Bệnh viện Y Dược Huế

Ứng dụng Siêu âm hội tụ cường độ cao (HIFU) trong điều trị các khối u

ThS. Trần Hữu Thanh Tùng

Siêu âm hội tụ cường độ cao là một kỹ thuật không xâm nhập, điều trị ung bướu bằng cách gia tăng nhiệt độ cục bộ tại khối u. Hiện tại HIFU đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và Bệnh viện Trường Đại học Y Dược Huế là một trong những đơn vị đầu tiên trên toàn quốc sở hữu công nghệ này

1. Lịch sử phát triển của HIFU

Năm 1942, Lynn lần đầu tiên đưa ra khái niệm về siêu âm hội tụ cường độ cao

Năm 1956, Burov lần đầu tiên sử dụng kỹ thuật siêu âm hộ tụ cường độ cao để điều trị ung bướu

Từ năm 1975 đến nay, các thí nghiệm về việc ứng dụng siêu âm hội tụ cường độ cao để điều trị ung thư gan, ung thư tụy, sarcoma ... trên động vật ngày một rộng rãi

Máy HIFU thương mại đầu tiên mang tên Sonablate 200 do công ty Focus Surgery Hoa Kỳ sản xuất vào năm 1994, được đưa vào sử dụng tại châu Âu để điều trị phì đại tuyến tiền liệt

Năm 2004 cục quản lý dược phẩm và thực phẩm FDA – Hoa Kỳ phê chuẩn sản phẩm Exablate2000HIFU của công ty Insightec ứng dụng vào điều trị u xơ tử cung

Năm 2015, FDA phê chuẩn cho 2 hệ thống HIFU ứng dụng vào điều trị cắt bỏ mô tuyến tiền liệt

2. Nguyên lý hoạt động của máy HIFU

          Nguyên lý hoạt động của HIFU dựa vào tính xuyên thấu, tính định hướng và tính hội tụ của sóng siêu âm, tập trung sóng siêu âm được phát ra từ nguồn bên ngoài cơ thể hội tụ tại một tiêu điểm bên trong cơ thể, tại tiêu điểm này, nhiệt độ sẽ được đưa lên trên 70°C trong thời gian ngắn, từ đó gây ra hoại tử tại tiêu điểm.

 

Hình ảnh thực nghiệm HIFU trên gan và thận lợn

Quá trình điều trị bằng máy HIFU được diễn ra như sau:

- Định vị và đo lường thể tích khối u bằng siêu âm hay bằng MRI

- Dựa vào thể tích đo được mà khối u sẽ được phân ra nhiều lát cắt để điều trị

- Trên mỗi lát cắt, máy sẽ tiến hành điều trị bằng cách đốt nóng từng điểm một cho đến khi phủ kín hoàn toàn lát cắt đó

Hình ảnh minh họa trình tự điều trị: Nhiều điểm thành một hàng, nhiều hàng xếp với nhau thành một lát cắt, và nhiều lát cắt xếp với nhau thành một khối

Hình ảnh thực nghiệm HIFU trên động vật

3. Các hiệu ứng gây tổn thương tế bào của HIFU

          - Hiệu ứng cơ học: Sóng siêu âm khi đến mô đích có thể tạo nên chấn động cơ học, chấn động này có thể làm tổn thương thậm chí làm vỡ tế bào tại mô đích

          - Hiệu ứng nhiệt:  Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự chết đi của tế bào: ở nhiệt độ 43°C tế bào sống được khoảng 12 giờ, khi ở nhiệt độ 70°C thì chỉ trong vòng 0,25 giây đã có thể làm cho tế bào chết. Điều trị bằng HIFU làm cho vùng mô tiêu điểm tăng nhiệt độ lên trên 70°C chỉ trong vòng 1 giây và duy trì nó trong nhiều giây về sau, điều đó trực tiếp làm tế bào chết đi

          - Hiệu ứng tạo bọt: Đối với sóng siêu âm ở mức độ chẩn đoán, khi xuyên qua các mô của cơ thể có thể tạo nên các vi bọt nhưng thể tích và số lượng không đáng kể, tuy nhiên với sóng siêu âm cường độ cao, khi hội tụ tại tiêu điểm có thể tạo nên những bọt lớn đến mức làm vỡ tế bào

