Ultrasonido focalizado de alta intensidad

El ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU, MRgFUS o Resofus por sus siglas en inglés, High-Intensity Focused Ultrasound) es un tipo de terapia por ultrasonido que consiste en la aplicación de un haz de ultrasonido de alta frecuencia y alta energía para producir destrucción celular o necrosis de las células objetivo por elevación de la temperatura entre 55-100 °C (ablación térmica). Con la particularidad de que los tejidos colindantes no quedan afectados. La destrucción celular se produce muy selectivamente y con forma ovalado, en los transductores más avanzados el volumen del foco llega ser de 2x2x15 mm³.

Con dichas cualidades la medicina lo aplica para tratamiento de tumores sólidos benignos y malignos. Se trata de una técnica no invasiva con todas las ventajas que conlleva para el paciente y el equipo médico.

Historia

El origen del HIFU no es reciente, se remonta a los años 1950 en los EE. UU., donde empezaron las primeras investigaciones por parte de Lindstrom y los hermanos Fry en cerebros de animales. Fue posteriormente cuando algunos discípulos chinos, de los investigadores americanos se situaron al frente de las investigaciones de esta tecnología hasta llegar, a principios de los años 1990, al uso clínico en pacientes reales. El MRgFUS guía el haz de ultrasonidos mediante imagen térmica en tiempo real guiada por Resonancia Magnética, gracias a este nueva técnica es posible conseguir una alta precisión en la sonicación así como control de la temperatura de ablación.

Mecanismos de acción

Primarios
- Vibración mecánico
Secundarios
- Cavitación
- Apoptosis
- Transmisión no lineal del ultrasonido

El objetivo de los sistemas HIFU y MRgFUS es elevar la temperatura del punto a tratar por encima de 55-60 °C durante 1 s o más tiempo, para producir necrosis coagulativa y la inmediata muerte celular. Se utiliza ultrasonidos de alta frecuencia y alta potencia con el haz enfocado en un sólo punto focal. Los ultrasonidos generan calor como resultado de agitación microscópica al atravesar los diferentes tejidos. Por lo tanto la energía mecánica de la onda ultrasónica es absorbida como energía calorífica. Además de este efecto principal existen otros efectos biológicos y mecánicos secundarios que participa en la necrosis coagulativa, fundamentalmente la cavitación, la apoptosis y la propagación no lineal de ultrasonido.

La cavitación se puede definir como la creación de gas en un campo acústico, como por ejemplo el movimiento oscilatorio de una burbuja de aire dentro de un medio líquido al exponerla a un campo acústico. Con la suficiente compresión y expansión del tejido se obtienen burbujas de aire. Estas burbujas de aire interactúan con el ultrasonido produciendo un flujo líquido que puede dañar superficies sólidas.

La terapia con HIFU puede producir muerte celular por lesión directa de ADN, que de hecho es el mecanismo primario de muerte celular por hipertermia.

Los efectos no lineales de ultrasonido se deben a la modificación de la onda de ultrasonidos dentro del tejido por su heterogeneidad y contribuye al aumento de temperatura.

Clasificación

Existen básicamente 2 tipos el sistema de guiado: - HIFU Guiado por resonancia magnética (MRgFUS) - HIFU guiado por ultrasonidos o ecógrafo (USgFUS)

HIFU guiado por resonancia permite una imagen más clara de la zona a tratar del paciente pero no permite visualización a tiempo real. Con lo que los posibles movimientos del paciente podrían perjudicar al tratamiento. Se monitorizan los cambios de temperatura de los tejidos para determinar los efectos de HIFU. El transductor de tratamiento tiene poca movilidad debido a su integración con la máquina de resonancia magnética. Se necesita una sala acondicionada especialmente para resonancias magnéticas.

HIFU guiado por ultrasonidos o ecógrafo permite una exploración en tiempo real y se observan los cambios en los tejidos mediante cambios en la escala de grises de la imagen ecográfica. La instalación de la máquina USgFUS es la de una sala convencional.

Indicaciones

Las indicaciones de la terapia HIFU son numerosas y muchas más quedan a la espera de ser investigadas.

