赛博刀的原理及临床应用

（ 三） 机械臂 有 ６ 个自由度， 可支撑并保证轻 型加速器自由旋转， 它可使直线加速器调整到 １００ 多个位点， 每个位点又可从多个角度照射， 故可从 多达 １ ２００ 个方位照射， 即可从任意方向照射身体 任何部位病灶， 达到完全的“适形治疗”。这使得赛 博刀增添了非等中心治疗的功能， 均匀性和适形度 更高。
（ ２） 鼻咽纤维血管瘤 有 １ 例报道， （ 赛博刀） 最大剂量 ４ ５１２ ｃＧｙ ／３ 次， ２ ａ 无复发的病例报道［８］。
３．眶周病变：视通路放疗耐受性差， 眶周病变肿 瘤剂量的提高受限， 用赛博刀分期治疗肿瘤控制率 和视功能保存率高， 可部分替代手术或分次放疗。 Ｍｅｈｔａ 等［９］治 疗 了 １３ 例 前 视 路 邻 近 病 变 ， 按 ７５％～ ９５％等剂量线计算， ５ 例给予 ２５ Ｇｙ／５ 次， ５ 例 ２１ Ｇｙ ／ ３ 次， ３ 例 ２０ Ｇｙ ／２ 次。间隔约 ２４ ｈ。随访 １２～５４ 个月 （ 中位随访 １８ 个月） ， ４ 例病人视力改善， 均无视力 减退及治疗野内肿瘤进展。Ｐｈａｍ 等［１０］治疗了 ３４ 例 肿 瘤 与 视 路 距 离 ２ ｍｍ 以 内 的 病 人 ， ５ 例 曾 接 受 过 常规放疗， 总边缘剂量平均为 ２０ Ｇｙ ／２～５ 次。平均随 访 ２９ 个月（ １５～６２ 个月） 。治疗后 ６ 个月复查， 视力 与 治 疗 前 比 ， ２０ 例 病 人 无 改 变 ， １０ 例 改 善 ， ３ 例 变 差， 视力保存率为 ９１％。
４．神经病变： （ １） 听神经鞘瘤 Ｃｈａｎｇ 等［１１］指出， 单次放射手 术治疗听神经瘤的肿瘤控制率高， 但听力保存率仅 ５０％～７３％； 而 分 次 、框 架 固 定 、间 隔 １２ ｈ 放 疗 的 试 验组肿瘤控制率高， ２ ａ 听力保存率为 ７７％， 分次 放 疗 利 于 保 护 正 常 组 织 。他 们 的 一 项 前 瞻 性 研 究 显 示 ６１ 例 病 人 总 边 缘 剂 量 为 １８ Ｇｙ ／３ 次，６ Ｇｙ ／次 或 ２１ Ｇｙ ／３ 次， ７ Ｇｙ ／次， 随访＞３６ 个月（ 平均 ４８ 个月） ， 听力保存率 ７４％。１ 例肿瘤进展， ２９ 例缩小， ３１ 例稳 定。无新发三叉神经功能障碍和面神经永久性损 伤。证实赛博刀分次放疗可提高肿瘤剂量均匀性， 提高听力保存率。Ｉｓｈｉｈａｒａ 等［１２］报道 ３８ 例前庭神经 鞘瘤， 给予总边缘剂量 １１．９～２０．５ Ｇｙ ／１～３ 次。随访 １２～５９ 个月（ 中位 ２７ 个月） ， 肿瘤控制率 ９４％。无新 发三叉神经症状。 （ ２） 三叉神经痛 Ｒｏｍａｎｅｌｌｉ 等［１３］尝试治疗了 １０ 例药物无效且不能手术的三叉神经痛病人， 获得较 好疗效， ５ 例给予 ６６～７０ Ｇｙ， 疗后 ２４～７２ ｈ 内疼痛缓 解 ； ５ 例 给 予 ６０～６４ Ｇｙ， ３ 例 治 疗 ３ 个 月 后 仍 无 缓 解， 另 ２ 例缓解后 ２ 个月复发。Ｌｉｍ 等［１４］的 ４１ 例报 道中不包括非典 型 疼 痛 者 、多 发 性 硬 化 者 、既 往 接 受 过 放 射 手 术 者 或 随 访 ＜６ 个 月 者 ， 疼 痛 缓 解 率 ９２．７％， 中位缓解时间 ７ ｄ（ ２４ ｈ～４ 个月） ； １５．８％疼痛
关键词 赛博刀； 立体定向放射手术； 实时跟踪系统
