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治癌新技術 超聲聚焦刀

11-06-2014

治癌新技術  超聲聚焦刀 

 

資料來源 : 郭林之友

 

 


重慶海扶超聲聚焦刀

 


北京 FEP-BY02 超聲聚焦刀

 

上個世紀後期,我國的超聲技術在醫學領域的應用取得重大突破,以重慶醫科大學、北京大學和上海交大等單位在聲學、生物醫學工程、臨床醫學等相關領域進行深入研究,成功研發出具有我國自主知識産權的實用設備幷獲得相關批文。主要産品爲重慶海扶超聲聚焦刀、北京FEP-BY超聲聚焦刀、上海HIFU-2001超聲聚焦刀。
這裏所說的超聲聚焦刀,專指體外超聲波束在體內聚焦,利用焦點處65度——100度的高溫使病變組織凝固性壞死的高强度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound,縮寫爲HIFU)腫瘤治療系統。
80年代末開始應用于臨床外科的新型手術設備“超聲切割止血刀”以及超聲熱療機雖然也是超聲技術應用設備,但前者是利用高頻超聲震蕩刀頭,使所接觸組織細胞內水汽化,蛋白氫鍵斷裂,將病變組織凝固後切開的一種外科手術切割刀。而後者的治療溫度一般在40度——60度之間,無法在瞬間使病變組織凝固壞死。因此,這兩類設備不屬于本欄目介紹範圍。 

 

什麽是超聲波 
聲音的大小,與"聲壓"有關;聲音的尖沉,與"音頻"高低有關;聲音悅耳吵雜,與"音調"是否和諧有關。
聲音的頻率簡稱"音頻"。一個振動的物體,每秒鐘振動的次數爲該物體的振動頻率,頻率的單位爲赫茲。一般地說,人類可以聽到的聲波振動頻率在20赫茲到20000赫茲之間。聲波振動頻率在20赫茲以下的聲波稱爲次聲波,振動頻率在20000赫茲以上的聲波稱爲超聲波,在這兩個頻率範圍的聲音人耳是聽不到的。
超聲波是一種在水等介質和人體中具有良好穿透性的、以震動波的形式傳播的一種機械能量。

 

超聲聚焦刀的設計原理 
我國科研人員正是利用以上超聲波和聚焦的原理,製造出具有我國自主知識産權的高能超聲聚焦腫瘤治療系統,即俗稱的超聲聚焦刀。超聲波的發生源是超聲聚焦刀的關鍵部件,一般叫做超聲治療頭。他是由單一平面壓電晶片加聲透鏡,或爲單一凹面晶片,或爲將多個晶片按一定規律嵌于球冠內側,發出呈軸對稱啞鈴形的聲束,聚焦形成的焦斑呈稻粒形。通過治療系統的機械結構和計算機結合,自動完成整個治療過程。
 

超聲聚焦刀的治療範圍 
在臨床上主要適用于大部分腹腔、盆腔內、四肢軀幹軟組織或骨胳的實體良、惡性腫瘤。如:原發性和繼發性肝、腎、腎上腺、胰腺、胃、直腸、結腸、膀胱、前列腺、原發性腹膜後腫瘤等部位的各種實體惡性腫瘤和良性瘤,以及脾功能亢進、子宮肌瘤、子宮內膜移位症、前列腺增生、前列腺肥大等病症。特別適用于腫瘤手術後復發或年老體弱不能耐受手術的病人。它的特點是在治療病症的同時可保全患病部位的功能,極大地提高了患者的生活質量。
  

超聲聚焦刀治療的優點 
(1)無創的治療:不需要開刀、不流血、無痛苦、無創傷、表皮無疤痕、無輻射;
(2) 規範的治療:按照腫瘤外科治療原則,從體外超範圍“切除”體內病變組織;
(3)適形的治療:立體組合適形掃描治療方式,保證從體外完整的破壞體內病變組織;
(4)選擇性治療:僅破壞腫瘤內2mm以下的血管,有效保證治療的安全性;
(5) 提高免疫力:能激活宿主細胞抗腫瘤的免疫力,使其達到自體清塗病變細胞及壞死細胞的功效;
(6)治療時間短:治療完畢,停止麻醉後就能清醒,幷能即刻自由下地行走,不影響工作和生活;

超聲聚焦刀——腹部、盆腫腫瘤治療的新手段 

1.超聲聚焦刀治療腫瘤的原理是什麽?
答:它是利用超聲波極强的穿透力,通過超聲發射器發射的數百束高能超聲波(相當于5萬台普通B超機),像聚集太陽能一樣使焦點彙集在腫瘤組織上,利用高能超聲空化作用使腫瘤組織細胞膜破裂,同時高能超聲波釋放出巨大能量迅速轉化爲熱能,瞬間焦點處腫瘤組織的溫度達70℃-100℃ 

