概述

　　肿瘤超声治疗是运用超声波的声学特性对肿瘤病灶进行直接与间接治疗的交叉学科技术，各种超声引导下进行的引流、止痛、注射、消融以及利用超声波产生的高能量进行热消融等多种治疗手段已在临床工作中成熟开展。肿瘤超声治疗作为超声治疗及肿瘤综合治疗的重要组成部分，为肿瘤患者、临床医师提供了更多微创、无创的治疗选择，也在逐渐改变肿瘤病人的生存现状。随着声学、电子工程学、医学等领域的创新与发展，肿瘤超声治疗在设备更新、人工智能融合、治疗机理研究、临床适应证拓展等方面不断有新的进展和突破。这些创新的发现和改进，最终将受益于肿瘤病人，让他们获得生存获益或生活质量的改善，为实现健康中国2030的战略规划助力。同时，超声治疗技术与临床运用仍然需要不断的拓展与完善，主要体现在治疗原理的突破、设备的更新与优化、治疗剂量学的深入研究、临床适应证的扩展、治疗相关并发症的防范等，需要多学科共同努力，值得我们期待。

　　1. 超声设备声空化效应研究展望

　　声空化效应的检测与控制仍然是未来超声诊疗设备研发的重要技术难点。利用空化噪声来表征空化强度的方法具有实时测量、易于实现等优点[62]。然而，空化噪声频谱过于复杂，无法明确地将特定的频谱特征归因于所谓的稳定或瞬态空化[63, 64]。此外，通过噪声谱分析来估计空化强度，仍需公认统一的方法。惯性空化微泡监测和控制的新方法正在被提出[65, 66]，可用于利用惯性空化微泡提供的增强加热、治疗定位与监测[67-70]。但这种微气泡在温度变化的粘弹性介质中的行为仍然知之甚少[71, 72]，在开发真正临床相关的监测和控制惯性空化活动的方法方面仍然存在许多挑战。此外，观察到的空化行为将如何转化为组织损伤是一个重要的开放性问题。在超声诊疗一体化设备研发中，两用探头采用的监控系统成像分辨率较低，无法满足临床诊疗应用。超声诊疗一体机在空化调控的精准性、空间定位准确性、以及能量密度需进一步提高。此外，尚需突破仅在二维平面上实现空化调控和弱聚焦功能，从而满足在实际肿瘤治疗中靶区的三维覆盖，并在成像分辨率与治疗能量密度上实现平衡。另外，与临床个体治疗方案的配合与优化同样任重道远。

　　2.纳米递送系统在肿瘤治疗中的展望

　　随着纳米技术的发展，研究者早已不满足普遍的、机械化的生物材料，而是注重于更加精准的、个性化的、高智能化的纳米递送体系用于治疗临床异质化明显的疾病。个性化细胞治疗作为一个新兴的理念走入研究者的视野[73]，个性化细胞治疗定义为根据患者的需求进行个性化细胞治疗和生物材料载体的制备。精准个性化的生物材料如3D打印支架[74]，免疫调节材料[75]，调控肿瘤相关巨噬细胞生物材料[76]通过对不同需求的靶点（如肿瘤、炎症等）“智能的”做出最利于机体的响应[77]，从而精准应对不同的治疗需求，在最大限度的发挥作用同时将机体损伤降至最低，同时由于纳米递送系统的多功能性，其还可以通过与超声、光声、CT、核磁等可视化手段结合。

　　综上，在可视化手段的配合下，通过超声等刺激手段进行定点激发从而达到对靶点细胞的杀伤作用[78]，可以实现在最小的损失下达到最大的治疗效果的目的，并且在超声的配合下实现治疗诊断一体化，最大程度的减少患者的二次损伤，在基础研究中成效显著[79]，也期待能够在研究者的努力下尽早进入临床研究，早日实现临床转化。

