LabTAU：四十载超声创新，守护人类健康
一、引领超声治疗发展的卓越实验室
超声治疗应用实验室（LabTAU，隶属于里昂第一大学、法国国家健康与医学研究院INSERM及莱昂·贝拉尔中心）四十年来深耕于里昂，致力于研发用于治疗癌症、神经系统疾病及妇科疾病的超声疗法。通过紧密结合基础研究、原型开发与临床试验，LabTAU成功将前沿理念转化为切实的医疗解决方案，并积极推动技术向产业转移及初创企业的孵化。凭借在超声领域的深厚积淀，实验室持续探索个性化治疗、靶向药物递送以及组织碎裂等创新技术领域。
二、发展历程：从开拓者到全球领导者
实验室成立于1985年，最初名为INSERM U281，后更名为LabTAU。创立之初，实验室便聚焦于泌尿外科与超声领域，并取得了三项里程碑式成就：多普勒技术、肾结石体外冲击波碎石术以及用于前列腺癌治疗的高强度聚焦超声（HIFU）技术。
首任主任托尼·卡蒂尼奥回顾道：“超声波最初是作为诊断工具（如超声成像和多普勒）被开发和应用的，如今已发展成为独立的治疗手段。自上世纪90年代起，冲击波（高功率超声波）被用于体外碎石术，使数以万计的患者免除了手术之苦。”
自2001年起，实验室强化了理论基础研究，并拓展了治疗应用范围，在此期间孕育了多家衍生初创公司（如Veinsound、Carthera和EyeTechCare）。2011年，INSERM、里昂第一大学和莱昂·贝拉尔中心共同创立了混合研究单元LabTAU，重点聚焦超声成像技术。实验室随后加入了两个由法国政府资助的“实验室卓越计划”（LabEx）：专注于癌症研究的DevWeCan和专注于声学研究的CeLyA。
自2016年以来，LabTAU的科学家与临床医生开始探索一个极具前景的新方向：空化现象——即由超声波产生的微气泡释放局部能量的过程，这为开创全新疗法铺平了道路。
自上世纪80年代开创碎石术研究以来，LabTAU已成长为全球超声治疗领域的领导者，并于2017年被国际高强度聚焦超声基金会（FUS Foundation）评为“卓越中心”。
三、从基础研究到临床转化：LabTAU的四大研究方向
LabTAU的研究工作处于物理学、超声工程学与医学的交叉前沿，目标明确：设计并转化能够满足实际临床需求的创新医疗设备。凭借全球顶尖的人才与技术资源，实验室覆盖了超声疗法从理论到实践的完整创新链：包括模型构建、概念验证、原型开发、临床试验，直至通过创立初创公司或与产业界合作实现技术转移。这一高效转化流程依托于一个强大的合作网络，合作伙伴包括里昂公立医院集团（HCL）以及高科技医疗设备公司EDAP-TMS等。
实验室在生物医学超声领域的研究主要围绕三大医学领域——肿瘤学、妇科学和神经科学——并具体划分为以下四个核心方向：
1. 高能超声治疗：从实验室到临床应用
作为LabTAU的传统优势方向，“高能超声”研究现已催生出如Focal One（EDAP-TMS生产）这样的大型临床治疗系统，该技术已在法国获得医保报销资格。
实验室利用先进的数字建模技术，设计开发了新型治疗装置，旨在为前列腺、肝脏、胰腺及乳腺等难以触及或治疗的部位提供微创甚至无创治疗方案。临床试验已证实高强度聚焦超声（HIFU）治疗前列腺癌的有效性。同时，为肝癌和胰腺癌研发的装置能够实现更精准的病灶消融，而无需依赖复杂的机器人系统。
Jean-Yves Chapelon教授（2001年至2015年担任实验室主任）指出：“高强度聚焦超声能够精准摧毁癌细胞，无需手术切口，且副作用更少。我们率先采用经直肠入路的HIFU技术治疗前列腺癌。这项创新于2016年荣获法国盖伦奖，这证明前沿研究能够切实转化为患者的福祉。”