2. 超聲聚焦刀如何識別和鎖定腫瘤?
答:超聲刀擁有一套腫瘤識別系統,它能準確探測到腫瘤的部位和大小,然後把這些影像信息傳遞到計算機中,計算機在接收到這些信息後能自動鎖定腫瘤,在計算機的控制下,超聲波能毫無損傷地穿過人體正常組織到達腫瘤組織上,既能殺死腫瘤細胞,又不傷及腫瘤周圍的正常組織。 

3. 超聲聚焦刀治療和適應症是什麽?
答:主要適應腹部、盆腔和體表各種腫瘤。主要包括:胰腺癌、肝癌、腎及腎上腺良惡性腫瘤、胃癌、直腸癌、結腸癌、前列腺癌、前列腺增生、膀胱癌、子宮癌、子宮肌瘤、卵巢癌、各種腹部及盆腔轉移癌等。 

4. 超聲聚焦刀治療對人體是否有損害?
答:超聲波是一種機械波,不含放射綫,對人體無任何傷害。超聲刀治療是一種無創傷治療方法,治療時不開刀、不穿刺,患者在接受治療時毫無痛苦。

5. 超聲聚焦刀治療的效果如何?
答:超聲聚焦刀問世以來,在治療胰腺癌、直腸癌、胃癌、腹膜後轉移癌、子宮肌瘤等多種腫瘤方面,取得滿意療效。

6. 超聲聚焦刀治療優點有哪些?
答:不開刀、不穿刺、不流血、無任何創傷,不麻醉。療效可靠。與手術,化療、放療聯合應用能獲最佳治療效果。

 

什麽是聚焦 
人們在陽光下會感到溫暖,這是因爲光能照射在皮膚上轉變成了熱能,這個能量有限,不會對人的皮膚造成傷害。如果將凸透鏡(俗稱放大鏡)置于陽光下,透鏡下會形成一個光斑,適當調整凸透鏡與下面物體的距離,使光斑最小,這個過程就叫聚焦,光斑最小時的那個點叫焦點。焦點的溫度非常高,可點燃紙等易燃物,這是由于原本分散的光能,經過凸透鏡的作用,全部集中在焦點,在焦點處形成了一個能量高聚集區。
 

超聲聚焦刀的治療原理 
因爲超聲波具有能量,當超聲波從不同方向進入人體內幷聚焦于腫瘤組織時,也會像光綫聚焦那樣在焦點形成能量高聚集區,高能量超聲波使病變組織內的分子劇烈震動摩擦,使聲能轉化爲熱能,致其焦點溫度瞬間上升至65~100℃,處于這點的癌組織必死無疑。
由于人體的腫瘤大小、形狀不一,超聲聚焦刀在計算機控制下逐點依次燒灼病變組織,使腫瘤組織産生不可逆的蛋白凝固性壞死,失去增生、浸潤和轉移能力,直到完全殺滅腫瘤組織爲止。繼而被滅活腫瘤組織出現液化、纖維化、鈣化,幷逐漸被人體細胞吞噬和周圍組織吸收,從而達到治療的目的。超聲波穿透人體時的能量很低,在焦點以外的區域不會對人體正常組織造成任何傷害。這是一種無創或微創熱消融治療技術。
超聲聚焦刀之所以叫“刀”,是因爲其使病理組織發生凝固性壞死,起到了傳統手術刀切除病灶相似的作用,但幷不是像常規手術難那樣,在真正意義上的將病灶實體切割摘除。
  

超聲聚焦刀的治療過程 
患者經過硬膜外麻醉後被固定于治療床上,醫生開啓計算機控制系統,通過顯像定位裝置探測腫瘤位置、形狀、大小,從不同方向穿透人體組織的低能量超聲波束在體內聚焦。由計算機自動控制裝置引導焦點對癌塊進行點、綫、面運動性掃描“切割”。由于是精確定位聚焦,除在癌細胞處形成三維立體凝固性壞死灶外,周圍正常細胞安全無恙。
  

超聲聚焦刀治療的局限性 
目前,超聲聚焦刀僅適于乳腺癌、骨癌、肝腎等良、惡性腫瘤治療以及晚期癌性疼痛控制,不能用于含氣空腔臟器腫瘤(如肺癌)的治療。對麻醉藥物過敏的患者也不適用此療法。
超聲聚焦刀的治療與常規手術一樣,是一種局部治療,不能完全取代化療等全身性的腫瘤治療方案。
超聲聚焦刀治療時的焦點溫度體外實時精確監測還是難點,而焦點溫度的高低直接影響到治療效果的好壞。相信科技人員會在不久的將來攻克這一難關。

 

