高强度聚焦超声(HIFU)作为一种局部组织消融技术,已经在动物实验和临床试验中进行了60多年的研究。高强度聚焦超声是一种无创、高度精确的治疗,通过消融局部,破坏肿瘤组织。
目前的临床试验正在评估高强度聚焦超声治疗脑、乳腺、肝脏、骨骼和前列腺癌的疗效。此外,在需要时,HIFU还可以多次应用于病灶部位。目前,HIFU已被用于治疗腹部器官、乳房和脑部的癌症。
但是,从未用HIFU治疗过肺部肿瘤。这是由于肺内空气的含量,通气的肺是一个整体的吸声体和反射器。只有在无气充盈和完整的肿瘤超声图像显示情况下,HIFU才能用于肺叶治疗。
现在这个问题被肺灌水解决了。
有研究者分别在体外猪肺癌模型和体内猪肺癌模型中,以液体代替肺泡气体。在体外模拟人体肿瘤和猪体内肺癌模型中实验中,灌水后的肺叶能有效地进行肺超声检查和肿瘤成像。该项研究评估了B超引导的HIFU消融对治疗体外和动物体内模拟肿瘤(均做了肺灌水处理)肺癌的应用效果。
(图1HIFU应用体外试验示意图)
(图2HIFU应用于体内切除后肋骨试验)
研究者实验结果发现,在四例人肺癌中,四例病灶均有明显的凝固性坏死,而周围的肺实体组织没有受到任何损伤。
HIFU照射后,体外人体肿瘤的平均温度比灌水肺组织高出7.5倍。在猪的活体模型中,HIFU经胸腔照射后平均温度峰值升高至53.7℃。HIFU应用期间和治疗之后,被试动物均安然无恙,它们的动脉血压、氧气和二氧化碳分压均正常,实验全程没有发生血液动力学相关的并发症。
(图3体外试验的平均温度升高情况)
(图4猪体内模拟病变组织的温度曲线)
凝固性坏死是HIFU破坏肿瘤细胞的主要机制,组织温度大于60°C通常会引起瞬时且不可逆的细胞死亡。
(图5体外消融肿瘤区域(圆圈内)的外观,箭头显示未被消融的肿瘤边缘)
研究者得出了这样的结论:在肺灌水状态下,高强度聚焦超声在模拟体外人体肿瘤和猪体内模拟肿瘤中产生了热效应。高强度聚焦超声是治疗肺癌的新型潜在治疗手段。
当然,该研究者也指出,目前的研究存在一些局限性,比如:肺功能有限的患者若进行肺部灌水的危险性尚不清楚;单侧肺灌水对动力学和气体交换的影响也有待探讨;目前对猪的研究只表明单肺的肺灌水是可行的。
无论如何,HIFU技术有望应用于治疗肺癌,都是一件令人兴奋的事情。这意味着临床医生将添一柄治疗肿瘤的利器,患者将多一道生命安全保障,HIFU技术在不断地造福人类。
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