此外，该方向的研究也拓展至非肿瘤适应症，如某些心脏病、青光眼及子宫内膜异位症等。
2. 低能量超声：开拓治疗新路径
“低能量超声”方向致力于探索超声波与生物组织之间非破坏性、可逆的相互作用机制。
在神经科学领域，低能量超声有望为感官障碍（如失聪、失明）和神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病）提供全新的深部脑刺激方法。其核心挑战在于开发能够精确靶向大脑深部特定区域的无创技术，从而成为现有电磁刺激技术的有效替代方案。
在组织工程领域，低能量超声有助于构建高度仿真的三维生物模型，促进生成更成熟、更接近目标器官功能的组织。目前已在子宫内膜组织构建方面取得初步成果。
3. 气泡、细胞与微粒：驾驭空化效应用于治疗
LabTAU的第三个核心方向是研究与利用“空化”现象——即通过超声波控制微气泡与细胞间的相互作用，将其转化为治疗工具。根据其活动状态，微气泡可对生物组织产生可逆性或破坏性影响，例如应用于组织碎裂（将病灶组织液化清除）。深入理解这些机制对于开发新型疗法至关重要。
因此，LabTAU专注于这些基础物理现象的研究，以阐明微气泡如何影响其周围环境（如流体、细胞等）。
基于空化效应的应用也在积极开发中，例如用于靶向递送药物或遗传物质。特别是通过与Carthera公司的合作，实验室正在研究利用超声开放血脑屏障的治疗策略。
4. 设备与仪器学：治疗与成像融合，实现精准医疗
自成立以来，LabTAU始终致力于将高能超声治疗与医学成像技术相结合，以实现疾病的诊断、治疗靶区规划及疗效监控。实验室在该领域的重点之一是先进的弹性成像技术，该技术能够表征组织的弹性属性。
弹性成像通过分析剪切波在组织中的传播，可用于早期检测某些癌症（如乳腺、肝癌）以及监测HIFU治疗效果。LabTAU还开发了一种原创方法：基于噪声相关的被动弹性成像。该方法利用人体自然的生理振动（如血流、心跳、肌肉活动）作为波动来源，可应用于从整个器官到单个细胞的不同尺度。
例如，在肝癌治疗中，弹性成像能在治疗前、治疗中和治疗后提供宝贵的导航信息。融合成像与HIFU的双模技术则能实现对肿瘤区域的实时可视化与同步治疗。
四、未来展望：新团队与新挑战
自2015年以来，不断有新的研究人员加入实验室，新的研究主题应运而生，并即将在内部成立两个新的研究团队。
现任LabTAU主任Cyril Lafon表示：“近年来，随着五名新的INSERM研究员的加入，实验室规模已达到约70人的关键临界点。成立两个新团队旨在促进科学交流、推动青年研究人员职业发展，并启动新的创新项目。”
DREAM团队（医学弹性与声学开发研究） 将专注于以下三个基础研究方向：
进一步发展被动弹性成像技术。
深化对微气泡振动的理解，以优化基于空化效应的靶向给药控制。
在神经调节与仪器领域提出新的技术挑战与解决方案。
TUNE-UP团队（面向新探索与用户导向实践的治疗超声） 将致力于：
推动个性化医疗，特别是通过数字建模、预测与控制工具，优化针对前列腺癌和消化道子宫内膜异位症的HIFU治疗方案。
开发超声造影剂的治疗用途，例如为老花眼提供创新疗法。
研究癌症治疗中的“溶瘤”疗法，旨在快速缩小肿瘤体积并同时增强机体免疫应答。
延伸聆听：
若想深入了解LabTAU及波在医学中的应用，推荐收听法国文化电台播客系列“科学之声”（Sciences en sons）中的专题节目“医学：治疗的声波”。