Fibromas uterinos
Fibroadenomas de mama
Cáncer de hígado
Metástasis
Tumores óseos (tratables sólo si el oseosarcoma rompe la cortical)
Cáncer de riñón
Cáncer de páncreas
Cáncer de mama
Tumores de partes blandas
Carcinoma de vejiga
Tumores en la cavidad pélvica
Tumor retro-peritoneal
Tratamiento Paliativo para cánceres avanzados
Tumores residuales después de cirugía sin resultados y sin posibilidad de repetición
Tumores de próstata

Ventajas

Seguro
Preciso
Guiado en tiempo real por ultrasonidos
Amplios aplicaciones
Tratamiento normalmente dura 1 sesión
Repetible
No hay riesgo de infección
No tóxico
No limitado por tamaño del tumor
Menores complicaciones
Complementaria con otras técnicas
No extiende metástasis
Sin cicatriz
Más posibilidad de conservación funciones de los órganos (fertilidad, mama, etc)
Reducido dolor post-operatorio
Sin hospitalización
Coste económico
Experiencia clínica en pacientes >25 años
Manejo sencillo

Complicaciones

Proceso más lento cuando se tratan tumores de mayores dimensiones
Posible limitación de tratamiento por la posición del tumor y el camino por donde pasa el ultrasonido (existe técnicas que reduce esa posibilidad)
Posible ligeras quemaduras en la piel (no se produce en >95% casos) pero evitables con el correcto seguimiento médico.

Contraindicaciones

Las limitaciones de HIFU vienen dadas por la propia naturaleza del ultrasonido en combinación por los medios donde se propaga. El ultrasonido rebota al topar con gas, por lo que no es posible tratar órganos que contenga gas de forma natural. Y los huesos también producen una elevada atenuación al ultrasonido.

Tumor óseos, con la excepción de la cortical afectada
Tumores en vísceras que contienen aire:
Pulmón
Estómago
Intestinos
Tumores de la espina dorsal

Comparativa con cirugía

HIFU no tiene los siguientes inconvenientes:

Riesgo de infección
Dolor post operatorio
Hospitalización
Tiempo de recuperación prolongado
Cicatriz

Comparativa con radioterapia y quimioterapia

HIFU no tiene los siguientes inconvenientes:

Letargo
Baja defensa y propensión a infecciones
Pérdida de cabello
Disfunciones hematológicas
Múltiples visitas al hospital
Control de dosis

Dispositivos HIFU

Existen diversas máquinas HIFU de varias empresas, las más representativas en Europa son:

UltraLift Hifu Evo

De la empresa Beco Medical ubicada en España y distribución en toda Europa. Fabricantes de aparatología estética. Sistema de emisión por ultrasonido focalizado con indicaciones en tensado cutáneo facial y corporal, así como grasa localizada. El equipo emite en frecuencias y puntos focales diferenciados según necesidad desde 1'5 mm hasta los 13 mm en rango de mayor profundidad.

Deep Slim

De la empresa Medikalight en España, referencia en aparatología médico-estética. Guiado por ultrasonidos para eliminar la grasa localizada corporal. Permite variar la profundidad para realizar múltiples barridos y conseguir un mayor resultado de reducción de volumen. Deep Slim

Ablatherm

De la empresa EDAP afincada en Lyon, Francia. Guiado por ultrasonidos y sólo es aplicable a neoplasia de próstata. Dispone de 184 centros en todos el mundo. En el año 2006 trató 3500 pacientes. El tratamiento es mínimamente invasivo ya que se ha de introducir una sonda endorectar para realizar el tratamiento. Con certificado CE.

ExAblade2000

De la empresa INSIGHTEC afincada en Israel. Guiado por resonancia magnética de General Electrics. Sólo indicado para tumores benignos ginecológicos. Potencia y precisión media, el movimiento del transductor es limitado. Guiado en tiempo real. Existen 18 centros en EE. UU. y 20 fuera.

