磁共振引导下聚焦超声术（MR guided focus ultrasound，MRgFUS）是在磁共振实时温度监测及实时动态定位图像引导下，应用聚焦超声热消融技术选择性破坏靶目标病变组织，从而达到治疗目的的一种无创治疗方法，是近年来多个领域新兴的研究热点。

1　聚焦超声技术发展史

       1927年Wood与Loomis首次发现超声波的物理效应^[1]，1935年Gruetzmacher发现超声波的聚焦现象，这为以后聚焦超声术的发展提供了基础。1942年Lynn首次利用超声进行临床治疗，这是第一次把这一技术应用于医学领域^[2]。之后这一应用首次应用于中枢神经系统局部病灶的治疗中^[3]。此后几十年的时间里，由于技术等原因的限制，这一技术并没有得到快速发展与应用，直到1993年Hynynen提出了"MR-引导聚焦超声"的概念^[4]，并在2000年研究发现扩大超声束照射区域能够增加超声能量传播效能，从而达到使得超声能量聚焦于深部脑组织的目的^[5]，之后这一技术的研究与应用有了飞速的进展。2004年FDA首次认证通过了MR-引导聚焦超声治疗子宫肌瘤的临床试验^[6]，从此与MR-引导聚焦超声术相关的研究、临床试验、报道数量持续增加。现在除子宫肌瘤领域外，MR-引导下聚焦超声术在欧洲已获得CE认证作为骨转移癌及前列腺癌的姑息治疗方法，在美国也于2012年FDA宣布通过MR-引导聚焦超声缓解骨转移癌疼痛的临床应用^[7]。现今MR-引导聚焦超声应用最多的领域是MR-引导聚焦超声术治疗症状性子宫肌瘤的研究。

2　MRgFUS技术及原理

       MRgFUS是在MR实时温度监测及实时动态定位图像引导下，利用超声波穿透人体组织并使其能量聚集，使温度瞬间升高，热消融组织结构达到灭活病灶的目的，同时病灶周围及声波路径上的组织结构无损伤^[8]，而MR的实时监测与定位为这种选择性治疗提供准确的引导与帮助。这种治疗方法包含两项关键的技术：特定组织敏感的超声消融束（热熔疗法）和实时磁共振图像及温度监测。核心技术I：热熔疗法，当超声束聚焦于靶目标，超声能量聚集使得温度瞬间升高，当温度达到阈高度时，超声束的消融效果启动，并可持续一段时间，达到组织完全热熔^[9]。核心技术II：磁共振热能图，治疗过程中实时监测温度，提供实时反馈，生成声束到达域的热能图，并与解剖结构相对应^[10]。磁共振在这项技术中具有多重作用，首先可实时定位，可通过三维定位，确保治疗过程的准确性，其次在热熔治疗过程中实时观察解剖结构，避免组织损伤，并对治疗域进行实时控温，确保治疗的安全性，再次可以在治疗后立即评估治疗效果。

       MRgFUS治疗流程并不复杂，在前期准备工作完成后，正式治疗的主要流程为首先确定治疗范围，实时监测RF轨道、实时监测温度，逐一进行治疗，治疗过程中随时调整治疗参数，治疗范围内所有治疗完成后，即时评估治疗后效果。

3　MRgFUS临床应用及技术创新点

       磁共振引导聚焦超声术现在广泛应用于临床多个领域，其主要临床应用包括：FDA认证子宫肌瘤的治疗，其中应用该技术治疗子宫肌瘤后是否影响妊娠情况尚在研究中；CE认证子宫内膜异位症和腺肌症的治疗；而转移癌的治疗得到FDA和CE的同时认证；乳腺癌的治疗进入三期临床试验，脑功能恢复进入三期临床试验和CE认证；肝细胞肝癌以及前列腺疾病的治疗进入一期临床试验。

