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编号:10217250
伽玛刀、X刀、光子刀与诺力刀的临床应用
http://www.100md.com 《现代诊断与治疗》 1999年第3期
     作者:隋邦森

    单位:隋邦森(北京万杰医院,北京 100025)

    关键词:

    现代诊断与治疗990302 Clinical Application of Gamma Knife,X Knife,Phonton Knife and Nowlis Knife

    Sui Bangsen(Beijing Wanjie Hospital,Beijing 100025)

    1951年瑞典Leksell首创立体定向放射外科学[1],它以立体定向框架、准直器及放射源为基础,在CT、MR、DSA等影像辅佐下,能准确有效地治疗颅内及体内各种器质性病变及功能性疾患,是二十世纪医学史上划时代的贡献,其杰出代表就是伽玛刀、X刀、光子刀及诺力刀。
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    立体定向放射外科与普通放疗的概念及原理迥然不同。普通放疗是利用不同组织对放射线的敏感性差异来达到治疗目的,同时在放射范围内的各种正常组织均接受了相同的照射量,恶性生长的肿瘤组织对放射线比较敏感而易被杀死,病灶周围的正常组织也会受到一定程度的损伤。另一方面,它对良性肿瘤及分化程度高、恶性程度低的肿瘤无效。立体定向放射外科是将大剂量放射线通过立体定向仪及准直器,一次或几次准确地集中于靶灶上,使之变性坏死,无论良性肿瘤、恶性肿瘤、血管畸形、功能性病变区均被毁损;而靶灶周围的照射量锐减,因此正常组织几无损伤[2]

    立体定向放射外科与外科手术也迥然不同。后者的创伤性大,病人的痛苦大,死亡率及并发症发生率较高,还有感染及出血的危险,有些深部病变根本无法手术切除。而前者无这些缺点,方法简便而安全,在门诊即可完成,甚易为病人接受。

