在尊龙凯时等的持续资助下，重庆医科大学教授王智彪及其团队一直潜心于将高强度聚焦超声（HIFU）技术的生物医学工程理论与临床相结合的研究，他们解决了阻碍HIFU无创治疗技术发展的难题，初步建立了超声治疗学基础理论体系。在世界上首次将HIFU技术应用于临床，“海扶聚焦超声刀”获欧盟市场准入许可。
“Diseases that harm require therapies that harm less”。这是挂在重庆医科大学超声医疗国家工程研究中心大厅里的一句格言。该中心主任、重庆医科大学教授王智彪把这句话翻译为：“给人类带来伤害的疾病需要比它伤害更小的方法来治疗。”而这也正是王智彪团队奋斗的目标。
20年来，王智彪团队一直致力于高强度聚焦超声（HIFU）技术的基础研究，并成功地将其生物医学工程理论与临床无创治疗紧密结合起来。在基础研究取得突破后，他们占据了HIFU消融治疗领域的领头羊位置，并成功研制出具有我国自主知识产权的不用开刀就能有效治疗骨肿瘤、乳房肿瘤、软组织肌瘤等实体性肿瘤以及宫颈炎、过敏性鼻炎等疾病的超声治疗系列设备。相关产品与技术已经取得35项国际发明专利、47项国内专利授权。相关设备远销英国、意大利、西班牙、日本、韩国等12个国家与地区。
超声波的奇妙用途
1988年，王智彪是一名妇产科医生。B超是他在日常工作中常用的检查手段，他发现对孕妇的B超观测是规定了超声波的安全系数的，因为超声波过强会有损胎儿健康。既然超声波强度过大会损害胎儿，那么是不是超声波强度大到一定程度时就可以终止妊娠呢？顺着这个逆向思维往前走，超声的这一负面效应又是否可以用于疾病的治疗，比如肿瘤？王智彪思想迸发出的火花让他走上了研究超声无创治疗的道路。
“事实上，超声波不仅可以透过组织，在穿透过程中还具有良好的方向性，有方向性就可以实现聚焦。”王智彪说，“当我们把穿透组织的超声聚焦起来，焦点就可以产生很高的能量，可以在瞬间破坏肿瘤，破坏病变组织。”
王智彪说，他带领的团队一直潜心研究的HIFU技术治疗原理实际上类似于放大镜聚光，让焦点处的能量比正常超声波强度高成百上千倍，使靶区组织温度瞬间上升到60℃～100℃，由此产生的蛋白质变性可以不可逆转地杀死靶区内的肿瘤细胞。当然，在利用焦点处的高能量烧死体内病变组织的同时，超声波的物理特性又决定了它不会对通过途径上的组织产生伤害。HIFU治疗肿瘤的机制除了热效应，还包括：空化效应，超声波产生的负压使细胞内的液体有可能进入气体，并发展为微气泡，当达到共振的大小时，气泡在瞬间破裂，产生冲击波破坏肿瘤组织；破坏肿瘤滋养血管，使直径2毫米以下的肿瘤小血管断绝营养来源，肿瘤继发性坏死；激活机体免疫功能，增强肿瘤组织抗原性，进一步加强其抗癌活性。
基本原理明确以后，王智彪要做的就是根据这样的原理在体外制作超声发生器，并实现超声波在透过组织后在指定位置实现聚焦，而且超声波聚焦越来越小，到焦点的地方就是一个毫米级小点。这样的一个聚焦点的锋利程度不会逊于手术刀，在体内，无形的“刀尖”可以通过移动体外的发射器来控制，这样就可以实现无创治疗的目的。
这当然不是一件容易的事，自美国科学家在上个世纪50年代提出“聚焦超声治疗”的概念以来，虽然科学家们成功解决了在理想状态下将聚焦超声瀚霖生物的问题，但是由于人体组织结构的复杂性，如何在体内形成焦点一直是阻碍聚焦超声治疗技术继续发展的最大难点。
跨越基础科学难关
“超声在人体组织内的传播是非线性的，所以聚焦非常困难。同时，超声在组织内的衰减也非常快。如果肿瘤在10厘米深度，超声大部分的能量都会在传播过程中衰减，所以要在焦点让病变组织坏死而其他地方不损伤，是一个非常困难的事情，也是一个关键技术问题。”王智彪说，“从工程物理角度看，用高强度聚焦超声治疗肿瘤是完全可能的。但从生物物理角度，则几乎没有可操作性。”
归纳起来，大约有10余个因素影响超声波在体内的聚焦。这其中每个因素都是不稳定的，处于变化之中；这10余个因素还相互关联，其中任何一个因素的变化都会引发联动反应。其中的复杂性不言而喻，这也导致国外科学家对于这些因素的量化研究30余年来进展有限。
