高強度聚焦超聲技術的研究進展

醫(yī)學治療的對象是患者，不僅是一個完整的身體，而且是一個身體。然而,現(xiàn)代醫(yī)學的分科愈來愈細,很多?？贫疾粩喾殖?似乎都在效法眼科,以某一器官作為診治和鉆研對象。目前的普外科已名存實亡,被分成肝臟外科、膽道外科、肛腸、胃腸、胰腺、脾臟、甲狀腺、乳腺、血管外科等等。在這個過程中,我們不禁要問,從機體到器官、組織、細胞,再到亞細胞、分子,越分越細,這對病人來說是不是更好、更科學?我們知道,人不是器官的簡單堆積?，F(xiàn)代醫(yī)學的研究發(fā)現(xiàn),分解到分子后,科學家猛然發(fā)現(xiàn),這條路行不通。正如美國華盛頓大學的基因學家RichardK.Wilson所說:“長久以來,人類一直存在著一個極大的錯誤概念,那就是認為:當發(fā)現(xiàn)DNA序列之后,人類將會認識到自己到底是什么,為什么人類會生老病死。然而,這個目標看來要幾十年以后才能實現(xiàn)了?！贝笮l(wèi)·波姆在其名著《整體與暗含的秩序》中談到:生命本身必須被看成是屬于一個整體。21世紀的醫(yī)學,必然要尊重人體的組織器官,尊重完整的機體;21世紀的治療技術,必然是面向整個人體的一種整體治療,是“以人為本”原則的最好體現(xiàn)。現(xiàn)代醫(yī)學之父威廉·奧斯勒爵士(WilliamOsler,1849～1919)說:“傷害人體的疾病需要對人體傷害更小的治療方法”。因此,人類需要的最終必將是無創(chuàng)的治療方法。高強度聚焦超聲技術和其他技術一起,正在無限地貼近這個夢想。1波聚焦體的工作原理高強度聚焦超聲技術(HIFU)是將超聲波聚焦于靶區(qū)組織,利用超聲波具有的組織穿透性和能量沉積性,將體外發(fā)生的超聲波聚焦到生物體內病變組織(治療靶區(qū)),通過超聲的熱效應、機械效應和空化效應達到治療疾病的目的,是一種非侵入性、具有巨大潛力的治療腫瘤和一些非腫瘤疾病的手段,其作用方式與太陽光聚焦后引起放置于焦點處的紙片燃燒的原理相似。近年來,由于其區(qū)別于現(xiàn)有治療方式的種種優(yōu)點,已經越來越受到國內外學者的廣泛關注,成為人類進入21世紀之初最為引人注目的一項創(chuàng)新技術。2圖像監(jiān)控和臨床治療的改進從工程技術的角度來說,我國的HIFU技術在以下方面取得重大突破:①治療頭改進:減少旁瓣、提高焦域聲強,使治療效率提高2～3倍,也提高了治療的安全性;②高頻電源改進:體積大大減小,改進調壓方式,使用脈沖調制;③水處理技術方案改進:簡化水處理工藝,降低成本;④產品的外觀造型設計更具現(xiàn)代感、更美觀和人性化;⑤軟件改進:新的人性化界面,建立了立體治療計劃系統(tǒng),增加了應用性功能模塊化,圖像監(jiān)控質量更先進、圖像質量更好;⑥控制系統(tǒng)改進:高速,高可靠性,通訊速度由187.5KBPS提高到1.2MBPS;⑦方便性改進:轉移推車,體位調節(jié),體位固定;⑧局部輔助裝置設計:降低醫(yī)生、護士在搬動患者時的勞動強度,提高患者體位固定的自動化程度和患者舒適度。從臨床治療的角度來說:①10年前的治療需要全身麻醉,5年前需要局部麻醉,現(xiàn)在只需要鎮(zhèn)靜劑即可,病人在整個治療過程中是清醒的,可以和醫(yī)生對話;②治療效率不斷提高,從超聲消融治療一個5cm大小的腫瘤需要的輻照時間來看,10年前需要10h,5年前需要7h,3年前需要4h,經過優(yōu)化設備、臨床方案和HIFU醫(yī)生隊伍建設,現(xiàn)在僅需要不到2h,與10年前相比時間縮短了80%;下一步希望通過進一步改變組織聲環(huán)境,使輻照時間不超過1h,甚至30min;③10年前,某些腫瘤的治療需要切掉肋骨,現(xiàn)在完全不需要切肋骨就可以順利治療;④10年前,治療后50%病人出現(xiàn)淺2度皮膚燒傷、極個別重度傷,現(xiàn)在僅有1%～3%的患者出現(xiàn)輕度燒傷,大部分病人治療后皮膚完好如初;⑤臨床方案不斷完善:比如宮頸炎治療方案經過7～8年的摸索、修改、完善,在掃描方式、劑量控制、有效性和安全性判斷上都已逐步成熟。