高能超声聚焦刀完整版
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海扶刀“海扶刀”又叫“超声聚焦刀”,是“高强度聚焦超声肿瘤治疗系统(High-intensity focused ultrasound)”的译称。
英文缩写为“HIFU”,这是一种不需要切开皮肤,不需要穿刺就可以杀灭体内肿瘤的新技术,也有人称之为“无创手术”。
治疗时只静脉给予镇痛剂和镇静剂,治疗过程中,控制镇痛镇静药物的剂量,使患者始终保持能与医生进行沟通的状态,减少与麻醉相关并发症及邻近脏器损伤的风险。
原理就像太阳光可以通过凸透镜聚焦一样,超声波也可以聚焦,还可以安全地穿透身体,海扶刀的消融原理就是利用超声波的这些特性,将低能量超声波聚焦到体内,在“焦点”区聚焦刀足够的强度,形成65℃~100℃瞬间高温。
同时发挥超声波的固有特性-空化效应、机械效应等,导致组织凝固性坏死,破坏治疗区组织。
坏死组织可逐渐被吸收或变成瘢痕。
术前护理:1.肠道准备:术前完及术晨分别行清洁灌肠,标准为排泄物呈清亮液体,绝不存在粪渣,术前禁食8小时,禁饮4小时。
2.皮肤准备:术前一天嘱患者清洁皮肤,治疗区皮肤备皮,范围,上至肚脐,下至耻骨联合(包括阴毛),用75%酒精棉球擦拭皮肤脱去皮脂。
术后护理:1.生命体征观察:术后2小时严密监测生命体征,使患者保持清醒,禁食禁饮,遵医嘱予以补液治疗。
密切观察患者腹部不适或腹痛,是否有肠道烧伤,观察患者是否有发热现象。
2.皮肤护理:观察下腹部皮肤,主要有无红肿、苍白、橘皮样、棕褐色改变,若出现红肿和皮温高,在皮肤完整的情况下,立即给予物理降温,直至皮温正常或下降,若出现苍白、橘皮样、棕褐色改变,立即报告医生。
3.观察排尿情况:治疗过程中的超声能量有可能会对患者膀胱造成烧伤,因此应密切观察患者治疗后的尿液颜色、温度及量,并嘱患者多饮水,补充足量水分,避免感染,放患者尿液温度超过45度是,遵医嘱给予冷生理盐水膀胱冲洗降温。
出院宣教:嘱患者禁性生活1月,保持外阴清洁,劳逸结合,进食清淡易消化饮食,术后半年内对治疗区勿搔抓,保持皮肤完整性,按时复查。
HIFI超声聚焦刀深圳中海医院微创妇科采用的HIFI超声聚焦刀是将体外低能量超声波聚焦于体内靶区,在肿瘤内产生瞬态高温(60℃以上)、空化、机械作用等生物学效应,杀死靶区内的肿瘤细胞。
HIFI超声聚焦刀是在B超引导下对体内肿瘤实施三维适形扫描治疗,就好比是一把在体外操作,对体内肿瘤组织进行“切除”的“手术刀”。
它能够透过表层组织进入特定的深度,精确定位聚焦病变部位,然后从内到外作用病变组织导致脱水、坏死和脱落。
HIFI超声聚焦刀的八大优势:1、有效性HIFI超声聚焦刀有效利用超声波在生物组织内具有良好的方向性、穿透性和可聚焦性等生物学特性,通过物理聚焦将超声波能量聚集形成焦点(与太阳灶聚焦阳光在焦点处产生巨大能量原理基本类似),经准确的定位,从体外破坏体内癌细胞,使肿瘤组织出现凝固性坏死,从而失去增殖、侵袭和转移能力。
一般来讲,肿瘤经海扶刀治疗后停止生长,逐渐被人体吸收。
2、高安全性HIFI超声聚焦刀以超声波为治疗源,采用超声波对癌灶进行实时定位和监控治疗过程,保证了治疗的有效性。
同时能选择性破坏直径2毫米以内的小肿瘤血管,对更大的血管几乎无损伤。
