伽瑪刀技術論文

　　伽瑪刀已有39年 歷史 ，全球安裝了近400臺伽瑪刀，治療病人數超過58萬。下面小編整理了伽瑪刀技術論文，歡迎閱讀!

　　伽瑪刀技術論文篇一

　　有關伽瑪刀的技術問題探討

　　【摘要】 全文針對百分深度劑量、放射安全性、食管癌 治療 、大體積治療等技術 問題 ，從放射物理和臨床 應用 方面探討咖瑪刀的爭議。

　　【關鍵詞】 立體定向放射治療

　　伽瑪刀已有39年 歷史 ，全球安裝了近400臺伽瑪刀，治療病人數超過58萬。至1993年伽瑪刀引入 中國 以來，非議不斷。在90年代，非議集中在頭部伽瑪刀?，F在，又集中到了體部伽瑪刀。作為我國第一次獲得美國FDA許可并出口美國、獲得國家 科技 進步二等獎、擁有完全自主知識產權的大型高科技醫(yī)療設備， 目前 較為突出的伽瑪刀臨床應用問題包括：(1)個別治療中心因盈利目的隨意擴大適應證，造成濫用伽瑪刀。(2)未經嚴格培訓就倉促上崗或不嚴格按規(guī)程操作，造成醫(yī)療糾紛和事故。(3)還有一些伽瑪刀從業(yè)人士，對放射治療知識一知半解，卻海夸伽瑪刀的“神奇”能力。但有些非議，確有值得商榷之處。例如，有作者提出：“國外并無體部伽馬刀的概念，僅中國有”[1]。以國外沒有來否定體部伽瑪刀，與目前國家大力倡導的“提高自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家”的精神相悖。本文主要從以下幾個技術問題，討論對伽瑪刀的爭議。

　　1 百分深度劑量和劑量的聚集性

　　認為伽瑪刀不如直線加速器好的主要理由之一是：鈷60發(fā)出的伽瑪射線，由于其能量較低，故其深度劑量不如直線加速器(圖1)。確實，鈷60發(fā)出的伽瑪射線，當其照射野為7cm×7cm時，在20cm深處，相對劑量為24.5%。而20MV-X線，照射野同為7cm×7cm，在20cm深處，相對劑量為53%。即同樣照射野面積，同樣深度，就組織吸收劑量而言，鈷60發(fā)出的伽瑪射線還不及20MV-X線的一半。

　　這個理由，在比較傳統的鈷60治療機與直線加速器時沒錯。但是，百分深度劑量描述的是單束射線的劑量學特征，而伽瑪刀是采用多源多線束聚集方式進行照射，因此，可補償單束射線能量不足的缺點而實現靶區(qū)的高劑量照射。仍然以上述條件為例，兩束鈷60射線照射，當其照射野仍為7cm×7cm時，在20cm深處，相對劑量為49%。三束鈷60射線照射，劑量可達73.5%，超過單束20MV-X線。鈷60治療機三照射野的最大深度11.5cm，四照射野的最大深度15.5cm，即照射野越多，照射深度越大[2]。

　　以第四代伽瑪刀月亮神為例，該機有42顆放射源，對應42個準直器。在治療胸部腫瘤時，治療頭不轉動，可形成42個照射野。而當治療頭轉動時，它的最小準直器(6mm×6mm)圍繞人體旋轉一周，能形成150個照射野(標準人體體模，胸圍900mm)。最大準直器(14mm×60mm)圍繞人體旋轉一周，也能形成15個照射野。對應42個準直器，即能形成630~6 300個照射野。而直線加速器治療，平均僅2~6個照射野。因此，以單束射線的深度劑量比較，直線加速器有優(yōu)勢，但比較靶區(qū)的劑量聚集性，伽瑪刀不僅不是弱勢，反而有很大優(yōu)勢。

　　2 伽瑪刀的放射安全性

　　當電源關閉后，加速器的射線隨之消失。但伽瑪刀的放射源是放射性同位素鈷60，不論電源關閉與否，它都會持續(xù)不斷發(fā)射出伽瑪射線。早期的鈷60治療機，由于制造技術落后，自屏蔽較差，其治療室的雜散輻射(stray radiation)強度較大。然而，輻射存在于整個宇宙空間，人類有史以來就一直受著天然輻射源的照射，食物、房屋、天空大地、乃至人們體內都存在著輻射，這些照射通稱為天然本底輻射。全球平均而言，天然本底輻射每年對個人的輻射劑量約為2.4mSv。但也有為數不少的居民生活在高于該平均值5~10倍的地區(qū)，經世界衛(wèi)生組織長期觀察，該地區(qū)居民的健康并無異常。以我國廣東省陽江市為例，該地區(qū)居民在接受長期、持續(xù)年平均劑量為6.4mSv輻射作用下，未發(fā)現居民惡性腫瘤死亡的增加，而且存在刺激免疫功能增強的效應[3]。

