高強度聚焦超聲，英文全稱High Intensity Focused Ultrasound，簡稱HIFU。與HIFU治療技術相關的知識背景概述如下。
什麼是超聲波
超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波。人類耳朵能聽到的聲波頻率為20Hz-20000Hz，因此，頻率高於20000赫茲人類聽不見的聲波稱為“超聲波”。超聲波的特點是方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等，在醫學、軍事、工業、農業上有很廣泛的應用。
超聲波在醫學上的應用
超聲波在醫學上主要用於超聲診斷和超聲治療。用於醫學診斷的超聲波，主要是脈沖反射技術，包括A型、B型、D型、M型、V型等。其中，B超是大傢比較熟悉的診斷技術之一，不僅用於產前胚胎、胎兒的診斷，還用於人體心、肝、脾、腎等重要內臟、淺表器官和組織的影像診斷，幾乎對人體無任何傷害，是臨床上應用廣泛的技術。超聲圖像的分辨率及清晰度很高，它可以在體外清楚顯示我們肝脾等重要器官有無腫塊等。診斷超聲已經發展為彩色顯示及三維立體顯示，大大增加瞭診斷的精確度。
不同頻率和強度的超聲波具有不同的效應，其臨床應用也不同。如臨床上常見的超聲波碎石，即是利用電能轉變成聲波，聲波在超聲轉換器內產生機械振動能，當與堅硬的結石接觸時產生碎石效應，但對柔軟的組織並不造成損傷。
高強度聚焦超聲的原理
字面意思上理解，高強度聚焦超聲包含以下幾個方面，即能量來源於超聲波、通過聚焦方式、其能量強度高。我們很多人都知道太陽光經過放大鏡聚焦以後可以將柴禾引燃的道理，也就是將能量不夠高的陽光聚焦，焦點溫度高到足以引燃柴禾。
高強度聚焦超聲的原理與此類似。它也是將低能量、低強度的超聲波束通過聚焦的方式，在超聲波傳播方向上匯聚成一個具有一定大小的高強度、高能量的焦點。隨著工程技術的發展進步，現可將焦點的能量提高到非聚焦時超聲能量的幾千倍，甚至上萬倍。
由於超聲波具有方向性和良好的穿透皮膚等人體組織的特點，理論上認為，體外低能量的超聲波束可以穿過皮膚及其深部的組織到達如肝臟等某個部位，這也是超聲波能探查我們內部器官的基礎。同樣，體外用於聚焦的低能超聲波束也可以通過皮膚及其深部組織，其焦點區域的能量也可以足夠高，對焦點部位的人體組織產生破壞。很多研究也證實，焦點覆蓋的組織被高能量的聲能“煮熟或燒熟或燒焦”，即凝固性壞死。其主要的作用原理是以高溫為主的熱效應和空化、機械效應。現有的設備可以將焦點區域的組織在照射很短時間（0.25-1秒）就出現局部溫度達到60-100攝氏度，使被焦點照射的組織產生不可恢復的凝固性壞死，而焦點覆蓋周邊的組織因能量很低而不受損傷。
