G4 CyberKnife――全新式立体定向放疗设备及其临床应用

立体定向放射外科的概念最早由瑞典神经外科学家Lekse1提出，之后通过 GammaKnife立体定向系统作为颅内放射外科的金标准，立体定向放疗技术得到了迅速的发展及延伸。而 CyberKnife是-种影像引导下的无框架立体定向放射治疗设备之-，其 5种独特的靶区影像追踪方式使得临床治疗中总精度可达亚毫米级别；该设备由美国 Stanford大学医疗 中心脑外科与 Accuray公司合作研发 ，1997年 Adler教授首次引入临床，并于 2001年 8月通过美国 FDA全身肿瘤放射治疗认证，从而用于全身肿瘤立体定向放射手术治疗，并逐渐推向临床应用。笔者将就该设备的特点及临床应用做简要阐述。

1 G4 CyberKnife系统组成基金项目：国家自然科学基金资助项目(11275105)作者简介：巩汉顺(1982-)，男，物理师，主要从事肿瘤放射物理方面的研究工作，E-mail：gonghanshun123###163.eom。

通讯作者：徐寿平，E-mail：shoupingxu###yahoo.corn1.1 设备部分(1)机器人手臂系统。机器手臂有 6轴关节灵活转动，重复定位精度为 0.2 mm，机械臂可将直线加速器调整到 100个位置(或节点)，每个节点处可以从 12个角度投照射线。

(2)影像定位系统。影像定位系统包括治疗床左右侧上方天花板上的 2部 kV级 X光射线源及下方的入地式平板非晶硅探测器，加速器治疗前和治疗中，x线球管 45。正交对靶区摄影，平板探测器接收影像，计算机对数字重建图像与45。

拍摄影像进行比较判断并得出误差 ，并按误差数值修正治疗床位置，实时指导加速器准确治疗。

(3)Synchrony呼吸追踪系统。CyberKnife在影像引导系统的基础上配置了独特的 Synchrony系统 (即装在天花板上的3部摄像机，摄取与记录患者胸前3个红外发射器随呼吸运动轨迹)，治疗时 x线机拍摄肿瘤影像，生成肿瘤内运动曲线。靶区定位计算机整合内、外运动数据，建立相关性数学模式，机器手臂按模型运动，动态控制加速器射线治疗受呼吸运动影响的胸腹部肿瘤。

· 医疗卫 生装备 ·2013年 4月第 34卷第 4期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1.34·No.4·April·2013 理与应用I Instrument Theory ·1 29·应组织损伤的评估有待进-步观察和研究。

金标追踪的基础是在肿瘤内或肿瘤周围植入 3个或更多个(建议 46个)高密度金属标记物，我科采用纯金标记物，于治疗前-周通过 CT穿刺植入患者体内(植入金标时需注意：金标间距离至少 20 mm，金标问夹角至少 15。，与靶区距离不超过 50～60 mm)，以确定肿瘤的位置以及肿瘤随呼吸运动的规律。C4 CyberKnife治疗的精度撒于植入金标的可靠性，如果植人金标发生漂移，可能会导致治疗出现差错，单个金标的不足之处是未考虑在呼吸过程中的肿瘤旋转误差 ，影响肿瘤实时追踪精度101，为此我科对于植入 1～2个金标的患者，首先制定-个追踪范围在肿瘤附近的 Xsight脊柱追踪计划，确定旋转误差，然后退出此计划，调入治疗计划，并获得靶区平移误差，减少单个金标追踪引起的误差。具体误差情况需进-步研究。从近期疗效观察来看，治疗效果和植入34个金标相似l。Brown等[ 21报道了95例患者治疗时只使用了 1个金标 ，36个月后肿瘤控制同样取得很好的结果。

3 讨论近年来，立体定向放射治疗在国内得到了迅速发展 ，应用已扩大到颅内多发及颅外其他部位的病变治疗，治疗设备除使用钴-60放射源的 GammaKnife，光子刀 (X-knife)、Cy-berKnife、螺旋断层治疗(tomotherapy)、锐速刀(trilogy tx rapidarc)等放射线治疗刀”均是高能加速器产生的MV级x线，x刀由于光束照射较散，焦点投照体积较大，易影响周围正常组织，因此不如 刀精确(误差 ：X刀为±0.5 mm， 刀为±0.i mm)，GammaKnife治疗是颅内放射治疗的金标准旧。高能x线的立体定向放射治疗是高精度定点集束式治疗，其特点关键在于病变的三维精确定位、精确摆位 、靶区剂量的高度集中，病变的适应症较广。CyberKnife采用变换角度多平面治疗方式，Tomotherapy采用螺旋步进式治疗方式，锐速刀(trilogy tx rapid arc)则采用非共面、单次或多次旋转治疗技术。图像引导定位及追踪技术在患者摆位、治疗分次内及分次间患者几何形状变化的分析管理临床实践中得到了广泛运用，使立体定向放射治疗做到了体积效应利益的最优化 。

CyberKnife采用 2部外挂式 kv级球管 ，获得互成 45。DRR图像，并且在治疗过程中每隔-定时间间隔(5-150 s)获取-组图像 ，实时配准并校正其误差；螺旋断层治疗(tomotherapy)使用加速器球管获得 3.5 MV级图像，图像获壬在治疗开始前或治疗结束后；锐速刀(trilogy Ix rapid arc)则采用与加速器互成 90∏的外挂式 kV级球管、采用锥形束 CT在治疗开始前或治疗结束后获得容积图像校准并纠正误差；而Gam-maKnife则通常采用立体框架定位形式实现患者的准确定位。

立体定向放射外科(SRS)在各种颅内肿瘤方面已成为-种重要的临床治疗手段，近年来随着技术的发展，体部立体定向治疗也得到了广泛的应用和推广∩运用的各种SRS设备和技术方法在立体定向放疗中可满足不同临床治疗的需要，但各系统均有其各自的优点和局限性。从I临床战略选择上给予考虑的话，CyberKnife应该只是-套具有潜在治疗体部、脑部肿瘤的专用SRS系统，其单次剂量较大，使靶点受到不可逆毁损性，对治疗精度要求极其严格；G4 CyberKnife在物理学方面突破传统立体定向放射治疗装置的精度限制，在影像引导靶区定位精度及动态追踪病灶等方面具有独特的技术优势，为大幅提高单次剂量提供了可能，从而使高分次剂量短疗程放疗模式成为现实。由于其微创性和高度的临床可接受度 ，CyberKnife有力地推动了 SRS技术的进步，同时在神经外科和放射治疗科中已成为-种治疗手段新利器。此外，同其他立体定向设备相 比，国内外 CyberKnife仍具有较少的临床数据，从临床相关性角度上仍需要对其物理学和放射生物学的技术差异进行更多的研究。