Primeiro, a base física da faca HEFL: a ultra-sonografia é uma onda mecânica, com boa direccionalidade e foco. Quando as ondas ultra-sónicas se propagam nos tecidos biológicos, os tecidos biológicos são primeiro sujeitos à acção mecânica, e parte da energia mecânica é convertida em energia térmica. Quando a intensidade do som é suficientemente forte, também pode ser produzido um efeito de cavitação. Os efeitos biológicos do ultra-som derivam, portanto, dos seus efeitos mecânicos, termo-térmicos e de cavitação. Enquanto o tratamento convencional por ultra-sons utiliza principalmente o efeito térmico do ultra-som, o efeito biológico produzido pela Helioplastia é uma combinação dos efeitos mecânicos, térmicos e de cavitação em condições de alta intensidade. As experiências que utilizam ultra-sons para interromper a gravidez precoce demonstraram que os ultra-sons podem ser ainda mais utilizados para tratamento clínico. Feixes de ultra-sons altamente focalizados podem danificar ou destruir uma gama específica de tecidos sob controlo efectivo e podem substituir o bisturi, com as vantagens de uma operação rápida e sangramento mínimo. Feixes de ultra-som focalizados têm sido utilizados com bons resultados em estudos de tratamento cirúrgico do cérebro, fígado, rim, medula espinal, dentes, olhos e ouvidos, tais como a doença de Meniere. A investigação também confirmou que o ultra-som é um método de aquecimento não invasivo que não causa ruptura dos vasos sanguíneos e dos vasos linfáticos em torno do tumor, levando à metástase e propagação de células tumorais, tornando assim o ultra-som disponível para o tratamento térmico de tumores e tornando-se a direcção mais bem sucedida da terapia de ultra-som. A ultra-sonografia é superior à radiação electromagnética (raios X, raios gama) na medida em que não é radioactiva, altamente concentrada, pode controlar a temperatura local dos tumores profundos sem danificar o tecido normal circundante, e o local e intensidade do tratamento podem ser controlados remotamente. O tratamento ultra-sónico dos tumores depende também das propriedades biológicas do próprio tecido tumoral. Os tecidos tumorais caracterizam-se por um fornecimento de sangue insuficiente, falta de oxigénio, calor e resistência ao calor devido a defeitos anatómicos e histológicos, o que fornece uma base teórica para o aquecimento por ultra-sons para tratar o cancro. Os tecidos tumorais não podem dissipar calor após a absorção de energia térmica, e a temperatura interna pode aumentar para além da dos tecidos saudáveis em 5~9℃, por vezes até 10~11℃, e manter-se por um período de tempo mais longo. O efeito selectivo do ultra-som nos tecidos cancerosos pode tornar possível matar os tecidos cancerosos sem danificar os tecidos normais. A ultra-sonografia também pode alterar a acidez do ambiente em redor das células tumorais, baixando o valor do PH, reforçando a actividade enzimática lisossómica e acelerando a destruição de células tumorais malignas por lisossomas. O ultra-som é ainda mais destrutivo para as células tumorais com uma síntese vigorosa de ADN, uma vez que a fase de síntese de ADN é sensível ao calor. Existem diferenças na sensibilidade ao ultra-som não só entre células cancerosas e tecido normal, mas também entre tecido embrionário e materno, osso ou pedras e tecido mole. Diferentes tecidos biológicos produzem diferentes efeitos biológicos, o que proporciona um pré-requisito para o tratamento de tumores sólidos como o cancro do fígado, cancro da mama e tumores ósseos malignos. O papel terapêutico da faca do Heliporto: A extensão dos danos profundos dos tecidos causados por ultra-sons focalizados é a chave para unificar a eficácia e segurança do tratamento. O tamanho do campo focal, a dose de ultra-sons, a sensibilidade térmica do tecido, a condutividade térmica do tecido e a taxa de fluxo sanguíneo em conjunto determinam a extensão dos danos no tecido alvo. Em suma, o tamanho do intervalo de necrose coagulativa é um parâmetro muito importante. Dentro da gama focal biológica, a necrose coagulativa ocorre no tecido hepático sem danos no tecido adjacente ou no tecido transmissor de ultra-sons. A faca Hefner é capaz de elevar a temperatura do tecido dentro da área focal a mais de 70°C num curto espaço de tempo (dentro de poucos segundos), o que satisfaz plenamente a norma internacionalmente aceite. Os principais parâmetros que determinam a área focal biológica são intensidade sonora, frequência, duração e frequência da irradiação, tempo de intervalo e modo de irradiação. O modo dinâmico óptimo de tratamento baseia-se nos resultados de estudos clínicos. Não só tem um efeito directo sobre o tecido tumoral, como a investigação demonstrou que a terapia de ultra-sons também tem um efeito sensibilizador sobre a quimioterapia, estimulando o sistema imunitário do corpo e melhorando a função imunitária do organismo. O tratamento utiliza a