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立体定向放射外科与γ刀

1 拼音

lì tǐ dìng xiàng fàng shè wài kē yǔ γdāo

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2 手术名称

立体定向放射外科与γ刀

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3 分类

神经外科/立体定向手术

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4 概述

立体定向放射外科是利用立体定向外科的原理,选择性地确定包括正常或病变组织的颅内靶点,使用大剂量管束电离射线精确地集中照射靶点而产生局灶性破坏,从而达到治疗的目的。为了产生此种效果,必须使放射线的剂量高度集中,使射线从不同方向射入并在靶点集中成为焦点;靶点周围放射线剂量陡减,方可使之几乎不受到损害。因此,对机器设计的要求极高。只有在近20年内结合了立体定向神经外科、放射治疗科、影像诊断与电子计算机的最新发展,才使之日臻成熟,而作为一个新兴学科引起世界各国的普遍重视。

放射外科的原理与传统的放射治疗不同,前者为单次集中放射使靶点短期内接受大量射线,从而引起其组织细胞本身及周围毛细血管变性坏死;后者则为多次反复散漫照射,由于肿瘤细胞对射线较正常组织敏感,因而可利用其间的差异使肿瘤细胞首先遭到破坏,而正常组织得以保存。放射外科与普通神经外科亦有显著不同。首先它避免了传统神经外科手术,无出血感染及机械性损伤颅内重要功能结构的危险,且可对脑深部包括脑干在内的手术禁区的病变(如肿瘤、脑血管畸形等)进行有效的治疗;其次,它从根本上改变了传统的手术切除的观念。过去认为只有手术切除才算治疗,而放射外科经大剂量射线一次照射后,从影像角度虽病变依然存在,但组织已经发生凝固、坏死等改变,体积不会继续增大,而逐渐被吸收或为胶质瘢痕所代替。这种治疗概念首先由瑞典Leksell(1951)提出,最初他将X线球管安装在脑立体定向仪的弧形臂上不断移动照射,以后又试用过质子光束和加速器作放射源,效果都不理想。1968年他采用60钴,利用其可分散安装的特性,于球形中心形成焦点,制成第一代γ刀。此后又作了许多技术修正,才逐渐于20世纪80年代投入临床使用。与此同时或稍后,世界上还有一些单位研究采用其他放射源进行放射外科治疗,形成一个比较完整的立体定向放射外科体系。

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5 治疗装置

目前比较普遍使用的治疗装置有下列数种:

5.1 1.伽玛刀(γ刀)

1967年Leksell及其同事在瑞典Karolinska设计并安装了第一台γ刀。该机采用立体定向的原理,标定病人颅内靶点的坐标位置,再用179个60Co源排列成半球形,经过准直器使窄条射线束精确地从不同方向对靶点集中照射,在靶区形成焦点,产生盘形坏死灶,前后径3mm,左右径5~7mm。这种照射野的设计,由于边缘剂量陡降而使靶点周围组织免遭破坏,其边缘锐利,有如刀割,故称γ刀。他们以此治疗多动症、恶痛及数例颅咽管瘤,取得了一定效果。1970年Leksell设计出第二代γ刀,采用201个60Co放射源,使其产生球形放射野,周围剂量递减分布更陡,位置误差减少到0.1mm,且可更换准直器,可采用多个等中心,以治疗形状不整及大小不一的病变。这个富于创造性及实用性的成果受到全世界神经外科的重视。1984年Burge于瑞典设计了第三代γ刀,使用CT定位的头部框架,并配备了电子计算机进行图像分析,使之更加安全可靠,这种机器分别安装在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯及英国的谢菲尔德市。1987~1989年美国原子能委员会及FDA等机构对其进行了历时数年的审查,获准进入美国市场,并在匹兹堡市建立了北美第一台γ刀治疗中心。此后取得了更为广泛的认可与利用。

