活体HIFU治疗期间肿瘤的实时光声测温

高强度聚焦超声(HIFU)治疗是一种非侵入性方法，可通过将高强度超声波从体外传递到病变部位来去除不健康的组织和肿瘤。它仅对病变周围的正常组织造成最小的损害，并可使患者快速康复，这就是为什么这种创新疗法被称为“下一代超声波”的原因。最近，韩国的一个研究小组开发了一种用于HIFU治疗指导的光声(PA)测温系统，并演示了在HIFU治疗过程中实时监测活体肿瘤温度升高的情况。有了这一新发现，就有望进一步开发出精致的HIFU治疗。

创意IT工程系的Chulhong Kim教授，博士后研究员Jeesu Kim和博士学位的Wonseok Choi建议将实时PA测温系统与HIFU处理系统无缝集成。这个新系统允许在治疗性HIFU波传输期间同时进行超声成像，PA成像和PA测温。

他们的研究机构发表在《 IEEE生物医学工程学报》(电气与电子工程研究所)上，被选为专题文章和本期封面。

HIFU治疗将强烈的超声能量传递到焦点部位，从而引起65至100摄氏度的高温上升。根据这一原理，HIFU无需使用刀或针甚至电离辐射即可治疗内部病变。

测量正常组织和病变的温度有助于在HIFU治疗期间准确地确定病变的位置和状态。这对于控制安全性和准确地制定治疗方案也至关重要。在这方面，诸如MRI和超声之类的医学成像技术对于支持无创治疗监测是必需的。

尽管以前有几项关于PA测温法以监测HIFU治疗过程的研究，但它们均无法在HIFU开启时成像，提供二维监测或证明其在临床上的可行性。

该研究小组通过使用带有肿瘤的实验小鼠研究了PA信号强度与温度之间的关系，展示了PA测温法。他们通过验证HIFU处理的PA信号强度与病变部位的温度之间存在很强的相关性，从而成功测试了实时PA测温的可行性。而且，他们能够根据光吸收的水平区分病变的位置，这是常规超声成像无法实现的。

负责这项研究的Chulhong Kim教授说：“光声测温系统的这一新发展可以实时测量HIFU治疗期间的温度，我们现在能够建立HIFU治疗的有效计划。此外，由于其可以在临床上迅速使用，因为我们只需要将激光与使用超声成像的传统HIFU治疗系统结合起来即可。”