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Liposonix立塑聚焦音波減脂：HIFU超音波原理與應用

Liposonix立塑聚焦音波減脂：HIFU超音波原理與應用

皮膚科王修含醫師 (台大醫院皮膚部皮膚高頻超音波特別門診負責醫師)

Q: 超音波除了做影像檢查之外，還可以用來減脂嗎？

A: 醫學用途的超音波可分為診斷式與治療式兩大類，以HIFU 聚焦超音波原理發展的超音波儀器，可用於治療多種疾病，亦可用於減脂(由於將脂肪細胞破壞，猶如使各顆粒狀的脂肪細胞消融或「溶化」，故俗稱為「溶脂」，但原理在於減少脂肪細胞數量，故稱為「減脂」可能較為適宜)。例如「Liposonix立塑聚焦音波減脂」(聚焦超音波減脂)是以HIFU超音波原理，以非侵入性的方式，對皮下脂肪進行破壞的治療，同時以熱能使膠原蛋白收縮，造成皮膚的緊緻變化(參考文獻：美國FDA 510(k)Summary K100874)。

若應用HIFU科技於「非侵入式眉毛拉提治療」，即俗稱的「音波拉皮」，這些儀器包括「極線音波拉皮 Ulthera ® (Ultherapy)」, 「海芙拉提 UltraFormer ®」, UltraSkin ®(優塑音波拉皮、超極限音波拉皮/音波拉提), Doublo ®(倍提音波拉提), HIPRO ®, E-Clip ®, UTIMS A1 ®(寇斯特”雅提斯A1超音波治療儀, 优提美UTIMS A1 ®极限音波拉皮) ......等，皆採用HIFU聚焦方式，類似用放大鏡匯聚太陽光的方法，燒灼深層皮膚或筋膜層，得到拉皮效果，但由於儀器成本價錢差異，治療費用也有很大的不同。「電波拉皮」 vs 「音波拉皮」差別、原理與效果之比較，請參見http://www.skin168.net/2014/05/HIFU-RF-facelift.html

各種音波拉皮機器性能比較與作用原理，請參見http://www.skin168.net/2015/01/ultherapy-ultrasound.html

「超音波」又稱為「超聲波」，是一種人耳聽不到的聲波頻率，屬於機械波的形式，與雷射、電波等電磁波能量不同，可以用「隔山打牛」的方法，使能量抵達深層的軟組織，但不影響表皮與真皮層的皮膚組織。自1940年代起，高能量聚焦式超音波(高強度聚焦超音波，又稱為高能聚焦超聲波技術：High-intensity focused ultrasound，簡稱HIFU)開始受到臨床醫師囑目，並逐漸應用於非侵入性的醫學治療，亦即所謂的「超音波手術」。"HIFU"的治療方式有多種譯名，例如海福、海扶、海芙、海孚等，例如所謂的海福刀微創標靶手術，就是以HIFU超音波，進行攝護腺癌治療的方法。

各種減脂體雕方式

目前可考慮的減脂治療方式，依照侵襲性可分為兩大類，治療價格費用各有差異：

一、侵入式抽脂/減脂：

1. 傳統抽脂：效果最好，手術風險也最大，如傷口感染、肺栓塞，嚴重者可能致命。
2. 威塑超音波抽脂(Vaser)：雖然屬微創治療，疼痛感、恢復期皆有改善，但仍有傷口，仍要注意術後感染與未來發生疤痕的風險。
3. 雷射減脂：除了術後感染與未來發生疤痕的可能，有少數案例可能發生淺層皮膚灼傷、神經傷害的併發症。

二、非侵入式減脂：

共同的問題都是效果可能不如傳統抽脂手術，且有些人效果很好，但有些人則可能效果不佳或完全無效。
1. 冷凍減脂：例如CoolSculpting(酷爾塑平系統)
利用低溫能量破壞脂肪組織，稱為「冷凍減脂」(cryolipolysis)，在罕見的情況下，可能出現「反常性脂肪增生症」(paradoxical adipocyte hyperplasia)，治療部位反而會有脂肪組織增大膨出現象，若需消除，可能需以抽脂手術或切除手術處理。

2. 音波減脂：例如Liposonix(俗稱「立塑聚焦音波減脂」), Ultrashape(俗稱「歐萃學超音波系統」)皆以超音波破壞脂肪，但原理並不相同， Liposonix利用高強度聚焦超音波的熱能破壞脂肪細胞，而Ultrashape則以非高強度的聚焦式超音波穴蝕效應(cavitation)，在脂肪層產生空洞，兩種儀器各有喜好的醫師與不錯的評價，但仍有非侵入式減脂的共同問題：效果可能不如傳統抽脂手術，且有些人效果很好，但有些人則可能效果不佳或完全無效。
註：相關醫療器材衛生福利部許可字號如下
Liposonix(俗稱「立塑聚焦音波減脂」，“梭達”立普塑尼系統，衛署醫器輸字第024443號，“Solta” LipoSonix System)
Ultrashape(俗稱「歐萃學超音波系統」，“新納龍”超音波系統及配件，衛署醫器輸字第023237號，“Syneron” Ultrasound System and Accessories)

