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放射外科—拓姆刀和射波刀的特点与应用

已有 965 次阅读 2017-8-13 16:56 |系统分类:科普集锦

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放射治疗作为广泛应用的肿瘤治疗传统方法,是通过聚焦电离辐射对肿瘤及其微环境产生破坏性作用而发挥治疗作用的。就癌症患者本身来说,无论病情转归,还是对治疗的反应都具有极为个体化的特质,因此,癌症个体化治疗的认识已经得到广泛认同。放疗的设计要考虑到肿瘤团块的大小,具体形状,患者肿瘤的不同解剖学特点,以及肿瘤所在的特殊部位,因此,每例患者的放疗都是非常个体化的,尤其和常规化疗相比,放疗有着明显的优势。

最近几年的研究也有科学证据证明,放疗和免疫治疗相结合可以对肿瘤治疗产生更好的疗效。而且,随着计算机,影像学和人工智能的进展,放射治疗设备和技术也发生了创新性的改变。例如:Tomotherapy(拓姆刀)和第4代Cyberknife(射波刀),显著提高了放疗的效果,也拓展了放射外科的新概念和新领域。对这些新概念新进展的了解,不仅是放射学科之内的知识,对于肿瘤科,普通内科,全科医师,甚至教育程度较高的患者及家属都有实际意义,因为有助于考量和选择正确及时的肿瘤个体化综合治疗方案。

     

     Tomo和Cyberknife都是先进放疗设备,都配备有高精度图像引导。两种设备的主要区别是,Tomo是螺旋断层照射,主要功能是常规多分割调强放疗。Cyberknife是立体定向照射,主要功能是小分割或单次高剂量放疗(放射外科)。


Tomo(拓姆刀)放射治疗系统的特点



Tomo是将直线加速器与螺旋CT断层扫描成像系统结合到一体构成的治疗平台。将直线加速器安置在螺旋CT环转机架上,通过360度旋转,以断层螺旋扫描方式在51个弧度上连续单环重叠照射,实施全方位断层扫描照射,在CT扫描到肿瘤部位的实时,启动加速器对扫描到的肿瘤发射射线。Tomo能够实现1500px x 4000px范围内任何剂量分布要求,可以在这一范围内照射不同分布、各种位置上的肿瘤。因此,Tomo对表面积较大肿瘤的放疗更有优势。尽管理论上Tomo可以照射如此之大范围的肿瘤,而实际上,肿瘤体积通常不大可能大到那个程度,而肿瘤体积大,也表明肿瘤细胞的负荷量大,肿瘤发生和发展时间可能已经很长,疗效相对不好。所以还是早期发现,在肿瘤体积较小时,治疗效果更好。

Tomo断层放疗,能达到高度精确性,成像精度可高达±0.1mm,可使肿瘤照射野与正常组织非照射野之间的射线剂量陡减,因此比普通放疗的剂量分布更加合理,对周围正常组织的辐射剂量更低。

此外,Tomo放疗达能达到适形放疗目前的最高水准,也就是说CT断层扫描显示肿瘤准确形状的同时,直线加速器与CT同步准确按肿瘤形状进行照射,使肿瘤周边重要器官受到更少伤害。这种高度适形性的特点,使得Tomo对结构复杂或长在重要组织器官周围的肿瘤,如鼻咽癌等是很好的适应症治疗的选择。Tomo治疗鼻咽癌的最大优势在于“高适形、高剂量、低损伤”,即使对相邻1-50px近的组织器官,也可制定适形剂量分布,使之对周围正常组织的发射剂量陡降,从而提高对肿瘤组织的放射剂量。由于鼻咽位于咽的上端,颅底与软腭之间,连接鼻腔和口咽,是整个头颈部的重要中枢部位,解剖结构十分复杂,因而很难提供良好的手术条件,而鼻咽癌大多属于低分化鳞癌,对放射线的敏感性高,因此,Tomo是非常重要的治疗选择。

