用非手术超声治疗摧毁癌细胞

2020年11月2日-将超声能量聚焦在身体的目标部位产生热量可以在不进行外科手术的情况下烧伤和破坏该部位的组织。该方法临床上用于治疗子宫肌瘤、前列腺增生、前列腺癌、转移性骨肿瘤等类型的肿瘤，利用热破坏肿瘤细胞。然而，在这个过程中，由于热扩散，周围组织可能会被烧伤，这是一个潜在的问题。

2019年，在韩国科学技术研究院(KIST)仿生学中心朴基柱，医学博士他的研究团队通过使用高强度聚焦超声(HIFU)证实了精确分割目标肿瘤细胞的可能性，就像用刀切割肿瘤细胞一样，而不会对身体的任何其他部位造成热损伤。HIFU是一种声压兆帕帕(MPa)的超声，比现有的超声强大得多，并揭示了这一过程背后的机制。（声学化学，2019,53,164-177）

在不使用热的物理破坏组织的过程中，HIFU靶部位会产生一个沸腾的蒸汽泡，正是通过这个初级蒸汽泡的动能，靶肿瘤组织被破坏。然而，在这个过程中，在沸腾泡和HIFU传感器之间会产生空化气泡云，导致不必要的电池破坏。因此有必要查明它们形成的原因，并准确预测它们发生的地点。

为了揭示肿瘤组织被切除时形成空泡云的机理HIFU， KIST的研究团队开发了一个数学模型，作为他们后续研究的一部分，研究了初级沸腾蒸汽泡对非线性波传播的影响。结果表明，二次气泡的产生是由于沸腾气泡对入射冲击波产生的后向散射冲击波的相干干涉，而二次气泡的形成正是在这种干涉范围内。利用高速摄像机获得的图像，发现干涉发生区域与二次气泡产生区域密切匹配。

这些发现这不仅解释了二次气泡形成的机理，而且有助于预测它们会在哪里发生，从而提供了破坏目标组织的可能性，更安全、更精确。

韩国科学技术院的帕克说:“这项研究表明，在超声聚焦的地方形成沸腾的蒸汽泡后，冲击波散射效应可以随后产生空化气泡云。利用在这项研究中开发的数学，将有可能预测气泡形成的位置和可能被破坏的位置。我希望正在开发的超声技术能够发展成一种超精密聚焦超声技术，只对肿瘤组织进行物理破坏，而不需要手术，从而在未来可以应用于临床。”

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