目前,γ刀由瑞典医科达(Elekta)公司生产。其主体结构是一个半球形的金属屏蔽系统。其中排列了201个60Co放射源,每个钴源均有双重不锈钢屏蔽,其发射的γ射线经准直器限束后,形成狭窄光束,聚焦于半球的中心。准直器分内外两层,外层与钴源一起固定于主机内(图4.10.9-1)。内准直器为半球形盔,孔洞直径分为4、8、14、18mm四种,可根据病变大小选择应用;也可通过堵塞部分准直孔来适应不同形状的肿瘤。病人治疗时,首先戴上定向框架进行CT、MRI或DSA血管造影定位。所得资料经电子计算机进行图像分析,利于电子计算机的专家系统完成剂量计算、方案选择、验证等工作。最后将病人头部连同框架固定在内准直器内,使其靶点位于半球形的中心。开动机器,使病人进入主体结构内,使内外准直器的孔洞对接,开始了病人的治疗。新一代的γ刀配备有不断改进的剂量计划软件,使其操作进入了程序化、规范化,减少了人力计算,使之更加精确。

20世纪90年代初,我国深圳奥沃公司在瑞典静态式γ刀的基础上,设计研制了旋转式γ刀。该机采用旋转聚集的原理,将30个可旋转照射的60Co源围绕靶区中心装置在半球形壳体上。治疗病人时,每个源体均以病灶为中心作锥面旋转聚焦运动。由于射线束不以固定路径穿越健康组织,使照射剂量分散,从而在每个单位体积内只受到瞬间或微量的照射。在保证源体和准直器精确旋转和射野之精确聚焦的基础上,提高了辐射野边界的清晰度和规则性,减少了辐射半影,提高了“刀”的锋利程度。此外,该机还在治疗计划系统、立体定向准直系统的设计上进行了修改,使其独创的动态旋转扫描立体定向的治疗方法具有一定的革新意义。1997年5月美国FDA正式批准该机进入美国市场。

5.2 2.X刀

20世纪50年代初期,医学工程学家推出了直线加速器。该机采用微波电场将电子加速到高能而产生高能量的X线和电子线。由于其在肿瘤治疗上具有一系列的优点,在临床上得到了广泛的应用。20世纪80年代初,法国的Betti及阿根廷的Derechlinsky等人在巴黎及布宜诺斯艾利斯开始将脑立体定向手段与直线加速器结合,对颅内靶区进行集中照射,开创了等中心直线加速器(lineac)放射外科即X刀的技术探索。意大利Colombo也同时提出了X刀的理论及方法。

在立体定向投照技术方面,由于计算机工业的发展,图像处理技术大量应用于医学,出现了高清晰度CT、MRI与DSA血管造影技术;还可将其图像经电子计算机处理实现三维重建。在肿瘤治疗方面,为了使辐射线高剂量区的分布形状在三维方向上与病变(靶区)形状一致,而提出适形放射治疗(conformal radiotherapy, CRT)的理论。20世纪80年代末期,推出了应用计算机处理,将CT扫描的二维图像重建并与二维等剂量分布相结合的治疗计划软件(therapy planning system, TPS),使放疗方案的设计更为合理。在此基础上,20世纪90年代初美国及德国相继推出了适用于头部的立体定向放射外科技术。他们使用图像三维重建与放射治疗三维分布相结合的软件,根据Colombo方案将常规医用电子直线加速器加以改进,采用专用的准直器与立体定向头部框架,推出了适用于头部的直线加速器立体定向放射外科治疗系统,习称“X刀”。有些厂家还推出可重复定位的无创头部定位框架或无框头架,将过去采用颅骨螺钉固定头环的方法改为根据病人面容塑形的面罩或通过病人牙齿咬合、枕部固定垫与头部相结合的非侵入式头环,以便在分次照射时使病人头部可重复精确定位。

