HIFU高强度聚焦超声

谈谈HIFU—2001型高强度聚焦超声肿瘤治疗系统工作原理与特殊维修实例本文从原理入手，先介绍0～20°电路工作原理，然后根据实践经验给出了三个维修实例。

标签：高强度；聚焦；超声肿瘤；工作原理；维修实例最近中国红十字基金会在温暖中国-贫困肿瘤患者救治行动中，为我院装置了一台HIFU-2001型高强度聚焦超声肿瘤治疗机，成为广东省红十字会唯定点医院之一，使粤东医疗卫生事业发展更上一层楼。

该机特别在功能上增加了0～20°治疗盘体翻转机构。

治疗盘体部分还采用了旋转阵列聚焦结构，实现了盘体倾斜和探头旋转等功能。

探测焦点自动跟踪，定位精度高，从而发展成为当今世界最新的探测技术之一。

为了提高探测速度和对焦精度，在0～90°和0～20°电路控制方面采用了PLC中央控制器，起到了位移精度和控制灵敏度等作用。

为此，在电路上显示出线路结构简洁，带来今后维修方便等特点。

治疗盘体倾斜和旋转探头部分的控制电路系统是故障多发区。

由于控制系统的各部件，集中在治疗床下机架的前后左右中心部分，有许多行程开关及线路藏在治疗盘体下面较深层移动主体部位。

因此，有必要熟练掌握该电路系统工作原理及各机件之间的相互关系，这样，当遇到该系统出故障时，才能快速判断故障所在，避免从复翻工操作。

1 0-20°控制电路原理该电路电源由0～9号线输入24伏电压，提供给H1、H2、K10、K11四个继电器供电。

当治疗盘需要在0～20°翻转时，按下床边上的升降按钮K10（0～30）°上行继电器得电工作，这时治疗盘体上升，同时K10 （304）接点自锁，如果这时放开按钮接点也会自动升降工作。

电路中的K10（302）线接点闭合，同时减速旋转电机得电工作，K10（347）接点闭合后将0电平信号送到PLC中，使在电脑显示治疗页中”B超升降角度”一栏旁边的4个绿色指示灯亮红灯，说明了指示角度已到位。

