当马里兰大学医学院神经外科教授兼主任格雷姆·F·伍德沃思医学博士决定将研究重点转向胶质母细胞瘤时，这位神经外科医生回忆道："当时所有人都认为这是死胡同。"但这对他而言并非异常选择——本科毕业后，他的第一份工作是在辉瑞担任药物发现化学家。
伍德沃思指出："胶质母细胞瘤的治疗方法自2005年以来从未改变。"如今这一局面正在转变。多项多中心临床试验已成功运用微气泡增强经颅聚焦超声（MB-FUS）技术，为300多名患者在800多次治疗中安全打开血脑屏障（BBB）。尽管突破性工作主要集中于脑肿瘤治疗，早期试验已涵盖阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症患者。目前，伍德沃思及其团队在《Device》期刊发表关键研究成果，为神经科医生、精神科医生乃至门诊技术人员提供非侵入性治疗或跨血脑屏障液体活检的实施路径。
精准声学测量
高频聚焦超声用于热消融治疗已获FDA批准十年，最初应用于前列腺组织消融，后续扩展至原发性震颤、帕金森病、癫痫和慢性疼痛治疗。如今，用于脑部治疗的低频聚焦超声即将完成最后阶段研究，准备提交FDA审批。
西弗吉尼亚大学洛克菲勒神经科学研究所执行主席阿里·雷扎伊医学博士表示，新发表论文中规范血脑屏障开放的参数涉及脉冲长度、频率和声功率等变量，"这些参数因设备厂商和技术差异而不同，因此标准化至关重要"。雷扎伊团队曾研究通过聚焦超声开放血脑屏障向阿尔茨海默病患者递送阿杜卡努单抗抗体。
聚焦超声频率极低，接近哺乳动物听力极限（蝙蝠除外），这种低频设计旨在使微气泡振荡产生临时开口，用于脑部药物递送或液体活检。新研究确定了微气泡可靠膨胀收缩（称为稳定空化）的剂量参数。雷扎伊指出，开口通常持续48小时，伍德沃思补充早期迹象表明开口立即形成且迅速减弱，"这意味着给药剂达到血浆峰值浓度的最初几分钟最为关键"。
新标准依赖声学发射信号监测。波士顿布莱根妇女医院神经外科与放射科的亚历山德拉·J·戈尔比医学博士解释："超声频率为220千赫，通过监听其谐波频率，物理学家能捕捉气泡振荡并量化——这令人惊叹。他们在注水头盔内置入微型麦克风（水听器），监听特定频率的声波强度。聚焦超声实际由多次快速脉冲组成，系统可实时监听每个脉冲点位，逐步扫描预设区域。"她强调，这些点位共同构成剂量分布图。
雷扎伊指出，精确剂量不仅关乎如何安全打开血脑屏障，更可防止微气泡造成损伤。"剂量过大会导致气泡破裂引发出血，因此不能过度扩张血管。"
漫长的审批之路
研究与监管之路充满挑战。这不仅是改进现有化疗药物脑部递送方式的简单申报。
伍德沃思解释，审批涉及新型设备、静脉注射微气泡、钆造影剂（用于MRI确认微气泡效应）及化疗药物本身。期间出现钆滞留现象引发担忧，团队重新设计试验方案，在手术前使用聚焦超声，以便验证治疗对计划切除脑组织的影响。
剂量数据源自布莱根妇女医院对23名高级别胶质瘤患者的试验：每月采用MB-FUS辅助替莫唑胺治疗。伍德沃思表示，该实验方法已具备标准化条件。他回忆道："我们思考能否建立闭环反馈系统实时监测治疗过程？能否创建功率循环系统，使这些血管密度、白质灰质比差异显著的异质区域获得更稳定可重复的治疗？"最终，他强调临床实践必须有明确的剂量反应关系或给药方案。
《Device》论文分析了58次治疗中的972个独立应用数据。戈尔比透露，试验过程中软件升级实现了亚焦点声波刺激："系统能针对'冷区'增强功率、'热区'降低功率，因为每个焦点的声学发射均可测量。"她补充道："布莱根团队成功的关键在于聚焦超声实验室主任内森·麦克达诺德博士和我全程并肩操作控制台——完成40多次治疗后，我们不仅推进临床试验，更深入探索优化空间。"
新发表的参数标准有望加速该技术在科研、临床和监管领域的进程。佐治亚理工学院生物医学声学专家科斯塔斯·D·阿尔瓦尼蒂斯博士表示："技术仍处早期阶段，但临床验证越广泛，此类测量对确保安全有效应用并加速临床采用越关键。"他指出，论文框架"将实现不同医院及厂商间的参数比对，最终确定各类疾病的最优治疗设置。"
未来展望
伍德沃思预计，液体活检的FDA申请将在今年底提交。他尤为关注2023年替莫唑胺试验中部分患者的后续情况："看到如此多恶性脑肿瘤患者在MRI显示严重病变后依然存活，实在令人惊叹。"他谨慎补充道："虽不能直接归因于此技术，但我们的优势在于精准定位脑区、控制声场、明确能量剂量、同步治疗方案及严格分子病理诊断——这些患者确实存活至今。"
这让他重拾研究初心：无论手术多么成功，终极目标仍是改善残留侵袭性疾病的治疗效果。"这仅是开端，令我无比振奋，"他总结道，"我将日日铭记于此持续奋进，因为患者值得比二十年停滞不前更好的治疗。"
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