　　3.肿瘤超声治疗人工智能发展展望

　　随着精准医疗和医疗大数据时代的到来，人工智能在肿瘤超声治疗方向的应用还将有大的发展。从算法角度来说，超声图像与自然图像及其他医学图像相比有其特点，比如MRI会有较多参数比较适合机器学习，而超声图像多为实时动态图像更适合深度学习，研究适合超声治疗的人工智能算法是未来的发展方向之一[31, 80, 81]；从数据角度来说，受到设备、患者条件、操作人员等多因素影响，超声图像一致性难以保障，单一中心、回顾性研究的人工智能模型的泛化能力备受质疑，因此超声人工智能研究将进一步向多中心、规范化、前瞻性发展[82, 83]；从应用范围来说，肿瘤超声治疗人工智能可以与超声新技术结合发展，以超分辨率超声微血流成像为例[84]，该技术信息量巨大、结构复杂、图像采集时间长，人脑难以处理，与人工智能技术融合发展能得到更好的应用；从目标角度来说，超声人工智能助力肿瘤无创诊断不断逼近病理金标准，可以减少不必要的穿刺活检，同时能够进行疗效预测，在制定个体化治疗方案时更加精准、方式更加智能[24, 85]；从智慧服务角度来说，针对基层医疗机构的5G远程超声系统可以实现超声影像的互联互通，提高基层医院超声诊断水平，节约患者就医成本[86]。

　　4.高强度聚焦超声刀治疗展望

　　高强度聚焦超声消融治疗技术经过二十多年的临床应用，显示出了其独到的优势，但是不足之处也很显著，其一为治疗效率偏低，今后需要在设备研发层面开发出更高聚焦效率的换能器，在改善局部声环境方面，研制出安全有效的超声增敏剂，来提高治疗效果；其二是影像引导方面，目前有超声引导、核磁共振图像引导，各自有其优缺点，今后需开发出多模态图像融合技术，提升术中影像显示质量。在免疫应答调节方面，需进一步探索其潜在的机制，特别是诱导细胞凋亡方面的作用，与免疫检查点联合作用方面的临床前研究显示，在多个瘤种中显示了两者具有较好的协同作用，需在临床应用方面进一步验证，来探索基于聚焦超声的治疗策略组合。

　　总结

　　得益于声学、工程学、医学等学科的发展，2021年肿瘤超声治疗在多个方面取得了进展和优化，但仍然存在一些瓶颈问题亟待突破。基于对声空化效应监控的研究，超声诊疗设备的研发有所进展，声空化效应的检测与控制仍然是未来超声诊疗设备研发的重要技术难点。纳米材料在生物医学领域的应用得到了快速的发展，期待与超声治疗的融合早日实现临床转化。针对癌痛产生的肿瘤本身因素，超声引导下癌痛治疗作为第四阶梯治疗方式的一种，在癌痛治疗中有着重要作用。超声引导下进行的骨肿瘤的消融技术在缩小肿块体积、恢复肢体功能、缓解疼痛、改善生活质量方面具有重要作用，但仍需要大样本量的研究进一步分析求证。HIFU对缩小甲状腺结节体积、治疗硬纤维瘤具有一定优势，且并发症轻微，有望成为消融治疗甲状腺结节及硬纤维瘤的新选择。HIFU联合免疫检查点抑制剂是一个值得探讨的治疗策略，也期待未来有相应的临床研究数据披露。随着人工智能算法的快速发展以及医疗大数据时代的到来，人工智能与超声进一步融合，助力肿瘤治疗从经验医学迈向精准化、智能化时代。

　　【主编】

　　赵 洪   复旦大学附属华东医院

　　【编委】（按姓氏拼音排序）

　　胡凯猛   海军军医大学

　　吉永烁   复旦大学附属华东医院

　　李 芳   重庆大学附属肿瘤医院

　　刘玉美   复旦大学附属华东医院

　　卢 漫   四川省肿瘤医院

　　沈 睿   上海中医药大学附属中医医院

　　杨武威   中国人民解放军总医院第五医学中心

　　周 航   重庆大学附属肿瘤医院

　　参考文献

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