L'ultrasuono focalizzato ad alta intensità (in inglese high intensity focused ultrasound, HIFU, HIFUS o anche FUS), è una procedura medica di termoablazione non invasiva ad alta precisione che utilizza ultrasuoni focalizzati per distruggere selettivamente tessuti patologici.
L'istotripsia (histotripsy), una sua variante non termica che sfrutta fenomeni di cavitazione acustica per ottenere la distruzione meccanica dei tessuti, sta trovando nuovi sviluppi negli ultimi anni.
Il fascio di ultrasuoni può essere concentrato mediante differenti tecniche. La focalizzazione può avvenire geometricamente, per esempio attraverso lenti acustiche o trasduttori sferici, oppure elettronicamente tramite matrici di trasduttori a controllo di fase (phased array), che consentono di modulare la direzione e la forma del fascio.
L’uso di sistemi a controllo elettronico permette inoltre di compensare le aberrazioni dovute ai tessuti attraversati e di spostare dinamicamente il punto focale, trattando volumi più ampi senza necessità di intervento chirurgico.
Nel caso dell’HIFU tradizionale, le onde ultrasoniche si propagano nei tessuti e vengono in parte assorbite, con conseguente conversione in calore. Quando l’energia è concentrata in un punto focale, la temperatura locale può aumentare rapidamente fino a determinare necrosi per coagulazione termica.
Spostando il punto di fuoco o applicando impulsi multipli, è possibile trattare volumi di tessuto più estesi con elevata precisione.
La istotripsia, pur utilizzando anch’essa ultrasuoni focalizzati ad alta intensità, si differenzia per il meccanismo d’azione. In questo caso vengono impiegati impulsi ultrasonici brevi e ad alta ampiezza per generare una nube di cavitazione nel tessuto bersaglio. L’espansione e il collasso rapido delle bolle producono forze meccaniche che disgregano la struttura cellulare senza un significativo contributo termico.
Il tessuto trattato viene così trasformato in materiale liquefatto, successivamente riassorbito dall’organismo.
L’HIFU è utilizzato o in fase di applicazione clinica per il trattamento di diverse patologie, tra cui tumori solidi (ad esempio della mammella, del fegato, del cervello, delle ossa e della prostata), nonché per condizioni benigne come i fibromi uterini. In Asia il suo utilizzo clinico è documentato fin dagli anni 1990.
Tecniche guidate da imaging, come l’MRgFUS (ultrasuoni focalizzati guidati da risonanza magnetica nucleare), trovano impiego anche in ambito neurologico, ad esempio nella talamotomia per il trattamento del tremore essenziale.
La istotripsia rappresenta un’evoluzione recente ed è oggetto di studi clinici per il trattamento di tumori del fegato, della prostata e del rene, oltre che per applicazioni non oncologiche come la dissoluzione di coaguli in caso di trombosi.
Alcuni studi suggeriscono inoltre un possibile ruolo immunomodulante della distruzione meccanica dei tessuti tumorali, con potenziale integrazione con approcci di immunoterapia.
Le prime applicazioni mediche degli ultrasuoni focalizzati risalgono alla seconda metà del XX secolo, ma lo sviluppo clinico dell’HIFU come tecnica terapeutica si è consolidato a partire dagli anni 1990, con una diffusione iniziale soprattutto in Asia.
La istotripsia è stata sviluppata successivamente, a partire dagli anni 2000, in particolare presso l’Università del Michigan, dove sono stati studiati metodi per sfruttare la cavitazione ultrasonica in modo controllato per l’ablazione non invasiva dei tessuti.
Nel corso degli anni 2010 e 2020 sono stati avviati studi clinici sull’uomo, con risultati preliminari promettenti soprattutto nel trattamento dei tumori epatici.
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