瘤的有效性和可行性，并迅速积累了大量的成功病例，引起国际同行高度关注。目前我国在HIFU的临床应用方面居世界前列。

　　1.机理

　　热能杀灭肿瘤，但不同的温度引起不可逆细胞损伤所需的时间是不同的：45℃时需15小时，50％时需180秒，60℃时需3秒，70℃时仅需0.25秒，故提高疗效的最佳方法就是大幅度提高温度。

　　HIFU系统能将超声波聚焦于体内肿瘤，形成直径3mm、长径8mm的椭球形高能量密度区域，在该区域可达3000W/cm2，为诊断用超声的3～5万倍，使肿瘤组织在短时间内达70℃以上，导致瞬间凝固性坏死，而肿瘤周围的正常组织由于远离焦点而完好无损。3*3*8mm的焦域只是一个治疗“象素”，通过点和点的叠加排列，形成线，线和线的叠加形成平面，最后由多个平面排列形成立体状，覆盖整个肿瘤。这种由点的叠加排列扫描覆盖整个肿瘤组织的治疗方式使肿瘤各部分的加热十分均匀，并能完全按肿瘤立体形状勾边治疗，是真正的适形治疗。

　　HIFU治疗具有其他治疗无法比拟的优势，现以上海爱申科技股份有限公司研制的HIFUNIT9000机为例说明：1）完全体外治疗，病人无明显的疼痛，不出血，不需麻醉。2）不产生电离辐射损伤，安全性好，几乎无创，可重复进行3）实时监测，适形治疗：治疗过程中，操作者通过内置B超探头，同步监控治疗进程，并可通过灰度变化评判即时疗效。4）高温封闭了肿瘤周围的小血管和淋巴管，阻断了肿瘤的转移途径。

　　2.临床应用

　　目前HIFU已广泛应用于腹、盆腔实体肿瘤的治疗，如胰腺癌、肝癌、肾癌、后腹膜肿瘤、子宫肌瘤、卵巢癌、前列腺癌及腹、盆腔内转移性肿瘤，尤其对胰腺癌和后腹膜肿瘤，HIFU治疗由于不受后腹膜复杂的血管等解剖结构的限制，在治疗中尽显优势。另外HIFU用于乳腺癌的保乳治疗和骨肉瘤的保肢治疗，都有成功病例报道[2，3，4]。

　　由于超声波不能穿透含气组织和骨组织，因此HIFU无法治疗肺部和颅内肿瘤；另有一部分右叶肝肿瘤因肋骨阻挡而无法用HIFU治疗；离皮肤1cm以内的肿瘤用HIFU治疗时，难免会损伤皮肤；空腔脏器由于壁薄，内含气体，治疗时有穿孔可能，故肠癌不作为其适应证；有时患者腹部胀气明显，肿瘤组织难以用B超清晰显示，同样超声波束在穿过含气组织时会有明显损耗，这种情况也会影响疗效。

　　作为一种安全的适形肿瘤高温消融治疗，HIFU可单独应用。然而HIFU进入临床应用还不到十年，虽然其安全性和局部效应已得证实，目前还缺乏大样本的长期随访数据，尤其是缺乏和现有常规治疗方法随机对比的研究资料，因而HIFU的临床应用目前还限于下列情况1）无法手术切除的晚期肿瘤。2）因病人高龄、体弱或合并症多而无法耐受手术的肿瘤。3)术后复发、转移，不宜再次手术的肿瘤。4）病人坚决拒绝手术。

　　3.展望

　　缺乏有效的无损测温方法，同样也是影响HIFU疗效的主要因素。和放射线不同，超声波在穿过不同组织时有折射、反射，遇含气组织会大量衰减，最后达到靶区的剂量难以准确测算。治疗后的超声造影、彩色多普勒、增强CT，MRI，乃至PET-CT可客观反映肿瘤组织的灭活情况，但只有治疗时的实时测温才能真正指导治疗，从而保证疗效。国外已有应用MRI定位和测温的HIFU设备[5]，价格昂贵，其用于子宫肌瘤的治疗已经FDA认证，目前我国尚未引进。上海爱申公司正和复旦、交大、华东师大等高校联合攻关，研制低磁场、能实时测温的MRI-HIFU设备。和现有的用超声引导的HIFU设备相比，MRI引导的HIFU能从根本上确保HIFU治疗的有效性和安全性，这将是21世纪肿瘤局部治疗领域中最有激动人心的一次革命。

　　超声刀治疗肿瘤的优点

　　（一）温度高升温快。超声刀治疗是细胞水平的治疗，有研究表明，细胞在40℃以下温度时的灭活时间需要近15个小时，在50℃温度时灭活时间为3分钟，在60℃温度是灭活时间为3秒钟，70℃时细胞灭活时间为0.25秒，而在100℃温度下细胞灭活时间仅为0.1秒，传统的热疗技术只能被视为高温治疗，且升温慢，温度低，达不到真正热疗意义上的效果，而超声刀利用声波转热能可在短时间内使肿瘤治疗部位的温度达到70-100℃，肿瘤细胞瞬间变性坏死，故在治疗温度上明显优于传统的射频，微波等热疗技术。