超聲聚焦刀 
我們都還記得,孩提時在午後的陽光下拿著放大鏡玩耍。放大鏡我們再熟悉不過了,一面小小的透鏡握在手裏,當陽光透過放大鏡時就聚焦爲一個亮點,把聚焦的亮點對準在紙上,一會兒紙被燒焦了,冒烟了!這就是一個聚焦現象,放大鏡就是光熱換能器。用手電筒照亮時,手電筒的前端有一個燈碗,它可以把燈泡發出的光綫聚焦爲一個亮斑,這也是一種聚焦。

   我們在收聽音樂時,音樂聲音是通過空氣傳導的,聲波的傳動是有一定的頻率的,人的耳朵只能聽到一定頻率範圍的聲音,而當聲波的頻率遠遠高于人耳收聽的範圍時,人耳就聽不到這種聲波了,這種聲波又叫超聲波,超聲波是一種具有能量的機械波。 

   現在科研人員利用聚焦和超聲波的原理,製造出具有我國獨立知識産權的高能超聲聚焦腫瘤治療機,這是人類完全無創傷地由體外發射,在人體內任意部位製造超高溫,治療腫瘤的先進的科學方法。這是采用了一個球面多點超聲波發射波裝置,每一個點發射一束超聲波,每束超聲波均指向球心,這樣就又形成了超聲波的聚焦。 

   超聲聚焦刀就是利用超聲波作能源,從體外分散發射到身體裏邊去,在發射透射過程中間發生聚焦,很多超聲波聚焦在一個點上,這一個點上通過聲波和熱能轉化,形成一個高能治療點,它可以把腫瘤殺死。 

   在這台機器上,發射器由體外分散發射超聲波透入人體,每束超聲波進入人體後聚焦在一個點,它的焦點總功率相當于2.5萬-5萬台普通診斷B超機的能量總和,這麽多的能量聚集在一個點上,産生能量很大的聲能,如果這個點擊中癌細胞內,那麽超聲能則被癌組織吸收,焦點區域的溫度可達到70-100攝氏度,這個高溫點就象一個手術刀在切割腫瘤,焦點區的癌細胞無一幸免。 

   人體的腫瘤有大有小,超聲聚焦刀殺滅腫瘤采取了蠶食政策,一個腫瘤,只要一點一點地去殺滅,點點成綫,綫綫成面,面面成體,就可以達到殺死腫瘤的目的。這就如同用放大鏡聚焦在紙上的一個紅色圓圈,光能轉換成熱能後將紅圓圈一點一點燒掉,而周邊沒有被熱能燒壞。 

   超聲聚焦刀有一套功率超聲發生聚焦裝置,還有B超眼,它泡在水裏,治療時一眼不眨地盯看聚焦點和癌組織塊,治療機的命中精度誤差小于1個毫米。我們可以用超聲波將水激成水霧,這是超聲波聚焦在水面的情况,如果將超聲頭接觸到體表上,分散發射的超聲波沿斜綫方面聚焦,不會傷害到表皮,只有在體內的腫瘤聚焦點上才有能量轉換,殺死腫瘤細胞。 

   傳輸超聲波的介質是水,超聲波通過機械內部特殊的水加工裝置,將水中氣體去掉,形成無氣水,以利于超聲波的傳導、治療。治療中病人在清醒狀態下,無需麻醉,不會燒傷皮膚,具有高度的安全可靠性能。 

   計算機自動地把治療平面分成若干個點,一點點地治療,未治療的點是白色,治療完成後點變成紅色。治療一個平面再接一個平面,癌塊就這樣被熱消滅掉了。 

   不同部位的腫瘤,體位也是不同的,如果是直腸上的腫瘤,可以坐在治療機上,超聲探頭會隨治療盆升降,通過無氣水的傳導介質準確地放置到治療部位的體表,對準腫瘤發射强大的超聲波,聚集在腫瘤部位上,一層層地將腫瘤殺死。 

   對于空腔臟器的腫瘤,超聲聚焦刀治療後的組織壞死、脫落、消失,排出體外。而實質臟器腫瘤在壞死後由于血運被阻斷,無排出通道,不能够消失,只能繼發一個纖維化和緩慢吸收的過程,而不能馬上消失,但癌症已壞死失去對人性命的威脅,意味著治療後質變的完成。 

   我們國家超聲聚焦刀的發展方向就是設備要多型化,適合治療各個部位的腫瘤,比如像現在有些脖子上的腫瘤沒法治,但是將來的話,會製作出來新的設備來治療頸部腫瘤和治療一些淺表腫瘤。 

   超聲聚焦刀治療過的病種包括了國際上治療過的肝癌、早期膀胱癌、前列腺癌、也包括了國際上尚無人敢問津的中晚期真腸癌、中晚期膀胱癌、胃癌、十二指腸壺腹癌、結腸癌、子宮癌、各種肉瘤,幷包括了部分良性腫瘤。 

 

 

http://guolinfans.loveu.hk/healthinfo-ed7.html

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