磁共振引导聚焦超声（MRgFUS）是一种非侵入性、无切口、无辐射的技术，用于消融体内深层组织。FDA批准用于治疗骨转移疼痛和部分批准用于骨样骨瘤后，该技术日益流行。MRgFUS提供软组织目标的卓越可视化，精确定位和传递热剂量，并在MR测温实时监测下进行。
高强度聚焦超声技术通过聚焦超声波产生高温，与磁共振引导结合，提高了软组织的可视化效果。MRgFUS技术能创建3D模型，优化预处理计划，并利用磁共振测温实时监控温度，提高治疗的安全性和有效性。这种方法已在医学领域引发治疗范式的转变。MRgFUS最初用于缓解放射治疗后骨转移疼痛，效果良好。目前，正在研究其治疗骨样骨瘤、小关节病和硬纤维瘤的潜力，并显示出希望。射频消融和冷冻消融可能伤及周围组织。MRgFUS技术精确消融小区域，保护邻近组织，特别适合软组织肿块治疗，减少放射治疗或手术风险。
一、MRgFUS技术
基本原则
MRgFUS 系统使用相控阵中的高能超声换能器将电信号转换为声波，典型频率范围为 200 kHz 至 4 MHz，声强度为 100 至 10,000 W/cm2。设备通常可以在大约 20 秒内将局部组织温度升高至 65 至 85 °C。
术前注意事项
术前需与麻醉团队协调，优化患者术后麻醉和疼痛控制。由于麻醉师可能不熟悉MRgFUS病例，早期沟通有助于他们了解病例特点，如患者体位和疼痛管理预期。疼痛管理需求因目标结构、病变大小和神经接近度而异。监测护理结合镇静、区域麻醉和全身麻醉均可有效。本机构采用全身麻醉治疗，必要时辅以局部麻醉以应对术后疼痛。
治疗装置
唯一获FDA PMA批准的MRgFUS设备是Insightec的ExAblate，配合GE超声使用。Insightec系统2004年获准治疗子宫肌瘤，2012年获准治疗骨转移。Profound Medical的Sonalleve设备与飞利浦MRI扫描仪配合，2020年获人道主义豁免批准治疗骨样骨瘤。
定位和安全
患者需转移至装有传感器的治疗台，并用尼龙带固定。衬垫防压伤和神经损伤。与手术室定位设备协调，提高治疗安全性，因标准MRI台填充不足，不适合长时间麻醉患者。
皮肤损伤风险取决于病变位置和能量大小，软组织肿瘤治疗能量更高。为保护皮肤，可将冷脱气水倒入患者与凝胶垫间，以减少声能集中吸收。检查MR图像时需注意气泡，可增加脱气水排除气泡。即使存在显著吸收，声能仍可传播至远场皮肤。反射声能在空气-皮肤界面可能引起严重热损伤。使用耦合装置（如冷水袋或凝胶垫）可助于分散声能并冷却皮肤。
治疗计划和监测
规划序列是在轴向、冠状和矢状方向上获得的。T1 加权或 T2 加权脂肪饱和成像是首选，具体取决于给定序列上目标病变的观察程度。然后将这些序列转移到带有软件工具的专用工作站，该工作站可以描绘皮肤、关键结构、骨骼和治疗的目标病变/区域（图 1）。
图 1.
骨转移。转移性透明细胞肉瘤患者左髂骨的轴向融合治疗前 FDG PET/CT，显示骨骼和邻近软组织内代谢亢进（白色箭头）。B治疗后轴向 T1 对比后图像显示消融区域内的相对增强不足，边缘增强最小
执行超声测试以校准几何和热剂量。软件随后提出一组可调整参数（能量、角度、频率等）的超声处理方案，用于热消融目标。MR测温序列监测治疗过程，显示温度变化。每个处理周期约60-90秒，消融尺寸从0.5厘米球体到4-5厘米长、1.5厘米直径圆柱体不等。
所有计划的超声处理完成后，T2 加权脂肪饱和序列可以显示术后水肿，这有助于预测患者的疼痛管理需求。通常还获得对比前和对比后 T1 加权脂肪饱和成像来评估非灌注体积，该体积近似于肿瘤消融的百分比。
二、适应症
1.骨转移疼痛
概述
癌症死亡率降低导致癌症患者增多，骨骼是常见转移部位。骨转移导致中度至重度疼痛，影响生活质量，中位生存期约48个月。标准治疗包括阿片类药物和EBRT，但存在副作用和反应率限制。MRgFUS作为一种安全有效的无创治疗方法被认可。
安全性和有效性
过去20年的临床研究和30多项荟萃分析表明，MRgFUS治疗疼痛性骨转移有效，1000多名患者疼痛显著缓解，不良事件发生率低（6%和1%）。治疗后疼痛评分下降，显示长期效果良好。另一项荟萃分析显示，MRgFUS治疗后止痛药物使用减少。
