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
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
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
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)
肿瘤细胞不可逆损伤，从而死亡
• 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。
•
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
• 1997年 全球第一台HIFU刀应用于 临床（中国 重庆）
•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。