1、邹建中 重庆医科大学生物医学工程学院重庆医科大学生物医学工程学院 邹建中，教授/博导，生物医学工程学院 中国超声医学工程学会：常务理事、超声治疗专业委员会主委 重庆超声医学工程学会副会长 临床超声医学杂志副主编、常务编委 国际微无创医师协会名誉委员 电话：13708302390，邮箱： （学院办公室电话：68485021）（本课程教学秘书：王琦老师，电话：15803085456）传统开腹手术腹腔镜手术超声治疗微无创理念指导下的发展微无创理念指导下的发展1 1治疗治疗让病人受伤害更小让病人受伤害更小这就是微无创医学的内涵这就是微无创医学的内涵2 2主要内容：主要内容：超声治疗学的定义 肿瘤治疗发
2、展简介 超声治疗的发展史 超声治疗学的范畴和种类 超声治疗技术的特点 HIFU治疗肿瘤的适应症与禁忌症 超声热消融与超声热疗 治疗头频率、声功率与焦距 三维适形扫描 HIFU消融肿瘤的基本原则 HIFU与其它物理治疗肿瘤技术的比较 超声治疗非肿瘤性疾病3 3 超声治疗学定义超声治疗学定义 它是集它是集超声学、医学、电子工程技术超声学、医学、电子工程技术为一体的为一体的一门新兴学科。一门新兴学科。具有具有医学与工程结合医学与工程结合、基础与临床结合基础与临床结合、产学产学研结合研结合的特点，是超声医学的重要组成部分，的特点，是超声医学的重要组成部分，在疾病的治疗中发挥着越来越重要的作用。在疾病的
3、治疗中发挥着越来越重要的作用。凡研究超声波在治疗疾病领域中的应用，即定义为超声治疗学。4 41.超声治疗学：凡研究超声波在治疗疾病领域中的应用，即定义为超声治疗学。它是集超声学、医学、电子工程技术为一体的一门新兴学科。1.Ultrasonic therapeutics：Ultrasonic therapeutics includes all the study of ultrasound in the treatment of diseases.It is a new discipline combining with ultrasonic,medical and Electronics En
4、gineering Technology.2.高强度聚焦超声：HIFU技术利用超声波在生物组织中良好的穿透性和方向性，从体外治疗头发射出超声波，通过聚焦形成的焦点产生高强度超声，作用于生物组织，产生热效应等生物学效应起治疗作用。2.High intensity focused ultrasound,HIFU：The fundamental principles of HIFU ablation treatment are using penetrability and directivity of ultrasound in biological tissue,by sending ultra
5、sound from transducer in vitro,making ultrasound wave focused on the target,generating heat effect in the focus point and causing tissue coagulation necrosis due to the absorption of ultrasound energy.3.物理学焦域或声焦域：HIFU技术能把低强度的超声波聚焦起来，焦点处声强高达几千甚至上万W/cm2。通常把声压在空间3dB衰减的区域定义为声焦域（Acoustic Focal Region,AFR
6、）。AFR越小，聚焦效果越好。3.Acoustic Focal Region,AFR：HIFU can focus the ultrasonic energy on the target,and the sound intensity in the focus point will be as high as 1000-10000 W/cm2.Acoustic Focal Region,AFR,is the field in which the sound pressure attenuation is above 3 dB.When the AFR becomes smaller,the e