3.1　子宫肌瘤的治疗

       聚焦超声在医学中应用最为广泛的领域是对于女性子宫肌瘤的治疗，目前已得到FDA和CE的认证。子宫肌瘤是女性最常见的生殖系统良性肿瘤，对于子宫肌瘤目前的治疗手段包括手术及非手术治疗，各种治疗方式互有利弊^[11]。而从有创到微创再到无创的治疗方式中，MRgFUS已成为现今最受关注的一种治疗方式。利用磁共振3D成像进行精确的靶器官定位，治疗过程中声束路径的可视化使治疗可控，同时MR温度图像技术用于实时温度反馈，通过这一闭环治疗方式以确保治疗的安全性^[12]，而治疗后即刻增强磁共振检查又能够确保治疗效果的评估^[13]。目前已有研究证明MRgFUS治疗症状性子宫肌瘤安全、有效，有望成为一种非手术治疗子宫肌瘤的方法在临床推广应用^[14]。

3.2　骨肿瘤的治疗

       骨肿瘤的治疗已经得到FDA和CE的认证。超声聚集于病变骨组织，利用超声聚集能力杀死神经以达到镇痛的效果，并能够直接破坏肿瘤组织，促使新骨生成。由于骨组织对超声能量的超强吸收，因此可以使用较低的能量达到治疗效果，并且能够缩短治疗时间。一般应用于临床缓解骨转移癌的疼痛，骨转移癌疼痛缓解临床试验结果表明：治疗后疼痛在3日内显著减轻，并随访发现效果持续大于3个月，此骨转移癌其原发肿瘤大多为肾癌、结直肠癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌及其他，治疗范围包括骨盆及四肢骨等溶骨性及破骨性的骨质破坏，大多数患者放疗无效^[15]。随着研究进展，现已研究出第二代骨肿瘤治疗设备，相比于第一代治疗设备，其可提供更多的治疗位置和提高患者的舒适度，具有1000点的电控高强度相控阵超声发射器，增加水渗透膜以利于超声耦合，同时内置皮肤冷却装置及自动追踪超声发射器。

3.3　前列腺疾病的治疗

       现在前列腺癌发病率逐年增加，前列腺癌传统的治疗方式包括根治性前列腺切除术、前列腺癌近距离放疗法、外照射疗法以及激素治疗。除手术创伤外，根治性前列腺切除术还有20~ 40％严重不良事件的发生率，包括因损伤前列腺周围神经造成的阳痿及尿失禁等。相对于此，MRgFUS治疗前列腺癌的优点显而易见，它是一种无创的治疗方法，可以对全腺体或局部治疗，可呈现高清晰度磁共振图像，从而做到精确引导、准确治疗边界，达到对敏感组织的保护目的，同时在治疗过程中进行实时温度监测、实时治疗剂量监测，及时反馈以便医生进行实时调整治疗，确保治疗的准确性及安全性，治疗结束时即刻增强MR检查即可显示治疗效果，至今该治疗初期临床结果暂无不良反应。

3.4　乳腺癌的治疗

       乳腺癌二期多中心MRgFUS治疗临床试验的目的在于与传统的乳腺肿瘤切除术相比，MRgFUS能够有效并无创的用于损毁局灶性乳腺肿瘤组织。这一研究结果将为大规模的三期临床试验提供基础。此研究中，应用MRgFUS治疗乳腺内边界清楚的局灶性肿瘤，14~ 21天后做增强磁共振检查以确定治疗结束。随后进行传统的乳腺肿瘤切除术，对切除的肿瘤组织进行病理评价，同时患者接受传统的标准治疗方案（放疗和/或化疗）。此研究利用病理学数据来确定MRgFUS是否能够摧毁95％甚至更多的肿瘤体积，另外也能够用来评价增强磁共振检查检出MRgFUS治疗后残余肿瘤患者的能力。此研究包括全世界范围内10个中心约200名患者。现在，MRgFUS治疗乳腺癌已进入三期临床试验，是在MRgFUS临床治疗后不接传统手术治疗，通过长期随访，以增强MRI检查来评价肿瘤情况。