          - Hiệu ứng miễn dịch: Một vài nghiên cứu cho thấy, ở bệnh nhân có khối u sau khi điều trị bằng HIFU tỷ lệ CD4/CD8 tăng lên và số lượng tế bào giết tự nhiên NK (Natural Killer) cũng tăng lên, hiện tượng này có thể do khối hoại tử đông hình thành sau khi điều trị bằng HIFU có chức năng như một vắc xin nội tại, bên cạnh đó dưới tác dụng của nhiệt có thể làm cấu trúc kháng nguyên của khối u thay đổi qua đó kích thích miễn dịch

4. Phương pháp điều trị tại từng điểm của HIFU

Tại mỗi điểm điều trị, máy HIFU sẽ phát sóng từng đợt, với từng đợt phát sóng và ngừng sóng xen kẽ nhau, nhiệt độ tại điểm điều trị sẽ được nâng cao dần sau mỗi đợt phát sóng cho đến khi đạt đến ngưỡng nhiệt độ điều trị mong muốn

Phương pháp điều trị này nhằm mục đích giảm thiểu việc tổn thương vùng mô trước tiêu điểm do việc phát sóng siêu âm cường độ cao liên tục

 

4. Ưu điểm của điều trị bằng HIFU

- Là điều trị không xâm lấn: không phẫu thuật, không xuất huyết, không đau đớn

- Ứng dụng điều trị được cả khối u lành tính lẫn ác tính

- Có giá trị rõ ràng trong việc giảm thiểu triệu chứng đau ở bệnh nhân ung thư, cải thiện chất lượng sống

- Không bị hạn chế bởi kích thước khối u: khối u lớn hay khối u nhỏ đều có thể điều trị

- Tác dụng phụ ít: trong quá trình điều trị một số ít bệnh nhân có thể bị bỏng da do tự ý thay đổi tư thế, và một số ít bệnh nhân có sốt nhẹ sau khi điều trị, không gây các tác dụng phụ thường thấy của việc điều trị ung thư như rụng tóc, buồn nôn, nôn mửa, giảm bạch cầu và không gây tổn hại đến các cơ quan quan trọng như tim, gan, thận...

5. Ứng dụng điều trị chung của HIFU

- Các khối u tại các cơ quan trong ổ bụng và hố chậu như dạ dày, gan, tụy, thận, tuyến thượng thận, bàng quang, u xơ tử cung, tuyến tiền liệt, trực tràng... Tùy vào đặc tính mỗi cơ quan sẽ có phương án điều trị tương ứng.

- Các khối u tại tứ chi

- Khối u tuyến vú

- Các khối u có vị trí cách da tối thiểu 1 cm, vị trí điểm bắn quá gần da có thể gây phỏng da

6. Những phạm vi không phù hợp điều trị bằng HIFU

- Các cơ quan trong lồng ngực như phổi, trung thất, thực quản:

+ Do sóng siêu âm khi gặp nhu mô phổi (có chứa không khí) sẽ bị phản xạ, việc điều trị sẽ không đạt mục đích như ý

+ Sóng siêu âm khi gặp mô xương sẽ bị phản xạ và hấp thu, đối với khối u nằm sau xương sườn không thể điều trị

- Ung thư gan trong trường hợp:

+ Số lượng tế bào gan sau điều trị không đủ để duy trì chức năng gan

+ Vị trí điều trị quá gần phổi, khi điều trị có thể gây tổn thương phổi

- Tiêu điểm điều trị là thể dịch (như u máu, u nang): Nguyên nhân là vì tính hấp thụ sóng âm của thể dịch rất thấp, không đạt được mục đích điều trị

- Các trường hợp ung thư đã di căn, việc điều trị không có nhiều giá trị

7. Một số loại ung bướu đang được điều trị rộng rãi bằng HIFU trên thế giới

- U xơ tử cung:

          +Năm 1997 Vaezy nghiên cứu điều trị u xơ tử cung bằng HIFU trên chuột trụi lông phát hiện sau điều trị trong vòng 1 tháng, khối u giảm 90% thể tích.

          +Năm 2000, Koehrmann và cộng sự nghiên cứu cấy tế bào sacoma cơ trơn tử cung vào dưới da vùng xương bả vai của chuột trụi lông, tạo mô hình sacoma cơ tử cung và điều trị, cho thấy ở nhóm chuột điều trị bằng HIFU, khối u teo hoàn toàn.