7、ffect of focusing is better.4.生物学焦域：HIFU定点辐照生物组织，单位时间内在生物组织形成的单个“点状“凝固性坏死叫做HIFU的生物学焦域。4.Biological Focal Region,BFR：BFR is the formation of a single dot coagulation necrosis per unit time internal when HIFU transducer radiates biological tissue 1 1、手术、手术 手术是肿瘤治疗中最古老的方法之一，目前仍是治疗肿瘤的有效方法，对于大部分尚未扩散或转移的肿
8、瘤可用手术切除。但手术后有一定的并发症、后遗症及功能障碍5 5 因此，如何恰当掌握化疗药物的有效剂量和致死剂量，成为化疗的一大难题。2 2、化疗：、化疗：20世纪40年代，近代肿瘤化学疗法兴起。60年代，临床开始几种化疗药物的联合治疗。随着化疗药物的长期应用，使肿瘤细胞对其产生耐药性，化疗也引起机体的一系列不良反应。6 6 20世纪20年代，放射肿瘤学不断发展，成为主要治疗手段之一。但有电离辐射、治疗不完全、易复发3 3、放疗、放疗7 7 21世纪，微创和无创治疗技术是肿瘤治疗的发展方向。在众多的物理治疗肿瘤的技术中，HIFU治疗肿瘤技术被列为首选。肝、肾等实质脏器恶性肿瘤保留器官，骨或软组织
9、肉瘤保留肢体，乳腺癌保留乳房和子宫肌瘤保留子宫的治疗已开始成为肿瘤的主要治疗方法之一。4 4、无创治疗、无创治疗8 8 1999年获得中国国家SFDA批准高强度聚焦超声肿瘤治疗系统高强度聚焦超声肿瘤治疗系统9 9超声治疗的发展史 19世纪末，法国物理学家Langevin 观察到超声波可导致鱼类死亡；随后Haavey发现超声波可使动物体内温度升高，引起细胞损伤。1928年，Mulwert 用超声波治疗慢性耳聋。1933年，R Pohlman 用超声波治疗神经痛。国外首篇有关超声治疗疾病的论文发表。1952年，Lavine 报道超声能量聚焦于晶状体可引起白内障，随后学者就利用超声波的损伤作用治疗其
10、它眼部疾病。1010 1953年，国内首次见到用国外超声理疗机治疗疾病的文献。1954年，Fry提出了将体外发射的高强度超声波聚焦于体内病灶实施非侵入性（无创）手术的概念。1986年HIFU热疗商品机被美国FAD批准进入临床。1999年，世界首台HIFU肿瘤消融治疗设备诞生于中国重庆 2001年，ISTU 在重庆成立。2005年，卫生部批准在重庆医科大学附属第二医院建立首家“高强度聚焦超声肿瘤治疗培训基地”。2013年，国际微无创医师学会在中国重庆成立。1111 超声治疗学的范畴和种类超声治疗学的范畴和种类超声治疗超声治疗治疗治疗 高强度：高强度：良恶性肿瘤良恶性肿瘤雾雾化化吸吸入入美美容容保
11、保健健减减肥肥慢慢性性腰腰肌肌劳劳损损 低强度：低强度：非肿瘤疾病非肿瘤疾病 消融消融 热疗热疗 理疗理疗主要治疗手段主要治疗手段辅助治疗手段辅助治疗手段1212 超声治疗技术的特点超声治疗技术的特点1 非侵入性或无创治疗；7 能消融整个肿瘤，可保留患病器官；2 无电离辐射；8 不受肿瘤大小限制；3 不损伤靶区外组织；9 实时监控；4 实时疗效评价，实时剂量反馈；10 能激活宿主抗肿瘤免疫力；5 一次性消融整个肿瘤；11 适形治疗；6 剂量均匀分布；12 毒副作用轻且发生率很低。1313焦点处出现凝固性坏死焦点处出现凝固性坏死焦点前面的组织未受损伤焦点前面的组织未受损伤目标器官目标器官 (如肝
12、脏如肝脏)皮肤皮肤治疗头治疗头靶区（如肿瘤）靶区（如肿瘤）HIFU损伤肝组织后24小时1414 HIFUHIFU治疗的适应症与禁忌症治疗的适应症与禁忌症 适用于治疗组织器官的实体肿瘤。禁用于含气、空腔脏器等的肿瘤。1515肿瘤治疗技术和方法肿瘤治疗技术和方法热消融热消融恶性恶性肿瘤肿瘤药物治疗药物治疗手术治疗手术治疗介入治疗介入治疗物理治疗物理治疗x刀刀刀刀氩氦刀氩氦刀射频射频微波微波HIFU热疗热疗热效应热效应1515热消融与热疗的概念热消融与热疗的概念1、生理性热疗：温度为37-41，作用是改善功能、细胞修复；2、辅助热疗：温度为41-50，起辅助治疗或辅助放疗作用；3、热消融（热切除）治