目前,X刀多使用计算机控制的直线加速器,机架围绕等中心点作0°~360°旋转。依其垂直旋转与治疗床180°范围内的水平旋转,在靶区形成多个非共面的聚焦照射弧,使照射线集中于等中心点上。德国Leibinger等公司的X刀将病人固定在病人支撑系统(couch-based sysrem)上,使加速器机架围绕病人作360°旋转。荷兰Philips公司则根据波士顿、佛罗里达大学医院经验,专门设计了固定在地面上的头部支架(floor-standing),将此支架与固定病人的立体定向框架连为一体,且装置方便,易于操作(图4.10.9-2)。各型X刀的治疗计划均靠计算机的治疗计划系统完成。其软件设计与计算机型号略有不同。新一代的软件可三维成像。显示病灶不同层面的照射剂量分布,并能迅速完成治疗计划的优选,具有精确、优质、高效的功能。由于这种治疗一般采用单次或4~6次的分段大剂量照射,为避免出现误差,每次治疗前均需对机器的准确度进行验证,故需配备模拟靶点的验证系统。在治疗方案拟订后,可先在人体模拟底板上对病灶的三维坐标进行验证。然后再用Winston-Lutz技术进行拍片,核对精确度可达0.3±0.1mm。

20世纪90年代初,首先在美国,以后在加拿大、德、法、意、荷、英等国相继建立了自己设计的X刀。至1993年底,全世界安装使用的X刀达到210台,其中北美就有150余台。1995年我国北京、广州、深圳等地也相继推出3~4种不同类型的产品,通过监控在市场上销售。目前世界上各家产品采用的基本技术相似,但不完全相同。如所用的头部框架,美国Radionic公司为BRW/CRW型头架,加拿大Tipal公司为Olivier-Bertrand-Tipal型头架,德国Leibinger/Fischer公司为改良的Reichert-Mundinger(Zmorano-Dujovny)型头架。X刀在近几年内的迅速发展,有与γ刀并架齐驱之势。

5.3 3.粒子束

用于立体定向放射外科的电离辐射线,除高能光子(X线、γ线)外,还有荷电离子(包括质子、氦离子线等,习称为“粒子刀”)。这些辐射线的生物物理特性均适于立体定向放射外科,但不相同。光子线在组织中沿着次级粒子径迹辐射,其线性能量传递(linear energy transfer,LET)较小,一般称为低LET线。照射时,其对肿瘤细胞的生物效应随其含氧情况及处于不同细胞生长周期而异。即乏氧细胞和G0期细胞对之不太敏感。此外,光子穿透组织时可与之发生反应,电离效应随进入组织的深度而递减。若要使深部病灶获得较理想的剂量分布,必须沿多角度、多截面旋转弧进行照射,方能使照射剂量汇聚到一点,实现靶点病灶的治疗。加速的荷电粒子为高LET线,如质子、π负介子及氦、碳、氧、氖等重粒子,与光子辐射有不同的生物物理特性。它们在放射生物学及物理剂量分布上均有优势。一般高LET线对乏氧细胞与氧合好的细胞差别不大,其潜在的致死损伤及致死损伤的修复也小。在物理性能方面,除快中子外,其他以质子线为代表的粒子线均带有电荷。带电粒子在组织、水或其他介质中,都有一定的射程。当粒子射入介质后,在介质表面的能量损伤较小,随着深度增加粒子的运动速度逐渐变慢,能量损耗也增大。接近射程终点时,粒子能量虽然很小,运动也很慢,但能量损失突然增加,形成电离吸收峰,即Bragg峰;最后粒子静止,能量急剧下降为零。Bragg峰值最高处,LET值最大。其位置(即深度)可用改变粒子入射能量或外加吸收体的方法来调节,以适应照射位于不同深度的肿瘤。

1904年Bragg首先指出,荷电粒子束因其特殊的物理特性,可在组织深部形成一个高剂量区,用于深部肿瘤的治疗。这些特性包括:①可很好地控制线束的边界,使之停止在深部靶区边缘内,从而减少或避免剂量外泄;②一般情况下Bragg峰区域比较窄,现有两种方法可使其加宽以适应临床的需要。第一种方法为调节能量;即在照射时,通过粒子能量在一定范围内的连续改变,使其峰幅加宽。第二种方法为固定粒子能量,但在粒子辐射的途径上加一种“山”字形滤过器,也可使其峰幅加宽。选择不同的滤过器,便可使肿瘤照射野获得理想的剂量分布。其中第二种方法比较容易实现,故采用较多。

