Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук: физические принципы и устройства

Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук (HIFU) быстро получает клиническое признание как метод лечения, позволяющий осуществлять неинвазивный нагрев и аблацию тканей для решения многочисленных медицинских задач. Лечение методом HIFU обычно проводится за один сеанс, часто в режиме хирургии одного дня; пациент при этом может находиться в полном сознании, под легкой седацией или под легкой общей анестезией. Важным преимуществом HIFU по сравнению с другими методами термической аблации является отсутствие необходимости в чрескожном введении зондов в целевую ткань. Используемые сфокусированные пучки высокой мощности формируются источниками, расположенными либо вне тела (для лечения опухолей печени, почки, молочной железы, матки, поджелудочной железы и костей), либо в прямой кишке (для лечения предстательной железы); они обеспечивают быстрый нагрев заданного объема ткани, оставляя ткани на пути распространения ультразвука относительно неповрежденными. С учетом широкого спектра применений HIFU разработано множество экстракорпоральных, трансректальных и интерстициальных устройств, предназначенных для оптимизации проведения лечения в зависимости от конкретной клинической задачи. В настоящей работе описаны принципы их действия, а также представлен обзор физических механизмов, определяющих распространение HIFU и индуцируемый им нагрев. Кроме того, рассмотрены современные методы характеристики полей HIFU и количественной оценки воздействия HIFU и связанных с ним эффектов.