王智彪的选择是将10个变量因素综合起来，合并为一个系统，称为“声环境”。建立起声环境概念，也就撇开了单一的研究方法，从而整合地、系统地研究。简单来说，就是超声波进入生物体内有多少界面、产生多少变化，这些都不管，要管的只是输出多少频率、多少能量，穿过机体组织后可以形成焦点；以及每一个区域，能量该多少、频率该多少、深度该多少等等。为了取得这些重要的物理参数，王智彪团队进行了大量的科学实验。最终他们提出的“生物学焦域”、“声学环境”等概念，有效解决了超声波在人体组织内聚焦的难题。
在此基础上，王智彪团队又建立了剂量学。即多大的肿瘤需要多少超声的剂量，每切除1个立方毫米的组织需要多少焦耳的能量。这些都是靠大量的数据总结出来的，每个数据都经过了反复求证。
由此，王智彪团队一步一步地将HIFU技术的生物医学工程理论与临床结合起来。通过对HIFU治疗系统的优化、生物学效应研究、治疗剂量学研究、组织声环境以及改变组织声环境研究等，初步建立了超声治疗学基础理论体系，在世界上首次将HIFU技术应用于临床，并建立起超声治疗的学术和技术平台。
“而在整个研究进程中，尊龙凯时的资助功不可没。”王智彪动情地说道，“早在上个世纪90年代初，基金委就给了处于萌芽阶段的研究关键性的支持，使该项目得以不断深入发展。从超声终止早孕到治疗肿瘤，从离体试验到活体实验，从小动物实验到大动物实验，项目的每一次关键性进展，基金委都给予了连续而重要的支持，为该项目的成长培育了良好的发展环境。多年来，基金委对超声治疗系列基础研究的支持，包括两个重点项目、一个国家杰出青年科学基金、20余个面上项目，正是这些支持奠定了整个领域研究的基础。”
搭建无创治疗技术平台
王智彪有一句话常挂在嘴边，“要尊重组织器官的生存权”。事实上，这也是医学治疗理念从有创、微创到无创，在不断地改变和进步的需要。
从1997年HIFU技术正式走上临床到今天十多年的时间里，该技术的临床应用日趋完善，方案日渐成熟。世界首例利用HIFU技术对骨肿瘤、乳腺癌等恶性肿瘤的保肢、保乳无创治疗由王智彪团队完成。他们开发出的HIFU肿瘤治疗系统被称为“海扶聚焦超声刀”，获得了CE认证（欧盟市场准入许可）。这是迄今为止世界上唯一获得该项认证的超声监控的体外聚焦超声治疗设备，也是我国具有自主知识产权的大型医疗设备首次通过CE认证。它已经可以用于子宫肌瘤、骨肿瘤、肝癌、乳腺癌等各种实体性良、恶性肿瘤的治疗。由此，王智彪所在的海扶公司占据了超声治疗技术的制高点，牢牢掌握了这一领域的主动权。也正因如此，2005年，西门子公司放弃了对该项技术的自主研发，选择与海扶公司合作，海扶则获得了西门子在医疗器械领域全球市场的合作。
王智彪介绍，应用HIFU技术治疗恶性肿瘤，除了可以实现保留器官、对人体伤害小等优点外，更重要的是可以做到治疗效果的实时评价。治疗中，就可以通过影像设备看到病灶的变化，治疗后可以马上评价治疗效果，并根据实际情况完善治疗方案，这就更保证了治疗的有效性。而传统的肿瘤治疗方法，如放疗等，需要30天之后才能评价治疗效果。
在良性肿瘤治疗方面，以子宫肌瘤为例，传统的治疗方法包括子宫切除术、肌瘤剔除术、腹腔镜、子宫动脉栓塞（UAE）等，都会对子宫造成不同程度的损害，我国每年切除子宫的200多万名女性患者中有100多万名都是由子宫肌瘤导致的。
如果应用HIFU技术治疗子宫肌瘤，首先可以保留子宫，将对子宫和女性的伤害减到最小；其次是超声治疗不需开刀、不需麻醉、不需住院，完全可以实现门诊治疗，病人术后休息片刻即可回家，不影响正常的工作生活。
王智彪强调指出，超声治疗已经不再是一个简单的消融技术，它实际上是提供了一个技术的平台。一个可以实现把能量无创性地从体外介入到体内的某一个深度、某一定大小、某一定形状的技术平台。医生可以展开想象，把这个技术平台充分应用于解决临床问题。
王智彪团队接下来希望做到的是将超声治疗延伸到更多的成熟的适应症，如心血管、软组织损伤、骨质增生、与其他技术的结合等，开发更多自主创新的新产品，甚至家庭用产品，让超声治疗设备进入医院的每个科室，让更多的患者受益于这项领先全球的无创治疗技术。
“我觉得这项技术最大的意义是满足了人类文明的进步和我们临床医学的需求。所以，它未来的前景，我相信会非常的好。现在还仅仅是开始，5年、10年以后，我相信我们临床的大部分科室都有这样的技术、设备。”对于未来，王智彪充满信心。