郭明教授组稿 | 曹洋森 孙永健物理师: 立体定向放疗设备之射波刀

Struggle

编者按：放疗的蓬勃发展发展得益于放疗设备及放疗技术日新月异的创新。精准化、数字化、智能化的放疗提高了患者的生存率，降低了放射损伤，改善患者生活质量。对于放疗团队的要求也越来越高，必须掌握医学、放射物理学、放射生物学和营养学等相关知识及最新学术动态，才能为患者提供优质的医疗。
【专家组稿】以匠心，敬初心。本期组稿由复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放疗科郭明教授担任执行主编，特邀放疗领域专家进行学术观点分享，共计5期，以供交流。
第五期
执行主编：郭明教授
题目：立体定向放疗设备之射波刀
作者：曹洋森 孙永健 海军军医大学第一附属医院（上海长海医院）放射治疗科
专家简介

郭明教授
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放疗科物理组长
中国装备医学协会放射治疗装备技术分会委员
中国生物医学工程学会精放分会物理学组青年委员
中华医学会会员
美国放射与肿瘤治疗学会（ASTRO）会员
美国医学物理学家协会（AAPM）会员
美国Fox Chase Cancer Center访问学者
发表国内外核心期刊十多篇
参与多项国际原子能机构（IAEA）和省市级课题。

曹洋森
海军军医大学第一附属医院（上海长海医院）放射治疗科物理技术组组长、副主任技师

孙永健
海军军医大学第一附属医院（上海长海医院）放射治疗科物理师、工程师
射波刀（Cyber knife），是目前最先进的全身立体定向放疗设备。自1987年被成功研发，它将直线加速器、计算机技术和肿瘤实时追踪技术完美地结合在一起，在影像引导系统的实时监控下，使用大剂量、低分割、窄束、高能X射线精确对准靶体，产生局部的放射生物学反应，达到消融肿瘤或病灶的目的。射波刀经历近30多年的发展，现已在中国、美国、欧洲、日本和韩国等多个国家和地区被应用于临床治疗。作为立体定向放射外科（SRS）和立体定向体部放射治疗（SBRT）的放疗设备，射波刀的适应症范围广，涵盖颅内肿瘤、脊柱肿瘤、头颈部肿瘤、胸腹部肿瘤和盆腔肿瘤等全身各个部位肿瘤。[1]

