超声空化效应

超声空化效应

当声波通过液体时, 液体各处的声压会发生周期性的变化,相应地, 液体中的微泡核

也会随超声频率发生周期性的振荡。在低声强下, 气泡的径向振荡受声压控制, 微气泡沿着平衡半径左右振荡多次, 在每一个振荡的微气泡周围将产生辐射压力和微束流。微束流能在气泡表面附近产生非常高的切变应激力, 使气泡变形甚至破裂, 可导致邻近的细胞或生物大分子受到影响, 产生一定的生物学效应。这种微泡随声压以其半径为平衡半径做周期性的振荡运动称为稳态空化。当作用声强增大, 使气泡的振荡幅度可与其平衡尺寸相比拟时, 气泡的振动即转而由其周围媒质的惯性所控制。空化核在超声场负压相半周期迅速膨胀, 而在正压相半周期又急剧收缩至内爆, 这种空化称作瞬态空化或惯性空化。瞬态空化时气泡振荡十分猛烈, 最初气泡先是爆炸式地膨胀, 随后又迅速萎陷。在最后萎陷阶段, 会产生局部高温、高压现象( 泡内部的压力和温度可以达到几百上千个大气压和数千开) , 此外还伴随强大冲击波、高速微射流、自由基的产生[1]。这些极端的物理条件和化学基团的形成对正常细胞的结构和酶的生物活性有极大的破坏作用, 但同时对肿瘤细胞可进行有效的杀伤。与稳态空化相比, 瞬态空化除了微气泡发生剧烈的崩溃外, 另一个不同之处在于瞬态空化的产生须具有一定的阈值, 即当超声的声压达到一定值时, 才会引发瞬态空化过程。研究表明, 在瞬态空化下, 细胞和组织受到生物学损伤的危险性较高。高强度的压力波会使细胞损伤、破裂、DNA 断裂, 以及血液溶血、组织损伤、出血等[2- 3]。

在超声造影剂微泡加入的情况下, 空化核增多, 空化效应增强, 空化阈值降低。当然, 影响空化效应的因素很多, 如超声强度和超声频率、液体性质( 如温度、溶解的气体含量、表面张力、液体黏滞度) 等均会对空化效应产生影响。

子宫肌瘤的非手术治疗：超声聚焦刀

周凯扬州市妇幼保健院

子宫肌瘤的治疗现状

1：手术治疗

（1）传统的子宫全切除、次全切除、肌瘤剔除

（2）小切口子宫全切、次切、肌瘤剔除。

（3）腹腔镜子宫全切、次切、肌瘤剔除。

（4）宫腔镜剔除粘膜下肌瘤及部分凸向粘膜下的肌壁间肌瘤。

2：非手术治疗

（1）药物治疗：短期有效、停药后反弹、有副作用

（2）期待疗法：即观察，定期检查。

（3）高强度超声聚焦刀：见下详述。

（4）放射介入疗法：双侧子宫动脉栓塞。

（5）多弹头射频消融治疗：俗称自凝刀。

（6）穿刺治疗：瘤体内注入硬化剂。

（7）双侧卵巢放射治疗。

高强度聚焦超声刀治疗子宫肌瘤的优点：

据统计，育龄妇女子宫肌瘤发病率约30%，药物治疗虽可使肌瘤缩小，但停药后复发率高；肌瘤剥离后有61%复发可能；手术切除全子宫虽可一次性治疗此病，但使患者失去生育功能及子宫的其他生理功能，有文献报道，子宫切除后即使保留卵巢，亦可发生卵巢功能早衰，患者绝经期提前，导致过早衰老。从体外对肌瘤患者进行无创性治疗，是医学治疗学发展的方向，也符合患者自身的要求。在聚焦超声刀治疗的所有病种中，子宫肌瘤是目前治疗数量最多、治疗难度较低、疗效较好的疾病。国外在临床上使用聚焦超声刀也是从子宫肌瘤开始。

体外治疗，安全、无创、不流血、治疗简便，恢复时间短、费用低。对女性生理功能无任何影响。

高强度超声聚焦刀的工作原理：1、超声波具有穿透性、聚焦性。2、多元二次聚焦。凹圆弧形换能器，圆锥体声场，第一次为自聚焦。六个凹圆弧形换能器固定在球面上，六个焦点会聚于一点，实现第二次聚焦。3、焦域声学体积为8*3*3mm椭球体，一粒米大小。4、体―面―线―点，点―线―面―体，从而实现整个瘤体的热切除。

5、定位换能器采用小巧的相控阵探头，兼顾穿透力与分辨力，频率3.5MHZ，治疗过程中实行全程实时定位监控。

高强度超声聚焦刀作用机制：1、机械效应、热效应、空化效应。2、焦点处声波能量大，引起瘤体内

部分子加速运动摩擦，从而使焦点处温度能在0.5秒内达到70°以上，高温导致肌瘤细胞蛋白质变性凝固死亡。焦点向外，温度梯度明显，即焦点处70°，其旁50um温度正常，这说明超声聚焦对组织损伤具有很高的精确性，具有“刀”的性质。

高强度超声聚焦刀在妇科疾病中的应用：1、子宫肌瘤子宫腺肌瘤卵巢癌等恶性肿瘤术后复发病灶输卵管妊娠2、子宫肌瘤、子宫腺肌瘤筛选标准：经腹超声瘤体清晰可见，15mm＜直径＜65mm；瘤体后缘与皮肤间距离小于130mm；瘤体与皮肤间无肠管。高强度聚焦超声为独立的治疗方案，可完全替代其他治疗方法。

3、卵巢癌等恶性肿瘤术后复发病灶筛选标准：经腹超声瘤体清晰可见，大小不限；瘤体1/2处与皮肤间距离小于130mm；瘤体与皮肤间无肠管。高强度聚焦超声为治疗方案的一部分，不可完全替代其他治疗方法。

4、输卵管妊娠筛选标准：经腹超声肿块清晰可见，最大直径＜50mm；血β-hcg＜5000miu/ml；无明显腹痛；无活跃性腹腔出血。高强度聚焦超声为治疗方案的一部分，不可完全替代其他治疗方法。

治疗时间的选择：经后7天内

治疗方案的制定：

（1）治疗前检查血、尿常规、肝功能、肾功能。

（2）治疗前用度冷丁等镇痛。

（3）治疗前充盈膀胱、腹部备皮、酒精脱脂、固定导尿管。

（4）肌瘤直径＜35mm，治疗一次，时间约60min。

直径35mm＜直径＜50mm，治疗两次，每次约70min，两次间隔1-2天。

直径50mm＜直径＜65mm，治疗三次，每次约80min。间隔时间灵活掌握。

（5）须两次治疗者，可将瘤体分为上下或左右两部分，依次治疗，以分上下为佳；壁间肌瘤自近内膜侧向外治疗。

治疗过程中的疗效评估：1、已治疗层的回声增强为佳。（回声增强是由于汽化所产生的微气泡和空化效应、组织凝固性坏死结构改变的共同作用结果，回声增强区域约等于实际的凝固性坏死区域）2、治疗过程中，可随时了解治疗层回声变化，预估治疗效果，对回声无增强的治疗层，可再次治疗，以确保治疗有效。

治疗效果评价：治疗3月后、半年后、1年后各复查一次。以肌瘤体积缩小大于30%为治疗有效。临床症状改善为治疗有效。彩超肌瘤内部无血流显示亦为治疗有效标准之一。