这样既阻断肿瘤血液供应,“饿死”癌细胞,又能防止新的肿瘤经血管转移,同时又为因与大血管紧邻不能手术的肿瘤病人提供了新的治疗手段。
3、保留患者的器官及功能传统的癌症治疗多数为破坏性手术,如骨肉瘤病人高位截肢、乳腺癌病人切除乳房、肾癌病人切除肾脏等。
由于HIFI超声聚焦刀能准确地破坏肿瘤组织,尽可能多的保护了正常组织,有利于保留患癌症器官的正常组织及其功能,使乳腺癌病人保留乳房、肢体恶性肿瘤病人保留肢体成为可能。
4、创伤小,副作用少HIFI超声聚焦刀是一种非侵入性治疗,换句话讲,它是一种体外的无创性治疗手段。
治疗过程中不需要输血,避免血源性传染病(如乙型肝炎、爱滋病等)的发生。
治疗后病人恢复快,且无手术瘢痕。
同时,由于治疗在体外完成,避免癌细胞的医源性种植,有利于肿瘤的局部控制和减少转移的机会。
高强度超声聚焦刀HIFU原理、优势及特点超声聚焦消融治疗肿瘤① 治疗原理: 利用超声波可通过人体组织,并聚焦在特定靶区的特性,将能量聚集到足够的强度,使焦点区域达到瞬间高温,破坏靶区组织,在组织病理学上表现为凝固性坏死,也叫消融。
从而达到破坏病变区域的目的,而病变区域外的组织没有损伤。
山东大学附属千佛山医院肿瘤微创科赵文华② 治疗特点: ⑴ 图像监控:实时监控超声图像用来确定计划选定的目标肿瘤。
整个治疗过程由系统控制,并及时提供治疗效果反馈。
⑵ 准确性:焦点处的能量能使焦点处组织产生凝固性坏死,且对周围组织或声通道上的组织没有损伤。
治疗区与非治疗区的边界只有6到10个细胞的宽度。
⑶ 自由运动:焦点及监控探头在空间的自由运动,可实现立体组合扫描治疗,医师可根据不同患者、不同肿瘤选择快速、灵活而有效的治疗方案。
⑷ 彻底治疗:聚焦超声肿瘤治疗系统的治疗计划软件能够帮助医师准确锁定并切除整个肿瘤组织。
对可能治疗的肿瘤体积没有上限。
⑸ 可控治疗:在整个治疗过程中,实时影像技术可为医师提供视频反馈,根据数字化的灰度变化随时调整治疗剂量。
③ 治疗优势:整个治疗过程无创伤、不出血、不需麻醉,真正实现从体外治疗体内的肿瘤,杀灭肿瘤组织。
治疗过程中通过移动超声治疗头,改变超声波的聚焦深度,采用:点-线-面-体的组合扫描方式,对整个肌瘤进行适形消融。
高能聚焦超声治疗的优势特点1、非侵入性治疗体外操作,完整破坏体内病灶;不开刀、无放射性损害;不需手术暴露或穿刺引导;不损伤超声波所经过的组织或靶区外正常结构。
2、总费用低的治疗明显缩短病人住院时间;治疗时不输血;明显减少病人在外科手术中、术后的并发症病人的痛苦小, 治疗后机体恢复快;减少了术后广谱抗菌素的应用。
3、剂量均匀分布的治疗体外扫描治疗,使靶区内超声能量分布均匀;解决了微创介入治疗(微波、射频、激光、冷冻等)依靠治疗头进行能量扩散,治疗剂量分布不均匀的难题4、靶区组织致死性治疗靶区内均为超声波的致死剂量,非选择性使靶区内任何组织完全毁损;根据手术切除原则,从体外'切除'体内病灶。
高能超声聚焦刀就是利用超声波作能源,从体外分散发射到身体里边去,在发射透射过程中间发生聚焦,很多超声波聚焦在一个点上,这一个点上通过声波和热能转化,形成一个高能治疗点,它可以把肿瘤杀死。
在这台机器上,发射器由体外分散发射超声波透入人体,每束超声波进入人体后聚焦在一个点,它的焦点总功率相当于2.5万-5万台普通诊断B超机的能量总和,这么多的能量聚集在一个点上,产生能量很大的声能,如果这个点击中癌细胞内,那么超声能则被癌组织吸收,焦点区域的温度可达到70-100摄氏度,这个高温点就象一个手术刀在切割肿瘤,焦点区的癌细胞无一幸免。
