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TED演讲 | 神奇的超声波手术——无创愈合

2016/11/14 来源:药明康德
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导读
在过去的13年里- 1,3,13年- 我作为以色列InSightech里一个优秀团队里的一员,协同世界各地的同道之士将一个新构想,一个理念——非侵入性手术从研究实验室带进日常临床应用。这将是我要谈论的话题 13年-在座各位当中有些人会对这个数字产生共鸣,对我来说就像第二次成年礼一样。


本文来源于药明康德微信公众号(ID:WuXiAppTecChina)

演讲实录:

在过去的13年里- 1,3,13年- 我作为以色列InSightech里一个优秀团队里的一员,协同世界各地的同道之士将一个新构想,一个理念——非侵入性手术从研究实验室带进日常临床应用。这将是我要谈论的话题 13年-在座各位当中有些人会对这个数字产生共鸣,对我来说就像第二次成年礼一样。

(笑声)

该梦想的实现是两项现存技术结合的结果:一个是聚焦超声,另一个是可视化磁共振成像技术。首先来谈谈聚焦超声。我手里是一个组织模型,由硅材料制成,透明的,便于大家观察。显而易见,它是完整的、完全透明的。 现在我们来到声学实验室,可以看到玻璃缸里的透视图,这是我在物理实验室里的装置。在右边,是一台超声传感器,当超声传感器对着模型内部发射出一束超声波束,你听见咔嗒声,就是能量要发射了。然后,你能看见模型内部出现了小小的损坏, 而周围一切都完好无损。损伤完全从内部形成,试想一下,如果这是你的大脑,我们要击中大脑内部的一处目标,我们可以在不伤及任何组织的情况下办到。我想,这是第一个符合犹太戒律的希波克拉底手术系统。

(笑声)

接下来谈谈超声波,超声波的力量。大家都知道超声波成像,还有体外震波碎石术。可以震碎肾结石,但超声波可以成为两者间的任何形态,因为它是一种机械力,它横穿组织时对其产生作用力,所以可以通过改变超声波的强度、频率、波长和脉冲波形来创造出从喷枪到铁锤的任何东西。接下来我要展示的是通过聚焦超声波,只用物理聚焦,在医疗领域中的多种应用。

使用聚焦超声波来治疗脑损伤并不是新理念,这个构想早在我出生之前就已经形成了。比如弗莱兄弟和拉尔斯・莱克塞尔, 后者因发明伽玛刀而闻名。但大家可能不知道,早在五十年代,他尝试利用聚焦超声波进行非侵入式前脑白质切断术。没有成功,于是他发明了伽玛刀。于是你会思索,为什么这些先辈都没有成功?因为一些关键的东西未被发现和使用,他们缺少成像技术,直到磁共振成像的发明,直到磁共振成像与聚焦超声波的合二为一,我们才能在解剖学和生理学上得到肯定答案,才可以执行完全无侵入、完全体内进行的手术。

这就是今天看到的未来手术室的样子,这是配有聚焦超声波系统的磁成像成套设备。我会给大家看一些例子,第一个位于大脑内部,可以通过聚焦超声波治疗的。一个神经性病症是运动障碍,比如帕金森氏症或者原发性颤抖症。这类疾病的典型症状,比如原发性颤抖症,就是吃麦片或喝汤的时候会把汤洒得到处都是,或者写的字没人能识别,必须依赖别人的帮助才能生活。

让我介绍一下约翰。约翰是一位退休的历史教授,来自维吉尼亚,患原发性颤抖症多年,药物治疗再无成效。许多类似的病人拒绝手术,因为需要开颅。大概四五个月前,他接受了一个实验性治疗。这个治疗在夏洛特斯维尔的弗吉尼亚大学获得了美国FDA的临床实验医疗器材许可,使用聚焦超声切除他视丘里的一个点。这是他的字迹。如果大家看得请的话,“6月20日” 。“2011年”这是他的字迹,接受磁共振治疗之前写下的。接下来我要带各位了解一下典型的手术流程,非侵入性手术的过程。

我们将病人平置于磁共振的手术台上,装上传感器,这里是针对大脑的。如果是其他的器官,就会用其他不一样的传感器。医生会先进行常规磁共振扫描。扫描对象呢?我手头没有指示棒,不过你看到这些绿色的类似矩形或梯形的部分吗?这可以说是治疗的大致区域,这是目标周围的安全区域,这是视丘中的手术对象。只要获取这些图片,并且医生也划出了所有必要的安全限制范围等等,他就会选取一个点——就是正中间箭头所指的那个圆点——然后他按下这个叫“声处理”的按钮。我们把注射能量这一步叫做声波降解法,医生唯一的体力活就是移动鼠标,鼠标是他在治疗过程中唯一需要的设备。

他按下“声处理”,接下来请看传感器,就是淡蓝的部分。头颅和传感器之间是水传感器释放出能量,提高温度。我们首先得确认是否命中目标,因此第一次超声波降解发射能量较低,不会产生任何伤害,只会把温度提高几度而已。磁共振的一个独特功能就是非侵入性温度测量,这是磁共振的特有功能,一般不会用于常规的造影诊断,但我们可以使用它取得实时的解剖影像和温度走势图。可以看到图像上的这些点,温度被暂时提升至43摄氏度,这不会造成任何伤害,但重点是我们命中目标了。一旦医生确定聚焦点击中选定目标,下一步便是高能切除。如图所示,温度上升到55到66摄氏度,如果这种状态持续超过一秒,基本上就足够摧毁细胞中的蛋白质了。

