首页分享非侵入、非电离、不发热！超声杀灭肿瘤新突破

非侵入、非电离、不发热！超声杀灭肿瘤新突破

来源：萌宠菠菠乐园时间：2024-10-16 05:20

来源：器械之家，未经授权不得以任何形式转载，且24小时后方可转载。

非侵入、非电离、不发热，这是由密歇根大学的超声专家开发的，肿瘤外科手术的替代方案。

利用聚焦的超声波可以在人体组织中诱导出"气泡云"。这些气泡云在几微秒内形成并坍缩，产生足够强的机械力，可以非侵入性和非热的破坏细胞和亚细胞水平的组织。

这一原理也被称为声空化，即液体暴露在高强度超声下形成低压空洞，并由小变大，短暂振荡，然后先后内爆，瞬间产生高压高温的物理现象。

基于这一技术，HistoSonics公司开发了Edison无创超声手术机器人平台，这是第一个由实时成像引导的非侵入性、非电离和非热消融的超声手术平台。

2019年12月公司首次公开了人体试验的结果，Edison成功摧毁了八名患者的11个肿瘤。

2021年10月18日Edison获得了FDA授予的突破性设备认证。

Edison是HistoSonics公司目前开发的唯一产品，依靠这一独创的发明，公司截至目前总共获得了15.48亿美元（约合人民币101亿）融资。

"气泡云"治疗后产生的空腔

完全无创的手术是我们的终极理想，而超声作为一种安全的技术，在肿瘤治疗领域反而一直没有受到较大的关注。

同样是超声术式，"气泡云"除瘤与另一项超声治疗技术HIFU，都是利用超声聚焦的术式，而常常被混淆。

这不是HIFU！

"气泡云"术式的正式名称叫Histotripsy——组织剥离术，与热烧蚀形式的治疗性超声不同，组织剥离依赖气泡云的机械作用来破坏组织，使目标体积内的组织均匀液化，随后被组织吸收或经尿液排出。

从概念上讲，组织剥离术更类似于冲击波碎石术（SWL），而不是高强度聚焦超声（HIFU）。

组织剥离术最初是在密歇根大学构思和开发的，作为某些外科手术的非侵入性替代方案。来自威斯康星大学和密歇根大学的多学科临床医生通过与HistoSonics公司的合作，将这一技术带入临床应用。

HistoSonics将先进的机器人技术和成像技术与专有的传感技术相结合，提供了精确且可控的个性化无创超声治疗方案，也被称之为机器人辅助声波疗法（RAST SM）。

Edison平台是一个移动式的设备，能够在治疗室之间自由灵活的移动，它具有一个6自由度机械臂，机械臂含有一个治疗头和一个超声波换能器。

在Edison平台上，医生首先根据肿瘤的形状和大小来设计治疗方案。系统会告知医生创建气泡云所需的能量，从而定制个性化的治疗方案。治疗过程由医生实时监控，系统自动按照计划路径移动气泡云。

Edison的范围准确度可以达到um级，在焦点区域引起极端高压，压力超过负25兆帕，组织中的气体和细胞中的内源性气体会被抽出来形成气泡云，迅速的膨胀和坍塌，这一过程会产生强烈的冲击波，破坏与气泡云接触的任何组织。

医生可以透过影像清晰的看到，气泡云是白色的，目标组织被完全破坏成液化状态，形成影像中的黑洞。

临床试验

2019年12月公司在2019年介入肿瘤学会（SIO）年会上公开了首次人体研究结果，在首次临床试验中Edison成功摧毁了八名患者的11个肿瘤。

临床试验的八名患者都患有多灶性肝恶性肿瘤和其他器官转移，包括乳腺癌和结直肠癌。100%的RAST治疗（11个中的11个）在破坏目标组织方面取得了技术成功，并且没有患者报告疼痛或要求在术后进行镇痛。

在随访期间，所有治疗区域在每个时间间隔均表现出快速消退/愈合。该公司指出，在2个月后的随访成像中，患处平均收缩了81%。

肝脏仅次于淋巴结，是转移性肿瘤最常见的部位。在过去16年中，美国原发性肝肿瘤患者人数增加了43%，预计到2030年将再增长40%。然而只有20%-30%的肝肿瘤患者有资格进行手术切除。

无创的超声治疗将为这类患者提供一个新的选择。在肝脏肿瘤治疗方面超声治疗具有很大的优势，公司表示早期临床和临床前结果表明，组织剥离在很大程度上保留了关键结构，如肝囊，以及治疗组织体积内或附近的较大血管和导管。

下一步公司计划在肝肿瘤上进行临床试验，在美国进行名叫#HOPE4LIVER的多中心，开放标签，单臂试验，招募多达45名患者。

2021年2月2日HistoSonics宣布了首位患者的加入。

肝脏组织剥离术为医生提供了第一个自动化的外照射疗法，凭借这一优势Edison获得了FDA授予的突破性设备认证。

突破性指定将允许公司在监管市场授权过程中与FDA进行优先审查。

HistoSonics

HistoSonics成立于2009年，2010年与密歇根大学签订了全球独家许可协议，以获得整个组织剥离术专利和专利申请专有权。

公司目前专注于Edison平台的开发，全球临床研究以及包括未来临床应用在内的新战略项目。在密歇根州安娜堡和明尼苏达州明尼阿波利斯设有办事处。

自2009年成立以来，HistoSonics已参与8轮融资，总共筹集了15.48亿美元（约合人民币101亿）。最后一轮融资是在2020年6月，总融资额为4000万美元（人民币2.6亿）。

