发展超声消融  推动外科进步

       在2011年最新一期的《中华妇产科杂志》上，海扶刀的发明人王智彪教授发表了一篇题为《发展超声消融技术  推动微创外科进步》的论文。

       论文全文：微创、无创医学是人类永恒的追求。伤害人体的疾病，需要对人体伤害更小的治疗方法。100多年前，诞生了子宫肌瘤的经典治疗方法——子宫切除术，挽救了许多因为子宫肌瘤引起的严重失血患者的生命。医学发展的历程中，最大限度的减少创伤、最大限度的保护正常组织的功能和结构是微创外科的基本理念。子宫肌瘤的治疗方法不断的推陈出新，出现了小切口的子宫切除术、筋膜内子宫切除术、阴式子宫切除术；腹腔镜技术更是延伸了医师的手，推动了微创外科的发展。高强度聚焦超声消融技术治疗子宫肌瘤的方法则改变了侵入性治疗模式，完全无器械进入人体，从而实现了子宫肌瘤的适型“热切除”。

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        一、超声消融技术的发展历程
 
       19世纪末，压电效应的发现，开始了超声波应用的研究。超声波用于治疗始于1942年，Lynn将超声波聚焦于活体动物脑部，并提出了用高强度聚焦超声从体外对体内进行无创性手术的设想。1958年Fry等在去颅骨的情况下，将聚焦超声用于治疗帕金森病等神经系统性疾病。由于超声消融的复杂性，特别是超声波进入生物组织后致凝固性坏死的不可预测性，以及如何监控靶点，使超声消融治疗肿瘤成为一个多因素复杂问题。1993年Sibille 等用“高温（40～45℃）”的超声作用于组织后发现，这一温度不能引起组织的即刻损害，但这一效应可以作为强化放疗、化疗的辅助治疗手段。20世纪末，随着影像监控技术等相关领域的发展，超声消融治疗技术得到蓬勃发展。超声聚焦在组织内形成损伤（Lesion），主要机制是热，当有空化效应发生时，损伤形态和大小发生改变，因此，控制损伤的形态、大小是当时的研究难题。Adams等认为换能器发出的超声波要损伤组织，除了焦距、组织特征的影响外，还与超声能量和组织的相互作用有关。Ter Haar等认为聚焦超声用于临床使用需要对超声在组织内的作用有足够的了解。Goldberg等认为Pennes生物热方程已经考虑了影响凝固性坏死的主要因素。简单地说，对一个组织凝固性坏死的热剂量等于能量沉积乘以局部组织的吸收系数减去致热损害前的热丢失。

       Wang等提出用“生物学焦域（biological focal region，BFR）”来描述组织内凝固性坏死形成的范围，以此与理想声场中的声学焦域（acoutic focal region，AFR）进行对应性的定量研究。研究生物学焦域在不同组织器官、不同功能状态下的形成规律，BFR组合成束、片、块的规律，及其声像图成像特点，得到了相应的量化指标。HIFU在不损伤超声所经过的组织和邻近脏器的前提下达到切除深部肿瘤的目的。HIFU用于肿瘤的治疗需要：（1）在组织内形成生物学焦域并实时监控治疗效果；（2）明确的治疗剂量；（3）治疗临床方案；（4）专科医师；（5）“刀尖”要足够的“快”，且越快越好。

        HIFU从体外向体内作用于猴子宫肌瘤类瘤样模型后，在超声实时监控下出现了强回声团。组织学显示TTC染色不着色，光镜下细胞核固缩，声像图与 TTC染色及组织学结果吻合。

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       常淑芳等研究了HIFU损伤离体子宫肌瘤的能效关系发现，在声强一定的条件下，扫描损伤和定点损伤的最佳能效因子与投射时间密切相关。HIFU造成离体子宫肌瘤损伤的阈扫描时间随焦点声强的增加而减少；在阈照射时间及最佳能效关系状态下进行治疗，可保证对肿瘤进行有效治疗的同时避免能量浪费及组织过度损伤的发生。李发琪等通过计算能效因子（energy-efficiency factor，EEF），即损伤单位体积的肿瘤组织所需的超声能量的研究表明，影响EEF的因素除了声功率、照射时间、治疗深度、组织结构和功能状态外，另一个重要的因素是HIFU照射过程中声环境的改变。陈锦云通过临床剂量学数据的研究发现，肌瘤位置、大小、血供、MRI T2WI信号强度与消融所需EEF具有线性相关关系。根据回归分析的结果得出依据，子宫肌瘤的位置、大小、血供和MRI T2WI信号强度肌瘤的消融剂量模型如下：EEF=3.052+6.095χ1 － 0.383χ2 +2.827χ3+5.135χ4  EEF=能效因子，χ1 =肌瘤位置（前壁＝1，后壁＝2），χ2 =肌瘤三维径线均值（cm），χ3 =肌瘤Adler血供分级＋1，χ4 =肌瘤T2WI信号强度 。

       超声消融子宫肌瘤的适应症是基于妇科治疗原则和超声技术特点要求来筛选病例。超声消融技术的非侵入性特点，需要满足声通道安全和靶点能量快速而足够的沉积以及消融后吸收的要求。如宫颈肌瘤不适合超声消融治疗；0型粘膜下肌瘤是宫腔镜最好的适应症，不仅可以切除肌瘤，还可将切除的肌瘤取出；对于带蒂的浆膜下肌瘤是腹腔镜最好的适应症，如采用超声消融，则消融后组织吸收缓慢。在子宫肌瘤的治疗中，子宫切除术、肌瘤剔除术、超声消融术均发挥各自的优势，为患者提供个性化的治疗。

        二、超声消融技术推动外科微创化
 
       1983年英国外科学者提出了微创外科的概念。微创也是一种理念，不仅是手术路径的微创，更重要的是对患者生理、心理的影响最小，医生在对患者的诊治过程中必须要体现这种理念。无创外科，不仅是治疗路径上的无创，更重要的是在最大限度地破坏病变组织的同时，最小程度伤及正常组织，让患者生理、心理和社会行为和谐统一起来。超声消融完全不需要器械侵入人体，从手术路径上来讲是无创治疗，但是，超声消融是通过“刀尖”对组织的热切除，因此，当聚焦效果不好或“刀尖”漂移对非计划治疗组织也有造成损伤的可能，甚至损伤后需要外科手术治疗。因此，超声消融治疗仍然要在微创、无创外科理念下，最大限度地破坏病灶、最大限度地保护正常组织。在过去的二十年，随着计算机等相关技术的发展，诊断医学从有创的剖腹探查术，到微创的高分辨率的超声、CT、MRI、PET等，治疗医学也正在重复诊断医学发展的道路从有创向无创发展。
 
         三、展望 
 
         超声消融技术用于治疗子宫肌瘤，不仅为患者提供了微创化、个性化、个体化的治疗方式，更是在传统的开腹手术和腹腔镜微创手术的基础上开创的新的治疗方式。

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