Ультразвуковое лечение рака: звуковые волны борются с опухолями

На протяжении многих лет, врачи и технические специалисты, выполнявшие медицинские УЗИ процедуры рассматривали пузыри с настороженной озабоченностью. Явление кавитации — образование и схлопывание крошечных пузырьков газа из-за изменения давления — считалось нежелательным и практически неконтролируемым побочным эффектом. Но в 2001 году исследователи из Мичиганского университета начали изучать способы использования этого явления для разрушения раковых опухолей и других проблемных тканей.

Проблема заключалась в том, что создание и контроль кавитации приводило к выделению тепла, которое наносило вред здоровым тканям за пределами целевой области. Чжэнь Сюйкоторый работал над докторской диссертацией. в биомедицинская инженерия в то время бомбардировал ткани сердца свиньи в резервуаре с водой УЗИ когда она совершила прорыв.

Ключевым моментом было использование чрезвычайно мощного ультразвука для создания отрицательного давления более 20 мегапаскалей, создаваемого короткими импульсами, измеряемыми в микросекундах, но разделенными относительно длинными промежутками, от миллисекунды до полной секунды. Эти параметры создавали пузырьки, которые быстро формировались и разрушались, разрывая близлежащие клетки и превращая ткань в своего рода жидкую массу, избегая при этом накопления тепла. В результате получилась форма без разреза. операцияспособ уничтожить опухоли без скальпелей, радиацияили нагреть.

«Эксперименты сработали, — говорит Сюй, ныне профессор Мичигана, — но я также уничтожил ультразвуковое оборудование, которое использовал», которое было самым мощным из доступных на тот момент. В 2009 году она стала сооснователем компании ГистоСониксчтобы коммерциализировать более мощные ультразвуковые аппараты, протестировать лечение различных заболеваний и сделать процедуру, называемую гистотрипсией, широко доступной.

Пока что приложение-убийца борется рак. В 2023 году система Эдисона HistoSonics получила FDA одобрение для лечение опухолей печени. В 2026 году врачи заключат ключевое исследование рака почки и подать заявку на одобрение регулирующих органов. Они также запустят крупномасштабное исследование по лечению заболеваний поджелудочной железы. раксчитающаяся одной из самых смертоносных форм заболевания с пятилетней выживаемостью всего лишь 13 процентов. Эффективное лечение рака поджелудочной железы могло бы стать большим достижением в борьбе с одним из самых смертоносных злокачественных новообразований.

Преимущества гистотрипсии для лечения рака

HistoSonics — не единственный разработчик устройств или методов гистотрипсии, но она первой выпустила на рынок специально созданное устройство. «То, что разработала HistoSonics, — это симфония технологий, сочетающая в себе физику, биологию и биомедицинскую инженерию», — говорит Брэдфорд Вудинтервенционного радиолога из Национального института здравоохранения, не связанного с компанией. Его инженерные усилия охватили несколько дисциплин по созданию роботизированных систем с компьютерным управлением, которые превращают физические силы в терапевтические эффекты.

За последнее десятилетие исследования подтвердили или обнаружили другие преимущества гистотрипсии. Благодаря точной калибровке фиброзная ткань, например кровеносные сосуды, может быть защищена от повреждений даже в целевой зоне. И хотя другие неинвазивные методы могут оставить рубцовую ткань, разжиженный мусор, образовавшийся в результате гистотрипсии, удаляется естественными процессами организма.

В ранних исследованиях HistoSonics по лечению рака поджелудочной железы врачи использовали фокусированный ультразвук импульсы для абляции или разрушения опухолей глубоко внутри поджелудочной железы. «Это большое достижение для всей области — показать, что можно удалять опухоли поджелудочной железы и что это хорошо переносится», — говорит Tatiana Khokhlovaисследователь медицинского ультразвука из Вашингтонского университета в Сиэтле, который работал над альтернативными методами гистотрипсии.

Хохлова говорит, что ключом к использованию преимуществ гистотрипсии «будет сочетание абляции первичной опухоли поджелудочной железы с какой-либо другой терапией». Комбинированное лечение может помочь в борьбе с рецидивирующим раком и крошечными опухолями, которые может пропустить ультразвук, а также получить неожиданную пользу.

Гистотрипсия, как правило, стимулировать иммунный ответпомогая организму атаковать раковые клетки, на которые не воздействовал непосредственно ультразвук. Механическое разрушение опухолей, вероятно, оставляет после себя узнаваемые следы раковых белков, которые помогают иммунной системе научиться идентифицировать и уничтожать аналогичные клетки в других частях тела, объясняет Вуд. В настоящее время исследователи изучают способы сочетания гистотрипсии с иммунотерапией, чтобы усилить этот эффект.

По словам генерального директора HistoSonics, способность компании исследовать потенциал лечения различных заболеваний со временем будет только улучшаться. Майк Блю. У компании есть свежие ресурсы для ускорения исследований и разработок: новая группа владельцев, в которую входит миллиардер Джефф Безос, приобретенный HistoSonics в августе 2025 года при оценке в 2,25 миллиарда долларов США.

Инженеры уже тестируют новую систему наведения, которая использует своего рода Рентгеновские лучи скорее, чем ультразвуковая визуализациячто должно расширить варианты использования. Команда исследований и разработок также разрабатывает систему обратной связи, которая анализирует эхо-сигналы терапевтического ультразвука для обнаружения разрушения тканей и интегрирует эту информацию в изображение в реальном времени, говорит Блю.

Если эти достижения оправдаются, гистотрипсия может выйти далеко за рамки печени, почек и поджелудочной железы в борьбе с раком. То, что началось как любопытство по поводу пузырей, вскоре может стать новой опорой неинвазивной медицины — будущего, в котором хирурги будут владеть не скальпелями, а звуковыми волнами.