聚焦超声在临床上也称治疗性聚焦超声(therapeutic focused ultrasound)，它以无切口、无侵袭性、无放射性以及高准确性和强度可变性正越来越受到脑研究者的喜爱。在脑疾病的治疗中，尽管相关的综述报道越来越多，但整体来说在迅速发展的同时其临床应用仍处于初始阶段^[1]。磁共振作为定位装置已成为聚焦超声治疗脑疾病过程中不可或缺的影像设备。聚焦超声的治疗原理是通过超声波对靶组织给予不同方式的精确毁损以达到治疗的目的，治疗组织的靶标大小可以从1×1.5 mm² 到10×16 mm² 不等。

聚焦超声对脑组织的作用方式：①产热作用：脑组织在加热的情况下，组织蛋白发生变性从而使脑组织或脑肿瘤组织的细胞死亡。聚焦超声就是通过一个超声转换器将散在的超声聚集起来，集中于一定靶组织，而使用的超声剂量可以被准确操控^[2]。②机械性破坏(也称组织摧毁术)：聚焦超声即使在无热的作用下，可以通过气穴现象(cavitation)产生机械性破坏，即高强度的聚焦超声产生的脉冲能够破坏细胞膜，使脑组织细胞液化坏死或被失能(annihilation)，然后高精度作用于靶组织，对周围组织影响很小，超声产生的气穴现象可以在超声图像中看到，所以是可以准确破坏和监测的^[3]。③破坏血脑屏障：聚焦超声可以通过准确调整剂量造成血脑屏障的可逆性或不可逆性的破坏，尤其是属于单层细胞的毛细血管内皮细胞比较容易被破坏，这种方式使药物治疗排除了血脑屏障的干扰，有助于提高组织区的药物浓度^{[4, 5]}。④神经调理作用：神经元可以在热和机械性破坏的情况下，其功能可因为热能或/和脉冲波的作用下产生可逆性的神经信号的阻断和传递，这种作用有利于控制癫痫和运动性震颤。另外也可以通过对超声剂量的调整来刺激神经元，触发电活性^[6]。⑤血管收缩现象：脑血管在聚焦超声作用下产生收缩，超声产生的热能同样可以使脑血管产生收缩，导致血凝变化，从而引起血管阻塞或闭塞^[7]。⑥血栓溶解：将聚焦超声作用于血栓，通过振动对血栓周围产生机械性破坏，使血栓破碎和溶解^{[8, 9]}。⑦超声动力学：聚焦超声可以通过激活对超声敏感的化学物质如5-ALA 对脑细胞和靶细胞产生破坏，从而达到治疗目的^[10]。⑧免疫调理：聚焦超声可以通过三种方式调理肿瘤细胞。⑴肿瘤细胞被超声刺激引起应激反应，使危机信号反应物质如HSP60和HSP70 以及ATP等发生超调节^[11]；⑵细胞激素VEGF和TGF-β等的减少缓解肿瘤诱导的免疫抑制^[12]；⑶癌细胞被超声破碎后的碎片作为抗原，犹如起到免疫疫苗和肿瘤抗争作用，抑制肿瘤发生^[13]。

聚焦超声在脑疾病中的应用：聚焦超声对脑疾病的治疗可以追朔到上世纪50年代，Fry等^[14]利用高强度聚焦超声治疗运动性疾病如巴金森氏症等，只希望对相应的靶区进行超声治疗而不伤及邻近区域。为了减少颅骨对超声吸收和折射的影响，故在开颅术同时进行脑深部病变的超声治疗。后来通过对颅骨周围的冷却和变换超声强度以解决颅骨的热效应和吸收等问题后，目前主要方式是在MRI导向下进行调整性聚焦超声治疗，就是根据颅骨厚度和治疗靶区位置，调整剂量。目前临床研究比较多的有如下几方面疾病：

1 原发性震颤

是最常见的运动障碍性疾病之一，常表现姿势性和/或运动性震颤。Chang等^[15]对11例重度原发性震颤在MRI导向下对丘脑腹中间核(VIM)进行聚焦超声治疗，发现有8例病人有所改善，但没有解决好颅骨对超声的影响，致使应有的热能不够理想。美国弗吉尼亚大学Elias^[16]采用较低频率的聚焦超声成功解决了对颅骨的影响，对15例难治性原发性震颤进行单侧MRI导向下聚焦超声治疗，治疗的靶区也是VIM，结果对侧手的震颤有75%得到了改善，一年的随访发现有85%的病人减低了残疾程度，改善了生活质量。

2 巴金森氏病(parkinson’s disease)

PD 是一种严重的进行性的神经变性疾病，主要表现有震颤和僵直样动作。以前的方法是深部脑刺激(DBS)，靶区为下丘脑和苍白球。但近来Magara等^[17]用MRI 导向聚焦超声对13例病人进行单侧苍白球治疗，靶区平均温度为52℃~59℃，治疗结果用统一巴金森氏症评分法(UPDRS)评估，结果发现高强度超声治疗效果比低强度超声治疗较好，与DBS治疗效果相当。

3 脑瘤

Ram等^[18] 在进行开颅术的同时，率先使用MRI导向聚焦超声治疗脑胶质瘤。后来McDonnald等^[19]在不开颅的情况下使用MRI 导向聚焦超声治疗难治性脑胶质瘤，当时的结果是没有记录到组织衰减，也就是效果不明显。但遗憾的是为了安全起见，他们并没有增加超声剂量和治疗时间。Sheehan等^[20]重新整理了聚焦超声可能对脑瘤产生的各种机制，期待出现更好的结果。

4 神经源性疼痛

Martin等^[21]使用650kHz聚焦超声对难治性神经性疼痛进行MRI导向聚焦治疗，靶区为内侧丘脑，没有进行开颅术，结果靶区出现了组织衰减。9例不同原因引起的神经性疼痛如特异性三叉神经痛等给予不同温度(从51℃～60℃)的聚焦超声治疗，好转率为68%。然而Monteith^[22]等采取同样方法对三叉神经痛进行治疗，结果发现颅底的热效应难以避免。

5 其他

Harnoff等^[23]试图通过动物实验，利用MRI导向聚焦超声治疗出血性中风的脑内血肿，结果溶解的血肿区热效应的温度提高不明显。Fry等^[24]等早期对高强度和低强度的聚焦超声对神经元生理活性进行实验研究，认为聚焦超声可以对神经元活性产生可逆性改变，从而对神经元生理活性进行可控性操作。Yang等^[25]利用聚焦超声产生的气穴现象机械性地破坏血脑屏障(BBB)，利用鼠的脑肿瘤模型使那些不能通过BBB的基因治疗及分子成像变得更有效。Jung等^[26]利用聚焦超声对患有强迫性精神病的患者进行治疗，靶区为内囊前肢，结果成功地使内囊前肢出现组织衰减，并认为这与脑白质脱髓鞘改变有关。

MRI导向聚焦超声在治疗运动性疾病和脑肿瘤方面取得的成绩将鼓励更多的研究者深入这个领域，尽管这种治疗已经出现与治疗靶组织相关的感觉和运动平衡障碍等副作用^{[16, 19]}，但这可能与聚焦超声的热反应及临床经验有关，我们相信由MRI 精确定位下的聚焦超声治疗不仅对功能神经外科是突破性的进展，而且对脑肿瘤等的神经外科手术治疗及药物改良方面也将是一种挑战。