这是病人眼中的术后结果——治疗结束的当天,症状立刻消失了!(掌声) 谢谢,约翰是众多有胆量和勇气参加这项研究的志愿者之一,需要知道的是 ,当他们决定冒这个险时,他们心里想的是什么?约翰写下这些之后,他说:“太神奇了!” 他的妻子说:“这是我一生中最开心的时刻。“ 也许你不理解我想说的是为什么我们要维护生活的质量?这些人失去独立生活的能力,他们要依赖于别人,而约翰现在完全不用依靠别人了。他恢复了正常人的生活:他会去打高尔夫球,就像很多人在维吉尼亚的退休生活。好,请看这里的雾状物,在大脑中间大约3毫米处没有任何外部损伤,他没有任何神经损伤,没有康复期。什么都不用,他直接恢复到正常生活!

下面我们要谈论一个痛苦的话题,疼痛可以让生活变得很悲惨。人们承受着各种各样的痛苦,比如神经痛、腰痛、骨转移带来的癌症疼痛,当癌细胞转移进入你的骨髓,有时候会非常非常痛。我谈到的这些痛症都已经被证实,可以通过聚焦超声技术非常快速地治愈,可以一下子消除疼痛。下面我想介绍一下PJ,他是个农民,78岁了。他的疼痛来自臀部,他的癌细胞转移到了臀部右侧,即使有药物治疗,他也无法坐下。他停止了任何劳作,接受了放射治疗,最先进的放射治疗,但毫无帮助。很多病人倾向于放射治疗。

但他决定参与我们这个在世界范围内进行的重大研究项目,当然也包括美国。是他的妻子带他来的,他们从农场开了大概三个小时的车。他得坐在一个垫子上,一动都不能动,不然就会很痛。他接受了治疗,回家路上,他就能自己开卡车了!这再次证明,治疗瞬间就消除了疼痛瞬间。你可以体会,当病痛解除时,这些病人和他们家人的感受。他又开始了每天在农场的劳作。他开着拖拉机,骑着马定期去山间小屋,从此一直都很开心。

但现在你会问我,那么对癌症的宣战呢?我们要看看对于那些首要癌症,这个研究能做些什么呢?我这儿有好消息,也有坏消息。好消息是:我们能做的有很多。这点美国以外地区已经得到证实,但是在美国的话,非常棘手。似乎没有全民为之请愿或视其为国民目标来推进,事情就没法办成。我不这样认为,这不仅是制度法规的问题,还有现行的实证医学体系下要投入的巨额资金以及临床试验的规模等等,都成为了实现目标的阻碍。

研究的首要两项应用是乳腺癌和前列腺癌。这两种是癌症中首先使用聚焦超声波治疗的。乳腺癌的治疗结果显示比手术效果更好,不过有个消息提供给在场男士。听说吉兰昨天在这里探讨了前列腺癌治疗的不良症状,通过使用磁共振成像和聚焦超声波技术,我们有一个全新的治疗前景。因为我们可以考虑前列腺肿瘤切除——治疗局部病变而不用切除整个腺体,这样就避免了性功能丧失和尿失禁问题。其他的一些出现在腹腔的癌症相当致命,可以说很致命,胰脏、肝脏、肾脏里。治疗的困难是,病人是完全清醒的,在我们所有的治疗中,病人完全清醒可以和医生交谈。困难就是我们得让磁共振成像实现实时成像。这不容易,我们花了两年做到。

现在有一个带给女士们的消息。2004年,美国FDA已经批准了磁共振成像引导聚焦超声波技术,应用于子宫肌瘤的临床治疗。女性常受此病痛折磨,肿瘤会导致经期大量出血、腹部张痛、背痛、尿频,有时甚至会导致无法受孕。这位女性住在法国,她被诊断出长有一个柚子大小的子宫肌瘤,这是很大的子宫肌瘤。医生建议她切除子宫,但对于期望怀孕的人来说这是无法接受的选择。她在2008年选择了接受聚焦超声波治疗,2010年她成了一个健康宝宝的妈妈!就这样一个新生命诞生了!

(掌声)

最后,我想要给各位留下四个信息:首先试想一下,非侵入式手术可以让多少病人脱离苦海?可以帮助他们的家人、社区,还有社会减轻多少经济和情感上的负担?我想应该也减轻了医生的负担。另外请想象一下,医患之间形成了一种新的关系:当病人躺着手术台上,他是完全清醒的甚至可以监督治疗。在我们的治疗中,病人握着一个解除手术的按钮,病人可以随时中止手术。

带着这些讯息,最后我想感谢各位的聆听!

(掌声)


▲本期演讲者Yoav Medan博士是以色列InSightec公司的首席系统架构师,他的研究领域是MRI引导的聚焦超声技术。(图片来源:TED官网)

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