    1 伽玛刀的临床应用
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    伽玛刀由钴60放射源、准直器(4、8、14、18mm)、Leksell立体定向仪、计算机剂量计划系统(KULA或Gamma plan)及治疗床组成。钴源为210组,深藏于均匀密布的201个内准直器顶端,外准直器有201个孔道。每个孔道直径为4、8、14或18mm。治疗小病灶采用4或8mm小准直器,治疗大病灶采用14或18mm大准直器。治疗球形较小病灶可采用一种准直器仅照射一次(1枪)即足,治疗不规则形较大病灶必须采用多种准直器并多次照射(多枪),直至有效剂量线完全包裹病灶边缘为止。有效剂量线即所谓边缘剂量线。中心剂量即所谓最大剂量。一般采用50%等剂量线包裹病灶边缘,较大病灶亦可采用40%甚至30%等剂量线包裹病灶边缘。无论采用50%或30%等剂量线包裹病灶边缘,其边缘剂量必须达到有效剂量。也就是说边缘剂量是决定治疗成败的关键。在重要结构区的病灶如视交叉、视神经、脑干区者,边缘剂量不能超过8~10Gy和15Gy,否则会造成不可逆性损伤。治疗时病人需先安装Leksell立体定向仪,安装时尽量将病灶接近定向仪的中心。然后用CT、MR摄取放大的定位片,放大系数>0.8。在定位片上计算出病灶在X、Y、Z轴上的坐标值,设定准直器口径及发射枪数,并输入计算机剂量计划系统,后者打印出包裹病灶边缘的等剂量线(90%~10%),经过反复校正,使有效边缘剂量线完全包裹病灶的最外缘,最后打出治疗处方。按处方上每枪的X、Y、Z坐标值,将病人头部置入外准直器的固定架上。开动治疗床,外准直器及病灶徐徐进入内准直器,二者对准后,201个钴源即开始治疗。整个计算机误差<0.1mm,否则伽玛刀整机不能启动,并将治疗床自动送出。
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    伽玛刀的适应证很宽,除功能性疾患外,颅内绝大多数良、恶性肿瘤均可用伽玛刀治疗,决定治疗效果的关键是病灶的大小(体积)和部位。有些学者认为直径≤3cm或≤4cm的病灶适于用伽玛刀,这些数据并不适用于所有病例。特殊部位,如脑干内的胶质瘤AOVM直径≥1.5cm、视交叉胶质瘤(即使再小)、已经压迫视交叉的垂体瘤或颅咽管瘤(即使直径≤3cm)均不能用伽玛刀治疗。一般部位的病灶直径越小疗效越好,因直径越小需要的放射总量越少,坏死水肿反应越轻;而直径越大所需要的放射总量越大,坏死水肿反应越重。无论病灶多大,只要能被有效等剂量线(边缘剂量线)包裹,包围圈内的良、恶性组织均会被杀灭而坏死,这种坏死以治疗后3~6个月最明显,然后坏死组织及其水肿液被血循环吸收,病灶萎缩变小乃至消失。在坏死水肿反应期,只要不引起或通过脱水、激素疗法避免了颞叶钩回疝或枕骨大孔疝,伽玛刀均可取得成功。由此可见,伽玛刀的并发症主要为坏死水肿期引起的脑疝症状,主要禁忌证是脑干内≥1.5cm的病灶及压迫视交叉或视神经的病灶。其适应证如下:(1)动静脉畸形(包括隐性者):是首选适应证,血管巢为治疗的靶灶,≤3cm者2年内闭锁率达92%~95%以上[3,4]。(2)转移瘤:是第二位适应证,5个以下者有效率达92%~100%[5]。(3)各种良性肿瘤:如听神经瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤、三叉神经瘤、松果体瘤、脊索瘤、垂体瘤等,有效率达90%~96%[6~8]。其中垂体瘤压迫视交叉者应先手术切除上半部以保存视力,余部做伽玛刀治疗,未压迫视交叉者可直接做伽玛刀治疗。颅咽管瘤压迫视交叉者应先手术切除下部,余者再做伽玛刀治疗,未压迫者可直接做伽玛刀治疗。直径>4cm的脑膜瘤、听神经瘤等,应先动员病人手术切除一部分,余者做伽玛刀治疗或分两次做伽玛刀治疗,以避免坏死水肿期出现脑疝的危险。(4)胶质瘤等恶性肿瘤:直径≤4cm的Ⅰ~Ⅱ级胶质瘤可先做伽玛刀治疗,再配合常规放疗,有效率达75%~90%,其中<3cm者可望达到根治的目的。直径≤3cm的Ⅲ~Ⅳ级胶质瘤也可先做伽玛刀治疗,再补充常规治疗,有效率为50%~73%,可延长病人寿命;直径>3cm者应先行手术切除,残余部分再做伽玛刀治疗,可提高疗效[9]。(5)功能性疾病:顽固性疼痛、三叉神经痛、强迫焦虑症的有效率达85%以上,但因治疗费用较高,国内难以推广。帕金森氏病的总有效率为75%,以早期单侧病变明显者疗效较好,国内治疗的病例数较多。原发性癫痫必须先做正电子发射断层扫描(PEI),找出放电源,才能用伽玛刀毁损放电传导通路,阻止癫痫发作,国内仅我院开展此项工作,近期有效率达80%以上,是伽玛刀很有前途的一个新领域。
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    2 X刀的临床应用