赛 博 刀 （ Ｃｙｂｅｒｋｎｉｆｅ） 由 美 国 Ｓｔａｎｆｏｒｄ 大 学 医 疗 中心脑外科与 Ａｃｃｕｒａｙ 公司合作研发， １９９４ 年投入 使用， １９９７ 年 Ａｄｌｅｒ 教授首次介绍其临床应用。它 是一种立体定向治疗机， 整合了影像引导系统、高 准确性机器人跟踪瞄准系统和射线释放照射系统， 可完成任何部位病变的治疗。将一个能产生 ６ ＭＶ－ Ｘ 线的轻型直线电子加速器安放在一个有 ６ 个自 由度的机械臂上， 通过运算 Ｘ 线摄像机及 Ｘ 线影像 处理系统所得的低剂量三维影像来追踪靶区位 置 ， 执行治疗计划， 以准确剂量的放 射 线 来“切 除 ” 肿瘤。
（ 一） 治疗头部病变 １．颅内肿瘤： 赛博刀可用于治疗颅内良恶性肿 瘤， 并适用于儿童病人（ 部分可不行全麻） 。 （ １） 垂体瘤 Ｋａｊｉｗａｒａ 等［３］对 ２１ 例病人中的 ２０ 例采用分次治疗。每次放疗时肿瘤边界剂量为 ６．４～ ２７．７ Ｇｙ（ 平均剂量： １４ 例非功能性腺瘤为 １２．６ Ｇｙ， ７ 例功能性腺瘤为 １７．５ Ｇｙ） 。随访 １８～５９ 个月 （ 平均 ３５．３ 个月） 。肿瘤控制率 ９５．２％。７ 例功能性腺瘤的 激素功能均有改善， 治疗后 ２ 例垂体功能低下。 （ ２） 脑转移瘤 Ｉｎｏｕｅ 等［４］治疗 ９４ 例病人的 １３６ 个脑部病变（ 包括 ６７ 个转移瘤） ， 照射 ２４～２７ Ｇｙ 者， ８９％于 ３ 个月后无进展。Ｓｈｉｍａｍｏｔｏ 等［５］对 ４１ 例病 人 的 ６６ 个 脑 转 移 瘤 病 变 采 用 立 体 定 向 放 射 治 疗 （ 含赛博刀） ， 处方剂量 Ｄ９９（ ９９％等剂量线所包括的 范围） 为 ９～３０ Ｇｙ。Ｄ９９≥２０ Ｇｙ 者疗效优于 Ｄ９９＜２０ Ｇｙ 者。Ｄ９９≥２４ Ｇｙ 时完全缓解率明显要高（ Ｐ＝０．００４ ５） 。 均未出现严重副作用。遂提出立体定向放射治疗脑 转移瘤是安全有效的， 赛博刀治疗时 Ｄ９９ 应≥２４ Ｇｙ。 （ ３） 儿 童 颅 内 肿 瘤 Ｇｉｌｌｅｒ 等［６］报 道 ２１ 例 不 能 手术的 儿 童 颅 内 肿 瘤 ， 年 龄 （ ７．０±５．１） 岁 ， 平 均 靶 体 积（ １０．７±２０） ｃｍ３， 平均边缘剂量（ １８．８±８．１） Ｇｙ， 平均 随访（ １８±１１） 个月。１５ 例单次放疗， ８ 例病人未行全 麻 。５ ／５ 例 星 形 细 胞 瘤 、３ ／４ 例 髓 母 细 胞 瘤 病 人 及 ３ ／３ 例颅咽管瘤病人获得局部控制， 但 ３ ／３ 例室管 膜瘤病人均局部未控。２ ／３ 例畸胎瘤病人诊断后存 活 １６～３５ 个月。 ２．鼻咽肿瘤： 鼻咽部解剖结构复杂， 毗邻诸多重 要器官及颅神经， 手术切除难度大、风险高， 而普通 放疗的剂量难以达到治疗要求， 副作用大。立体定 向放射治疗可提高肿瘤剂量， 同时保护正常组织， 在鼻咽部病变的治疗方面有较多优势。 （ １） 鼻咽癌 Ｌｅ 等［７］报 道 １２ 例 ， 常 规 外 照 射 或 调强放疗给予 ＤＴ６６ Ｇｙ， 常规分割。４～６ 周后给予赛 博刀加量， 按 ８０％～８５％等剂量线单次给予原发灶
（ 四） 轻型直线电子加速器 能产生 ６ ＭＶ 的 Ｘ 射 线， 比伽玛刀（ ６０Ｃｏ） 的剂量率高，剂量率稳定。
（ 五 ） 赛 博 刀 的 精 确 度 ＣＴ 层 厚 为 ０．６２５ ｍｍ、 ３．７５ ｍｍ 时第二代赛博刀的测量误差分别为 ０．７ ｍｍ 和 １．９７ ｍｍ； 而 ＣＴ 层 厚 为 １．２５ ｍｍ 时 ， 精 确 度 为
７～１５ Ｇｙ。 部 分 病 人 加 化 疗 。３ ａ 局 部 控 制 率 高 达 １００％， 无 远 处 转 移 率 ６９％， 无 进 展 生 存 率 ７１％， 总 生存率 ７５％。而既往有报道单纯外照射局部复发率 为 １５％ ～６０％ ， 加 化 疗 者 局 部 复 发 率 也 达 １０％ ～ １５％。