Haifu model JC tumour treatment system

De la empresa CHONGQING HAIFU TECHNOLOGY CO.LTD. afincado en Chong Qing, China. Es uno de los referentes en la terapia ultrasónica del mundo. Indicado para todos los tipos tumores malignos y benignos listado en el apartado indicaciones (excepto el de próstata). Al igual que Ablatherm es guiado por ultrasonidos, por lo que se monitoriza el tratamiento en tiempo real. Disponen del transductor de tratamiento patentado de mayor precisión y potencia del mundo después de 17 años de investigación. Precisiones de movimiento de <1 mm, foco de 2x2x15 mm3 y potencia hasta 400 W. Con certificado CE. Dispone de amplios estudios clínicos con instalaciones de 30 unidades (principalmente en China) repartido por el mundo, llevan 30.000 pacientes tratados.

MR-HIFU

Philips también acaba de realizar un prototipo de máquina HIFU muy similar a Exabalate Or que empezará con ensayo de tratamiento de cáncer de páncreas y de metástasis de huesos.

Hay otras como Sonablate 500 de USHIFU de EE. UU., similar a Ablatherm. Además de ShangHai Aishen, China Medical Technologies, y Minayang son competidores con un producto menos potente y versátil que el de Haifu ChongQing. Se sabe que Siemens está trabajando junto Haifu para desarrollar un modelo de HIFU guiado por resonancia magnética que mejora a las prestaciones del modelo de INSIGHTEC en cuanto a potencia de salida.

También existe un modelo llamado Liposonix de una compañía de EE. UU. del mismo nombre para los tratamientos estéticos de adelgazamiento.

Conclusiones

HIFU es una nueva estrategia terapéutica con una base física reconocida, perfil de toxicidad baja e indicaciones concretas sobre la base de los trabajos publicados por las instituciones con experiencia, con las ventajas y limitaciones descritas, y cuyo papel en nuestro país ha de ser definido en el contexto multidisciplinar de los especialistas implicados.

Con la introducción del HIFU estamos iniciando un proceso que, sin duda, rompe algunos esquemas terapéuticos y modifica paradigmas y, por tanto, como todo cambio, puede crear incomodidades y ciertas reticencias en algunos profesionales del colectivo médico.

Los médicos en EE. UU. ya la utilizan habitualmente para patología ginecológica benigna y ellos mismos reconocen, en una reciente publicación científica del mes de enero de 2008, el peso que tendrá en un futuro inmediato el HIFU en el tratamiento de diversos tipos de tumores sólidos.

Referencias

Dubinsky TJ, Cuevas C, Dighe MK, et al. High-Intensity Focused Ultrasound: Current Potential and Oncologic Applications. AJR 2008; 190:191-199

Haar GT, Coussios C. High Intensity Focused Ultrasound: Past, present, present and future. Int J. Hyperthermia 2007; 23(2):85-87

Coussios C, Farny CH, Haar GT et al. Role of acoustic cavitation in the delivery and monitoring of cancer treatment by high-intensity focused ultrasound (HIFU). Int. J. Hyperthermia 2007; 23(2):105-120

Leslie TA, Kennedy JE. High intensity focused ultrasound in the treatment of abdominal and gynaecological disease. Int. J. Hyperthermia 2007; 23(2):173-182

Wu F, Wang ZB, Chen WZ et al. Extracorporeal focused ultrasound surgery for treatment of human solid carcinomas: Early Chinese clinical experience. Ultrasound Med Biol 2004; 30:245-260

Haar GT, Coussios C. High Intensity Focused Ultrasound: Physical principles and devices. Int J. Hyperthermia 2007; 23(2):89-104

Lafon C, Melodelima D, Salomir R, et al. Interstitial devices for minimally invasive thermal ablation by high-intenstiy ultrasound. Int. J. Hyperthermia 2007; 23(2):153-163

Stewart EA, Rabinovici J, Tempany CM, et al. Clinical outcomes of focused ultrasound surgery for the treatment of uterine fibroids. Fertil Steril 2006; 85:22-29

Fosse E. Thermal ablation of benign and malignant tumours. Minim Invasive Ther Allied Technol 2006; 15:2-3

Illing RO, Kennedy JE, Wu F, et al. The safety and feasibility of extracorporeal high.intensity focused ultrasound (HIFU) for the treatment of liver and kidney tumours in a Western population. Br J Canc 2005; 93:890-895

Wu F, Wang ZB, Chen WZ, et al. Advanced hepatocellular carcinoma: Treatment with high-intensity focused ultrasound ablation combined with transcatheter arterial embolization. Radiology 2005; 235:659-667