而高能超声聚焦在其所穿过的非治疗部位的能量不足以对组织造成损伤。
治疗原理高能超声聚焦刀(high-intensity focused ultrasound, HIFU)治疗原理:1.1 高热效应区别于低功率聚焦超声,HIFU治疗仪能将高强度的超声能聚焦于治疗区域,能在0.5秒内能迅速将目标区域组织温度骤升至70℃以上,使细胞内蛋白迅速出现凝固性坏死(肿瘤细胞致死温度的临界点在42.5~43.0℃,而正常细胞则为45℃,对于肝脏组织而言,局部温度超过58℃即可致组织凝固性坏死)。
(2)空化效应:HIFU在靶区聚焦产生热效应的同时,靶区肿瘤组织细胞内的水份受交变声压作用形成空腔并长大,压缩,闭合。
当这种空泡振动频率达到或接近超声波频率时,蒸气泡因急剧压缩出现微爆炸,产生冲击波,通过物理作用破坏肿瘤的高分子化学键,同时形成不饱和高活性的自由基,引起一系列的生化反应,导致靶细胞的破坏。
(3)机械效应:是超声最基本的原发效应,它使处在声场组织中的大分子细胞在这样变化的机械运动中,功能生理过程乃至整个结构都受到影响。
现行一般认为,在低声强长辐照时间范围内,引起损伤的机理是热效应为主,而高声强、短辐照时间范围内,损伤机理以瞬态空化机制为主,当声强处于700-1500W/cm2的中间范围时,损伤机理则主要来自机械效应。
(4)免疫反应:在对肿瘤进行超声治疗时,能激发机体的免疫反应,间接杀伤肿瘤细胞。
产品的组成←控制系统:计算机、控制台、系统控制软件←定位系统:数字式彩色B超、治疗床治疗系统:超声换能器,功率驱动器←水处理系统治疗途径超声刀拥有一套肿瘤识别系统,它能准确探测到肿瘤的部位和大小,然后把这些影像信息传递到计算机中,计算机在接收到这些信息后能自动锁定肿瘤,在计算机的控制下,超声波能毫无损伤地穿过人体正常组织到达肿瘤组织上,既能杀死肿瘤细胞,又不伤及肿瘤周围的正常组织适应证1、腹腔和盆腔内及部分体表的原发和继发性实体肿瘤。
(2)、那些放化疗及手术等手段不能治疗的患者;肿瘤手术后复发或中晚期癌肿患者。
(3)、年老体弱者,或有多种脏器官并发症者,或手术风险很大,或有明显手术禁忌症。
(4)不愿接受手术的患者产品的优点温度高升温快。
超声聚焦刀治疗是细胞水平的治疗,有研究表明,细胞在40℃以下温度时的灭活时间需要近15个小时,在50℃温度时灭活时间为3分钟,在60℃温度是灭活时间为3秒钟,70℃时细胞灭活时间为0.25秒,而在100℃温度下细胞灭活时间仅为0.1秒,传统的热疗技术只能被视为高温治疗,且升温慢,温度低,达不到真正热疗意义上的效果,而超声聚焦刀利用声波转热能可在短时间内使肿瘤治疗部位的温度达到70-100℃,肿瘤细胞瞬间变性坏死,故在治疗温度上明显优于传统的射频,微波等热疗技术。
(二)超声聚焦刀治疗肿瘤的无创伤性。
传统的热疗技术由于皮肤入射能量过高,治疗时有疼痛等痛苦,需要麻醉。
这样医患均需承担麻醉风险,患者不易接受;在传统热治疗过程中无法避免的有7-20%皮肤被灼伤,甚至更高;传统热疗有明显的并发症,如直肠癌治疗时便血、穿孔,膀胱癌治疗后的血尿等。
由于以上原因大大限制了它的临床应用,而超声聚焦刀治疗肿瘤近千人次未发现病人有疼痛等任何痛苦,皮肤灼伤率几乎为0,治疗各部位的肿瘤未出现任何并发症,治疗时不需要麻醉,从而解除了病人的恐惧心理,明显优于传统的热疗。
