【精选】高能聚焦超声简介
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HIFU发展与工程科学、医学关系示意图
治疗原理
低能量的超声波准确聚焦于靶组织，能
量得到数千倍放大，所产生的热效应、 空化效应、机械效应使肿瘤组织凝固
性坏死，瞬态失去增殖、浸润和转移的 能力，并最终被机体吸收。
• 热效应（Thermal effect)
组织温度升至至65℃以上，蛋白质变性，瞬间产生凝固性坏死，致 肿瘤细胞不可逆损伤，从而死亡
• 1997年 全球第一台HIFU刀应用于 临床（中国 重庆）
Biblioteka Baidu
•立体组合适形扫描运动装置与控制系统 •计算机自动控制与处理系统 •治疗规化系统（TPS） •功率发生与调控系统 •图像定位与监控系统 •计算机疗效实时评价系统 •介质水处理系统。
•一次治疗：可一次性“切除”肿瘤包块，一般不受肿 瘤体积大小的限制； •无创治疗：乳腺癌患者保乳，骨肿瘤患者保肢，子宫 肌瘤患者保子宫等； •适形治疗：立体组合扫描技术，适形“切除”肿瘤； •实时治疗：实时监控治疗过程，实时评价治疗效果， 实时调节治疗剂量； •绿色治疗：对患者、医生和环境无放射性污染。
HIFU:high-intensity focused ultrasound
高能聚焦超声 发展简史
19世纪末 二战以后 1960’s — 1980’s应用 1980’s — 1990’s 1997 —
HIFU刀
聚焦超声肿瘤治疗系统，是用于临床无创性 “切除”实体肿瘤的大型医疗设备。该设备涉 及医学、生物医学工程、声学、自动化控制、 计算机、精密机械制造等多项技术
• 中、美、英、日、法、以色列等国积极进行HIFU系 统研制及其应用的研究
•生物学焦域 （biological
focal region, BFR）在其它物理 参数不变的情况下，随着脉冲时间的延长，治疗焦域定点 操作的体积增大。这种操作范围，可直接反映聚焦热效应 所致生物组织结构损害和生理活动状态下的变化，故称为 生物学焦域
2002 Singapore , Korea 2003 E.T 医院 (Japan)
缺陷
解剖学切除肿瘤 损伤大血管出血 皮肤及超声传导路径的灼伤 实时疗效评估指标（US MRI） 远期疗效
应用前景
以外科手术为主的综合治疗模式 传统外科手术
微创/小创伤外科手术
无创治疗
绿色，无放射污染 其他
• 空化效应（Cavitation)
生物组织内自由基产生损坏生物组织
• 机械效应（Mechanic effect)
大振幅机械波，对肿瘤细胞的拉破损伤作用
技术要求
• 保证声波在组织内的良好穿透性和聚焦性，形成的焦 域边界应比较锐利；
• 理论上应能满足于将声波聚焦于人体内任何深度之 组织，形成的焦域形态大小应可根据需要调节。
临床应用
乳腺癌 恶性骨肿瘤 肝癌 软组织肉瘤 肾癌 膀胱癌 盆腔肿瘤 腹膜后肿瘤
•胰腺癌 •转移性肿瘤 •晚期癌症的姑息性治疗 •子宫肌瘤 •乳腺良性肿瘤 •软组织良性肿瘤 •各种体表肿瘤 •前列腺癌、前列腺增生
市场开拓
重医附二院 北京医院 西京医院 华西医院 复旦大学肿瘤医院 中山大学肿瘤医院 2002 Churchill Hospital (Oxford,UK)
治疗原理
低能量的超声波准确聚焦于靶组织，能
量得到数千倍放大，所产生的热效应、 空化效应、机械效应使肿瘤组织凝固
性坏死，瞬态失去增殖、浸润和转移的 能力，并最终被机体吸收。
• 热效应（Thermal effect)
组织温度升至至65℃以上，蛋白质变性，瞬间产生凝固性坏死，致 肿瘤细胞不可逆损伤，从而死亡
• 1997年 全球第一台HIFU刀应用于 临床（中国 重庆）
Biblioteka Baidu
•立体组合适形扫描运动装置与控制系统 •计算机自动控制与处理系统 •治疗规化系统（TPS） •功率发生与调控系统 •图像定位与监控系统 •计算机疗效实时评价系统 •介质水处理系统。
•一次治疗：可一次性“切除”肿瘤包块，一般不受肿 瘤体积大小的限制； •无创治疗：乳腺癌患者保乳，骨肿瘤患者保肢，子宫 肌瘤患者保子宫等； •适形治疗：立体组合扫描技术，适形“切除”肿瘤； •实时治疗：实时监控治疗过程，实时评价治疗效果， 实时调节治疗剂量； •绿色治疗：对患者、医生和环境无放射性污染。
HIFU:high-intensity focused ultrasound
高能聚焦超声 发展简史
19世纪末 二战以后 1960’s — 1980’s应用 1980’s — 1990’s 1997 —
HIFU刀
聚焦超声肿瘤治疗系统，是用于临床无创性 “切除”实体肿瘤的大型医疗设备。该设备涉 及医学、生物医学工程、声学、自动化控制、 计算机、精密机械制造等多项技术
• 中、美、英、日、法、以色列等国积极进行HIFU系 统研制及其应用的研究
•生物学焦域 （biological
focal region, BFR）在其它物理 参数不变的情况下，随着脉冲时间的延长，治疗焦域定点 操作的体积增大。这种操作范围，可直接反映聚焦热效应 所致生物组织结构损害和生理活动状态下的变化，故称为 生物学焦域
2002 Singapore , Korea 2003 E.T 医院 (Japan)
缺陷
解剖学切除肿瘤 损伤大血管出血 皮肤及超声传导路径的灼伤 实时疗效评估指标（US MRI） 远期疗效
应用前景
以外科手术为主的综合治疗模式 传统外科手术
微创/小创伤外科手术
无创治疗
绿色，无放射污染 其他
• 空化效应（Cavitation)
生物组织内自由基产生损坏生物组织
• 机械效应（Mechanic effect)
大振幅机械波，对肿瘤细胞的拉破损伤作用
技术要求
• 保证声波在组织内的良好穿透性和聚焦性，形成的焦 域边界应比较锐利；
• 理论上应能满足于将声波聚焦于人体内任何深度之 组织，形成的焦域形态大小应可根据需要调节。
临床应用
乳腺癌 恶性骨肿瘤 肝癌 软组织肉瘤 肾癌 膀胱癌 盆腔肿瘤 腹膜后肿瘤
•胰腺癌 •转移性肿瘤 •晚期癌症的姑息性治疗 •子宫肌瘤 •乳腺良性肿瘤 •软组织良性肿瘤 •各种体表肿瘤 •前列腺癌、前列腺增生
市场开拓
重医附二院 北京医院 西京医院 华西医院 复旦大学肿瘤医院 中山大学肿瘤医院 2002 Churchill Hospital (Oxford,UK)