Cyberknife(射波刀)立体定向放射手术平台系统




Cyberknife唯一采用实时影像引导定位技术的设备,实现了真正意义上的图像引导的放射治疗。影像定位系统包括安装上方的两组对角X光影像检测器和相对应的数码影像探测器。Cyberknife在治疗前和治疗间不断拍摄患者的照射靶区部位,和原计划设定系统重建的解剖影像比较,准确判断肿瘤靶区在治疗过程中的细微移动,并将移动信息从主操作系统传输到机器人机械臂上,通过机械臂校正治疗靶区的细微移位,使肿瘤部位得到精确的照射。因此Cyberknife不需要以往固定患者体位的立体定位框架。Tomo虽然不需要全身麻醉固定体位,但仍然需要局部麻醉,对患者进行框架固定,将呼吸调控至最小程度,以使因呼吸引起的照射野移动减少至最低程度。

Cyberknife还具有同步呼吸追踪系统,可用于随呼吸移动的肿瘤的放疗,例如肺癌、肝癌、胰腺癌等。同步呼吸追踪系统在治疗过程中,可以实时追踪患者和肿瘤靶目标随呼吸的移动,进行同步实时动态图像引导的放疗。这种同步技术可大幅度降低被照射到的正常组织的放射剂量,有效降低副作用,同时增加对肿瘤靶区的照射剂量,有效提高疗效。

在治疗的立体范围上,与Tomo比较,Cyberknife的定位更加精确和灵活,尤其是对各部位的点状肿瘤有显著治疗优势。Cyberknife的最大特点是拥有精密、灵活、有6个自由度级的精密机器手臂,可以分别形成在不同方位,多达1200条的射线光束,为治疗提供了最佳的空间拓展性及机动性,可以将射线投放到全身各处的病灶上,实现从任意角度进行照射的能力,极大减少对肿瘤周围正常组织与器官的损伤和放射并发症的发生。

Cyberknife作为不断发展中的先进设备,其新开发的Xsight Spine和Xsight Lung追踪技术,可提供无金属标记、无创伤性脊椎/脊髓和肺部肿瘤自动追踪立体定向导引系统,结合快速六维影像对比,Cyberknife X线射束智能性追踪、检测及修正照射的智能整合,可以达到脊椎病灶<0.95mm、肺部病灶<1.5mm的治疗精度,显著提高了放疗效果。

Cyberknife治疗颅内肿瘤效果好,副作用小,对于颅内面积较大的肿瘤放疗,也是具有优势。同样,在治疗过程中无需头部植入支架。对于颅内良性肿瘤,Cyberknife的控制率可达到97%左右。

此外,Cyberknife是目前唯一不需要创伤性框架固定而精确度在1mm以下的放射外科设备。在治疗过程中,患者无需局部麻醉,真正实现无痛,无创伤,无麻醉,治疗过程轻松、快捷,是最容易为患者接受的放疗方式。一般需要1-5次照射,一周时间完成全部疗程,治疗结束后患者即可回家休息。Tomo一般需要5-30次照射,疗程需要10-30天左右。

Tomo与Cyberknife有各自的优势,有经验的放疗专家将能根据患者的病情,设计和选择个体最适合的治疗方案。


附:Cyberknife治疗适应证

颅内病变:颅内血管畸形;听神经瘤;脑膜瘤;垂体瘤;三叉神经鞘瘤;脊索瘤;血管母细胞瘤;颅内转移瘤;脑胶质瘤;颅咽管瘤;松果体区肿瘤;颈静脉孔区肿瘤;鼻咽癌颅底转移等;颅内其他小型肿瘤

头颈部肿瘤:鼻咽癌;眼眶肿瘤;头颈部恶性肿瘤及复发肿瘤等

脊髓脊柱病变:脊髓血管畸形;脊髓胶质瘤;椎管内小的神经鞘瘤;椎管外神经鞘瘤;脊柱转移瘤

肺癌;肺部转移瘤;纵膈肿瘤及纵膈转移瘤

肝癌;胆囊癌;胆管癌;脏转移瘤。

肾脏肿瘤及肾上腺转移瘤

前列腺癌

胰腺癌

骨肿瘤

腹腔内淋巴结转移。

盆腔内肿瘤局部复发或盆腔内淋巴结转移




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