Wu F, Wang ZB Zhu H, et al. Feasibility of US-guided high-intensity focused ultrasound treatment in patients with advanced pancreatic cancer: Initial experience. Radiology 2005; 236:1034-1040

Kennedy JE. High.intensity focused ultrasound in the treatment of solid tumours. Nature Reviews: Cancer 2005; doi10.1039/nrc1591

Wu F, Wang ZB, Chen WZ, et al. Extracorporeal high intensity focused ultrasound ablation in the treatment of 1038 patients with solid carcinomas in China: an overview. Ultrasound Sonochemistry 11 2004; 149-154

Kohrmann KU, Michel MS, Gaa J, et al. High intensity focused ultrasound as noinvasive therapy for multilocal renal cell carcinoma: Case study and review of the literature. J Urol 2002; 167:2397-2403

Kennedy JE, Wu F, Haar TG, et al. High-intensity focused ultrasound for the treatment of liver tumors. Ultrasonics 2004; 42:931-935

Wu F, Wang Z, Chen W, et al. Extracorporeal High-Intensity Focused Ultrasound for treatment of solid carcinomas: Four-year Chinese clinical experience. In: Andrew M, Crum L, Vaezy S, editors. Proceedings of the 2nd International Symposium on Therapeutic Ultrasound. Seattle: University of Washington; 2003; 34-43

Wu F, Wang ZB, Chen WZ, et al. Preliminary experience using high intensity focused ultrasound for the treatment of patients with advanced stage renal malignancy. J Urol 2003; 170(6 Pt 1): 2237-2240

Stewart EA, Gedroyc WM, Tempany CM, et al. Focused ultrasound treatment of uterine fibroid tumors: Safety and feasibility of a noninvasive thermoablative technique. Am J obstet Gynecol 2003; 189:48-54

Wu F, Chen WZ, Bai J, et al. Tumor vessel destruction resulting from high intensity focused ultrasound in patients with solid malignancies. Ultrasound Med Biol 2002; 28:535-542

Chen WS. Investigations on the destruction of ultrasound contrast agents: fragmentation thresholds, inertial cavitation and bioeffects [dissertation]. Seattle, WA:University of Washington 2002

Wu F, Chen WZ, Bai J, et al. Pathological changes in human malignant carcinoma treated with high-intensity focused ultrasound. Ultrasound Med Biol 2001; 27:1099-1106

Sibille A, Prat F, Chapelon JY, et al. Extracorporeal ablation of liver tissue by high intensity focused ultrasound. Oncology 1993: 50:375-379

Haar TG, Kennedy JE, Wu F. Physical characterization of extra corporeal high intensity focused ultrasound (HIFU) treatments of cancer. Ultrasound Med Biol (in press)

Chen J, Zhou D, Liu Y, Peng J, Li C, Chen W, Wang Z. A Comparison Between Ultrasound Therapy and Laser Therapy for Symptomatic Cervical Ectopy. Ultrasound Med Biol 2008 May 8.

Li YY, Sha WH, Zhou YJ, Nie YQ. Short and long term efficacy of high intensity focused ultrasound therapy for advanced hepatocellular carcinoma. J Gastroenterol Hepatol. 2007 Dec;22(12):2148-2154

Pan JY, Liu YH, Yang QH, Jia L, Ma J. Toxicity attenuation and efficacy potentiation effects of FU Zheng Yang Yin Decoction with HIFU on the experimental model of VX2 cancer in rabbits' liver. Zhong Yao Cai. 2007 Nov;30(11):1425-1429. [Article in Chinese]

Yu T, Xu C. Hyperecho as the Indicator of Tissue Necrosis During Microbubble-Assisted High Intensity Focused Ultrasound: Sensitivity, Specificity and Predictive Value. Ultrasound Med Biol. 2008 Mar; 29.

Qiao L, Song WQ. Research on data management of medical equipments in HIFU. Zhongguo Yi Liao Qi Xie Za Zhi. 2007 Sep;31(5):333-337.

Yang Z, Cao YD, Hu LN, Wang ZB. Feasibility of laparoscopic high-intensity focused ultrasound treatment for patients with uterine localized adenomyosis. Fértil Steril. 2008 Apr 26.

Enlaces externos