3年生存情況2009年10月22日,重慶醫(yī)科大學聯(lián)合北京307醫(yī)院在“首屆超聲無創(chuàng)治療國際高峰論壇”上向全球發(fā)布超聲消融臨床應用的10年成果,報告了采用超聲消融技術對失去手術機會、手術后復發(fā)、無其他治療方案的晚期惡性腫瘤患者治療后的十年生存情況。在惡性腫瘤患者中,以一種無創(chuàng)傷、不出血、保留患者器官的治療手段獲得長達10年的健康生存,這是本領域在全球的首次報道。這不僅是在中國,而且在全世界首次發(fā)布超聲消融技術治療惡性腫瘤的10年生存報告。這個里程碑式的10年成果發(fā)布會,以事實說明了十多年前在全球率先用于臨床的超聲消融技術使得世界上出現(xiàn)了首批抗癌明星,標志著中國重慶原創(chuàng)的超聲消融技術已經走向成熟,并充分展示了中國高新技術大型醫(yī)療設備有效、可靠的臨床效果與技術優(yōu)勢。來自英國的提摩西·梅森教授認為,用HIFU無創(chuàng)治療腫瘤的潛力巨大,在過去的十年中這項技術有了長足的發(fā)展,中國對這項技術應用于臨床做出了巨大的貢獻,未來手術只要在人體外通過一個傳感器就能完成,這就是高強度聚焦超聲的未來。4超聲消解技術在良惡性腫瘤的治療上,HIFU技術得到全球知名學術雜志的關注。2004年,《LancetOncology》報道重慶用HIFU技術治療腎癌的結果;2005年,《NatureReviewsCancer》雜志創(chuàng)新性技術部分首次以“High-intensityfocusedultrasound,thetreatmentofsolidtumours(高強度聚焦超聲治療實體腫瘤)”為題做了綜述,薈萃分析的肝癌、乳腺癌、腎癌、骨肉瘤等共1552例患者中,中國重慶占98.38%。中國重慶兩家中心的子宮肌瘤臨床研究結論是:“聚焦超聲治療子宮肌瘤安全、有效,值得推廣”。《Radiology》在刊登有重慶醫(yī)科大學伍鋒教授等人的HIFU治療惡性腫瘤的論文同期發(fā)表的編者按中說:“由于可以降低成本,減小損傷,縮短住院時間,腹腔鏡手術已取代了很多開放式的傳統(tǒng)手術;射頻消融等盡管創(chuàng)傷更小,但依然需要經皮插入某種裝置,而高強度聚焦超聲消融則提供了一個可精確聚焦治療卻沒有皮膚切口的完全無創(chuàng)的治療辦法(EJHalpern.2005May;235(2):345-46)”。在治療肝癌上,海扶超聲聚焦刀的超聲消融技術效果非常好,消融率高達90%,高于其他消融手段。因此,世界肝癌治療領域的知名專家范上達院士在HIFU技術首屆臨床峰會上說:“HIFU是未來治療肝癌的必然選擇?！敝貞c海扶在西班牙的用戶西班牙HMT醫(yī)院中有60%的子宮肌瘤患者選用中國重慶的超聲消融技術,該院正向西班牙婦產科學會申請認證,將中國超聲消融技術列入常規(guī)治療法,并納入公共醫(yī)療范圍。目前,有1年以上隨訪記錄的超聲消融治療子宮肌瘤的病例數(shù)超過5000例,凝固性壞死發(fā)生率95%,84%的患者治療后6個月肌瘤縮小超過50%,治療效果十分明顯。在婦科疾病治療上,2003年世界上首臺聚焦超聲治療婦科疾病(外陰白色病變、宮頸炎、尖銳濕疣)的設備CZF型超聲波治療儀問世,而世界上首例采用聚焦超聲治療外陰白色病變誕生在中國,發(fā)表在《美國婦產科學》(《Obstetrics&Gynecology》)雜志上。世界超聲醫(yī)學與生物學聯(lián)合會(WFUMB)前主席BarryB.Goldonberg說:“聚焦超聲治療外陰白色病變可能是改變現(xiàn)有治療模式的有前景的治療技術”。同時,美國婦產科醫(yī)生學會(ACOG)將其作為外陰白色病變的推薦治療方式,在國內也被全國高等院校教材《婦產科學》收錄。關于聚焦超聲治療宮頸炎,《中華婦產科雜志》2007年1月版將此作為專題進行討論,認為該治療方法的副作用更小。采用中國重慶海扶的聚焦超聲技術治療慢性宮頸炎的病例數(shù)為11090例,總有效率可達到90%以上,患者的白帶增多及性交后出血等癥狀可基本緩解甚至可以完全消失,宮頸恢復正常的形態(tài),無瘢痕形成。治療后,宮頸局部出現(xiàn)一過性的炎性反應,術后僅有少量陰道排液,通常持續(xù)1～3周左右。