MRgFUS 治疗反应率与 EBRT 相似（范围 60-80%）。在一项比较MRgFUS与放疗的研究中，MRgFUS在1周内快速缓解疼痛，1-2个月后疼痛评分无显著差异。与放疗不同，MRgFUS治疗次数不受限制，适合放射难治患者。MRgFUS可克服放射抗性癌症挑战。联合放疗和高强度聚焦超声治疗的协同作用尚不明确，需进一步研究。
技术考虑
MRgFUS通过骨膜热去神经缓解疼痛，已在临床前研究中验证。骨骼吸收声能多于软组织近50倍，低能量水平足以消融骨病变。高能量密度可预测治疗效果，术中监测能量密度有助于优化疗效。MRgFUS方案可利用MR基PRF测温技术实时监测软组织温度，预测疗效。
MRgFUS适用于非关节骨骼和骶骨、腰椎、胸椎后部的局部骨转移。目标病变需距神经束、关节间隙、脉管系统和皮肤1厘米以上以确保安全。需评估骨折风险（Mirels分类）。治疗时，直接方法将超声中心置于骨-软组织界面以实现最大能量沉积和集中消融；或定位至骨表面深处以扩大消融区域，但能量密度降低。
2.骨样骨瘤
概述
骨样骨瘤是一种疼痛性良性骨肿瘤，通常发生在儿童和青少年长骨皮质中，最常累及股骨和胫骨，占所有良性骨肿瘤的10%。由于 > 90% 的疗效和良好的副作用，经皮计算机断层扫描引导射频消融 (CTgRFA) 已取代手术成为护理标准。近年来，MRgFUS 已成为一种安全有效的骨样骨瘤消融方法（图 2）。
图 2.
骨样骨瘤。一名患者的轴向 CT 图像显示，该患者在最初成功 CTgRFA 治疗骨样骨瘤后约 10 个月出现复发性夜间疼痛，并使用 NSAIDS 缓解。该圆圈显示了与复发或残留病灶一致的持续皮质下透明区域。B治疗前轴向 T1 加权 FSPGR 图像显示病灶位置有轻微高信号，以圆圈突出显示。C治疗前轴向 T2 FS 图像显示病灶部位微妙的骨髓水肿模式和上覆软组织水肿（以圆圈突出显示）。D治疗后轴向 T1 加权 FSPGR 对比图像显示，治疗病灶处轻度增强，而上覆软组织轻度增强，如圆圈突出显示。治疗后第二天患者的疼痛完全消失。
功效与技术
临床试验显示MRgFUS和CTgRFA治疗骨样骨瘤效果相当。一项29例患者的MRgFUS前瞻性多机构试验显示90%缓解率。另一项30例患者的非随机回顾性研究也发现相似的缓解率。2012-2022年发表的113项研究（353名患者）的荟萃分析显示，成功率为92.8%，轻微并发症发生率为0.85%。
患者选择对MRgFUS至关重要，因其无法提供活检样本。骨样骨瘤症状包括亚急性骨髓炎和肌腱或肌肉骨骼损伤。病灶小且难以观察，受切片厚度、间距和体积平均影响。采用3D T1加权快速破坏梯度回波序列，结合脂肪饱和度，以薄切片和短采集时间优化病灶可视化。
在我们的机构，通常采用约六次超声消融治疗骨样骨瘤。为增强声能穿透力，可采用重复或延长单次处理。然而，对于厚骨膜反应或髓内位置的骨样骨瘤，声能可能无法到达病灶，这些患者可能不适合MRgFUS治疗。
3.小关节病
概述
慢性腰痛（LBP）是致残常见原因，终生患病率84%。Facetogenic pain，或关节突关节痛，是脊柱疼痛的常见原因，常由关节突关节退行性变或损伤引起。诊断依靠诊断性阻滞，如内侧支阻滞，通过局麻药阻断神经传导来确定疼痛源。治疗包括射频消融术，适用于药物治疗无效或不耐受的患者。小关节骨关节炎在LBP患者中占15-45%。若保守治疗无效，可考虑关节内注射局部麻醉剂和/或皮质类固醇。注射既可缓解疼痛，也有助于诊断脊柱解剖位置和椎骨水平。尽管有效，此类注射通常只能提供暂时缓解，需每3-4个月重复一次。
小关节骨关节炎疼痛通常由关节囊引起的背支神经疼痛所导致。治疗手段包括针对背支正中分支或后小关节囊神经末梢的神经破坏。CTgRFA（微创聚焦热消融）通过探头定位于横突和上关节面交界处，对缓解长期和短期疼痛有效。MRgFUS（磁共振引导的聚焦超声消融）作为一种无创、无辐射的治疗方法，也显示出良好前景。
功效与技术