          +Năm 2002, Uông Vỹ và đồng nghiệp điều trị u xơ tử cung bằng HIFU trên 6 bệnh nhân, kết quả cho thấy  4-12 tháng tái khám sau điều trị, bình quân thể tích khối u teo nhỏ 63,2%

          +Năm 2004, FDA phê chuẩn đồng ý điều trị u xơ tử cung bằng HIFU

          +Năm 2016, Bộ Y tế Việt Nam phê chuẩn đồng ý điều trị u xơ tửng cung bằng HIFU

- Tuyến tiền liệt phì đại lành tính và ung thư tuyến tiền liệt

          + Năm 1993, lần đầu tiên Bihrle và cộng sự ứng dụng điều trị phì đại lành tính tuyến tiền liệt bằng HIFU

          + Năm 1996, Gelet và cộng sự ứng dụng điều trị ung thư tuyến tiền liệt giai đoạn sớm

          + Năm 2005 Stefan trong hội nghị tiết niệu châu Âu lần thứ 20 đã báo cáo nghiên cứu điều trị 7000 bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt bằng HIFU tại Đức

          + Năm 2015 FDA phê chuẩn hai thiết bị HIFU dùng để điều trị mô tuyến tiền liệt

          + Năm 2016 Bộ Y tế Việt Nam phê chuẩn đồng ý việc điều trị phì đại lành tính tuyến tiền liệt bằng HIFU

- Ung thư gan

          + Việc ứng dụng điều trị ung thư gan bằng HIFU đã được thực hiện và nước đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng HIFU điều trị ung thư gan là Trung Quốc

          + Năm 2003 Li Chuan Xing và cộng sự điều trị 44 bệnh nhân  ung thư gan bằng HIFU cho kết quả: 87,3 % bệnh nhân thuyên giảm triệu chứng lâm sàng, 64,3% bệnh nhân có AFP giảm hơn 50% so với ban đầu

          + Năm 2009 Gao bai chun nghiên cứu trên bệnh nhân ung thư gan nguyên phát điều trị bằng HIFU cho thấy tỷ lệ sống sau 3 năm dao động tự 35%-75%

          + Một nghiên cứu năm 2012 của Wang Zhi và cộng sự cho thấy đối với bệnh nhân ung thư gan giai đoạn muộn, việc điều trị TACE kết hợp HIFU cho kết quả tốt hơn điều trị TACE đơn độc

 

 

 

Tài liệu tham khảo

1. Lynn J G. A new method for the generation and use of focused ultrasoundin experimental biology[J]. Journal of General Physiology, 1942, 26(2): 179-193.

2. Burov A K. High-intensity ultrasonic vibrations for action on animal and human malignant tumors[J]. Dokl Akad Nauk SSSR, 1956, 106: 239-241.

3. http://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf15/DEN150011.pdf

4.  Gelet, A; Murat, François-Joseph; Poissonier, L (2007). "Recurrent Prostate Cancer After Radiotherapy – Salvage Treatment by High-intensity Focused Ultrasound". European Oncological Disease. 1

5. 王 婧. 超声治疗肿瘤的机制与应用.(2011) I ab Med Clin,April 2011,Vo1.8,No.8

6. Sergeeva NS,Sviridova IK,Nikolaev AI ,et a1.Effects of various modes of sonication with low frequency ultra sound on in vitro survival of human tumor cells[J]Bulle tin of Experimental Biol Med,2001,131(3):184 186.

7. Ter Haar GR.High intensity ultrasound~J].Semin Lapa— rose Surg, 2001,8(1):77 89.

8. Vaezy S, Fujimoto V Y, Walker C, et al. Treatment of uterine fibroid tumour in a nudemouse model using high-intensity focused ultrasound[J]. American Journal of Obstetrics and Gynecologyl, 2000, 183(1): 6-11.

9. Zhang Yushi. High intensity focused ultrasound-hope for treatment for prostate cancer[J]. National Medical Journal of China, 2005, 85(21): 1488.

10. Gao Baichun, Zhuang Xingjun, Ye Yong, et al. Liver cancer treatment analysis of high intensity focused ultrasound[J]. China Medical Devices, 2009, 24(11): 87-88.