　　（二）超声刀治疗肿瘤的无创伤性。传统的热疗治疗时有疼痛等痛苦，需要麻醉，患者不易接受；在传统热治疗过程中无法避免的有7-20%皮肤被灼伤，甚至更高；传统热疗有明显的并发症，如直肠癌治疗时便血、穿孔，膀胱癌治疗后的血尿等。而超声刀治疗肿瘤近千人次未发现病人有疼痛等任何痛苦，皮肤灼伤率为0，治疗各部位的肿瘤未出现任何并发症，治疗时不需要麻醉，从而解除了病人的恐惧心理，明显优于传统的热疗。

　　（三）适应症广泛、治疗肿瘤体积大。传统的热疗技术由于疼痛、灼伤、并发症等缺点，使其治疗范围受到了很大限制，目前仅见到一些过小、一般不超过3-9cm3，超声刀由于无创伤等优点，适应症广泛如肝癌、肠癌、肾癌、腹腔淋巴瘤、腹腔和腹膜后淋巴结转移，卵巢癌、子宫内膜癌、膀胱癌等20多种肿瘤，几乎包括了腹腔、盆腔内各种脏器的实体溜。单次治疗体积也由于采用了点点成线、线线成面、面面成体的计算机自控下的“累积效应”已扩大到100-150cm3，达到世界最高水平。

　　（四）超声刀治疗肿瘤与放化疗有协同作用。超声刀治疗肿瘤由于无痛苦，无毒副作用，所以不仅不排斥其它的治疗，而且与传统的放化疗有协同作用，首选放疗对肿瘤组织周围的富氧细胞杀伤作用强，而对中心区的乏氧细胞束手无策。而超声刀则恰恰相反，对中心区的乏氧细胞敏感而对周围富氧细胞杀伤力相对较差。放疗对细胞分裂中的有丝分裂期（M期）细胞最敏感，而超声刀则对拒抗放射线的合成期（S期）细胞及合成后期（G2期）细胞敏感。超声刀热疗使肿瘤血流闭锁不畅造成热蓄积，热畜积加重了肿瘤的营养不良，乏氧和低PH值环境，扩大了的热细胞毒效应有破坏抗放射线细胞的作用，进一步提高了放疗的敏感性，可以说超声刀对放疗起到了增敏作用。其次超声刀热疗对化疗也有增敏和减少药量、降低副作用的作用。研究表明超声加热可导致细胞膜流动增加、通透性增强、药物的渗透和吸收加强，药物反应加速，细胞孤立修复减少。由于其对药物增敏效应，使同等剂量的化疗药物的效价成倍甚至上百倍的上翻。因此超声刀热疗可降低化疗药的用量减轻其副作用，甚至使某些对肿瘤细胞无杀伤作用的药物变得有杀伤作用。在临床实践中，超声刀热疗与局部灌注化疗，现代介入治疗相结合，很大程度上提高了肿瘤的治疗效果，故有专家提出在肿瘤治疗上希望超声刀热化疗能放出异彩。

　　（五）超声刀治疗可降低肿瘤的复发与转移。杀灭局部肿瘤是包括手术、放化疗在内肿瘤治疗的根本目的，但局部肿瘤杀灭以后如何减少它的复发和转移是另一更重要的问题，肿瘤的复发主要是肿瘤被切除或被杀灭以后，局部残留癌细胞再次增殖而形成的。为了减少局部复发，手术时往往要扩大切除范围，放疗要增大照射野。但受肿瘤生长部位、大小的影响，手术范围不可能无限扩大；放疗由于其副作用较大也限制了照射野的扩大。超声刀对肿瘤细胞是细胞水平的杀死，对周围组织结构的完整性无影响，又无治疗后毒副作用，故可以相对扩大治疗范围，杀灭肿瘤周围的浸润细胞，减少复发。肿瘤的转移多是主体肿瘤的部分癌细胞沿血管淋巴管或直接溢出瘤体，在四周形成游离细胞，然后增殖分裂形成肿瘤灶所致，超声刀热疗在杀死肿瘤细胞的同时，扩大治疗范围，可破坏肿瘤周围的不健康血管等，从而阻止肿瘤的转移，同时有研究认为，超声刀热疗造成肿瘤细胞坏死的过程中，可产生内生肿瘤抗原刺激机体的免疫系统，产生肿瘤抗体，来杀灭肿瘤细胞。以上均表明超声刀可降低肿瘤的复发与转移。

　　总之，高能超声聚焦刀治疗各种肿瘤，具有疗效确切、定位准确、无创伤、无痛苦、适应症广、舒适式“手术”无需麻醉、安全性强、效率高、操作简便、科技含量高的优点，对肿瘤局部治疗似放疗，胜放疗，似手术，胜手术，无毒副作用，无后遗症，与放化疗有协同作用。使医生不破坏组织能切除肿瘤的梦想得到了实现，给肿瘤病人带来希望，是肿瘤治疗的革命。

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