超聲刀:新型腫瘤治療手段-中文百科頻道

簡介

HIFU則是一種治療設備，采用的是高強度聚焦超聲波。HIFU有望在某些情況下替代手術刀，在無需手術的情況下殺滅腫瘤細胞，這大概是有人稱其為“超聲刀”的原因之一。

超聲刀全稱為“超聲切割止血刀”，是80年代末開始應用于臨床外科的新型手術設備。“超聲刀”的學名叫高強度聚焦超聲，學術界通常又簡稱為HIFU。對超聲波在醫療領域的應用已經不罕見，比如國内很多醫院都配備有B超。B超采用的便是低強度超聲波。

超聲外科設備最先應用于眼科和神經外科，主要用來進行精細分割。随着微創外科的産生和發展，有人将超聲刀引入腹腔鏡外科，由于使用時煙霧少，手術視野十分清晰對周圍組織誤傷少，大大促進了腔鏡外科的發展。

随着使用經驗的積累和研究的不斷深入，超聲刀的使用範圍已逐步拓寬，除腹腔鏡手術外，傳統開放手術應用超聲刀的病例逐步增多，國内外報道應用超聲刀在胃、腸、肝、胰、脾、腎、肺、盆腔髒器切除時，它能減少出血、提高切除率，減少并發症，因此，對超聲刀的使用頗為推崇，超聲刀的應用也日益受到關注。

超聲刀也可以用于美容美體行業，高強度聚焦超聲波可以實現不開刀消滅皮下多餘脂肪，實現減肥效果。

适應症

超聲刀主要适應腹部、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。肥胖人士也可用于減肥。

應用原理

超聲刀擁有一套腫瘤識别系統，它能準确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。

超聲刀的應用原理是通過特殊轉換裝置，将電能轉化為機械能，經高頻超聲震蕩，使所接觸組織細胞内水汽化，蛋白氫鍵斷裂，組織被凝固後切開。超聲刀在腹腔鏡外科手術中的應用具有明顯的優點。

有學者對比研究發現單極電刀和超聲刀凝固1、5、9秒，組織損傷範圍分别為2.5、6、7mm與0.8、2、3.5mm，超聲刀對周圍組織的損傷遠小于電刀，其精确的切割作用，使它可安全地在重要的髒器和大血管旁邊進行分離切割，并且少煙少焦痂使腹腔鏡手術視野更清晰、縮短手術時間，無電流通過人體使手術更安全，減少了并發症的發生。

使用電刀比較困難費時的腹腔内片狀粘連及腸系膜的處理在有了超聲刀後變得比較容易處理，減少了手術的難度也減少了術中出血量，且更加符合腫瘤手術的無瘤原則。

在使用時，超聲刀刀頭的溫度低于80℃，周圍傳播距離小于5微米，極少産生煙霧、焦痂，無電火花，對機體無電生理幹擾。與普通手術常用的電刀比較，超聲刀具有切割精确、止血牢固、可控性強等優點，其安全性與有效性更勝一籌，因此更具先進性。

臨床應用

超聲刀在腹腔鏡手術中的應用及保養

臨床資料和方法

本組共90例腹腔鏡手術患者。男48例，女42例。年齡18-56歲。其中卵巢腫瘤切除33例，子宮切除21例，膽囊切除9例，直腸腫瘤切除4例，腎髒腫瘤切除8例，精索靜脈曲張8例。贲門腫瘤手術2例，闌尾切除5例。

使用美國強生公司生産的超晰速超聲止血刀，工作頻率55．5kHz，刀頭振動幅度50～100微米，配備有10mm剪刀型超聲止血刀頭（LaparoSonic CoagulatingShears，簡稱LCS）、5mm LCS、5mm鈎型及球型刀頭；10mm LCS有平面、鈍面及銳面三種功能，以适合不同情況的組織的切割。

腹腔粘連的分離：一般使用5mm或者10mm的LCS分離。對于腸管與腹壁的粘連，用LCS在靠近腹壁的一側直接剪斷，如果粘連帶内無大的血管，用銳利的刀頭及快速檔切割，如果粘連帶内有比較粗的血管，則使用比較鈍的刀頭及慢速檔的切割速度。根據UHS的特點，組織張力大時切割比較快，如果粘連帶内無大的血管時，可以用腸鉗将粘連帶附近的腸管牽拉，保持粘連帶在切割時有一定的張力，以加快切割的速度。對于腸管之間的粘連，一般無大的血管，也在保持粘連帶有一定張力時，使用銳利面LCS刀頭快速檔切割開。