获取 １ 次影像信息即可。胸不能准确获取影像。缩短 间隔或连续照射可满足要求， 但病人受照量过高， 诊断性 Ｘ 线发射器易过热， 故赛博刀引入一套红 外线跟踪系统作为补充来实现对活动脏器的实时 跟踪。
确定内标记后， 在胸腹部皮肤上粘贴 ４～６ 只红 外发光二极管（ 外标记） ， 用红外线摄像机连续接收 信号。综合运算平静呼吸条件下内 ／外标记的相对 运动轨迹， 找出瘤体相对外标记的运动轨迹。治疗 时， 病人保持平静呼吸， Ｘ 线跟踪系统关闭， 机械臂 在红外线跟踪系统连续接收的信号引导下， 实时跟 踪照射。若深呼吸等使靶区运动幅度超出了红外跟 踪调节范围， 则立即停止照射， 启动 Ｘ 线跟踪系统， 探测内标记， 自动重新定位靶区， 确认后再开始照 射。如此反复， 完成整个治疗过程［１］。
国外医学临床放射学分册 Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆａｓｃｉｃｌｅ ２００６ Ｓｅｐ7 ２９ （５） ： ３５７～３６０
放射治疗学
赛博刀的原理及临床应用
北京大学第一临床医学院放疗科 （ １０００３４）
张 敏综述 申文江 王庆国审校
摘要 赛博刀是一种新型立体定向放射治疗机， 采用影像引导实时跟踪系统， 指导机械臂带动直线加速器 追踪靶区进行治疗。它重复性好，精确度高，创伤小且适应面广， 可进行正 ／逆向治疗计划， 也可分次治疗， 且兼 容放射外科和放射治疗两种功能。已被美国食品与药物管理局批准应用于全身多种疾病的治疗。多项研究结果 证明了赛博刀治疗的可行性和安全有效性。
（ 二） 脊髓病变 匹兹堡大学神经外科的 Ｇｅｒｓｚｔｅｎ 等［１６］较为全面、系统地报道和评价了赛 博 刀 单 次 分 割治疗脊髓病变技术。所有的病人均在门诊治疗， 在层 厚 １．２５ ｍｍ 的 ＣＴ 扫 描 基 础 上 进 行 治 疗 计 划 ， 定义 ＰＴＶ 为没有外放边界的影像学的肿瘤体积。另 外一些研究者的研究结果见表 １ 。
治疗脊髓病变可用手术或放疗。手术风险大， 局部控制率不高； 普通放疗精度低， 受脊髓剂量限 制多达不到有效治疗剂量， 疼痛缓解率和肿瘤控制 率低； 伽玛刀采用有创固定， 对脊髓病变固定效果 差， 应用明显受限； 赛博刀作为影像引导的放射手 术系统， 采用无创固定， 治疗脊髓病变安全有效， 创 伤小， 可更好地提高肿瘤剂量， 降低周边正常组织 剂量， 从而显著改善局部控制率， 提高缓解率、延长 生存期， 并减少副作用， 提高生存质量。治疗可在门 诊短时间内完成（ 病 人 预 期 生 存 期 很 短 、尤 其 不 能 够接受长期的每天放疗者） ， 迅速恢复和症状减轻， 并可用于药物无效者、病变位于既往照射区内者， 或作为手术的辅助措施［２２］。
一、赛博刀治疗的过程及特点
（ 一） 治疗前准备 １．确定内标记： 应与肿瘤位置关系固定。可为易 辨认的骨质（ 颅底及头颈部椎体） 或植入金属内标 记（ 一般 ４～６ 颗， 至少 ３ 颗） 。 ２．摆位： 无创性无框架体膜固定， 重复性好， 疗 前随时可行扫描、治疗计划模拟、质量确认。 ３．储存基础影像（ ＣＴ 或 ＭＲＩ， 允许两者融合） 。 ４．设计最佳治疗计划（ 可正 ／逆向计划设计； 可 单 ／多次治疗， 兼容放射外科和放射治疗两种功能） （ 二） 实时监测和跟踪 用一对互相垂直的诊断 用 Ｘ 线照像机分别获取内标记图像， 传至影像处理 系统， 根据基础影像中内标记与靶区关系分析出病 灶实测位置。不断将实测影像与基础影像进行比 较， 反复确定靶区正确位置， 传至机械臂， 使其修正 治疗位置进而消除运动误差， 提高治疗精度。 头颈部器官相对静止， Ｘ 线实时跟踪系统每 １０ ｓ