公司的投资者包括瓦里安医疗、强生、美敦力、韩国的韩进创投、中国的涌金投资等。

总裁兼首席执行官Mike Blue于2017年加入公司，此前曾在多家医疗企业担任高管，在2016年曾任强生销售和营销副总裁，2014到2016年任NeuWave销售和营销副总裁，2012至2016任美敦力销售副总裁，2008至2012年任superDimension美国销售总监，2000至2008任波士顿科学区域销售经理。

Joshua Stopek是HistoSonics的研发副总裁。Stopek博士拥有超过15年的研发领导经验，包括在开发图像引导技术和将新平台推向市场方面拥有强大的背景。他从美敦力肺健康公司（Medtronic Lung Health）加入HistoSonics，在那里他担任研发高级总监，并领导着一支由60多名工程师组成的团队。

Stopek博士在知识产权战略方面拥有丰富的经验，拥有100多项已颁发的专利和另外200多项正在申请的专利。Stopek博士在佛罗里达大学获得了材料科学与工程学士，硕士和博士学位，并在那里得到了神经外科和神经科学的奖学金。

无创手术时代已经到来

高于20kHz的声波叫做超声波，超声波不产生电离辐射，相较其他的放射疗法更加的安全，副作用较小。

低强度超声没有破坏性，比如超声显影就是一个例子。高强度超声聚焦可以产生热量，可用于热消融治疗，比如HIFU。

HIFU技术

HIFU是高强度聚焦超声High Intensity Focused Ultrasound英文首写字母的缩写。其技术原理是利用超声波无损伤的穿透人体组织，在体内聚焦，产生热效应、空化效应、机械效应等。焦点的温度可以达到60-100℃，使组织发生凝固性坏死，而不损伤焦点外的正常结构。

HIFU的治疗研究起始于20世纪40年代，最初由美国哥伦比亚大学的J.G. Lynn提出了相关理论，随后在90年代技术上取得突破性进展，至今已广泛应用于临床。

采用了HIFU技术的代表企业是中国的海扶医疗，海扶医疗成立于1999年，在全球率先突破了聚焦超声消融手术（FUAS）治疗肿瘤的关键核心技术，于1999年研制出我国具有完全自主知识产权的大型医疗器械海扶刀聚焦超声肿瘤治疗系统；2002年，该设备出口英国牛津大学,并于2005年通过欧盟CE认证。

海扶医疗已自主开发出聚焦超声治疗良、恶性肿瘤，妇科常见病，康复保健三大系列、十多种型号高端医疗设备。

国外企业如飞利浦也有自己的HIFU治疗平台Sonalleve，一款MR影像引导的HIFU设备。

Sonalleve是为子宫肌瘤的传统手术治疗提供的无切口替代方案，使用MRI扫描仪实时测量体内温度变化。通过快速扫描，可以在几秒钟内热烧蚀16mm宽，40mm长的椭圆体区域，只需几次加热即可覆盖大目标体积。MRI温度控制优化了烧蚀时间和均匀性。

再比如Theraclion公司的ECHOPULSE，是第一个用于甲状腺结节和乳腺纤维腺瘤的超声治疗（高强度聚焦超声HIFU）的机器人。机器人结合了治疗性超声与标准超声束，控制治疗的准确性。它可以由一个人在非手术环境中操作，不会留下疤痕，能够保持甲状腺功能和乳房组织的完整性。

HIFU技术还用于美容拉皮手术中，聚焦超声波可以直达皮肤肌肉筋膜层，在皮下作用的温度可到达65℃~70℃，会激发身体的自我更新机制，刺激胶原蛋白增生。

Histotripsy技术

超高强度的超声可以产生机械破坏，足以把目标组织液化，也就是Histotripsy——组织剥离术，这项技术的研究首先在密歇根大学展开，密歇根大学生物医学工程系 Charles A. Cain博士，创造了Histotripsy这个词，将其与热疗法区分开来。

在希腊语中，histo可以指软组织，而tripsy则表示打破了某些东西，目前这项技术已经成为了一个国际前沿研究热点。

虽然较热机制的超声治疗起步晚，但是组织剥离方法也有其自身的优点：(a)不受热机制中常见的热池效应(heat-sink)的影响，可以治疗血管周围的组织，应用范围更广；(b)组织剥离的损伤是空化机械作用的结果，可以防止热扩散而影响健康组织；(c)组织毁损方法中产生的空化云，沸腾气泡等更便于超声设备的监控，利于治疗过程的把控。(d)组织剥离将目标组织粉碎，治疗期间不会产生热凝固损伤，可以形成组织可吸收的液体，更适于临床应用；(e)组织剥离方法对较大的病变组织可以围绕肿瘤组织进行连续治疗，将肿瘤组织从健康组织中切割出来，大大提高治疗效率。