用超声波粉碎肿瘤，手术只有短短10分钟左右，术后当晚即可进食，两名患者一名达到“肿瘤消除”，一名病情已控制可继续等候移植。近日，这一来自香港大学医学院的消息让十分前沿的超声波组织碎化技术走入公众视野。
超声波在医疗领域的应用已有几十年历史。从消炎去肿、胎儿监测，到清除血管内壁斑块、粉碎肿瘤，超声技术在与其他学科的融合中，不断开拓着医学前沿应用。它的前世今生有哪些故事？在临床治疗和诊断上有哪些新应用？本期特邀上海医学超声领域专家撰文介绍。
——编者
提到超声波，人们的第一反应是做B超之类的医学影像检查。其实，在医学领域，超声波并非被用作诊断工具，而是一种治疗手段。今年8月，香港大学李嘉诚医学院获捐的突破性肝癌治疗新仪器——超声波组织碎化技术设备，其底层技术即是将超声波用于肿瘤治疗。20世纪40年代末到50年代初，问世不久的医用超声波主要用于治疗深层组织的疼痛和促进组织修复。这主要利用了超声波的机械效应和热效应：其高频振动所产生的机械效应，可对人体组织进行“微按摩”，从而促进细胞活动、增加细胞膜透性，有助于消炎、去水肿，促进受损组织的恢复。同时，在人体组织中传播时，超声波会被吸收并转化为热能。这种热效应可促进血液循环，加速新陈代谢，有助于缓解疼痛、减少肌肉紧张。20世纪70年代，超声波的机械效应成就了德国多尼尔公司的跨界传奇。这家创立于20世纪初的飞机设计和制造公司，在研发过程中发现超音速飞行器在飞行时会在其周围形成压力和温度的急剧变化，从而产生超声冲击波。超声冲击波可能导致飞行器产生多种结构和材料性能的下降或损坏，为解决这些问题，多尼尔公司的科研人员进行了大量实验。在此过程中，他们注意到，这种冲击波能够有指向地穿透水和生物组织并产生高能聚焦点。这与尿路结石治疗所需的应用场景非常相似——人体大部分由水构成，冲击波可有效通过身体组织传输并针对性地将能量聚焦于结石，而不损伤周围软组织。当时，尿路结石在欧美国家非常常见，但只能通过外科手术治疗，风险高、恢复慢。多尼尔公司迅速组建了一支跨学科研发团队，共同开发体外冲击波碎石技术。1980年，他们利用超声技术成功实施了首例体外冲击波碎石术。如今，超声波碎石术已广泛用于肾结石、输尿管结石、膀胱结石等疾病的治疗。随着医疗技术的发展，超声冲击波的应用又有了新发展——血管内冲击波，用于为心脏血管“清壁”与修复。
心血管疾病，尤其是由冠状动脉狭窄或阻塞引起的心脏缺血或梗死，是全球主要死亡原因之一。但是，有相当部分患者用药物治疗无效，也不适合进行传统血管成形术或冠状动脉旁路手术，他们需要新的治疗方法。血管内冲击波给这部分患者带来了新希望。临床上，医生会将一个末端装有能产生冲击波设备的特制导管放置在患者的病变冠状动脉血管内，导管定位到血管中的钙化斑块位置发出冲击波，将重度钙化斑块有效破碎，使血管变得更易于扩张，为后续的支架植入创造更好条件。中国科学院院士、复旦大学附属中山医院心血管内科葛均波主任认为，这项技术特别适用于诸如球囊扩张术和支架植入术等传统血管成形术难以处理的重度钙化冠状动脉疾病。值得一提的是，超声冲击波可刺激心脏组织释放多种生长因子，促进新血管的形成，还可通过直接作用于心肌细胞，改善细胞的代谢和功能，进一步增强心脏的血液供应和泵血能力。超声波另一个非常有趣且具发展潜力的应用领域，是利用其机械效应促进药物在人体组织中的递送。包裹有药物的特殊微泡可通过静脉注射进人体，待微泡到达目标治疗区域后，医生再利用超声波将微泡击碎，释放出药物。这一药物递送新策略在肿瘤治疗中颇受欢迎。通过超声引导的微泡空化（微泡崩溃爆裂）可增强化疗药物或基因疗法的递送效率，使治疗药物更直接地作用于肿瘤细胞，减少对正常组织的影响。近年来，医学界又在探索将超声波用于肿瘤治疗。美国密歇根大学首创了一种基于聚焦超声的肿瘤粉碎术。它通过在肿瘤内形成微泡，利用微泡形成和破裂时产生的力量杀死肿瘤细胞，由此产生的组织碎片由免疫系统清理，且对周围组织不产生热影响。该技术形成的超声波组织碎化设备已获得美国食品药品监管局（FDA）批准用于治疗肝癌，在欧洲也有多项临床试验正在开展。此外，高强度聚焦超声技术可利用超声波对肿瘤部位进行聚焦和加热，使局部温度升高到60℃甚至更高，癌细胞在高温下迅速坏死。其优势在于无创、治疗准性高且几乎无辐射，目前该技术已广泛应用于多种实体肿瘤的治疗，如肝癌、胰腺癌、前列腺癌、子宫肌瘤等。
（作者为上海市老年医学中心副主任医师）
作者：栾丽娜
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