網膜及系膜的分離：在腹腔鏡手術中使用UHS的優點在網膜及系膜的分離時表現得很明顯，對于3mm以下的血管的網膜或者系膜，可以使用5mm或10mm的LCS直接切斷，一般選擇中速或快速檔，根據網膜及系膜内的血管大小選擇刀頭的銳面或鈍面。闌尾切除時闌尾系膜的切斷、結腸切除時的大網膜及腸系膜的切斷、胃大部分切除時的網膜切斷等都使用本方法。

血管的切斷：切割血管也可使用LCS進行，根據血管的不同大小，選擇刀頭及UHS的檔位。對于2mm以下的小血管，不需要先将血管分離出來，可以選擇鈍面刀頭及中速檔位，使用LCS一次剪切開；對于2～3mm的較大的動靜脈血管，選擇鈍面或平面刀頭，使用中慢速檔位，并在血管的近端将血管凝固而不切斷一小段血管，以形成防波堤一樣的效果，然後再于其遠側切斷血管。對于3mm以上的大血管，如脾血管、胃的動脈血管及結腸的主要動脈，為了安全，将其分離出，先于近端用絲線結紮或者用钛夾夾閉，然後再于遠側用LCS的鈍面或平面，選擇中速切斷。

出血的處理：使用UHS一般出血比較少，但是在切割時，如果沒有将血管凝固完全而切斷，可以引起出血。有時在血管比較多的地方LCS夾住血管的一部分而不是整條血管，切開後也可以引起出血，預防其出血的方法是凝固後将LCS後退一點再切開。如果是系膜或網膜的血管出血，可以用LCS再夾住出血處使用慢速檔凝固止血，如果出血前是使用LCS的銳利面，可改為其鈍面或者平面凝固止血；如果是實質性器官處出血，如膽囊切除時的膽囊床出血，可以換用球形刀頭或用鈎形刀頭的刀背面壓住出血處用慢速檔凝固止血。

工作原理及優點

UHS的工作原理是通過超聲頻率發生器使金屬刀頭以55．5kHz的超聲頻率進行機械振蕩，使組織内的水分子汽化、蛋白質氫鍵斷裂、細胞崩解、組織被切開或者凝固、血管閉合。UHS在腹腔鏡外科手術中的應用具有明顯的優點，有學者對比研究發現單極電刀和UHS凝固1、5、9秒，組織損傷範圍分别為2．5、6、7mm與0．8、2、3．5mm，UHS對周圍組織的損傷遠小于電刀，其精确的切割作用，使它可安全地在重要的髒器和大血管旁邊進行分離切割，并且少煙少焦痂使腹腔鏡手術視野更清晰、縮短手術時間，無電流通過人體使手術更安全，減少了并發症的發生。使用電刀比較困難費時的腹腔内片狀粘連及腸系膜的處理在有了UHS後變得比較容易處理，減少了手術的難度也減少了術中出血量，且更加符合腫瘤手術的無瘤原則。

應用體會

雖然UHS是腹腔鏡外科醫生的理想工具，仍然需要強調它的使用技巧，使用不當，照樣可以引起比較嚴重的副損傷及并發症，通過90例UHS腹腔鏡外科手術的初步實踐體會如下。

對于比較粗的血管，一次使用UHS凝固切割斷後，斷端處被凝固封閉的血管不超過2．5mm的長度，為了防止術後病人血壓升高引起血管内的血液沖開凝固封閉的斷端血管，從而引起術後出血的可能性，采取了防波堤凝固技術[1]，即在準備切斷處的血管近側，先用LCS進行凝固但不切斷，反複進行幾次，組織變為白色可确認已經使其血管凝固，根據血管的粗細決定凝固血管的長度，血管較粗的凝固較長，一般可達5～10mm，然後再于拟切斷處凝固切斷血管。該方法可以在闌尾系膜、腸系膜、大網膜等的處理時使用。該方法雖然稍微延長手術時間，但是可提高手術的安全性。

正确掌握凝固與切割的平衡，UHS的主要技巧表現在掌握凝固與切割的平衡，其切割與凝固是一對矛盾體，切割越快凝固效果越差、凝固越徹底則切割越慢，能量輸出越高、組織張力越大、刀頭越銳利、抓持力度越強則切割越快、凝固止血效果越差；相反，則切割越慢、凝固止血效果越好。手術者需要根據拟切割的組織類型及其内的血管的大小正确選擇能量輸出、組織張力、刀頭銳鈍、抓持力度，在保證凝血效果的基礎上追求速度，筆者體會保證凝固效果顯得更重要。