極少有組織結痂、脫落出血的過程。少數(shù)療效不好的患者經再次治療后一般均可取得滿意療效。迄今為止,中國的聚焦超聲腫瘤治療設備已經在全球13個國家和地區(qū)安裝和臨床推廣使用,累計治療腫瘤患者上萬例,且相對傳統(tǒng)治療方法來說更安全、有效。婦科設備已經在中國740多家醫(yī)院廣泛推廣并出口到全球3個國家,累計治療患者超過100萬例,且相對于傳統(tǒng)治療來說,其副作用更小。超聲消融技術走向臨床的十多年來,全球醫(yī)生、科學家和醫(yī)療機構在臨床應用上不懈努力,取得了突破性進展和顯著成果,顯示了這項技術在臨床醫(yī)療上有著廣泛的應用前景,這項技術日益簡便完善,以最小的代價為患者們創(chuàng)造了最好的生理和心理上的治療效果。這些成果對所有從事這個領域的全球醫(yī)生們、科學家和科研機構都是一個巨大的鼓舞。目前,中國重慶的HIFU技術的適應證涵蓋了肝癌、乳腺癌、骨腫瘤、腎癌、胰腺癌、子宮肌瘤、乳腺纖維瘤等良惡性實體腫瘤,以及外陰白色病變、慢性宮頸炎等婦科疾病和鼻炎、軟組織損傷等各種疾病。專家們預測:在未來十年,超聲無創(chuàng)治療技術將在世界醫(yī)學領域得到更廣泛、更深入的應用,所有治療腫瘤的醫(yī)院都將采用超聲無創(chuàng)治療設備,并將產生新的醫(yī)療標準。2005年,《NatureReviewsDrugDiscovery》雜志一篇關于HIFU技術的綜述認為,治療超聲可以應用于血管成形術、超聲去脂、眼藥物傳送、經皮藥物傳送、聲動力治療、藥物傳送到大腦、溶栓、乳化、基因傳送、基因治療、降低動脈增生、骨折愈合、熱療、熱切除、坐骨神經修復、止血、超聲霧化(哮喘)等(MitragotriS.NatureReviewsDrugDiscovery2005;4:255-260),其未來的醫(yī)學應用將十分廣泛。此外,HIFU技術領域具有巨大的市場價值,據(jù)估計,該領域的潛在價值達數(shù)千億美元,而其帶動的醫(yī)療服務市場則可達上萬億美元?？梢?HIFU技術不僅符合未來治療醫(yī)學的發(fā)展趨勢,符合人類對健康的需求,而且其應用前景也十分廣闊,市場空間巨大。5間接經濟費用我們不妨以子宮肌瘤為例來說明HIFU技術的經濟性。我國約有6500萬子宮肌瘤患者,每年僅手術治療產生的直接醫(yī)療費用就達400億元,給社會帶來的間接衛(wèi)生經濟負擔更是高達上千億元,每年大約損失100萬個質量調整生命年(QALYs),相當于100萬人1年的壽命!全球約有3億子宮肌瘤患者,每年因子宮肌瘤行子宮切除、肌瘤剔除及介入治療等手術而產生的直接經濟費用達上千億美元,而對全球的間接衛(wèi)生經濟負擔更是高達數(shù)千億美元之巨。因為子宮肌瘤,每年全球損失450萬個QALYs,相當于450萬人1年的壽命!經過衛(wèi)生經濟學分析證實,與現(xiàn)有傳統(tǒng)治療技術比較,超聲消融每年在子宮肌瘤治療上可為我國下降醫(yī)療總成本50%以上,每年給我國節(jié)約的衛(wèi)生醫(yī)療資源總成本可高達數(shù)百億元(見圖1)。6超聲消解技術在醫(yī)學領域是重要的醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展的主流無創(chuàng)診斷的誕生與成熟之后,全球的目光全部瞄準了以微創(chuàng)、無創(chuàng)為主導的治療領域。據(jù)估計,該領域的潛在價值達數(shù)千億美元,而其帶動的醫(yī)療服務市場則可達上萬億美元。由于以微創(chuàng)、無創(chuàng)治療為主的健康產業(yè)代表了二十一世紀新興產業(yè)革命的發(fā)展方向,而超聲治療技術正是微創(chuàng)、無創(chuàng)治療的核心競爭力代表。因此,美國科學促進協(xié)會(AAAS)將其列入21世紀的前沿科學技術,美國已動用各種資源大力資助、支持該技術及產業(yè)的發(fā)展。2009年3月,美國NIH(國立衛(wèi)生研究院)投資100多億美元用于創(chuàng)新挑戰(zhàn)項目,而且僅資助本國機構,其中HIFU的有效性對比研究(