análise quantitativa de imagens de ultra-sons para monitorizar as alterações morfológicas nos tecidos danificados após o tratamento com HIFU. O melhoramento do eco é um critério para um tratamento eficaz e é um sinal característico de necrose coagulativa de tecido ou lesões. O sonograma para tratamento eficaz caracteriza-se por um aumento acentuado da ecogenicidade da massa cancerígena após o tratamento, seguido de uma diminuição gradual e, finalmente, um aumento heterogéneo da ecogenicidade, com imagens de áreas escuras de liquefacção necrótica ou focos de calcificação, uma diminuição gradual do tamanho da massa cancerígena e uma diminuição acentuada ou perda do fornecimento de sangue. Dentro de um a vários meses, a área central da lesão é hipoecóica com forte ecogenicidade nas margens, sendo a ausência de fornecimento de sangue o fenómeno mais característico. Quando o tratamento HIFU aumenta a temperatura do tecido na área alvo acima dos 65°C, o limiar nociceptivo da temperatura dos nervos visceral e somático é excedido e a necrose coagulativa da lesão ocorre instantaneamente. Para eliminar a dor causada pela alta temperatura e necrose coagulativa, bem como para assegurar a precisão durante o tratamento e para evitar ocorrências fora do alvo, o paciente precisa de receber anestesia geral intra-operatória. Este é um complemento necessário ao tratamento da HIFU, e é uma conclusão claramente feita pelo NDA Expert Symposium, os três Simpósios Internacionais sobre as Aplicações Médicas da HIFU, e o Comité Especial de Terapia por Ultra-sons. A investigação através do tratamento HIFU para o cancro primário do fígado mostra que, após o tratamento, os sintomas clínicos dos pacientes são reduzidos, os níveis séricos de AFP diminuem, as lesões diminuem, o fornecimento de sangue tumoral diminui ou desaparece, não aparecem complicações locais, as funções cardíacas e renais são normais, mas há um aumento transitório do perfil enzimático do fígado, e os exames histopatológicos e outros exames revelam necrose coagulatória do tecido tumoral. A eficácia do tratamento com Hepatocell depende principalmente de a área de tratamento poder cobrir completamente o tumor ou se uma operação incorrecta leva a um desvio do alvo. Por um lado, os pacientes com cancro do fígado estão na sua maioria avançados no momento do tratamento com múltiplas metástases intra-hepáticas, trombose venosa portal, cirrose, hipertensão portal e ascite, que são pacientes que outros departamentos não ousam tratar, tornando o tratamento com o Heliporto mais difícil. Por outro lado, mostra também que o Heliponto tem certas vantagens no tratamento destes pacientes avançados. Para além da remoção completa do tecido tumoral, a maior vantagem da faca é que pode preservar a aparência do peito e a integridade dos membros. Actualmente, a faca foi utilizada em 18 centros em toda a China e hospitais no Reino Unido e Japão, e já tratou mais de 4.000 pacientes com vários tipos de tumores sólidos, incluindo cancro do fígado, cancro da mama, tumores ósseos malignos, tumores de tecido mole, cancro renal, tumores pélvicos, tumores retroperitoneais, cancro pancreático, tumores metastáticos, tratamento paliativo de tumores malignos avançados, tumores sólidos que se repetiram após a cirurgia, tumores parciais que não podem ser removidos por cirurgia, vários tumores da superfície corporal, fibróides uterinos, tumores benignos da mama, tumores benignos de tecidos moles, outros tumores sólidos, etc. À medida que a aplicação clínica continua a expandir-se e a aprofundar-se, as indicações de tratamento continuarão a aumentar. O avanço teórico da tecnologia HIFU deve reflectir-se no excelente desenho e processo de fabrico do dispositivo. O equipamento envolve várias tecnologias tais como medicina, engenharia biomédica, ultra-sónica, controlo de automação, computadores, fabrico de maquinaria de precisão, etc. Deve satisfazer os seguintes requisitos funcionais: (1) foco não invasivo ou convergência do feixe acústico; (2) para que o ultra-som tenha a frequência apropriada e a potência acústica de alta intensidade, o aquecimento deve ser limitado ao tecido alvo e evitar o aquecimento excessivo do tecido normal circundante; (3) varrimento para que a energia seja distribuída pelo tecido alvo A velocidade de varrimento ou energia focal deve ser suficientemente elevada para assegurar que o tecido alvo possa aumentar rapidamente a temperatura na presença de dissipação de calor; (4) o tecido alvo de diferentes morfologias deve ser aquecido com uma trajectória de varrimento facilmente adaptável e ajustável para ajustar o volume do tratamento e obter a distribuição de temperatura desejada; (5) é necessária uma compensação de alta precisão devido à espessura variável do tecido que cobre o campo de tratamento, e o tecido normal próximo do campo irradiado que é particularmente sensível à temperatura deve ser protegido.