正确選擇不同的刀頭，UHS的不同的刀頭，是為不同的情況而設計的，需正确選擇使用，如較大的血管選擇10mm的LCS、較小的血管選擇5mm的；在不适合使用LCS的部位，如在從膽囊床剝離粘附很緊密的膽囊時選擇鈎型刀頭；在需要組織表面凝固止血的地方，如切除膽囊後的膽囊床止血時需選擇球型刀頭。

重視血管的大小正确使用UHS可以凝固直徑3mm甚至更粗的血管，有人通過動物實驗發現UHS可以封閉11mm以下的靜脈及9mm以下的動脈血管。但是，在腹腔鏡手術中用它處理比較粗的人體血管的時候，因為血管的直徑靠估計，而且在腹腔鏡手術時，通過放大的電視屏幕圖像估計血管的大小更不易準确，所以，應該保守一些，在沒有明确的信心時，最好給較大的血管在近端先用絲線結紮後再于遠側用UHS凝固切割；或者使用結紮、钛夾或者切割吻合器等保險的方法處理大的血管，以确保手術的安全。

防止内髒穿孔的一些措施：在使用UHS分離腸粘連等手術操作時，如果是在緊臨胃腸等空腔髒器進行凝固切割後，雖然超聲止血刀較電刀安全，不容易損傷旁邊的空腔髒器，但是為了安全，仍然主張在空腔髒器的切割面進行漿肌層縫合，以防止空腔髒器術後的延遲性穿孔。

應用後保養

超聲刀主機應插入專用電源出口，在按STANDBY後開始測試，測試時刀頭必須在空氣中，鉗口張開，測試可由腳控或手控操作。必須完成整個測試過程，測刀頭應張開不要閉和空踩，也不要碰到金屬。否則測試會再重複。

持續工作超過10秒鐘對刀頭的損傷是最大的，一般7秒鐘就會斷，盡量放開，再二次工作。使用時最好把組織鉗夾刀頭前2/3的部位進行操作，使用時每隔10-15分鐘時，把刀頭侵在水中踩腳擋并輕輕抖動，把刀頭裡的組織和血沖出，以免堵塞。

工作時絕對不允許旋刀頭，否則嚴重損傷刀頭。咬住組織不可以向挑，提醒醫生把組織拉緊保證一定的張力。

使用完畢後按STANDBY鍵，5分鐘後關閉主機。刀頭用完後宜馬上清洗，清洗10mm刀芯時，用軟布輕擦去刀頭表面的組織殘渣和凝結物，切忌用刷子刷洗，以免損傷矽膠環影響功能，浸入适酶溶液浸泡、清洗、幹燥保管。

技術特性

超聲刀功率傳遞更穩定，以55.5KHZ刀頭工作頻率完全輸出，既能處理實質組織，又能處理結締組織，切割更大塊組織，既可行腔鏡手術，又可行開放手術。刀頭款式多樣，滿足醫院不同科室、不同手術的需要，不僅使操作方便，且使切割及止血更為精确，性能和臨床使用效果更為優越。

優勢

超聲刀在臨床上可達到手術相當甚至更好的療效，越來越多的證據表明超聲刀治療後可增強機體的免疫力，提高機體抑制腫瘤的水平。對抑制轉移竈的生長，減少化療藥用量等具有重要意義。目前任何一種治療方法都難以使腫瘤不擴散或複發，而超聲刀可以反複多次治療，随時消滅新生瘤體或癌栓組織，維護身體健康。

治療時無痛苦，不加重身體負擔，對于很多已經出現了廣泛轉移，腫瘤與周圍的組織、血管緊密包裹，已經失去手術機會的肝癌病人，尤其适合超聲聚焦刀治療。超聲刀治療腫瘤是細胞水平的殺死，對周圍組織結構的完整性無影響，又無治療後的毒副作用，故可以相對擴大治療範圍，殺滅腫瘤周圍的浸潤細胞，減少複發。同時在治療過程中産生腫瘤抗體和在殺滅細胞時擴大治療範圍，可破壞腫瘤周圍的不健康血管等，從而阻止腫瘤的轉移。

