Онкология и Изкуствен интелект

Какво представлява HIFU (Високоинтензивният фокусиран ултразвук)?

I.Bivolarski
I.Bivolarski

Високо-интензивният фокусиран ултразвук (HIFU) представлява неинвазивна терапевтична техника, която използва нейонизиращи ултразвукови вълни за нагряване на тъканите.
HIFU може да се използва за увеличаване на притока на кръв или лимфа или за унищожаване на тъкан (като например туморна), чрез редица механизми. Технологията може да се
използва за лечение на редица разстройства и от 2015 г. е на различни етапи на развитие и комерсиализация.

Технологията е подобна на ултразвуковото изобразяване, въпреки че за постигане на необходимите топлинни дози се използват по-ниски честоти и непрекъснати, а не
импулсни вълни.

Импулсните вълни обаче могат да се използват ако се желае механично, а не термично увреждане на даден тъкан. Акустичните лещи често се използват за постигане на
необходимата интензивност в целевата тъкан, без да се увреждат околните тъкани. Аналогия можа да се направи с използването на лупа за фокусиране на слънчевата светлина. Така само фокусната
точка на лупата има висока интензивност. Въпреки че традиционно се използват лещи, фазираните масиви са все по-често срещани, тъй като позволяват лесно да се
променя фокусната позиция.

HIFU може да се комбинира с други образни техники като медицински ултразвук или ЯМР, за насочване на лечението и по-добро наблюдение.

Използване за медицински цели

Няма ясен консенсус относно границите между HIFU и други форми на терапевтичен ултразвук. В академичната литература HIFU обикновено се отнася до високите нива на
енергия, необходими за унищожаване на тъканите чрез аблация или кавитация, въпреки че понякога се използва и за описване на приложения с по-нисък интензитет като във
физиотерапията.

Така или иначе, HIFU се използва за неинвазивно нагряване на тъканите дълбоко в тялото, без да е необходим хирургичен разрез. Основните приложения са за унищожаването на  тъканите, увеличаване на перфузията. Използването на ултразвук при лечение на мускулно-скелетни заболявания е друга негова употреба.

Рак на простатата
HIFU се изследва при мъже с рак на простатата. Той е одобрен в САЩ за аблация на простатната тъкан през 2015 г.

Механизъм

HIFU лъчите са точно фокусирани върху малка област от увредена тъкан, за да доставят локално високи нива на енергия.

Ефектът на фокусирането на преобразувателя (трансдюсера) позволява да се доставят високи звукови налягания до фокусна точка, без да се причиняват нежелани щети на друга тъкан.

Това повишаване на налягането може да предизвика редица ефекти, включително нагряване и кавитация.

1.Ултразвуковите източници могат да се използват за генерирането на регионално затопляне и механични промени в биологичната тъкан, като напр. при лечението на рак.

2.Фокусираният ултразвук може да се използва за генерирането на силно локализирано нагряване за лечение на кисти и тумори (доброкачествени или злокачествени). Това е
известно като фокусиран ултразвук с магнитен резонанс (MRgFUS) или фокусиран ултразвук с висока интензивност (HIFU). Тези процедури обикновено използват по-ниски
честоти от медицинския диагностичен ултразвук (от 0,250 до 2 MHz), но значително по-високи енергии. Лечението с HIFU често се ръководи от ЯМР.

3.Фокусирания ултразвук може да се използва за разбиването на камъни в бъбреците чрез литотрипсия.

4.Ултразвукът може да се използва за лечение на катаракта чрез факоемулсификация.

През 2015 г. FDA разреши две HIFU устройства за аблация на простатната тъкан.

  1.  Dubinsky, Theodore J.; Cuevas, Carlos; Dighe, Manjiri K.; Kolokythas, Orpheus; Hwang, Joo Ha (2008). „High-Intensity Focused Ultrasound: Current Potential and Oncologic Applications“. American Journal of Roentgenology190 (1): 191–199. doi:10.2214/AJR.07.2671ISSN 0361-803XPMID 18094311.
  2. ^ Robertson, VJ; Baker, KG (2001). „A review of therapeutic ultrasound: Effectiveness studies“Physical Therapy81 (7): 1339–50. doi:10.1093/ptj/81.7.1339PMID 11444997.
  3. ^ Elias, W. Jeffrey; Huss, Diane; Voss, Tiffini; Loomba, Johanna; Khaled, Mohamad; Zadicario, Eyal; Frysinger, Robert C.; Sperling, Scott A.; Wylie, Scott; Monteith, Stephen J.; Druzgal, Jason; Shah, Binit B.; Harrison, Madaline; Wintermark, Max (2013). „A Pilot Study of Focused Ultrasound Thalamotomy for Essential Tremor“. New England Journal of Medicine369 (7): 640–8. doi:10.1056/NEJMoa1300962PMID 23944301.
  4. ^ Jeanmonod, Daniel; Werner, Beat; Morel, Anne; Michels, Lars; Zadicario, Eyal; Schiff, Gilat; Martin, Ernst (2012). „Transcranial magnetic resonance imaging–guided focused ultrasound: noninvasive central lateral thalamotomy for chronic neuropathic pain“ (PDF)Neurosurgical Focus32 (1): E1. doi:10.3171/2011.10.FOCUS11248PMID 22208894.
  5. ^ Magara, Anouk; Bühler, Robert; Moser, David; Kowalski, Milek; Pourtehrani, Payam; Jeanmonod, Daniel (2014). „First experience with MR-guided focused ultrasound in the treatment of Parkinson’s disease“Journal of Therapeutic Ultrasound2: 11. doi:10.1186/2050-5736-2-11PMC 4266014PMID 25512869.
  6. ^ FDA News Release. „FDA approves first MRI-guided focused ultrasound device to treat essential tremor“FDA, July 11, 2016
  7. ^ Martin-Fiori, E (2014). Intraoperative Imaging and Image-Guided Therapy. New York: Springer. doi:10.1007/978-1-4614-7657-3_45ISBN 978-1-4614-7657-3.
   Send article as PDF   
I.Bivolarski
Алтернативни лечения