头部的重粒子放射外科治疗始于1954年。首例病人在加利福尼亚大学的Berkeley lawrance试验室(LBL)利用其高能物理研究所的同步回旋加速器“BEVALAC”的空余机时进行治疗。由该机产生184MeV的氦离子线,抑制垂体激素分泌,以减轻乳腺癌转移所致的恶痛。以后经过世界各地实验室的采用,方法不断改进,治疗了大批病例。1975~1996年Fabrikant在其实验室共收治各种癌症患者2487例,其中He离子治疗2054例,C和Ne离子治疗433例,取得了很高的治疗比和有效率。在颅内肿瘤方面,除抑制垂体分泌减轻转移癌病人的恶痛外,还治疗了大批垂体瘤脑动静脉畸形和其他肿瘤。

粒子束的治疗多用回旋加速器的射线峰值电离区进行。加速器的位置不能移动,病人卧于可作三维调节的定向固定系统内,以便使射线对准病人颅内的病灶。不断沿水平轴转动病人头部,并沿垂直轴转动治疗床以形成多平面旋转照射弧(图4.10.9-3)。Fabrikant采用分次照射,整个治疗分3~4次完成。病人头部固定选用无创固定法,做一个热塑料面膜以固定头颅。通过垂直定位的X线片和线束管曝光法使荷电离子束对准靶点,通过光圈调整线束形状,进行照射。重复投照时,病人头部可精确地放置到原来的位置。照射剂量及Bragg峰的宽度借助过滤器来调节。

5.4 4.质子束

美国波士顿哈佛加速器实验室的Kjelberg于1962年开始采用质子线定向Bragg电离吸收峰治疗脑动静脉畸形。他采用一次照射法,病人头颅固定于BRW立体定向框架内,作脑血管造影确定畸形血管的血管巢(Nidus)的位置,确定其三维坐标值,并以之为照射靶点;而不选择扩大增粗的供血动脉或引流静脉。剂量设计时,要详细评估靶容积内有无重要的功能结构。根据靶体大小、形状进行调节和成形。病人一般于治疗后次日出院。根据病情订出复查计划。由于每个病人对剂量反应不一,需加强随诊。Luxton(1993)对γ刀、X刀及质子或重粒子束三种装置的性能优缺点进行了总结。经过30余年的临床观察,证明其不失为一种良好的肿瘤放射治疗的能源。Kraft(1990)总结其优点为:①剂量分布好;②旁散射少;③穿透性能强;④局限剂量高。特别是专为医院设计的能量为70~250MeV的医用质子加速器,在今后10~15年内可能会在较大的肿瘤放射治疗中心立足。至1993年4月已有美、日、俄、英、法、瑞士、瑞典、比利时的13家医院建立了质子治疗设备,共收治12395例患者。1990年美国罗马林达大学建立了世界上第一台专为治疗用的质子加速器,适用于治疗视网膜恶性黑色素瘤、颅底及颈椎肉瘤、生长较慢的颅内病灶等。

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6 适应症

立体定向放射外科与γ刀适用于:

6.1 1.脑血管畸形

目前见诸报道的放射外科治疗的脑血管畸形有脑动静脉畸形(AVM)、海绵状畸形、硬脑膜动静脉瘘等。放射外科已被公认是AVM的理想治疗方法之一。其机制是照射后畸形血管内皮细胞异常增生,血管壁胶质纤维增生和纤维化,血栓形成,最终导致畸形血管完全闭塞。血管巢的中心照射剂量一般在30~50Gy,周边剂量15~25Gy。文献报道,治疗后经脑血管造影检查,1年时血管完全闭塞率为30%~50%,2年闭塞率为60%~90%。闭塞率与畸形血管巢的大小有关,血管巢体积越小,治愈率越高。γ刀治疗前配合栓塞治疗可以提高闭塞率。对于较大的AVM,可以分次或分块治疗。治疗后3年,若畸形血管仍未完全闭塞者,可以考虑二次γ刀治疗或其他治疗方法。AVM经γ刀治疗后,在血管完全闭塞之前,仍有出血之虞,年出血率为2%~5%,与AVM的自然出血率大致相当。伴有癫痫发作者治疗后部分病人症状消失或明显改善,但也有少数病人(病灶在皮层者)γ刀治疗后出现新的癫痫发作(多为急性期反应)。AVMγ刀治疗后少数病人可出现脑组织水肿。海绵状畸形血管壁较薄,壁内缺乏肌层和弹力层,放射外科治疗后,不易产生血管闭塞,且治疗效果不易判断,因此,对海绵状畸形的治疗应慎重。目前只对那些有癫痫症状的、小的或病人强烈要求治疗者,才试行γ刀治疗。由于治疗后易出现脑水肿,病灶剂量应在14Gy以下为宜。最近有报道硬脑膜动静脉瘘患者经γ刀治疗可取得良好效果。

