[发明专利]聚焦超声无创伤声动力肿瘤治疗系统

说明书

所属技术领域

本发明属于医疗设备领域，更具体地说本发明涉及聚焦超声无创伤声动力肿瘤治疗系统。

背景技术

恶性肿瘤是导致人体死亡的最主要原因，尽管有很多治疗恶性肿瘤的技术，肿瘤手术、放射治疗和化学治疗仍然作为主要的恶性肿瘤治疗方法，如何在手术后杀死残存肿瘤细胞，减少肿瘤细胞扩散和转移，提高放射治疗敏感性和治疗效果是医学界共同关心的研究领域。

光动力学肿瘤治疗是利用激光激发光敏剂产生单态氧，通过单态氧强大的氧化能力，对肿瘤细胞的微结构和亚结构产生破坏作用，从而发挥抗肿瘤功能，由于光敏剂对肿瘤细胞没有特殊的亲和力，可以自动吸附到肿瘤细胞周围，因此，光动力肿瘤治疗具有良好的选择性，只会选择性杀伤肿瘤细胞，而不会伤害周围正常细胞，是极有发展前途的非创伤性肿瘤治疗技术。对于早期及浅表肿瘤的治疗有效率高达84％～100％，然而，光动力学的致命弱点在于红色激光对人体有效穿透深度有限，不到10mm，激光不可能透入人体深度组织。因此，仅能治疗极少数很表浅或很局限的肿瘤，光动力肿瘤治疗技术的推广受到很大限制。

大家知道，超声波也是一种能量形式，而且选用适当频率时，超声波可以在人体内传播足够深度。1998年Umemura首次报道使用超声波成功激活血卟啉，使其产生明显的抗肿瘤效应。其后，人们便在这一领域中相继做了大量研究工作，取得了不少进展。

超声激活血卟啉的机理，一般认为是超声对血卟啉的作用类似激光，激活血卟啉并使它产生类似的产物，如单线态氧、过氧化物、自由基等杀伤肿瘤细胞。

目前，国内外对应用超声激活光敏剂治疗肿瘤的研究，大多是采用超声理疗仪进行实验室阶段的实验，尚未见文献报道专门设计的声动力肿瘤治疗系统及其应用于临床肿瘤治疗，美国专利文献搜索未见相关专利。

中国发明专利“光敏剂作为高强度聚焦超声增敏剂应用”(专利申请号：200510115551.3)介绍一种光敏剂作为高强度聚焦超声增敏剂的新用途，该专利介绍的技术是在实施HIFU治疗时，利用光敏剂作为超声治疗增敏剂，其增敏剂的作用是作为HIFU治疗的辅剂，降低超声治疗剂量，并未将超声动力学作为一种独立治疗手段，而且，并未介绍专门用于声动力治疗的超声设备。

中国发明专利“卟啉类在制备声动力疗法药物中应用及声动力疗法”(专利申请号：200710164244.2)介绍了一种卟啉化合物作为光敏剂应用于声动力治疗，并未介绍用于动力治疗的超声波设备。

中国实用新型专利“超声复频全身声动力治疗系统”(专利申请号：200720199881.x)介绍一种带有运动装置的超声治疗水槽，该专利甚至没有提及到光敏剂以及通过超声激发光敏剂进行肿瘤治疗，而且，该专利介绍的装置，无靶向定位，无具体治疗方向，不符合超声治疗的基本原则。

为实现声动力学肿瘤治疗，首先必须有准确的立体定位装置，保证超声波准确递运到靶部位，其次，为了准确递运超声波剂量到达靶部位，最好采用聚焦超声的技术，将超声波焦斑准确发射到靶部位；此外，根据研究显示，多频率超声激发光敏剂杀伤肿瘤的效果远比单频率超声要好，所以，应用双频或多频超声技术实现对靶部位光敏剂多重激发。

随着对微泡超声造影剂的深入研究，其潜在的非创伤性治疗作用引人注目，主要表现在以下两方面，首先，各种微泡(尤其是脂膜微泡，其结构类似脂质体)是一种良好的肿瘤粘附剂，选择性粘附在肿瘤细胞和肿瘤组织周围。其次，微泡作为一种十分有效的空化核，容易诱导超声空化发生，空化发生在生物体内可以主生“声孔效应”，引起邻近细胞被“超声打孔”，导致细胞膜通透性增高，利于药物释放。当组织血管被高浓度微泡灌注时，空化核密度大量增加，空化阈值降低，低能量超声作用也可能引起强烈的空化效应，导致微小和血管机械性破裂出血以及血栓形成。

利用超声能量非创伤性治疗肿瘤是本专利的目标。配合激发光敏剂杀死肿瘤细胞的同时用物理方法阻断肿瘤微循环，它主要利用超声波与微泡相互作用所产生的空化效应机械性损伤血管内皮细胞，使基底膜暴露，从而启动内源性凝血系统，导致肿瘤微循环栓塞，阻断肿瘤血供，与正常微血管不同，肿瘤微血管生长迅速导致结构紊乱，表现为管壁缺乏肌层，壁薄而脆，通透性高，所以更容易受到空化损伤。微泡造影剂在超声作用下所产生的“声孔效应”可使毛细血管破坏，引起出血，形成瘀点。这种效应在微泡注射完成后持续发生作用时间达数小时，且与微泡量呈正相关。