CTgRFA和MRgFUS在治疗面源性疼痛方面具有互补潜力。模型和动物研究已证实FUS的靶向能力和安全性。2022年，一项10名参与者的FUS试点研究显示，治疗成功率与CTgRFA相似。另一项对20名CTgRFA失败患者的MRgFUS研究显示，57.1%的患者疼痛缓解超过3个月，80%的CT改善患者报告MR改善。
MRgFUS缺点：1. 患者体型受限，因MR孔径和治疗台承重限制。2. 成本高，保险覆盖有限。3. 安全检查繁琐。4. 非条件植入装置患者不宜。5. 对于使用非条件心脏装置的患者，需额外专业人员参与手术。MR优于CT在描绘脊柱解剖，支持多平面成像。尽管MRgFUS治疗计划比CTgRFA复杂且耗时，但对手术安全至关重要。
4.硬纤维瘤
概述
硬纤维瘤是一种罕见的软组织肿瘤，年发病率为每百万人2-4例。尽管组织学上呈良性，但具有局部侵袭性和复发倾向。症状因受影响器官而异，手术切除是首选治疗方法，但复发率仍高达50%。辅助放射治疗可提高局部控制率至70%-80%，但有30%患者出现放射诱发的并发症。酪氨酸激酶抑制剂如索拉非尼的全身化疗反应率为33%，但伴随47%的中重度并发症。因此，近年来治疗方法已扩展到包括MRgFUS等非侵入性治疗作为硬纤维瘤的主要、辅助或挽救治疗手段。
图 3.
硬纤维瘤。在 MRgFUS 之前获得的治疗前轴向 T1 加权脂肪饱和对比序列显示，外侧髋部的质量均匀增强，优于大转子，与活检证实的硬纤维瘤（白色箭头）相一致。B MRgFUS 后立即执行的治疗后轴向 T1 加权脂肪饱和对比序列显示 85% 的消融面积，具有最小的残余边缘增强（白色箭头）。水囊（星号）位于右臀部的前面和侧面，以尽量减少皮肤受伤的风险
功效与安全性
在一项105名患者的多中心研究中，MRgFUS治疗腹外硬纤维瘤后，肿瘤体积减少34%，活肿瘤体积减少64%。86%患者疾病负担稳定或减轻，中位无进展生存期为17个月。副作用率36%，主要是轻度皮肤烧伤。MRgFUS安全性良好，可重复治疗，无需担心辐射剂量限制或继发性恶性肿瘤风险。为降低皮肤烧伤风险，可采用浅冷水浴、冷水袋和凝胶垫，并使用光纤温度探头进行实时温度监测。建议定期进行皮肤检查和间歇性冰冷却策略，特别是在远场皮肤。
MRgFUS治疗时，需考虑对邻近血管、神经等软组织热损伤的风险，以评估治疗意图和可行性。若硬纤维瘤远离关键结构，MRgFUS可完全消融肿瘤；若接近，则可用于控制生长。研究表明，即使重要结构如坐骨神经穿过病灶，MRgFUS也能成功消融，这是其他技术难以实现的。MRgFUS在治疗有症状硬纤维瘤方面中等有效，即使次全治疗也能实现良好的局部肿瘤控制，是放化疗的补充疗法。
5.其他适应症/未来用途
MRgFUS在肌肉骨骼疾病中的应用日益增多，已用于治疗膝骨关节炎和血管畸形疼痛。FURTHER研究评估其在骨转移治疗中的有效性和成本效益。MRgFUS也被研究用于软组织肉瘤和原发性骨恶性肿瘤治疗，以及神经系统疾病如原发性震颤。此外，MRgFUS可能适用于胰腺癌、前列腺癌和甲状腺结节等非肌肉骨骼病变。
三、结论
MRgFUS 是治疗各种肌肉骨骼疾病的有用工具。通过聚焦超声波，该技术可用于无创地消融骨质和软组织结构，以治疗良性和恶性疾病。MRgFUS 最常见的肌肉骨骼适应症是疼痛性骨转移、骨样骨瘤、小关节病和硬纤维瘤。非肌肉骨骼用途也在不断进步，主要用于治疗神经系统疾病，在治疗特发性震颤和帕金森病方面具有最有希望的临床结果。MRgFUS 改变 BBB 通透性的能力为开发颅内病理的辅助治疗和新型治疗带来了更大的潜力。
MRgFUS 是一项有前景的新兴技术，其实用性不断扩大到整个医学领域。
McGill KC, Baal JD, Bucknor MD. Update on musculoskeletal applications of magnetic resonance-guided focused ultrasound. Skeletal Radiol. 2024 Sep;53(9):1869-1877. doi: 10.1007/s00256-024-04620-8. Epub 2024 Feb 16. PMID: 38363419; PMCID: PMC11303439.