3.5　腹部疾病的治疗

       现阶段，仅伦敦圣玛丽医院可进行肝脏疾病临床治疗可行性的研究，治疗需要全麻状态，并在磁共振匹配呼吸机强制屏气下进行治疗。其具有一次治疗、无创、低并发症、磁共振引导、可安全有效地消融血管附近病灶的优点。目前已成功进行超过20例动物实验，并且2名患者已接受过治疗，这些表明这一治疗方法可以被患者很好地接受。在MRgFUS每个声波治疗过程中及治疗间，肝脏的位置可以精确到1 mm，并且在每次声波治疗前，ExAblate 2000治疗系统会要求屏住呼吸并在呼吸机帮助强制屏气的情况下进行治疗，从而达到准确、安全的目的。MRgFUS腹部应用的最新报道^[16]表明，MRgFUS在腹部可移动实质性脏器中的应用可行且安全，但具有一定的局限性，未来的技术创新要着重于提高系统对运动的探测能力以便实时控制器官及病灶的位置，保证超声聚焦于靶病灶。

3.6　神经系统疾病的治疗

       经颅MRgFUS治疗神经系统疾病的研究中心包括瑞士苏黎世大学医院、瑞士超声波功能神经外科中心、美国维吉尼亚健康系统大学。目前约有44例脑功能疾病患者接受了治疗，其中患脑神经痛患者24例，脑震颤患者16例，帕金森患者4例^[17]。现已有研究表明MRgFUS能够有效缓解神经性头痛^[18]。MRgFUS和最先进的影像对接，可在术中定位，精确度可达到1 mm以内，并且针对不同患者可给予个性化治疗，这些成为其显著的技术优点。此外MRgFUS有着众多的临床优点，能够做到无创、无离子辐射、无需麻醉，并且无脑组织移动带来的问题、无通路损伤，因此可重复治疗，治疗过程中患者可即时反馈信息，术后立即显现临床效果。

       MRgFUS治疗脑肿瘤研究刚刚开展，目前仅治疗3例患者，有待于下一步的继续研究^[19]。现今，MRgFUS治疗其他颅内病变如血栓、三叉神经痛、癫痫、开启血脑屏障等前瞻性研究也在进行中^[20]。

3.7　腰小关节神经阻断的初步体验

       MRgFUS对于腰小关节关节炎的治疗具有明显优势，因其无离子辐射，治疗体位简单、治疗耐受好，能够在磁共振精确引导下，精确控制治疗点，不会穿透椎体，同时磁共振实时温度反馈确保治疗的安全性，并且能够做到多层关节一次治疗。Weeks E．等研究结果显示治疗后疼痛评分较治疗前明显减低^[21]。

3.8　其他方面的应用-药物靶向传递

       在药物经不同载体运输到靶器官病灶位置后，利用聚焦超声热能热熔药物外包膜结构，从而使药物更直接有效地作用于病灶，目前这一研究领域正在不断研究探索中^[22]。

4　总结

       2011年，磁共振引导聚焦超声技术已被时代周刊评为五十全球最佳发明之一，在全球有着众多的合作伙伴，美洲33处、欧洲38处、亚洲32处机构参与到MRgFUS的各项研究，全球装机超过100台，并且该技术已得到临床认可，有多篇文献已发表。

       MRgFUS在人体各器官疾病的治疗范围逐步增加，从最初仅用于女性子宫肌瘤的治疗，现已发展到全身多系统、多器官、多种疾病的治疗，并且从良性肿瘤治疗研究进展到目前可对多种恶性肿瘤进行有效治疗，为进一步的研究打下坚实的基础。

       MRgFUS引起全球热点研究，在于其优势明显。相比于传统的治疗方式，MRgFUS治疗时间短、方便快捷，治疗后短暂观察无异常后即可离院，适应现在快速的生活节奏；是一种无创的治疗方式，治疗与非治疗区界线清晰，避免了病灶周围正常组织结构的损伤，对身体损伤达到最小，甚至无损伤，治疗后无重大不良反应及不良事件发生；同时治疗具有可预测性、可控制性，能够实时温度监测，随时调整治疗参数以期达到最好的治疗目的；最重要是其无X线或其他离子辐射所造成的延迟生物效应，是一种安全、有效的治疗方式，有望成为一种主要的治疗方式在临床推广应用。