3. 電波減脂：例如Thermage電波拉皮機, Vanquish電磁波儀器
利用電波(radiofrequency, RF)的能量，產生熱能而破壞脂肪組織。傳統上以接觸式治療的儀器進行，利用探頭貼在皮膚表面釋放能量，例如Thermage^TM電波拉皮機的「大玉璽探頭」(16平方公分，與常見的Total Tip為不相同探頭)，亦有非接觸式的機型，例如Vanquish^TM以隔空傳送電磁波能量的方式來破壞脂肪組織。
註1：Vanquish儀器由BTL Industries Ltd.製造，Thermage儀器由Solta Medical, Inc.製造，原理並不完全相同。
註2: 上述各種減脂的方式是否可密集或同時進行，必須由醫師謹慎評估，例如Liposonix在衛生福利部核可的仿單內記載：
為了避免受傷，醫療人員應謹慎評估曾經有過下列治療或狀況的病患：
- 使用本系統治療的區域於90天內曾進行雷射療法(剝離性或非剝離性)、光療
法、任何其他射頻療法或冷凍溶脂
- 治療區域曾接受抽脂手術、任何注射溶脂療法、腹部整形或開腹手術
- 治療區域的知覺喪失或異常
- 已知或可能患有系統性或慢性疾病
- 創傷或以下類型的疤痕：攣縮、肥大性、疤腫或外科手術

HIFU超音波原理

HIFU超音波的原理，是使用超音波探頭，利用壓電效應，將電能轉化為機械能，於焦點處產生高時間平均強度(time-averaged intensity)的超音波，對組織產生破壞。在皮膚科與美容醫學領域，高強度聚焦超音波(HIFU)科技，可以非侵入性的方式，應用於破壞目標區域皮下脂肪，也就是所謂的「超音波減脂」或「無創減脂」，例如Liposonix 立塑聚焦音波減脂，以達到體雕(body contouring)的效果。

聚焦超音波儀器比較：Liposonix vs. Ultrashape

一般高強度聚焦超音波探頭的焦點區域強度，可達100-10000W/cm²，疏密波的壓縮區域壓力(壓縮壓力)，通常可達30MPa，而稀疏區域壓力(舒張壓力)，則為10MPa。Liposonix儀器的壓縮壓力峰值可達41.6MPa±1dB，舒張壓力峰值約為15.6MPa±1dB，遠高於此標準，可算是設計標準頗高的HIFU超音波儀器。

Liposonix與Ultrashape之類超音波儀器，兩者皆需由醫師操作，皆可使用於體雕用途，Liposonix利用高強度聚焦超音波的熱能破壞脂肪細胞，而Ultrashape則以穴蝕效應(cavitation)，在脂肪層產生空洞，兩種儀器各有喜好的醫師與不錯的評價。

Liposonix的音波頻率較高，約2MHz ±0.5%，超音波的能量強度也較高(>2000W/cm²)，壓縮壓力峰值高達41.6MPa，通常只需一次治療就有效果；Ultrashape頻率較低，約0.2MHz (200 ± 30 KHz)，能量強度也較弱(ISPPA約為550±10%W/cm²)，通常需要三次以上的治療才有較好的效果。

超音波頻率：為何Liposonix選擇2MHz，而非Ultrashape的0.2MHz？

在2008年曾有研究發現(Aesthetic Plast Surg. 2008 Jan;32(1):111-5.)，如果要達到超音波減脂，超音波的頻率必須選擇2MHz或3MHz，才能造成完整的脂肪組織破壞，包括破壞脂肪細胞，並造成周邊的膠原纖維收縮，使皮膚較為緊緻。如果頻率只有1MHz，脂肪細胞並不會有任何變化。然而聲波頻率愈高，超音波穿透深度愈淺，如果要將HIFU能量對焦在特定深度的皮下脂肪層深度，2 MHz可能是較為理想的頻率，筆者(王修含醫師)推測Liposonix原廠研發團隊因此選擇2 MHz為工作頻率。