    X刀即等中心直线加速器,其放射源光子束来自直线加速器。主要装置包括沿水平轴旋转的光子束框架、沿垂直轴旋转的治疗床、控制光子束的准直器(5~35mm)、Leksell定向架或变形塑料定向架。其中直线加速器机架、治疗床可分别做水平与垂直旋转,使通过准直器的光子束集中于等中心区,恰好与立体定向仪内病人的病灶相重叠,从而使光子束达到毁坏病变组织的目的[10]。X刀也是用单枪或多枪发射完成其治疗,每一枪由5个放射弧完成。大小病灶分别采用大小准直器,球形灶可用单枪发射,不规则灶必须用多种准直器多枪发射。X刀一般采用CT片定位,将病人头部固定于定位架内,先行薄层连续扫描,将CT图像录入光盘内,然后将光盘送入X刀中心工作站内,在屏幕上显示出病灶的全貌,一一算出每层的X、Y、Z坐标值,用鼠标画出每层病灶的边缘,画出眼球视神经、视交叉、内囊、脑干等需要保护的重要部位,然后选用适当准直器,设计出包裹病灶的等剂量线,一般选用80%等剂量线为有效边缘剂量线,用它完全覆盖瘤灶的边缘。每枪的5个弧需一一校正,使之避开上述重要部位,最后按80%边缘剂量线推算出中心最大剂量,并打出处方。对动静脉畸形及各种良性瘤可采用一次性治疗,边缘剂量与伽玛刀相同,对恶性肿瘤可分5~6次完成治疗,每日或隔日一次,总边缘剂量可略高于伽玛刀。
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    X刀与伽玛刀所采用的放射源不同,但聚焦原理及设计原理相同,两者的差异在于:(1)由于直线加速器机架的重力性型变及旋转时有轻微偏动,治疗床旋转时亦有轻微偏动,所以放射线束的中心区可能发生0.6cm的偏差(伽玛刀<0.1mm),所以X刀不适于治疗垂体瘤、颅咽管瘤等贴近视交叉的肿瘤,也不适于治疗脑干内或贴近脑干的病灶,因准确性尚待提高。(2)X刀一次性治疗AVM或良性瘤的治疗效果与伽玛刀相同,但因偏差,设计时病灶外缘应略微扩大些。(3)X刀采用变形面模式固定架,可用于多次治疗,这是它的优势,治疗胶质瘤的副反应较小而疗效与伽玛刀相同。(4)X刀以80%等剂量线做为有效边缘剂量,使中心最大剂量相应减少,从而降低了放射副作用。(5)由于中心剂量较小,又可分次治疗,因此X刀的准直器设计得较大(可达35mm,而伽玛刀最大为18mm),覆盖的瘤灶也较大,所以适于治疗较大的病灶(直径可达4~5cm),尤其是恶性肿瘤。(6)X刀亦可用于治疗功能性疾患,但因准直器较大及机械性偏差,准确性与疗效似比伽玛刀略差些。我院自1994年5月引进X刀以来,共收治835例病人,主要为直径大于4cm的胶质瘤、转移瘤、脑膜瘤、脊索瘤、AVM及鼻咽癌,因总放射量较小,又分次进行,副作用甚小,疗效相当满意。
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    3 光子刀与诺力刀的临床应用

    在伽玛刀、X刀的启发下,逐渐探索以立体定向放射外科的方法治疗体部的恶性肿瘤,进入九十年代后光子刀与诺力刀应运而生,并向适形调强的方向发展。光子刀与诺力刀的放射性光子束亦来自直线加速器,其聚焦原理与X刀近似,定位架呈长方形,病人平卧在定位架内,即可定出瘤灶X、Y、Z轴的坐标值。X刀由5个放射弧旋转照射完成治疗剂量,光子刀与诺力刀是采用5~7个适形的筒状射野束,聚焦于瘤灶上,采用多叶光栅从5~7个方向上描绘出瘤体在不同角度上的形状,然后逐一完成治疗剂量。以100%的等剂量线包绕瘤体的边缘,总放射量分3~7次完成。目前商用的光子刀仅可治疗体部的恶性肿瘤,而诺力刀既可治疗体部的恶性肿瘤,亦可治疗脑部的良、恶性肿瘤及动、静脉畸形。

    光子刀及诺力刀在体部方面的适应证为肺癌、肝癌、胰腺癌、肾上腺癌、肾癌、直肠癌、附件癌、膀胱癌及腹腔内肉瘤等。与常规放疗相比,光子刀及诺力刀具有适形调强的优势,疗效高而副反应小,尤其适用于无法手术切除的恶性肿瘤。
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    参考文献1 Lars L.Stereotactic radiosurgery.J Neurol Neurosurg Psychiat,1983;46:797

    2 Pike B.Dose distributions in dynamic stereotactec radiosurgery.Med Phys,1987;14:780

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    7 Stephanian E,et al.Gamma knife surgery for sellar and suprasellar tumors.Neurosurg Clin N Am,1992;3:209

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    9 Gutin PH,et al.Radiosurgery for malignant brain tumors.J Clin Oncol,1990;8:571

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