伽玛刀的原理及应用

伽马刀的历史 1951年，瑞典Leksell教授首先提出了放射外科治 疗的设想，并设计了第一个放射治疗设备。 第一台伽玛刀于1967年研制成功，采用179个 60Co 放射源。 1974 年第二台伽马刀在瑞典 Karolinska 医院安 装。 1984 年第三台在阿根廷的Buenos Aries安装。 1985年第四台在英国的Shiffield安装，后两台伽 玛刀的放射性钴源增加到201 个。 1987 年 第五台伽玛刀在美国 Pittsburg 大学医学院安装， 增加了直径 18mm 的准直器
●在农业上，其常用于辐射育种、刺激增产、辐射防 治虫害和食品辐照保藏与保鲜等
●在工业上，其常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加 工、辐射处理废物，以及用于厚度、密度、物位的测 定和在线自动控制等 ●在医学上，其常用于癌和肿瘤的放射治疗。
60Co！
伽马刀！
伽玛刀 （Gamma Knife） 是立体定向放射外科 （Stereotactic Radiosurgery）的主要治疗手段。 是根据立体几何定向原理，将颅内的正常组织 或病变组织选择性地确定为靶点，使用60Co产生 的伽玛射线进行一次性大剂量地聚焦照射，使 产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病 的目的。 由于放射线在靶区分布的特殊性，周围组织几 乎不受影响，其靶区坏死边缘如同刀割，故形 象称之为“伽玛刀” 。
1999 年 Leksell C 型伽玛刀诞生，将剂量计划的 进步与机器人技术结合到了一起。 重大的突破在于省去了多等中心剂量计划中人工调 整坐标的操作，自动定位系统会根据计算机建立的 剂量计划中的靶点坐标，自动调整患者头部，移到 相应坐标位置。 第一台 C 型伽玛刀于 2000 年安装在美Pittsburg 大学。
总结： 伽马刀虽好，使用时也应格外谨慎。只有和临床 医生、 放射肿瘤专家、 影像学专家共同研究讨 论后，根据肿瘤的部位、性质、临床分期、治疗 情况等决定是否应用该设备进行治疗。
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谢谢！
伽玛刀的治疗原理类似于放大镜的聚焦过程。 由于射线束从各个方向穿越正常组织，正常组 织所受的照射剂量非常分散，每单位体积的正 常组织仅受到瞬时照射，因而正常组织得以保 护，靶点以外的正常组织仅受到均匀、微弱剂 量照射。 只要将焦点对准病变部位，就可以像手术刀一 样准确地一次性摧毁病灶，达到无创伤、无出 血、无感染、无痛苦、迅速、安全、可靠的神 奇疗效。
3 ，在接受到治疗计划系统的有关参数后，电气控 制系统依次将各靶点送到焦点，并打开相应的准直 器进行定量的照射。
总体步骤（主治疗过程）： ① 患者头部固定立体定位框架； ② 影像学扫描（CT或MRI）； ③ 制订治疗计划和确定处方剂量 ； ④ 实施治疗 ； ⑤ 卸掉立体定位框架。
全部过程大约需要 2~4h。
1994年7月在中国深圳诞生了世界上第一台旋转式 伽玛刀 优点： ① 高度自动化，无需人工更换外准直器 ； ② 采用旋转聚焦的手段，使射线在靶区外的正常 组织中分布更均匀，降低了正常组织的损伤； ③ 在准直器上增加了屏蔽棒，进一步降低了辐射 泄露； ④ 钴源数量减少，降低了安装及换 源的费用。
使用伽马刀：
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●物质
●它是β-衰变核素，半衰期为 5.272 年，发射 β射线和 γ 射线。β- 射线的最大能量为3.15×105eV， γ 射线的能量有 1.17×106eV 1.33247×106eV 两种。
●它属高毒性核素，对全身有影响，对人体的有效半 减期为 9.5d，在人体中的最大容许积存量为3.7×105 Bq。
伽马刀治疗肿瘤的特点：
(1)治疗简便 ：大约需要几分钟到几十分钟。 (2) 方便安全：患者不脱发，无严重不良反应， 手术后不用输血、用药，不受饮食和活动限制， 一般不用住院。 (3) 精确： 治疗全过程均由计算机控制， 可 靠， 疗效确切、 精确、安全，正常组织无损伤。
(4) 无明显手术禁忌症： 高血压病、身体状 况及心脏病、治疗过程不受年龄、糖尿病和 肺炎等并存病的影响，无手术禁忌症，尤其 适合于不能耐受手术或麻醉者，对多发转移 灶可一次性治疗。
(5) 不需麻醉： 不需要特殊手术前准备、用 药、无创伤、不出血，手术在清醒、无痛情 况下进行。
对医生的要求： 由于目前国内生产伽马刀的厂家较多，伽马刀的各项 参数以及应用到个体患者的参数均有差别，这就要求 医生对自己使用的伽马刀参数事先进行测量，做到心 中有数。 但由于各种各样的原因，据了解，很多医院均没有对 使用机器的参数进行事先测定，使得治疗患者时医生 完全依据生产厂家的测量参数进行操作，在治疗过程 中就可能存在着一定的盲目性。
1，治疗时先用立体定位系统对病灶进行定位。 立体定位系统是一个特制的坐标系，患者在立体定位 系统相对固定后，通过 CT 、MRI 对病灶进行断层扫 描显示出病灶与坐标系各参照点的相对位置。
2，定位后，治疗计划系统自动对CT、MRI 扫描的像 进行处理，重建颅骨、病灶及其周围组织的三维形态， 并依据医生给予的处方剂量进行治疗计划的设计，计 算出治疗需要的靶点数、靶点坐标、照射时间和每个 靶点使用的准直器号等。