(三)适应症广泛、治疗肿瘤体积大。
传统的热疗技术由于疼痛、灼伤、并发症等缺点,使其治疗范围受到了很大限制,目前仅见到一些过小、一般不超过3-9cm3,超声聚焦刀由于无创伤等优点,适应症广泛如肝癌、肠癌、肾癌、腹腔淋巴瘤、腹腔和腹膜后淋巴结转移,卵巢癌、子宫内膜癌、膀胱癌等20多种肿瘤,几乎包括了腹腔、盆腔内各种脏器的实体溜。
单次治疗体积也由于采用了点点成线、线线成面、面面成体的计算机自控下的“累积效应”已扩大到100-150cm3,达到世界最高水平。
(四)超声聚焦刀治疗肿瘤与放化疗有协同作用,超声聚焦刀治疗肿瘤由于无痛苦,无毒副作用,所以不仅不排斥其它的治疗,而且与传统的放化疗有协同作用,首选放疗对肿瘤组织周围的富氧细胞杀伤作用强,而对中心区的乏氧细胞束手无策。
而超声聚焦刀则恰恰相反,对中心区的乏氧细胞敏感而对周围富氧细胞杀伤力相对较差。
放疗对细胞分裂中的有丝分裂期(M期)细胞最敏感,而超声聚焦刀则对拒抗放射线的合成期(S期)细胞及合成后期(G2期)细胞敏感。
超声聚焦刀热疗使肿瘤血流闭锁不畅造成热蓄积,热畜积加重了肿瘤的营养不良,乏氧和低PH值环境,扩大了的热细胞毒效应有破坏抗放射线细胞的作用,进一步提高了放疗的敏感性,可以说超声聚焦刀对放疗起到了增敏作用。
其次超声聚焦刀热疗对化疗也有增敏和减少药量、降低副作用的作用。
研究表明超声加热可导致细胞膜流动增加、通透性增强、药物的渗透和吸收加强,药物反应加速,细胞孤立修复减少。
由于其对药物增敏效应,使同等剂量的化疗药物的效价成倍甚至上百倍的上翻。
因此超声聚焦刀热疗可降低化疗药的用量减轻其副作用,甚至使某些对肿瘤细胞无杀伤作用的药物变得有杀伤作用。
在临床实践中,超声聚焦刀热疗与局部灌注化疗,现代介入治疗相结合,很大程度上提高了肿瘤的治疗效果,故有专家提出在肿瘤治疗上希望超声聚焦刀热化疗能放出异彩。
(五)超声聚焦刀治疗可降低肿瘤的复发与转移。
杀灭局部肿瘤是包括手术、放化疗在内肿瘤治疗的根本目的,但局部肿瘤杀灭以后如何减少它的复发和转移是另一更重要的问题,肿瘤的复发主要是肿瘤被切除或被杀灭以后,局部残留癌细胞再次增殖而形成的。
为了减少局部复发,手术时往往要扩大切除范围,放疗要增大照射野。
但受肿瘤生长部位、大小的影响,手术范围不可能无限扩大;放疗由于其副作用较大也限制了照射野的扩大。
超声聚焦刀对肿瘤细胞是细胞水平的杀死,对周围组织结构的完整性无影响,又无治疗后毒副作用,故可以相对扩大治疗范围,杀灭肿瘤周围的浸润细胞,减少复发。
肿瘤的转移多是主体肿瘤的部分癌细胞沿血管淋巴管或直接溢出瘤体,在四周形成游离细胞,然后增殖分裂形成肿瘤灶所致,超声聚焦刀热疗在杀死肿瘤细胞的同时,扩大治疗范围,可破坏肿瘤周围的不健康血管等,从而阻止肿瘤的转移,同时有研究认为,超声聚焦刀热疗造成肿瘤细胞坏死的过程中,可产生内生肿瘤贽原刺激机体的免疫系统,产生肿瘤抗体,来杀灭肿瘤细胞。
以上均表明超声聚焦刀可降低肿瘤的复发与转移。
与其他疗法的比较高强度聚焦超声刀与放射外科(即 X刀、γ-刀)比较目前医疗市场称为“刀”的肿瘤治疗设备有很多,如γ-刀、 X 刀、中子刀、光子刀等,实际上都是放射治疗的一种形式,即适形放疗。
它们具有放射治疗的共同优缺点。