　　國際放射防護委員會規(guī)定(ICRP-60)，公眾受附加照射的個人劑量限值為1mSv/年，而受職業(yè)照射的個人(如伽瑪刀技術員)全身照射劑量限值為20mSv/年，皮膚、手、足為500mSv/年[4]。由于制造業(yè)的飛速 發(fā)展 ，伽瑪刀的自屏蔽已十分完善，伽瑪刀治療室內的雜散輻射已非常低。以月亮神伽瑪刀為例，經監(jiān)測，每治療一人次，擺位技術員所受到的輻射劑量為4.2μSv(1 000μSv=1mSv)。相比之下，乘飛機從北京到廣州所受到的輻射劑量為6.8μSv，北京到舊金山為43μSv。拍攝一張X線胸片的輻射劑量約為200μSv。在年治療400例病人(該數字為我國伽瑪刀中心的平均治療病人數)，有4個擺位技術員的伽瑪刀中心，每個技術員每年受到的輻射劑量為8.4mSv。該劑量僅略高于陽江市居民的天然本底劑量6.4mSv，遠遠低于國際輻射防護委員會20mSv/年的規(guī)定。

　　當人受到4.5Gy(對于X、γ射線，輻射權重因子為1，故1Gy=1Sv=1 000mSv)一次性照射后，如果不進行骨髓移植，約一半的人會死亡。但每年受到8.4mSv輻照，到底會有什么危險? 研究 發(fā)現，即便每年職業(yè)照射50mSv(舊ICRP標準)，工作35年，僅減少32天生命。而煉油廠工人工作35年，減少74天生命[5]。用危險度評價 方法 來評價職業(yè)照射并與人類的其它活動相比較，照射0.1mSv的死亡概率為百萬分之一，與喝半瓶啤酒相當。由于放療技術員做完24次治療擺位工作后，他的累積劑量才達到0.1mSv。而分次照射24次累積0.1mSv的危險性遠遠低于單次照射0.1mSv的危險性，故放療技術員做完24次治療擺位工作后，其死亡的危險概率遠遠低于喝半瓶啤酒。

　　伽瑪刀輻射安全的另外一個問題是：更換鈷源的麻煩與潛在危險。然而，現在的伽瑪刀，有專門設計的安裝在伽瑪刀上帶自屏蔽的儲源罐。換源時，不用臨時搭建任何別的屏蔽裝置，只需將舊儲源罐卸下，新儲源罐換上，前后1小時，整個換源工作結束。而源運輸及廢源處理，更有國家指定的專業(yè)公司完成。

　　3 伽瑪刀治療食管癌

　　伽瑪刀治療食管癌是伽瑪刀臨床應用中存在的最大問題之一。立體定向放療技術操作規(guī)范中規(guī)定食管癌是伽瑪刀的禁忌證，但也有醫(yī)科大學附屬 醫(yī)院 伽瑪刀中心將其列入適應證。首先從結構和原理上 分析 ，伽瑪刀是采用多源多線束旋轉聚集實施局部高劑量放療，劑量分布不均勻，適形度相對較差，要進行不規(guī)則大野照射時布野較難，而且要采用相對低的劑量線。

　　食管是一薄壁空腔串聯器官(serial organs)，如果采用大劑量照射，輕者發(fā)生放射性食管狹窄和潰瘍，重者可能發(fā)生食管穿孔。因此，長期以來食管癌放療都是采用靶區(qū)均勻的1.8Gy~2Gy的常規(guī)分割照射。盡管如此，湖南省腫瘤 醫(yī)院 1991～2000年共收治食管癌行放療及術后放療患者425例，其中食管癌放療后因穿孔死亡19例，發(fā)生率4.4%，另外還有不能肯定穿孔死亡病例25例[6]。