不影響原來的正常生活或工作（大部分不需住院），直接作用于瘤體，止痛效果明顯，對提高肝癌患者的生活質量有不可低估的價值。

發展現狀

無論從設備外觀還是從工作原理上來看，它其實不能算作“刀”，學術界有人也因此認為“超聲刀”的叫法并不科學。

2004年2月14日，在西雅圖舉行的美國科學促進會(AAAS)年會上，英國薩裡郡薩頓市癌症研究所Gail ter Haar博士、重慶醫科大學伍烽博士等人提交的一篇論文透露，中國已在臨床上廣泛應用HIFU技術來治療乳腺癌、肝癌等多種癌症，其中，僅重慶海扶公司一家生産的設備就已用在中國20家醫院，治療了3000多名患者。相比之下，HIFU在英國的臨床試驗剛剛起步，目前分别有76名患者和20名患者在馬斯頓醫院和邱吉爾醫院參與I期和II期臨床試驗，而邱吉爾醫院所使用的設備還是從重慶海扶公司進口的。

嚴格說來，海扶公司出口的隻是用于臨床試驗的科研設備，而不是已經可以在英國大規模運用的産品。但像海扶公司這樣向國外出口擁有自主知識産權的大型醫療設備的例子，在中國仍屬罕見。AAAS年會期間，西雅圖華盛頓大學應用物理實驗室Shahram Vaezy博士在接受《南方周末》采訪時就不由得稱贊說，“中國在這個領域是世界領先的”。

在中國國内，從事HIFU研制的包括海扶公司、上海交大新地公司等多家單位，其中，最先獲得市場準入的是海扶公司的“JC型聚焦超聲腫瘤治療系統”。該設備由重慶醫科大學王智彪、伍烽等人研制，并獲得過2000年國家技術發明二等獎等多項國内重要獎勵。王智彪同時兼任海扶公司的總經理。另據該公司網站介紹，其HIFU設備于1997年12月進入臨床研究，1999年3月即獲得國家藥品監督管理局試生産注冊，随後于2000年5月獲準生産注冊——從進入臨床研究到獲準生産注冊，前後隻花了不到兩年半的時間。

不過，中國科學院聲學研究所研究員牛鳳岐等在2003年第5期《中國醫療》的一篇署名文章中稱，國内有關HIFU的研發工作，無論是廣度還是深度，都與國外有明顯差距，所謂的“領先世界”，實際上僅限于臨床方面，而且還是沾了管理環境寬松和臨床資源豐富的光。Vaezy博士也委婉地指出：“HIFU之所以能在中國得到大規模應用，其中一個原因恐怕是在中國開展臨床試驗要容易一些。”

而身為國際超聲治療學會創始人兼主席的Gail ter Haar博士，一方面非常看好HIFU的應用前景，認為該技術有望成為臨床上治療腫瘤的主要候選之一，另一方面也強調，HIFU技術仍處于“襁褓期”，其長期療效如何也有待研究。但是，她告訴《南方周末》，或許是由于文化上的原因，在中國嚴格按照臨床試驗标準來開展長期研究似乎比較困難，已經開展的很多臨床試驗中，同時對患者使用了HIFU療法和其它療法，而在沒有對照試驗的情況下，實際上很難得出什麼确定的結論。

所幸的是，這種狀況正在得到改觀。例如，“中國研究人員所開展的HIFU治療乳腺癌和腎癌的臨床試驗就執行了嚴格的臨床試驗标準，其早期結果也是非常令人鼓舞的”，兼任重慶醫科大學訪問教授的Gail ter Haar博士說。

《南方周末》随後聯系到了正在英國牛津大學邱吉爾醫院進行合作研究的伍烽博士。伍烽博士提供了一篇包括他在内的重慶醫科大學研究人員發表在2003年第12期《英國癌症雜志》上的一篇論文，文中報告了對48位患有乳腺癌的婦女進行的臨床研究，其中23位婦女接受了HIFU療法，而另外25位婦女作為對照。文中稱，研究表明HIFU是一種治療乳腺癌的有效、安全和可行的方法。

但該項研究僅僅是一個II期臨床試驗的結果。該論文也承認，在HIFU成為一種可以實際應用的保乳療法之前，還需要進一步研究其不完善的地方，同時需要進行嚴格的大規模臨床試驗。而在2004年第1期《醫學與生物學中的超聲波》上的另一篇文章中，伍烽博士等人還提到，目前依然缺少超聲治療的長期療效數據，因為這是一項相當新的技術，相關臨床試驗正在進行之中。