HIGH-INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND

HIGH-INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND
Siêu âm tập trung cường độ cao
Từ Wikipedia.

HIFU (siêu âm tập trung cường độ cao) (đôi khi viết tắt là FUS hoặc HIFUS) là một thủ thuật y khoa cao cấp bằng cách sử dụng thiết bị siêu âm tập trung cường độ cao để nhiệt hóa và tiêu diệt mô bệnh nhanh chóng. Đây là một phương thức siêu âm điều trị, dù gây ra tăng nhiệt (hyperthermia), kỹ thuật này làm tăng nhiệt không nhanh, chỉ đến mức thấp hơn nhiệt độ điều trị (nói chung thấp hơn 45°C).

Phương thức điều trị này có thể thực hiện bằng siêu âm hoặc cộng hưởng từ MRI. Với MRI được gọi là Magnetic Resonance-có siêu âm tập trung dẫn đường, thường được gọi tắt là MRgFUS. Với siêu âm được gọi là siêu âm-có siêu âm tập trung dẫn đường, gọi tắt là USgFUS. Chụp cộng hưởng từ (MRI) được sử dụng để xác định các khối u hay nhân xơ trước khi triệt tiêu bằng siêu âm. MRgFUS hiện tại đang được sử dụng tại Mỹ, Canada, Israel, châu Âu, và châu Á để chữa trị nhân xơ tử cung. Siêu âm có HIFU dẫn đường hiện đang được sử dụng ở Vương quốc Anh, Ý, Tây Ban Nha, Hàn Quốc, Nhật Bản, Hồng Kông, Malaysia, Nga, Trung Quốc, Romania và Bulgaria. Các áp dụng lâm sàng hiện tại là trong điều trị ung thư não, vú, gan, xương, và tuyến tiền liệt.

Siêu âm điều trị là phương pháp xâm hại tối thiểu hoặc không xâm hại để đưa năng lượng âm vào mô. Ứng dụng của HIFU bao gồm cắt bỏ (ablation) mô (để điều trị khối u), kỹ thuật hyperthermia (đốt nóng) mức độ thấp kết hợp với xạ trị hay hóa trị, hoặc kích hoạt hay tăng cường giao thuốc tận đích.

Cơ chế
Chùm siêu âm có thể được tập trung theo các cách sau:
• Về hình học, ví dụ với một thấu kính hoặc với một dầu dò cong mặt khối cầu.
• Về điện tử, bằng cách điều chỉnh dãy biến tử liên quan (relative phases of elements) trong một dãy biến tử đầu dò [một dãy định pha (phased array)]. Bằng cách điều chỉnh tín hiệu điện tử đến các biến tử của dãy định pha, chùm sóng âm có thể hướng đến các vị trí khác nhau, và hiệu chỉnh được các chùm âm lệch do cấu trúc mô.

HIFU hoạt động như thế nào
Khi sóng âm truyền qua mô có một phần được hấp thụ và chuyển đổi thành nhiệt. Với chùm tập trung, một chùm rất nhỏ có thể vào sâu trong mô. Khi đủ nóng, mô bị nhiệt đông. Bằng cách tập trung tại nhiều chỗ hoặc bằng cách quét, có một khối lượng mô bị nhiệt cắt bỏ. Ở cường độ âm đủ cao, hiện tượng tạo hốc [cavitation] (do các vi bọt [microbubbles] hình thành và tương tác với trường siêu âm) có thể xảy ra. Microbubbles sản xuất trong trường siêu âm này dao động và to dần (do nhiều yếu tố bao gồm sự khuếch tán hiệu chỉnh [rectified diffusion]), và cuối cùng nổ tung (do quán tính hoặc tạo hốc tạm thời). Trong tạo hốc quán tính, có nhiệt độ rất cao xảy ra bên trong các vi bọt, và vi bọt xẹp liên kết với một sốc âm và các luồng âm làm hư hại tế bào về mặt cơ học. Vì việc tạo hốc và hậu quả thiệt hại mô không thể đoán trước nên lâm sàng thường tránh áp dụng. Tuy nhiên, hiện tượng tạo hốc (cavitation) vẫn đang được theo đuổi để tăng cường cắt bỏ mô bằng HIFU cho các ứng dụng khác.

Phương pháp sử dụng
Trong trị liệu bằng HIFU, chùm siêu âm được tập trung vào mô bệnh, và do tích tụ năng lượng đáng kể ở nơi tập trung, nhiệt độ bên trong mô tăng lên từ 65° đến 85°C và phá hủy các mô bệnh do hoại tử đông máu. Mỗi chùm âm hóa (sonication) xử lý chính xác một phần của mô đích đã được xác định. Toàn bộ mô đích điều trị được xử lý bằng cách di chuyển applicator trên cánh tay robot của nó để bắn kề nhau liên tiếp (juxtapose multiple shots) theo protocol (giao thức) đã thiết kế của bác sĩ. Công nghệ này có thể cắt bỏ chính xác mô bệnh, do đó nó được gọi là HIFU phẫu thuật. Vì phá hủy các mô bệnh không tấn công, nó được gọi là " HIFU phẫu thuật không xâm hại ". Vô cảm không bắt buộc nhưng nên làm. Điều trị có thể được kết hợp với xạ trị hay hóa trị.