图一CyberKnife M6系列放射外科手术机器人系统[2]
图一为最新一代的CyberKnife M6系列放射外科手术机器人系统，该系统可提供精确、创新肿瘤治疗方案。系统具有以下几项主要特点：
1. 六轴可旋转机器人手臂
六轴可旋转机械手臂具有亚毫米级走位精度，搭载出束方向多个自由度，可实现球面非等中心照射。在这一独家秘笈的助力下，我们可以实现放疗剂量三维空间分布的“微雕”。高剂量紧密包绕肿瘤，避开紧邻肿瘤的正常器官，低剂量线收拢，降低放射损伤风险。
2. 实时追踪照射
射波刀的影像监测系统由正交X线影像系统采集治疗中患者的体位变化。每5秒进行一次检查，系统自动修正偏差，确保治疗方案始终得到高效安全地实施。六维颅骨追踪(6D Skull Tracking)、脊柱追踪(Xsight Spine Tracking)、肺部追踪(Xsight Lung Tracking)和金标追踪(Fiducial Tracking)等，满足临床复杂情况下的个体化追踪照射需求。
3. 智能一体化管理
M6系列整合治疗计划系统Precision和数据管理系统iDMS，实现工作流程自动化、治疗计划智能化、数据自动化备份及恢复、危及器官自动勾画和快速计划。率先迈入了人工智能与医疗相结合的数字医疗时代，充分合理分配医疗资源，科学管理医疗质量。[3]
与其它放疗设备相比，射波刀具有明显的临床优势：
1. 减轻患者就诊负担
得益于射波刀的六轴可旋转机器人手臂和实时追踪照射技术，患者免受因头颅钉和金属固定架固定患者体位而带来的麻醉、流血及痛苦。整个治疗往往仅需1~5次，短治疗周期即方便患者顺利完成治疗，也为患者及家属节省时间、精力和财力。
2. 精准放疗
射波刀的实时追踪照射功能可以修正患者体位引起的位置偏差，确保剂量精准地传递到肿瘤，同时避开危机器官，实现亚毫米级精准放疗。多项研究表明，射波刀的XSPT系统可以实时追踪靶区，并根据靶区的运动做出调整，精准地将剂量传递到靶区，治疗过程的误差<1.5mm，平均误差<1mm，旋转误差小于0.8°。[4-9]
3. 剂量学优势
射波刀的球面非等中心照射功能具有高剂量梯度剂量学优势。对于紧邻肿瘤的危机器官，可以起到完美避开的。射波刀比容积调强(VMAT)和螺旋断层治疗Tomo更有剂量梯度的优势，对于多靶区和双路径照射，也同样具有剂量学优势。[10-12]脑组织、视觉神经、海马、肺部组织等危机器官的剂量得到有效控制 [13-16] 。
4. 临床疗效好
全身各部位肿瘤患者经射波刀治疗后，取得良好的治疗效果。在治疗早期周围型非小细胞肺癌方面，取得84.8%的总有效率和93.5%的控制率，远高于常规放疗，同时不良反应少且症状轻微[17]。射波刀联合养阴解毒化瘀方治疗肝癌，可以有效减轻放疗所致的不良反应[18]。射波刀治疗多发脑转移瘤的控制率为 96.0%，日常生活自理动力（ADL）评分显著提高，改善患者生活自理能力[19]。
射波刀临床应用案例分享
上海长海医院于1952年开展放疗，全军和全国较早开展放射治疗的单位之一。1985年被批准为硕士学位授权点，2001年被批准为博士学位授权点，已培养数名博士、硕士研究生，不少已成为相关单位的学科领军人物[20]。2011年7月，引进了射波刀，含全套治疗计划及辅助设备和测量工具，成为国内少数拥有超高档整套放射治疗设备的单位之一。实现了无血、无痛、无麻醉的放射外科“手术”，大大缩短疗程，为患者创造了良好的生活品质。通过11年的临床治疗观察，射波刀治疗改善了绝大部分患者的临床症状，提高了患者的生活质量及生存时间。年均治疗量国内领先，其中胰腺癌射波刀治疗例次世界领先，肺癌、肝癌、前列腺癌射波刀治疗例次亦居国内领先水平。
来自上海长海医院放疗科的胰腺癌案例分享
病人李某，男，59岁，身高 174cm，体重 70Kg。
主诉：上腹后背痛5月余。
现病史：2021年6月无明显诱因出现上腹后背痛，当地医院腹部CT提示胰腺多发钙化，血CA199＞1200U/ml。2021.08.06行PET-CT检查提示：胰头钩突结节，局部与肠系膜上动脉、静脉分界欠清，FDG代谢增高，考虑胰腺癌。2021.08.20至我院查胰腺CTA示：胰腺癌（胰头钩突部，33*29mm）。与血管接触：肠系膜上动脉≤180°，肠系膜上静脉＞180°，可疑淋巴结：胰十二指肠后组、肝总动脉周围组、主动脉周围组。远处转移：未见。2021.08.23在我院行EUS+FNA术，穿刺病理示：找到异型细胞。后从2021年8月至11月共行4周期AS方案化疗。2021.11.22复查胰腺CTA示：胰头相对饱满，周围脂肪间隙稍模糊，较2021.08.20片胰头钩突肿块明显缩小。
既往史：既往体健，无基础疾病，20年前行阑尾切除术。
射波刀治疗前影像
图一（2021.08.20 胰腺CTA）

图二（2021.11.22 胰腺CTA）

射波刀治疗前肿瘤标志物
2021.08.20 CA199 ＞1200U/ml；
2021.11.16 CA199 53.31 U/ml；
射波刀治疗经过（2021.11.25-2021.12.01）
射波刀治疗前：血常规、肝肾功能、凝血功能无明显异常。
射波刀治疗：35Gy/5f，α/β：10，BED：71.4，计划归一：75%，CI：1.06，nCI：1.17，HI：1.33， Coverage：91.17%。
射波刀治疗后：血常规、肝肾功能、凝血功能无明显异常。
随访建议：第1、3个月后行胰腺CTA或胰腺增强MR。
靶区和计划（靶区勾画图+DVH图）

随访影像

图一（2021.12.23 胰腺CTA）

随访肿瘤标志物
2021.12.13 CA199 29.79 U/ml；
术后肿瘤标志物
2022.01.24 CA199 46.26 U/ml；
一直随访病情稳定。
结语
射波刀具有剂量梯度陡、无需金属固定架、实时影像检测和精准照射等优点，是临床解决复杂靶区和多靶点等疑难病例的重要治疗手段。适用全身多个部位的肿瘤，可避免、减轻、减缓放射损伤，提高患者生存时间和生活质量。
郭明教授评语：
射波刀是高精放疗的重要利器，实时影像追踪确保放疗剂量准确无误地传递到肿瘤细胞，同时确保危及器官在“安全地带”。适应症范围广，肿瘤局部控制率高，放射损伤发生概率低。越来越多的肿瘤疑难病例选择射波刀治疗，患者临床症状得到改善，肿瘤得到消除或控制。
参考文献：
[1] 第二军医大学出版社《射波刀治疗100问》，主编张火俊，居小萍
[2] https://cyberknife.com/cyberknife-technology/
[3] 中核安科锐公司《CyberKnife M6系列放射外科手术机器人系统》
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[20] https://www.chhospital.com.cn/html/department/detail/3777.html
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