Princip fokusiranog ultrazvuka visokog intenziteta

Trenutno preferirana metoda liječenja tumora još uvijek je kirurška resekcija. Napredak znanosti i tehnologije doveo je do razvoja otvorene kirurgije za manje traume. Različite intervencijske i minimalno invazivne metode liječenja, uključujući perkutanu radiofrekventnu ablaciju i mikrovalnu koagulaciju, koje su široko korištene u kliničkoj praksi. Desetljećima su ljudi očekivali postići neinvazivnu ablaciju tumora. Još 1942. Lynn je predložio koncept fokusiranog ultrazvuka visokog intenziteta HIFU keramički pretvarač . 1958. godine, koji koristi HIFU tehnologiju. U eksperimentalnoj studiji kraniotomije za Parkinsonovu bolest, otkriveno je da ultrazvučni snop može proizvesti bolju žarišnu regiju na odabranoj dubini tijela kako bi se uništilo ciljno tkivo bez oštećenja susjednog tkiva. Godine 1956. Burov je prvi predložio liječenje prolaznog ultrazvuka visokog intenziteta dugo vremena. Ultrazvučno zračenje niskog intenziteta bolje je krajem 1990-ih, Wang Zhisheng je koristio HIFU za sprječavanje rane trudnoće, te je prvi koristio ovu tehnologiju za kliničko liječenje raka jetre, raka dojke i drugih bolesti.

Osnovni princip HIFU-a:

Toplinski učinci: Trenutno prepoznati primarni uzrok ubijanja ili oštećenja stanica je lokalni učinak visoke temperature koji proizvodi HIFU. Kritična temperatura za inaktivaciju tumorskih stanica je 42,6 do 43,0°C, dok je normalnih stanica 45°C. Rana termoterapija temelji se na histološkim defektima krvarenja raka i različitim tretmanima ultrazvukom i raspršivanjem topline. HIFU fokusirana ultrazvučna zraka ne samo da ima istu funkciju, već također može doseći fokus. Visoki intenzitet zvuka omogućuje brzo upijanje zvučne energije u tkivu i pretvaranje u toplinsku energiju. U lokalnom trenutku stvara se visoka temperatura od 70°C ili viša, a tumorske stanice mogu biti koagulirane nekrotične kako bi se postigla toplinska ablacija nakon što je vrijeme ozračivanja manje od 1 s. HIFU sonda za ultraterapiju otkrila je da 10 svinjskih bubrega i ljušteni karcinom bubrežnih stanica, HIFU može uzrokovati koagulativnu nekrozu, otopljenu nekrozu, litičku nekrozu i degeneraciju stanica tkiva. Nekroza tkiva ima očite patološke promjene, a iako morfološke promjene nisu očite pod svjetlosnim mikroskopom, stanice su izgubile svoju funkciju i inhibirale rast tumora. Mehanički učinak odnosi se na visokofrekventno osciliranje molekularne strukture stanica tkiva podvrgnutih ultrazvuku u tijelu. Mehanički učinci jakih promjena imaju mehaničke učinke koji uzrokuju lizu stanice, funkcionalne promjene, makromolekularnu degradaciju DNA i denaturaciju proteina, te mogu uzrokovati međustanične koeficijente viskoznosti, odvajanje i odvajanje stanica.