6.2 2.颅内肿瘤

(1)听神经瘤:既往听神经瘤的治疗一直以手术为主。由于肿瘤位置深,周围毗邻重要结构,如脑干、血管、颅神经等,手术较困难,术后并发症较多,尤其是术后听神经面神经的损伤。γ刀应用在很大程度上减少了上述并发症。瑞典的Karolinska医院早在1968年就试用γ刀治疗听神经瘤,体外听神经瘤细胞培养实验照射,30Gy便可致肿瘤不可恢复的损害。近来还有人经尸检证实在原照射区肿瘤发生边界清晰的坏死,说明γ刀虽不像一般外科手术那样切除肿瘤,却可使之失活而代以皱缩及瘢痕化,故影像复查时瘤体缩小、皱缩或未增大,都意味着治疗有效。现有长达20年的随访资料:92%的病人γ刀治疗后获得这一效果;51%听力保持在治疗前水平;90%以上的病人保存面神经功能。听神经瘤的周边剂量一般为10~15Gy。较大的听神经瘤(>3.0cm),一般不宜γ刀治疗,除了疗效不佳外,大的肿瘤治疗后易出现脑干和小脑水肿,症状加重,仍需开颅手术。

其他颅神经鞘瘤面神经瘤三叉神经瘤等的治疗及转归,与听神经瘤基本相同。

(2)脑膜瘤:传统的神经外科治疗均以手术切除为主,但近年来发现手术全部切除者仍有19%复发,手术部分切除者复发率高达40%,其中尤以颅底部的脑膜瘤最为突出,复发率可达26%~81%。近来有人主张进行放射外科治疗,其理由是:肿瘤边界清晰,易于接受此种治疗;脑膜瘤在CT与MRI图像上显影清晰,易于剂量计算;脑膜瘤生长缓慢且不转移,治疗后有足够时间观察;脑膜瘤为脑膜供血,放射外科可对其加大照射剂量。临床报告,照射1年后15%缩小,85%未增大;2年后54%缩小,38%未增大,8%在照射野外复发,无死亡及严重并发症。因此,尤其适用于高龄、体弱不能手术者、术后残留或复发、肿瘤位于脑干、大血管或颅神经等危险部位者。脑膜瘤γ刀治疗后易出现脑组织水肿,尤以凸面和侧脑室三角区脑膜瘤反应为重。视肿瘤大小,脑膜瘤的周边剂量一般为12~18Gy。

(3)垂体瘤:γ刀已成为治疗垂体瘤的一种重要治疗手段。许多报道认为,只要适应证选择得当,其疗效是肯定的。垂体微腺瘤、术后残留复发或高龄体弱不能耐受手术者均可接受γ刀治疗。Ganz等报道14例γ刀治疗后患者,观察18个月以上,边缘剂量介于10~25Gy之间,肿瘤均得到良好控制,肿瘤消失、缩小或不再增大。不同类型的垂体瘤治疗剂量不同,功能性垂体瘤高于无功能性垂体腺瘤,纠正内分泌紊乱的照射剂量远高于控制肿瘤生长的剂量。垂体微腺瘤或小垂体瘤在不影响视神经受量时,应尽量提高照射剂量,肿瘤周边可以达到25~30Gy。肿瘤较大,接近视神经、视交叉者,在规划中要特别注意保护视路,确保视交叉视神经受量不超过10Gy。超过10Gy后,部分病人可出现视力下降。目前,人们正着力于选择针对不同类型垂体瘤,既能最有效地控制瘤体,又能降低异常激素分泌,且不产生永久性并发症的最佳剂量。