　　伽瑪刀 治療 食管癌(也包括其它腹腔空腔臟器腫瘤)，由于劑量不均，若仍然采用大劑量低分割照射，其并發(fā)癥的發(fā)生率必然較高。若采用常規(guī)分割，根據伽瑪刀照射野邊緣劑量梯度大的特點，其并發(fā)癥的發(fā)生率擬應比加速器多葉光柵適形照射低，用這種臨床方案，伽瑪刀可以治療食管癌。但這樣的做法仍然危險，因為伽瑪刀很難做到讓90%~95%劑量線覆蓋一個15cm×15cm的靶區(qū)，如果做不到就會降低劑量線為70%，甚至50%等，這樣邊緣2Gy，中心劑量可達3Gy，正常食管黏膜很難耐受。中華醫(yī)學會編著的《臨床技術操作規(guī)范·放射腫瘤學分冊》將食管癌列為伽瑪刀的禁忌證，但特別注明：“不建議使用單次大劑量、低分割放射治療?？梢允褂昧Ⅲw定向技術，做常規(guī)分割，超分割的三維適形放射治療”[7]。

　　4 伽瑪刀的大體積治療 問題

　　伽瑪刀不適合對惡性腫瘤周圍亞臨床病灶預防照射，這是立體定向放療技術的劑量特征決定的，但是仍有單位在做。從照射技術上講，多布幾個大口徑準直器，伽瑪刀照射野 自然 變大(圖2)，但是，當照射野變大，如果仍然采用大劑量低分割的劑量學特點，將不可避免出現嚴重的副作用。從圖2、3的比較可以看出，直徑1.5cm肝癌，單次分割劑量6Gy時，脊髓的照射劑量只有0.1Gy。如將治療策略調整為常規(guī)分割方案，當治療面積擴到15cm×15cm后(假設該區(qū)域均需要照射)，照射野邊緣用50%劑量線包裹，邊緣每次2Gy，照射野中心劑量變成3Gy~4Gy，脊髓的照射劑量將降到0.9Gy，外圍的正常組織劑量降低了，照射野中心正常組織劑量卻增高了。

　　5 體部伽瑪刀的學術地位與療效

　　沒人懷疑調強放射治療(IMRT)是放療的主流，也沒有人懷疑圖像引導放射治療(IGRT)是在IMRT基礎上的重大進步。2005年，美國科羅拉多州大學放療系教授Kavanagh在美國放射腫瘤學會(ASTRO)年會上，立體定向體部放射治療的相關 內容 成為人們關注的焦點之一[8]。我國 研究 人員通過采用體部伽瑪刀技術實現了立體定向體部放療(SBRT)的目標，權威的美國紅皮雜志發(fā)表了夏廷毅等的論文“體部伽瑪刀治療不能手術早期非小細胞肺癌的結果”就是最好的例證[9]。

　　雖然還沒有最高級別的證據，但超過10萬例臨床病例也比較有力地證實了體部伽瑪刀的良好療效。夏廷毅等報道使用體部伽瑪刀治療不能手術的早期非小細胞肺癌，1、2、3年生存率分別為100%、91%和91% [9]。

　　伽瑪刀的特點是設備穩(wěn)定可靠，故障率極低，質量保證與質量控制(QA/QC)容易實施。要進入放射治療的主流，既懂伽瑪刀物理，又懂放射腫瘤學，并十分熟悉國際放療 發(fā)展 潮流的復合型人才是關鍵。

　　【 參考 文獻 】

　　[1] 孟慶普, 王燕松. 我們到底需要多少“CT”[R]. 健康報, 北京：健康報社. [2006-02-14], 第7版.

　　[2] 世界衛(wèi)生組織編. 孔朝霞譯. 癌癥的放射治療實用手冊[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社, 1999. 1-263.

　　[3] 陶祖范, 秋葉澄伯, 查永如, 等. 陽江高本底地區(qū)惡性腫瘤死亡調查1987～1995年資料 分析 [J]. 中華放射醫(yī)學與防護雜志, 1999年, 19(2)：75-82.

　　[4] 國際放射防護委員會. 國際放射防護委員會第60號出版物[R]. 國際放射防護委員會一九九0年建議書. 北京：原子能出版社, 1993. 66.

　　[5] 沈瑜, 靡福順. 腫瘤放射生物學[M]. 北京： 中國 醫(yī)藥 科技 出版社, 2002. 371.

　　[6] 魯瓊輝. 食管癌放療食管穿孔原因分析[J]. 中國 現代 醫(yī)學雜志, 2004, (147):141-142.

　　[7] 中華醫(yī)學會. 臨床技術操作規(guī)范——放射腫瘤學分冊[M]. 北京：人民軍醫(yī)出版社, 2006. 108-109.

點擊下頁還有更多>>>伽瑪刀技術論文