我們可以通過工程技術制造出用於超聲波聚焦的“治療頭”（超聲換能器），在計算機控制下按照我們需要“煮熟”的范圍來覆蓋組織，使其產生不可恢復的壞死。現在的工程技術可以將聚焦的焦點做得很小，小到1cm3左右，其能量較周邊非聚焦時更高、更集中，照射組織後會出現邊界很清楚銳利的“燒熟”區域，就像手術刀一樣把焦點照射區域“切除”一樣。與外科手術比較，“燒熟”的組織和手術切除的組織同樣失去瞭活性，隻是“燒熟”的組織還在體內，切除的組織離開瞭人體。這可能就是高強度聚焦超聲被稱為聚焦超聲刀的緣故。當然，除瞭關鍵的“刀尖”“治療頭”外，還需要“眼睛”才能準確無誤地破壞病變組織。迄今為止，高強度聚焦超聲的“眼睛”主要有核磁共振（MRI）和彩色多普勒超聲（彩色B超），兩種各有優缺點。目前，用於治療肝臟等移動器官的病變的設備主要采用B超為“眼睛”。B超可以實時成像，對移動器官或靜止狀態的器官均能很好地實時監測其位置及其變化，與我們的眼睛集中註意力觀察某個物體類似，因而，B超實時監測、引導下的高強度聚焦超聲治療設備應用更為廣泛。此外，B超也具有很好的分辨率，能清楚顯示體內器官組織的病變，且也比MRI更經濟實惠。為瞭提高對病變的定位精確，我們通常將治療前的MRI圖像與實時的超聲治療設備上的治療圖像進行融合、比較，能更精確地顯示病變，“清楚看見病變”。
國內外眾多研究機構、大型醫療設備公司對高強度聚焦超聲治療設備開展瞭深入的研制工作。其中，重慶醫科大學及重慶海扶醫療科技股份有限公司研制的JC型高強度聚焦超聲腫瘤治療設備早在1997年＊先用於肝癌、乳腺癌、骨癌等惡性腫瘤的治療。該設備也是國內首傢通過歐盟認可的CE認證的設備。
為瞭進一步開展臨床研究及應用推廣，國內外首傢專門以高強度聚焦超聲（HIFU）治療為特色的腫瘤微無創治療中心——重慶醫科大學附屬第二醫院HIFU腫瘤中心於1999年1月成立，目前已采用HIFU技術安全有效治療肝癌、胰腺癌、子宮肌瘤等各類實體良惡性腫瘤患者5000多例。中心不僅是該設備的全球首傢用戶，也是該型設備的臨床研究基地，很多高強度聚焦超聲的臨床治療方案皆出自中心。2005年9月衛生部授權的首傢國傢高強度聚焦超聲腫瘤治療培訓基地落戶該中心。海內外很多知名醫院如英國牛津大學、德國波恩大學、日本千葉大學附屬醫院以及香港大學瑪麗醫院等先後派遣醫生來中心學習交流。目前該設備全球用戶醫院已累積近3000傢。
高強度聚焦超聲的優點
主要優點包括：不用開刀，不流血，不受腫瘤大小、形狀限制。一般情況下實施一次性治療，術後恢復快，可以激活免疫系統；無輻射、無化學損傷，不會出現放、化療遇到的腫瘤不敏感問題，可以重復治療，也可以實施有計劃的分段治療；對於早期病變可以根治性治療，對晚期病變可以姑息治療，以有效減少腫瘤負荷。同時可以配合放療、化療等其他治療手段，不會與其他治療方法相沖突。此外，乳腺腫瘤、骨腫瘤、子宮肌瘤的HIFU治療還具有保留乳房原有形態、保留肢體、保留子宮的優點。
高強度聚焦超聲的主要適應癥
1.肝臟腫瘤：肝臟良、惡性腫瘤
2.胰腺癌：無黃疸的胰腺癌或經過減黃治療後的胰腺癌
3.軟組織腫瘤：軟組織良、惡性腫瘤
4.子宮良性病變：子宮肌瘤，子宮腺肌瘤，子宮腺肌癥
5.胸腹壁轉移癌
6.腎臟良惡性腫瘤
7.原發或轉移性骨腫瘤
8.具有良好超聲通道的腹膜後或腹、盆腔實體腫瘤
9.其他適宜HIFU治療的實體腫瘤
高強度聚焦超聲的禁忌癥
1. 空腔臟器的腫瘤，如腸道、胃部腫瘤等
2. 中樞神經系統腫瘤
3. 治療相關區域存在皮膚破潰或感染時
4. 有重要臟器功能衰竭的患者
5. 不能耐受相應麻醉的患者
6. 機械定位影像系統不能清晰顯示的腫瘤