超声技术在肿瘤治疗中的应用在当今医学领域，肿瘤治疗一直是备受关注的焦点。

随着科技的不断进步，各种创新的治疗方法层出不穷，其中超声技术以其独特的优势在肿瘤治疗中发挥着日益重要的作用。

超声技术，简单来说，就是利用超声波的物理特性来进行诊断和治疗的一种方法。

对于肿瘤治疗而言，它主要包括高强度聚焦超声（HIFU）、超声引导下的介入治疗以及超声造影等多种应用方式。

高强度聚焦超声（HIFU）是一种非侵入性的肿瘤治疗技术。

它就像是一把无形的“手术刀”，能够精准地将能量聚焦在肿瘤部位，通过瞬间产生的高温使肿瘤组织凝固性坏死，同时又不会损伤周围的正常组织。

这种技术对于一些位置较深、手术难以触及或者患者身体状况不适合进行传统手术的肿瘤，提供了一种新的治疗选择。

比如说，对于子宫肌瘤、前列腺癌等肿瘤，HIFU 治疗已经显示出了良好的效果。

患者不需要经历开刀的痛苦，术后恢复也相对较快。

超声引导下的介入治疗也是肿瘤治疗中的重要手段之一。

在超声的实时引导下，医生可以更准确地将药物、栓塞剂或者消融针等直接送达肿瘤部位，提高治疗的针对性和有效性。

例如，在肝癌的治疗中，通过超声引导下的经皮肝穿刺射频消融术，可以将射频电流产生的热能集中在肿瘤组织内，使肿瘤细胞变性、坏死。

而且，由于是在超声的精准引导下进行操作，大大降低了手术风险，减少了并发症的发生。

超声造影则为肿瘤的诊断和治疗评估提供了有力的支持。

它通过向体内注射特殊的造影剂，增强了超声对肿瘤组织的分辨能力，能够更清晰地显示肿瘤的大小、形态、边界以及内部的血流情况。

这不仅有助于肿瘤的早期发现和准确诊断，还可以在治疗过程中及时监测肿瘤的变化，为治疗方案的调整提供依据。

比如说，在治疗一段时间后，通过超声造影可以观察到肿瘤是否缩小、血流是否减少，从而判断治疗是否有效。

与传统的肿瘤治疗方法相比，超声技术具有许多显著的优点。

首先，它的创伤性较小。

大多数超声治疗方法不需要开刀，减少了患者的痛苦和术后并发症的风险。

HIFU（High Intensity Focused Ultrasound，高强度聚焦超声）的标准可能因不同的应用和设备而有所变化。

然而，一般来说，HIFU设备需要符合以下标准：
1.安全性：HIFU设备需要确保在使用过程中的安全性。

这包括设备的设计、制造、使用
和维护等方面。

2.有效性：HIFU设备需要能够有效地产生高强度聚焦超声，并能够在目标区域产生足够
的热量或机械效应。

3.稳定性：HIFU设备需要能够稳定地工作，并能够在长时间使用中保持性能稳定。

4.精度：HIFU设备需要能够精确地控制超声的聚焦位置和焦距，以确保治疗的准确性和
效果。

5.可用性：HIFU设备需要易于使用，并且能够提供清晰的操作指导和用户界面。

此外，对于医疗用途的HIFU设备，还需要符合相关的医疗法规和标准，如FDA（美国食品药品监督管理局）的认证和CE（欧洲共同体）认证等。

高强度聚焦超声HIFU的发展史聚焦超声的研究最早开始于20世纪40年代，最早从事聚焦超声研究的是Fry教授。

1942年Lynn教授首先提出将聚焦超声技术用于外科，并做了动物实验，将超声波聚焦后作用于实验动物的中枢神经系统观察生物学效应，结果发现聚焦超声波能定位损伤神经组织，并且具有快速简便、周围组织损伤小的特点。

Fry等在20世纪50年代将聚焦超声技术用于治疗神经系统疾病的实验研究，结果发现：超声波可以在机体产生一个很好的焦域，通过该聚焦点能破坏组织而对焦域邻近组织无损伤。

但由于当时缺乏有效的监控设备等原因，此项技术的临床应用受到限制。

1956年Burov首先提出：治疗癌症时，短时间高强度的超声辐照比长时间低强度的辐照效果更好。

1961年，另一位学者Hickey将聚焦超声用于人体肿瘤，对5例乳腺癌病人进行治疗。

M.Kishi等用高强度超声辐照动物及人体肿瘤，发现大部分肿瘤的生长受到了抑制，但有些试验对象效果不明显，主要是超声剂量不足，声束没有覆盖到整个肿瘤所致。

这些都是很早期的HIFU研究工作。

经过半个多世纪的努力，HIFU的治疗系统、定位和实时监控手段、动物和临床试验研究等多方面都取得了重大进展。

通过大量的基础和临床研究，HIFU技术逐渐得到了世界各国的认可： 1997年SFDA（中国）第一次批准HIFU设备用于临床试验；2000年SFDA在全球首次正式批准HIFU设备用于治疗肿瘤；2001年国际治疗超声学会（ISTU）在中国成立；2002年CE认证批准HIFU治疗子宫肌瘤；2004年美国FDA批准HIFU治疗子宫肌瘤； 2007年CE认证批准HIFU 治疗转移性骨肿瘤的疼痛； 2007年CE认证批准HIFU治疗未来计划受孕的妇女的子宫肌瘤…… 高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU）是一种能从体外使体内组织凝固性坏死的高温治疗方法。

产生高温的物理治疗方法除聚焦超声外，还有微波、射频和热液体灌注等。

hifu 隔山打瘤原理
HIFU（高强度聚焦超声）的“隔山打瘤”原理主要是利用超声波的穿透性和聚焦性。

治疗头发射超声波，将低能量的超声波聚焦于体内，形成高强度超声。

这些超声能量可以无损伤地穿透人体组织，聚焦于病灶处，形成足够的强度，瞬间产生高温（通常达到60°C~100°C）。

这种高温会使病灶区域的蛋白质变质，组织发生凝固性坏死，从而达到消融病灶的目的。

同时，超声波还具有空化效应、机械效应等固有特性，这些效应也有助于组织的坏死和消融。

由于超声波的聚焦性，焦点以外的正常组织不会受到损伤，因此HIFU技术可以实现非侵入性的肿瘤治疗。

被杀灭的肿瘤组织在人体内逐渐被吸收和纤维化，从而达到治疗肿瘤的目的。

总的来说，HIFU的“隔山打瘤”原理就像太阳光通过凸透镜聚焦后可以点燃纸张一样，只是HIFU 聚焦的不是光线，而是超声波。

这种技术具有创伤小、不输血、医源性肿瘤播散率低等优点，为不可切除的恶性肿瘤患者提供了新的治疗选择。

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。