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治療過程的疼痛感

Liposonix與 Ultrashape都需要足夠的能量，才有良好的作用，所以可能會有疼痛感，但通常可以忍受，筆者(王修含醫師)操作過這兩種機器，自己也被施打過，以親身經歷的疼痛感與使用心得而言，在治療過程中，有些位置完全不會疼痛，某些地方則有逐漸游移的針刺感。雖然都是聚焦式超音波，但由於 Ultrashape的超音波強度較低，所以痛感不是很強，偶爾會有較痛的區塊，然而Liposonix的痛感可從完全不會痛到非常疼痛，取決於醫師治療所用的手法技巧。

Liposonix的疼痛感與醫師手法有關：

Liposonix治療過程中，每個治療部位需要累積140-180焦耳(Joule)的能量，才有足夠的熱能破壞脂肪，然而就治療卡匣(探頭)而言，Liposonix的耗材價錢高昂（這也是造成立塑Liposonix價格較高的原因），如果醫師為了節省耗材發數成本，選擇以較少的發數治療(例如每個方格只打三發)，就需要採用較高能量擊發(例如60J)，被治療者會產生無法忍受的疼痛趨避反應，甚至可能要使用不是絕對必要的全身麻醉(舒眠麻醉)，才能讓治療進行下去，但同時也增加了不必要的麻醉風險。

效果最佳的Liposonix無痛/低痛感治療技巧：

較建議的Liposonix治療手法，是以被治療者感覺舒適的能量強度(類似施打「電波拉皮」的熱感/痛感回饋概念)，累積較多發數(例如每方格打四發)，雖然這樣的治療方式，醫療院所負擔的成本較高，所需時間較長，但可讓被治療者在無痛或低痛感的情境下，得到更好且更安全的消脂效應。

此外，總能量雖然相同，但以較低能量累積較多發數，除了治療過程較不痛，它的治療效果通常優於總發數較少(但單發能量高)的治療方式，筆者(王修含醫師)曾與原廠Solta Medical公司推薦，日本操作Liposonix經驗最多的服部達也醫師(Hattori Tatsuya，はっとり・たつや，東京都新宿區ハートリークリニック新宿院長服部達也先生)討論，服部醫師亦有此發現。

筆者(王修含醫師)推測影響療效的參數，除了總累積能量之外，可能還牽涉到HIFU超音波作用的時間，發數較多的治療手法，雖然醫師要耗費較多的時間，但是脂肪組織受到HIFU超音波作用的時間也較長，被破壞的程度可能也較高。

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立塑Liposonix聚焦音波減脂之應用

立塑 Liposonix 聚焦音波減脂，是使用體外超音波探頭，放置於皮膚表面，將超音波能量送到皮膚的皮下脂肪層，超音波可設定對焦於13 mm(1.3公分)的深度，並透過精密的調控，以熱能與機械能破壞此焦點位置上下方各5 mm的脂肪組織，此即所謂的「熱機械過程」( thermomechanical process)。Liposonix立塑聚焦音波減脂儀具有圖形輸出系統，產生具可預測性的重覆、一致之治療掃描矩陣，每一發的掃描面積為46 mm x 46 mm，其中有24條線，每條掃描線的距離2 mm。

熱能原理

脂肪細胞在加熱至攝氏56度，並維持一秒後，會產生不可逆的脂肪細胞破壞現象。在Liposonix立塑聚焦音波減脂機器探頭的焦點附近，溫度會在一至二秒內昇高到攝氏65-70度的高溫，並在治療後馬上降溫，這樣的機轉會對目標區域進行破壞，讓脂肪細胞發生凝固性壞死的變化，但周邊的區域卻不受影響，如果在治療後進行組織學檢查，會發現神經與小動脈都保持完整，而未受破壞(Aesthet Surg J. 2011 May;31(4):429-34.)。Liposonix立塑聚焦音波減脂儀產生的熱能，除了破壞脂肪組織外，也會讓皮下組織纖維隔膜內的膠原蛋白收縮與再生，可與Thermage電波拉皮搭配治療，讓皮膚緊實性更佳。

機械能原理

HIFU超音波在軟組織內可造成顯微尺寸下的剪力(shear force)，並以磨擦方式產生加熱效應。

脂肪破壞後的代謝過程

Liposonix立塑聚焦音波減脂治療後的皮下組織初期會產生發炎反應，並將被破壞的脂肪細胞碎片與釋出的三酸甘油酯等物質，利用淋巴循環運輸到肝臟，最後分解代謝，排出體外。一般而言，治療區域將在8至12週內代謝完成。

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治療案例：立塑Liposonix聚焦音波減脂之成效

Liposonix立塑聚焦音波減脂治療後的效果，根據原廠Solta Medical公司提供的資料，通常會在8至12週後出現，相關參考案例圖片如下：