只有在非常特殊的情况下,才可能具有像刀一样的功能,这就是要求肿瘤直径在 2cm 以下的小肿瘤(实际上小于2cm 的肿瘤很少),这时高能量的放射治疗可以一次性消灭肿瘤细胞,而对正常组织影响很小。
其它情况都不可能完全杀灭辐照区的肿瘤细胞。
这主要是因为它们的治疗源是射线,会产生电离辐射波,在破坏肿瘤的同时,正常组织细胞也会受到一定的损害。
而放射性对人体的正常组织细胞损害具有累积效应,即一定组织细胞对放射性线的耐受是有一定的限制,超过这一限制剂量就会产生不可逆损害。
由于进入人体的放射线的剂量受限,要想完全杀灭肿瘤细胞就只有集中能量对某一小区域进行治疗,所以只有对小于 2cm 的肿瘤才能一次性完全破坏。
对大的肿瘤放射线在肿瘤的分布就相对分散,不可能完全破坏肿瘤细胞,此时就依赖于肿瘤细胞对放射线的敏感性而定。
任何一个肿瘤内都有一定比例的肿瘤细胞对放射线不敏感,这就决定了放射治疗不可能完全破坏肿瘤。
放射治疗的另一特点限制了它对肿瘤的完全破坏,这就是放射的能量分布不均,即中心区能量高,周围能量低,也就是从中央到周边,能量按一定梯度下降。
周边区肿瘤细胞更易残留,而肿瘤的周边恰是肿瘤生长最旺盛的区域。
放射治疗不能对治疗过程行实时的监控,就可能脱靶,造成完全隐患。
不能实时监控就不能立即判断治疗的效果和不能即时的调节治疗的剂量,放射的剂量是经过理论计算来完成,是否与实际相符合,需通过随访来判断。
只有通过进一步随访来达到上述目的,随访需要时间,这就可能延误最佳的时机。
另外放射治疗还可能降低机体的免疫力,设备价格昂贵。
由于放射治疗的上述特点,放射治疗常作为一种辅助治疗或姑息治疗,偶尔作为一种主要治疗手段。
高强度聚焦超声刀是利用超声波进行治疗,超声波是一种机械波,无电离辐射,对人体几乎无影响,因此机体对超声波的耐受量是非常大的,允许超声波对巨大肿瘤进行治疗,超声聚焦刀治疗的原理是利用高温效应和空化效应,这两种效应对细胞是六亲不认的杀灭,即无不敏感细胞,这一原理决定了超声聚焦刀对任何实体肿瘤均可“切除”(主要指腹腔和盆腔实体性肿瘤及部位浅表肿瘤如乳腺癌、骨肉瘤等)。
治疗过程可实时监控,防止偏离造成正常组织的误伤,即时判断治疗效果和根据影像学的变化立即调节治疗剂量,在最短的时间内获得满意的治疗。
超声聚焦刀剂量分布完全均匀,即在治疗区内任何一点的剂量是相等的不会造成肿瘤残留,由于超声聚焦刀具有上述优点,它就可能成为肿瘤的主要治疗措施之一(相当于手术)。
另外超声聚焦刀可增强机体的抗肿瘤免疫,对通过的正常组织无损伤。
高强度超声聚焦刀与手术刀的比较手术治疗肿瘤的最大优点是可视和立即初步判断治疗效果。
可视就是能用肉眼看见肿瘤,了解肿瘤与邻近组织器官的关系,作出手术切除范围的估计。
可根据肿瘤能否切除,切除的范围是否足够,立即对治疗效果作出初步判断,并为后续治疗提供依据。
而手术的缺点:有创伤,降低机体的抵抗力,术中因出血、挤压肿瘤和破坏机体生物学屏障等引起医源性扩散,机体生物学屏障破坏,造成复发肿瘤快速生长向四周扩散,使再次治疗困难。
高强度聚焦超声刀可通过实时监控超声来观察肿瘤的大小、部位、形态以及与邻近组织器官的关系,计划出“切除”范围。
做到既彻底“切除”肿瘤,又保护周围的正常组织,同时可根据治疗后声像图的变化来初步判断治疗效果,因此超声聚焦刀具有手术的优点。
由于超声聚焦刀是无创性治疗肿瘤,不会降低机体抵抗力,反而在一些免疫力低的病人会增加机体的抗肿瘤免疫力。