Áp dụng
Nhân xơ tử cung (uterine fibroids)
Liệu pháp này được phát triển đáng kể làm mở rộng phạm vi lựa chọn điều trị cho bệnh nhân bị nhân xơ tử cung. HIFU điều trị nhân xơ tử cung đã được sự chấp thuận của Food and Drug Administration (FDA) vào tháng 10 năm 2004.
Ung thư
HIFU áp dụng thành công trong điều trị tiêu diệt các khối u đặc của xương, não, vú, gan, tụy, trực tràng, thận, tinh hoàn, tuyến tiền liệt. Vào lúc này điều trị ung thư vẫn đang trong giai đoạn theo dõi vì phải tìm hiểu thêm về hiệu quả.
HIFU tạo nhiệt độ cao không chỉ để điều trị các bệnh ung thư đơn độc, mà còn kết hợp với phân phối thuốc ung thư tận đích. Ví dụ, HIFU được dùng để kích hoạt nhiệt độ nhạy cảm của liposomes, làm đầy thuốc ung thư "hàng hóa" để cấp thuốc chỉ ở vị trí khối u với nồng độ cao bằng kỹ thuật hyperthermia. Nồng độ thuốc bằng cách này có được cao gấp 10 lần hoặc hơn phương pháp hóa trị truyền thống với ít tác dụng phụ vì không còn cho toàn cơ thể.
Việc sử dụng rộng rãi sớm nhất của HIFU ablation là điều trị ung thư tuyến tiền liệt. Điều trị bằng đầu dò trực tràng và dựa vào nhiệt do sóng siêu âm tập trung vào tuyến tiền liệt để diệt khối u. Có những kết quả đầy triển vọng của các báo cáo điều trị ung thư tuyến tiền liệt với loạt lớn bệnh nhân. Kỹ thuật trị liệu được thực hiện theo hình ảnh siêu âm dẫn đường, cho phép lập kế hoạch điều trị và vài chỉ định nhỏ của tích tụ năng lượng. HIFU cũng có thể được dùng để cắt bỏ toàn bộ tuyến tiền liệt qua đầu dò transrectal. Đây là một thủ thuật ngoại trú thường mất khoảng 1-3 giờ. Kết quả cho thấy làm giảm đáng kể một số tác dụng phụ thường gặp khi dùng phương pháp khác. Ngoài ra, vài nghìn bệnh nhân với các loại khối u khác nhau đã được điều trị tại Trung Quốc bằng HIFU có hình ảnh siêu âm dẫn đường do một số công ty thiết kế.

Cung cấp thuốc cho não
Trong nghiên cứu hiện nay, HIFU đang được sử dụng để phá bỏ tạm thời hàng rào máu-não, cho phép thuốc vào não. Có hiệu quả nhất khi được sử dụng kết hợp với một chất ức chế như verapamil.

Điều trị rung nhĩ
HIFU đã được sử dụng để điều trị các rối loạn nhịp tim thường gặp nhất, rung nhĩ (AF). Một catheter xâm hại tối thiểu được thiết kế để cắt bỏ mô tim chịu trách nhiệm về dẫn truyền AF đã được chấp thuận cho sử dụng tại châu Âu và đang trải qua thử nghiệm giai đoạn III điều trị có hiệu quả để được FDA chấp thuận tại Mỹ.

Những thuận lợi hơn các kỹ thuật khác
Siêu âm tập trung cường độ cao HIFU là công nghệ y khoa có triển vọng với đặc tính không xâm hại hoặc phân đoạn điều trị xâm lấn tối thiểu. HIFU là thiết bị độc nhất có khả năng gây hoại tử mô ở độ sâu chính xác bằng cách sử dụng một applicator bên ngoài, và không có hiệu lực trên các cấu trúc xung quanh mô bệnh.
Một khác biệt quan trọng giữa HIFU và các kỹ thuật tập trung năng lượng khác, như xạ trị hoặc phẫu thuật vô tuyến (radiosurgery), là năng lượng siêu âm truyền qua các mô bị can thiệp mà không để lại hiệu quả tích lũy biểu hiện trên mô đó.

Các khám phá trong quá trình sử dụng
Hiện tại, phương pháp hình ảnh định lượng chính xác duy nhất sự đốt nóng trong lúc sử dụng HIFU in vivo là cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging, MRI). MRI có độ tương phản mô mềm cao và có thể hình ảnh hóa theo bất cứ định hướng nào, làm cho MRI trở thành state of art cho hướng dẫn điều trị HIFU. Nhưng MRI không thể vận hành trong thời gian thực với HIFU, với điều kiện kỹ thuật hiện tại là thời gian nhận được một hình mất khoảng sáu giây để quét đủ k-space. Các nhà nghiên cứu đang giảm thời gian tiếp nhận này thông qua một số cải tiến tốc độ phổ biến các khu vực khác của MRI, bao gồm các chuỗi xung để quét một k-space giảm thiểu, tái tạo, và lọc model-based bằng cách sử dụng dữ liệu từ các phương trình nhiệt sinh học (bioheat equation).
MRI- có HIFU dẫn đường đã được thử cho nhân xơ tử cung, fibroadenoma vú, ung thư vú, di căn xương, và u gan. Số lượng lớn nhất của bệnh nhân được điều trị bằng MRI- có HIFU dẫn đường là nhân xơ tử cung.
Siêu âm điều trị có HIFU dẫn đường đã được phê duyệt tại Châu Âu và Châu Á. MRI-có HIFU dẫn đường điều trị nhân xơ tử cung đã được phê duyệt tại châu Âu và châu Á, và đã được FDA chấp thuận tại Mỹ vào năm 2004.