▲HIFU技术原理图 图片来源：高强度聚焦超声在医学领域中应用的新进展 二、2023年最新进展 在过去，我们常常对前列腺癌患者进行手术或放疗 (RT) 的治疗方式以遏制肿瘤的发展。这些治疗方式通常是针对整个腺体并会产生许多副作用的。其中，最明显的副作用是尿失禁和勃起功能障碍等。放疗所导致的直肠炎和直肠出血也在对患者的健康进行损害。 高强度聚焦超声 (HIFU) 等局部治疗旨在减少治疗相关的副作用，同时保持癌症控制。有证据表明 HIFU 的副作用比手术或 RT 少得多，但关于癌症结果的比较数据很少。因此，在2023年，有许多研究和临床试验对高强度聚焦超声治疗前列腺癌的疗效和安全性进行了讨论。 2023年7月，Matthew G. Parry等人报告了 2010 年至 2018 年间在英国 NHS 接受 HIFU 治疗的临床局限性前列腺癌患者的癌症结果。这是迄今为止发表的最大的病例系列之一，报告了HIFU初次治疗后前列腺癌的结果。报告表明，局部治疗对生活质量的影响很小，并且泌尿生殖功能得到很好的保存。 2023年9月，Tsai MY等人报告了台湾高强度聚焦超声经尿道前列腺切除术治疗局限性前列腺癌的初步结果。自 2009 年以来，他们一直使用 HIFU治疗前列腺癌，迄今为止已治疗了 1000 多例。结果表明，短期癌症得到充分控制，具有出色的功效。HIFU不仅可以改善病人的前列腺癌状况，还可以降低各种并发症的发生率，具有良好的治疗效果。 2023年10月，Kaufmann B等人介绍了一项前瞻性、单臂、II 期试验的 36 个月结果。该试验评估了 HIFU 局部治疗在低至中度风险前列腺癌患者中的治疗的效果。作为为数不多的实施严格活检方案的研究之一，该研究可以更全面的对HIFU的前列腺治疗进行肿瘤学方面的评估。研究结果显示，局限性前列腺癌的局灶性 HIFU 治疗表现出出色的功能结果，一半的患者在 3 年后仍未患癌，成功帮助了81%的患者避免了全腺体治疗。 ▲有临床意义的前列腺癌的无失败生存率Kaplan-Meier曲线 图片来源：Focal Therapy with High‐Intensity Focused UltRASound for Prostate Cancer: Three Year Outcomes from a Prospective Trial 三、发展历史 HIFU技术的历史可以追溯到20世纪30年代，当时科学家们开始研究超声波在医学领域的应用。早期的研究主要集中在超声波在诊断方面的应用，例如超声成像。然而，随着对超声波的进一步了解和技术的不断发展，人们开始意识到超声波在治疗方面的潜力。 在20世纪50年代和60年代，科学家们开始尝试利用超声波进行热疗，即利用超声波的热效应来治疗疾病。当时的技术还相对简单，使用的超声波能量较低，无法实现精确的聚焦和治疗控制。这些早期的研究为后来的HIFU技术的发展奠定了基础。 随着科学技术的进步和对超声波的深入研究，HIFU技术在20世纪90年代迎来了重要的突破。1997年，我国重庆医科大学王智彪等研制出全球首台HIFU治疗仪，并应用于临床。这一技术改进使得HIFU在肿瘤治疗领域逐渐得到广泛应用。 同年，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”。这一里程碑标志着HIFU技术在肿瘤治疗和其他领域展现出了巨大的潜力和前景。随着技术的不断创新和进步，HIFU技术也将继续在医学领域发挥重要作用。 四、里程碑实验 （一）1932年，HIFU首次被用于治疗 1932年，H. Freundlich、K. Collner 和 F. Rogowski 发现了该培养基对热组织的倾向。他们使用高强度聚焦超声波（HIFU）技术，将聚焦的超声波能量集中在人体组织的特定区域，以治疗肿瘤和其他疾病。 在实验中，他们选择了小鼠作为研究对象，将HIFU技术应用于肿瘤治疗。通过将超声波能量聚焦到肿瘤区域，他们成功地将肿瘤组织破坏。这项突破性的实验成果引起了医学界的广泛关注。 随着研究的深入，科学家们逐渐发现，HIFU技术不仅可以用于肿瘤治疗，还可以应用于其他领域。在接下来的几十年里，科学家们进行了大量的实验和临床研究，以进一步探索HIFU技术的潜力。 （二）1950-1960年，弗莱兄弟完成了对HIFU效应的分子研究 在1950年至1960年期间，弗莱兄弟（The Fray Brothers）致力于对HIFU效应进行深入的分子研究。 在实验中，弗莱兄弟使用了一种先进的超声波发生器，将高强度的聚焦超声波能量传递到不同类型的组织样本中。通过精确测量和分析，他们发现HIFU能够引起生物组织内的多种效应。 同时，他们观察到HIFU产生的超声波能量在组织中引起了局部的热效应，从而引发了热损伤作用。这种热效应可用于破坏肿瘤细胞或其他异常组织，对肿瘤治疗具有潜在的应用。 （三）2003年，第一台耦合 MR 引导聚焦超声机 （MRgFUS）诞生 MRgFUS的诞生是多个领域的技术协同发展的结果。它结合了磁共振成像（MRI）和高强度聚焦超声波（HIFU）技术，为医生们提供了一种非侵入性的治疗选择。 这项技术的关键在于耦合了MRI成像和HIFU治疗。MRI作为引导系统，能够提供准确的图像引导，帮助医生精确定位和监测治疗区域。而HIFU则通过聚焦的超声波能量实现治疗效果。 MRgFUS的应用领域广泛，其中最突出的是肿瘤治疗。借助MRI的高分辨率成像，医生可以清晰地观察到肿瘤的位置和特征。然后，通过HIFU技术，可以将高强度的超声波能量精确地聚焦在肿瘤组织上，实现肿瘤的热破坏。 五、总结 作为一种新型的非侵入性无创消融治疗技术，高强度聚焦超声技术相较于侵入治疗具有更低的创伤和更快的恢复时间。通过精确的聚焦和控制超声波能量释放，高强度聚焦超声技术在肿瘤治疗中取得了显著的进展。它可以实现对肿瘤区域的局部消融，减少对周围正常组织的伤害。这种精确性使得患者在治疗过程中可能会经历较少的副作用和并发症。 随着技术的不断创新和发展，高强度聚焦超声技术在2023年取得了令人鼓舞的最新进展。研究和临床实践表明，该技术在前列腺癌治疗中显示出良好的效果。 综上所述，高强度聚焦超声技术作为一种非侵入性无创治疗技术，在肿瘤治疗和其他领域展现出了巨大的潜力。随着不断的研究和创新，相信该技术将为患者带来更好的治疗效果和生活质量。 参考文献： 1. Parry MG, Sujenthiran A, Nossiter J, MORRis M, Berry B, Nathan A, Aggarwal A, Payne H, van der Meulen J, Clarke NW. Prostate cancer outcomes following whole‐gland and focal high‐intensity focused ultrasound. BJU international. 2023 Nov;132(5):568-74. 2. Kaufmann B, Raess E, Schmid FA, Bieri U, Scherer T, Elleisy M, Donati OF, Rupp NJ, Moch H, Gorin MA, Mortezavi A. Focal Therapy with High‐Intensity Focused Ultrasound for Prostate Cancer: Three Year Outcomes from a Prospective Trial. BJU International. 2023 Oct 27. 3. Tsai MY, Lin CT, Chiang PH, Chiang PH, Chiang PC. High-Intensity focused ultrasound (Sonablate®) for prostate cancer: preliminary outcomes in Taiwan. Annals of Surgical Oncology. 2023 Dec;30(13):8764-9. 4. Bachu VS, Kedda J, Suk I, Green JJ, Tyler B. High-intensity focused ultrasound: a review of mechanisms and clinical applications. Annals of biomedical engineering. 2021 Sep;49(9):1975-91. 一、高强度聚焦超声技术