(4)颅咽管瘤:颅咽管瘤位于脑底深部,周围有大血管、颅神经和下丘脑等重要结构,手术危险大,难以全切,并发症较多,且术后极易复发。γ刀治疗克服了上述缺点。对于较小的实质性肿瘤或手术残留的实质部分可行γ刀治疗,对于囊性和实质性混合的肿瘤,可结合立体定向抽吸和核素内放射治疗。γ刀治疗后数月肿瘤可消失或缩小,但随着时间延长,肿瘤仍常复发。肿瘤周边剂量一般为10~14Gy,若肿瘤较大,视神经、视交叉不能辨认者,周边剂量就控制在10Gy以内。

(5)胶质瘤:胶质瘤大多是恶性肿瘤,治疗上应以手术和放射治疗为主,γ刀只是作为一种辅助治疗手段。有资料表明,对于瘤体较小、边界相对清晰或手术后残留的胶质瘤,γ刀治疗可以延长生存期和提高病人生活质量。Coffey等人用γ刀治疗18例高恶度胶质瘤,随访30个月,平均存活时间10个月(2~29个月),有的病人存活超过2年。

胶质瘤在脑内呈浸润性生长,边界不清,在治疗时,可适当放宽照射野数毫米,尽可能将所有肿瘤包括照射野内,以防复发。γ刀治疗后复发死亡病人的尸检证明,照射野内肿瘤已全部坏死,而在其周围肿瘤广泛生长,证明复发是由照射区外的肿瘤生长所致。有报告综合治疗即手术、放疗、化疗和放射外科治疗可显著提高患者的生存期,亦有采取X刀分次放射治疗的。X刀在分次治疗恶性肿瘤上有其优越性。

胶质瘤γ刀治疗后易出现周围脑组织水肿,治疗前后可给予激素和脱水剂,以减轻反应。

(6)脑转移瘤:脑转移瘤大多体积较小,边界清楚,很适于γ刀治疗,治疗后肿瘤控制率高、并发症少,肿瘤大多在数周至数月内消失或缩小,特别是瘤周水肿在治疗后短期内即可明显减轻。有大宗病例文献报道,脑转移瘤经放射外科治疗的控制率可达90%以上,结合原发肿瘤的其他治疗,可明显延长病人的生存质量。肿瘤周边治疗剂量一般为12~18Gy。对于多发脑转移瘤可结合全脑分次照射。

6.3 3.功能性神经外科

γ刀在设计的初衷主要是用于功能神经外科,通过破坏脑内神经核团以治疗恶痛、帕金森病精神病等。放射外科治疗的第一例病人即是通过照射半月节来治疗三叉神经痛,但由于早期影像学的局限性,脑内核团不能直接在造影片上显示,因而受到限制。随着现代影像学的发展,尤其是CT、MRI、SPECT、PET等技术的完善,γ刀在功能神经外科的应用正逐渐呈上升趋势。目前开展的主要有三叉神经痛、癫痫、帕金森病以及躁郁症和强迫症等,初步临床结果令人满意,但因时间尚短,病例数尚少,远期疗效仍需进一步观察。

(1)三叉神经痛:三叉神经痛的病因尚未明确,显微神经外科发现绝大多数是由于三叉神经根部受微小血管的压迫所致。目前三叉神经根微血管减压术疗效满意,但因需开颅手术,且有一定风险,患者往往不易接受。早期的γ刀治疗靶点定位在三叉神经半月节,随着经验的增加和影像分辨率的提高,目前靶点一般选择三叉神经感觉根桥脑入口处,中心最大剂量为60~90Gy,既可有效缓解疼痛,又不会影响功能,治疗的风险与并发症远远低于手术。一般选择的适应证为:病史在2年以上,服用药物效果不佳;患者不愿接受手术或体质较差不能接受手术。需要指出的是,患者接受γ刀治疗后多数不会马上疼痛缓解,需要经过数月后逐步减轻直至消失,有的病人还可出现面部感觉麻木或短暂的咀嚼无力。美国匹兹堡大学Maesawa等(2001)总结220例患者的结果,治疗后1年内疼痛完全缓解或部分缓解率为85.6%;疼痛完全缓解率术后6个月为64.9%,1年为70.3%,33个月为75.4%;因为部分病人有复发,随访5年中完全或部分缓解率最终为55.8%。