13、疗：温度在50以上，通常为60-100，主要治疗手段。1616聚焦超声热消融技术与聚焦超声热疗技术聚焦超声热消融技术与聚焦超声热疗技术 相似之处：将低能量的超声波进行聚焦，形成一个更高能量的焦点，对靶组织进行加热来达到治疗的目的。区别之处：设备、能量高低、方法学、治疗目的均不同。1717热消融热消融热疗热疗治疗温度高热高热6060以上以上 温热温热43-5043-50 临床适应症实体肿瘤实体肿瘤实体肿瘤和空腔脏器实体肿瘤和空腔脏器治疗头频率不同频率不同频率固定频率固定频率聚能比大（大（1 1：30003000）小小焦域可变可变不可变不可变扫描治疗方式多种多种一种（点扫描）一种（点扫描）生物学效
14、应凝固性坏死凝固性坏死非凝固性坏死非凝固性坏死治疗目的原位灭活，治愈性治疗原位灭活，治愈性治疗姑息性，增敏作用姑息性，增敏作用治疗次数通常为一次性通常为一次性必须多次必须多次适形治疗是是否否实时监控实时定位与疗效评价实时定位与疗效评价只能监控焦域位置只能监控焦域位置治疗剂量调节实时剂量调节实时剂量调节根据病员疼痛根据病员疼痛治疗效果影像学评价增强增强CTCT或或MRIMRI无无超声热消融与热疗的区别超声热消融与热疗的区别1818治疗目的治疗目的 换能器换能器声功率声功率作用作用治疗非肿瘤410 MHz几几 W/cm2可逆性损伤可逆性损伤热消融肿瘤0.62 MHz10000 W/cm2（重庆海扶
15、可达（重庆海扶可达25000W/cm2）凝固性坏死凝固性坏死不可逆性损伤不可逆性损伤热疗肿瘤同上同上几千几千 W/cm2不能消融，需不能消融，需多次治疗多次治疗 治疗头频率、声功率比较治疗头频率、声功率比较1818 三维适形扫描三维适形扫描 点、线、面、体的概念：预扫描将肿瘤分为若干层面一个层面一个层面治疗全覆盖消融整个肿瘤；1919 HIFUHIFU消融肿瘤的基本原则消融肿瘤的基本原则1、必须是临床已确诊的病例。2、严格掌握适应症和禁忌症。3、应有较好的超声波入射通道。4、术前准备：包括病例选择，相关辅助治疗手段，术前定位，确定HIFU治疗方案，未完成准备，就不应做HIFU治疗。5、治疗中，
16、影像学图像能清楚地显示肿瘤及边界。一旦发现移位或脱靶，应即刻终止治疗。6、治疗后开初几天，密切观察病人有无不良反应或毒副作用，如有严重并发症，应即刻处理。7、是否采取超范围消融，视治疗方案而定。2020HIFUHIFU与射频、微波的比较与射频、微波的比较HIFUHIFU射频、微波射频、微波治疗方式 非侵入非侵入 侵入侵入 治疗肿瘤的大小 不受限制不受限制 直径小于直径小于5cm 5cm 适形治疗 是是 不是不是 实施评价疗效 能能 不能不能 实时剂量调节 能能 不能不能 治疗剂量分布 均匀均匀 不均匀不均匀 肿瘤残留的机会 少少 多多 肿瘤的种植或转移 无无 有有 2121HIFUHIFU与冷
17、冻治疗的比较与冷冻治疗的比较HIFU HIFU 冷冻治疗冷冻治疗 机理 高温高温低温低温 治疗方式 非侵入非侵入 侵入侵入 实时监控 能能 不能不能 凝固性坏死区的形态 适形适形 成半球形或圆柱形成半球形或圆柱形 治疗范围 不受限制不受限制 直径小于直径小于6cm 6cm 实时剂量调节 能能 不能不能 局部出血 无无 有有 对大血管的损伤无无有有 局部渗出 无无多多 肿瘤残留的机会 少少 多多2222HIFUHIFU与与r r刀、刀、X X刀的比较刀的比较HIFU HIFU 或或X X刀刀 能量源 超声波超声波 放射线放射线 机理 高热高热 电离辐射破坏电离辐射破坏DNA DNA 敏感度 靶区
18、内靶区内100100 乏氧细胞对乏氧细胞对线和线和X X线不敏感线不敏感 治疗范围 大大 小小 治疗区的形态适形适形圆形或椭圆形圆形或椭圆形影像学变化 凝固性坏死凝固性坏死 放射性损害放射性损害 对靶区组织的影响 无选择性无选择性 有选择性有选择性 对靶区外组织的影响 无或很小无或很小 有有 2323超声治疗非肿瘤疾病超声治疗非肿瘤疾病1 超声-低频电疗法：治疗颈椎病、坐骨神经痛等。2 超声-中频电疗法：治疗疤痕粘连、肌腱炎等。3 超声药物透入疗法：治疗硬皮病、黄褐斑等。4 超声雾化吸入疗法：治疗婴幼儿毛细支气管炎、哮喘、声音嘶哑症。5 超声波治疗心血管疾病：如溶栓、降血压、降血脂等。6 超声波用于碎石、美容和减肥等。7 聚焦超声用于治疗变应性鼻炎、慢性宫颈炎、外阴白色病变、腰肌劳损、超声针灸等。2424
