超声波是一种频率高于可听声波范围的机械波。用于超声聚焦治疗的超声波频率通常在0．2~5 MHz之间，通过抛物状反射器的聚焦产生高强度超声频率，集中于体内的肿瘤部位，形成高能量密度的焦域，通过高热效应、空化效应等物理作用，达到破坏肿瘤的目的。高温破坏的结果，使肿瘤凝固性坏死和慢性炎性浸润，坏死组织通过自体的自然代谢被逐渐吸收。
聚焦超声治疗肿瘤的机理主要有：
(1)热效应：利用了聚焦原理，于体外将很多的高能量超声波束发射到人体并聚焦到肿瘤组织后，超声能量转化为热能，使其温度瞬间达到70～100°，使聚焦点的肿瘤组织凝固坏死，肿瘤细胞破坏死亡，而正常的组织则丝毫无损。一般认为65°是迅速杀灭肿瘤细胞的最佳温度。
(2)空化效应：超声波穿人人体组织内，生成无数极细小的气泡，微气泡在完全闭合时会产生自中心向外的内爆，其具有的强大压力使细胞的结构在超声波的作用下震荡、收缩、崩溃，造成细胞死亡。
(3)微血管栓塞、凝固坏死：聚焦超声治疗可破坏直径<0．2mm的肿瘤血管，对于大血管因其血流丰富而相对安全，造成肿瘤的微循环障碍，使肿瘤组织缺血，变性坏死。同时由于聚焦超声治疗造成肿瘤组织凝固坏死，阻断了肿瘤产生血管再生因子或使血管再生因子失去活性，有效地抑制肿瘤再生和浸润转移。
(4)其他效应：包括瞬间强大的机械波作用，导致组织细胞压缩与快速膨胀交替变换，使细胞结构破坏、死亡。治疗后肿瘤坏死组织可刺激机体产生肿瘤抗体，对肿瘤的转移有抑制作用。另外聚焦超声治疗可提高放、化疗的疗效。
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