(2)癫痫:目前认为癫痫发作的基本原因是脑皮质内出现高幅的爆发性的放电区域,称为“致痫灶”,其发病机制目前尚无一致结论。γ刀治疗癫痫的机制主要有以下几种理论:①致痫神经传导阻滞;②癫痫神经元对放射线高度敏感学说;③放射外科可引起癫痫启动神经元减少,兴奋性降低;④放射外科可以产生致痫灶的放射性坏死,类似于病灶切除而达到抗癫痫作用。初期是在治疗伴发癫痫的肿瘤或血管畸形的过程中发现,随着原发病灶的好转,癫痫发作也得到控制。Lindquist(1991)报告1970~1984年间治疗247例动静脉畸形(AVM)患者中59例伴有癫痫发作,治疗后52例发作停止。1988年Barcia-Salorio进行了动物实验,在猫额叶硬膜下埋藏钴氧化物制成动物模型,然后局部用10Gy的剂量照射,结果猫的癫痫发作消失,脑电图检查结果也得到改善,随后应用于临床,效果满意。近10年来,随着电生理、神经影像学的飞速发展以及诸多新技术的临床应用,致痫灶的定位也越来越精确,并逐渐向着三维、无创方向发展。应用放射外科治疗的条件也趋于成熟。国外已有少量应用γ刀治疗癫痫取得满意疗效的报道。韩国Whang(2000)报道1990~1995年间治疗31例中23例病人随访超过1年,所有病人均为难治性癫痫,癫痫发作的病程1到25年,平均为11.6年。随访中,12例病人疗效佳(Engle’s评分Ⅰ级),并且其中有3例停用了抗癫痫药物。此外有2例发作频率减少(Engle’s评分Ⅱ级和Ⅲ级),其余的9例发作频率无变化(Ⅳ级)。2000年12月法国Regis等报告应用γ刀治疗25例难治性颞叶内侧癫痫病人,随访超过24个月的16例,其中13例(占81%)发作停止,2例减轻,平均显效期为10.5个月(6~12个月)。治疗后平均11个月(7~22个月)在MRI检查中发现形态学改变,有3例出现头痛(其中2例伴有恶心呕吐),在给予少量激素治疗后症状消失,显示放射外科对难治性癫痫疗效可靠并可以大大减少并发症。癫痫是一复杂病种,具有多样的病因和类型,目前仍存在不少的未知因素,在治疗上也有多种选择。难治性癫痫的治疗多年来一直困扰着临床医生,γ刀开创了一条新的途径,其治疗创伤小,安全有效,尤其近年来采用低剂量聚焦照射的方法,对脑组织的不良反应极小,正越来越多地得到临床医师的认可。

(3)帕金森病:帕金森病是发生于中年以上的中枢神经系统较常见的变性疾病,发病原因不明,主要病变在黑质及纹状体,以震颤、肌强直、运动减少、姿势平衡障碍为主要症状。γ刀治疗源自立体定向丘脑(或苍白球)切开术,由于不需开颅,因而避免了手术可能造成出血、感染的危险。病例选择的适应证为:单侧或双侧肢体以震颤和(或)强直等为主要症状,已影响生活和工作能力者;病程在2年以上,服药无效或不能继续接受药物治疗者。

