國衛院全球首創戒指形海扶刀治乳癌 降燒傷風險
2021-09-13
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乳癌是台灣女性十大癌症之首，無創海扶刀是近年乳癌治療新選擇，但3至4成患者恐承受肌肉骨骼或心臟等燒傷風險。國衛院開發全球首創戒指形高能聚焦超音波系統，降低燒傷風險。
據國家衛生研究院網站消息，乳癌是全球女性發生率最高的癌症，也是國內女性十大癌症第一名，常見的治療方法為外科切除手術，輔以放射線治療或化學藥物治療。近年來，非侵入高能聚焦超音波消融術 (high-intensity focused ultrasound ablation, HIFU ablation)，又稱「海扶刀」，提供了無法承受麻醉開刀手術風險的病患另一種治療選擇，然而仍有長時間手術造成皮膚、肌肉骨骼乃至臟器燒傷的風險。
國家衛生研究院生醫工程與奈米醫學研究所陳景欣研究員研究團隊開發全球首創「戒指形高能聚焦超音波系統」，除海扶刀系統原有之優點外，戒指形系統藉由調整超音波射入方向及聚焦相位，縮短高能超音波消融癌組織的時間，大幅降低高能超音波對胸部皮膚、肌肉骨骼與心臟受傷的機率，並可與磁振造影或超音波造影系統結合，精準定位與治療癌組織，增加可治療的範圍。研究成果分別於2018年和2020年發表於國際知名期刊《IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control》，關鍵技術已通過我國專利申請，同時申請美國與中國專利審查中。
傳統的乳癌治療方式為外科切除手術，然而高劑量麻醉、侵入式手術及感染風險、化療副作用與龐大的住院醫療費用，常造成病患與家屬的負擔與退縮。海扶刀的原理為自體外發射超音波，波束經過超音波膠或水、皮膚、脂肪等軟組織的傳導並聚焦於腫瘤目標組織，使腫瘤在1秒內升溫至60℃以上，維持6秒後，腫瘤被熱凝固而壞死。因具有無麻醉風險、低疼痛、門診治療無需住院、無刀口疤痕的優點，近年成為乳癌治療中的新選擇，然而目前臨床上的乳房腫瘤海扶刀系統卻有皮膚燒傷、胸骨或肌肉以及肺與心臟的燒傷風險、海扶熱點小而消融時間長等問題。
國衛院開發之戒指形超音波探頭的獨特設計讓乳房位於環形結構內，且圓環形分布的超音波換能器可以產生平行於胸骨胸大肌的波束，減少胸部與心肺的燒傷機率，而所有平行於胸骨的波束經乳房周圍的皮膚傳導進入乳房組織並聚焦於腫瘤，皮膚單位面積的超音波能量大幅降低，同時降低皮膚燒傷的風險。再者，藉由調控圓環形超音波換能器的相位可以形成兩種聚焦形式，利用不同聚焦形式的組合可以對腫瘤進行體消融(volumetric ablation)，縮短手術時間，以5 cm大小的腫瘤而言，本技術治療時間少於30分鐘。結合磁振造影技術來導引戒指形海扶刀的焦點，可自動精準定位於腫瘤目標組織，精準度小於1 mm，並即時監測體內組織的溫度變化，避免誤燒事件發生。
戒指形高能聚焦超音波系統的各項優點，可望提高乳房腫瘤患者治療接受度，成為乳房腫瘤患者的福音，目前正積極尋找合適廠商進行技術移轉，若能順利商品化，經過臨床試驗、TFDA查驗登記通過後，始可使用在乳癌患者的治療上，期望能在不久的將來提供臨床醫師因應不同條件病患的治療新選擇。
【圖片來源：中央社】
國家衛生研究院生醫工程與奈米醫學研究所陳景欣研究員研究團隊開發全球首創「戒指形高能聚焦超音波系統」，除海扶刀系統原有之優點外，戒指形系統藉由調整超音波射入方向及聚焦相位，縮短高能超音波消融癌組織的時間，大幅降低高能超音波對胸部皮膚、肌肉骨骼與心臟受傷的機率，並可與磁振造影或超音波造影系統結合，精準定位與治療癌組織，增加可治療的範圍。研究成果分別於2018年和2020年發表於國際知名期刊《IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control》，關鍵技術已通過我國專利申請，同時申請美國與中國專利審查中。
傳統的乳癌治療方式為外科切除手術，然而高劑量麻醉、侵入式手術及感染風險、化療副作用與龐大的住院醫療費用，常造成病患與家屬的負擔與退縮。海扶刀的原理為自體外發射超音波，波束經過超音波膠或水、皮膚、脂肪等軟組織的傳導並聚焦於腫瘤目標組織，使腫瘤在1秒內升溫至60℃以上，維持6秒後，腫瘤被熱凝固而壞死。因具有無麻醉風險、低疼痛、門診治療無需住院、無刀口疤痕的優點，近年成為乳癌治療中的新選擇，然而目前臨床上的乳房腫瘤海扶刀系統卻有皮膚燒傷、胸骨或肌肉以及肺與心臟的燒傷風險、海扶熱點小而消融時間長等問題。
國衛院開發之戒指形超音波探頭的獨特設計讓乳房位於環形結構內，且圓環形分布的超音波換能器可以產生平行於胸骨胸大肌的波束，減少胸部與心肺的燒傷機率，而所有平行於胸骨的波束經乳房周圍的皮膚傳導進入乳房組織並聚焦於腫瘤，皮膚單位面積的超音波能量大幅降低，同時降低皮膚燒傷的風險。再者，藉由調控圓環形超音波換能器的相位可以形成兩種聚焦形式，利用不同聚焦形式的組合可以對腫瘤進行體消融(volumetric ablation)，縮短手術時間，以5 cm大小的腫瘤而言，本技術治療時間少於30分鐘。結合磁振造影技術來導引戒指形海扶刀的焦點，可自動精準定位於腫瘤目標組織，精準度小於1 mm，並即時監測體內組織的溫度變化，避免誤燒事件發生。
戒指形高能聚焦超音波系統的各項優點，可望提高乳房腫瘤患者治療接受度，成為乳房腫瘤患者的福音，目前正積極尋找合適廠商進行技術移轉，若能順利商品化，經過臨床試驗、TFDA查驗登記通過後，始可使用在乳癌患者的治療上，期望能在不久的將來提供臨床醫師因應不同條件病患的治療新選擇。
【圖片來源：中央社】
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