γ刀虽具有无创、安全的优点,但由于治疗前不再进行靶点的电生理验证,也无法制作可逆性、临时性的毁损灶,因此对于靶点的定位,毁损灶的大小、准直器的选择、中心最大剂量,以及对周围重要结构的影响必须进行周密谨慎的计划。目前靶点的选择主要为丘脑腹外侧核或苍白球。在丘脑腹外侧核团中,治疗有效的核团有位于前下部的腹嘴前核(Voa)、后部的腹嘴后核(Vop)以及后下部的腹后中间核(Vim)。其中Voa核毁损后主要对缓解肌强直作用明显,Vop核毁损后,对缓解震颤有效。近年来的临床结果显示,毁损Vim核对缓解震颤效果最佳。苍白球腹后核毁损主要用于缓解强直症状,对于运动迟缓症状的缓解效果较差,并有加重的可能。一般选择直径4mm的准直器,中心最大剂量140~160Gy。γ刀治疗后其毁损灶是逐渐形成的,症状的缓解平均为治疗后4~6个月,因此应至少随访1年后才能评价其疗效,并在术后半年、1年应复查MRI以显示毁损灶的变化。2000年12月美国Young等报道应用γ刀毁损Vim核治疗158例以震颤为主的患者(其中帕金森病102例,原发性震颤52例,由梗塞、脑炎、肿瘤继发的震颤4例),随访4年以上,88%的患者震颤症状得到完全缓解或接近完全缓解,而且没有出现并发症。

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7 禁忌症

自放射外科开始临床使用以来,至今治疗病例已逾数十万例,其开始阶段,医生较为谨慎,所选的病变体积和所用的照射剂量均较小。近来,随着临床的广泛应用,治疗疾病的种类逐渐增多,所选的病变体积和所用的照射剂量也逐渐加大,经过随访,发现有些病人已出现一些不良反应,因此Lawrence(1991)提出应注意加强病变体积、照射剂量与治疗反应之间关系的研究:①病变照射体积越大,治疗反应越大,因此对于大型病变的照射剂量不可过大。②颅神经较脑组织更易受到照射损害,如垂体瘤、听神经瘤照射后可发生视、听、面、三叉神经等迟发性损害,故治疗时对这些神经通路及重要神经结构的剂量都不可过大。垂体瘤治疗时,照射范围应距视路5~7mm。③随着临床应用日益广泛,应加强剂量与肿瘤体积相关性(dose-volume relationship)的研究。

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8 术前准备

1.术前必须有正确的定位诊断。尽可能地避开颅内重要结构,增加手术的安全性和争取良好的效果。

2.皮肤准备,手术前1天先用肥皂及水洗净头部,手术当日晨剃光头发。也可在手术前夕剃头。

3.手术当日晨禁食。

4.术前晚可给苯巴比妥0.1g口服,以保证安静休息。术前1h再给苯巴比妥0.1g,阿托品0.4mg或东莨菪碱0.3mg肌注。

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9 麻醉体位

多用局麻,保持清醒,仅小儿或不合作者用全麻。取仰卧位

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10 手术步骤

1.安装定位框架  框架的种类依机器类别而有不同。如γ刀采用Leksell的G型框架,Phillips SRS等中心直线加速器采用BRW型框架,Fischer等中心直线加速器采用Riechert-Mundinger框架,Varian等中心直线加速器采用BRW框架等。

2.根据病情需要进行影像学检查。一般颅内占位性病变或功能性疾患用CT或MRI,脑血管畸形用DSA。

3.剂量计算  根据影像检查所得图像,确定靶点的坐标位置,并结合病变的三维图像形状确定照射的等中心剂量分布图,输入专用的计算机,根据计算机软件设计求得照射的剂量处方,其中包括照射的坐标位置、照射次数、时间及所需准直器大小等。

4.照射  根据计算机所得的剂量处方,调整好病人头部框架的坐标,固定到该机器专用的手术台上,进行照射。如依剂量处方在一个治疗中需要进行多次照射,则可依照处方要求,调整框架坐标位置,逐次照射。每次照射称为一次靶丸(shot),每次治疗由一或多个靶丸组成。

5.照射完毕,取除头部框架,返回病房

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11 中注意要点

照射剂量的分布及剂量是治疗成败的关键。随着机器设备的改进,其准确性日益增高,但使用不当,仍可造成一些附加损伤。因此应该注意机器本身的性能,如机器本身误差较大,则应掌握与之相应的适应证,不可勉强进行治疗。剂量计算时应反复结合影像学资料、病变种类及其周围结构,确定等中心照射剂量的图形,再进行计算机运算。

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12 术后处理

放射外科治疗后一般无特殊不适,病人可于次日出院,数日后返回原来工作。偶有反应者,多属轻微,如恶心、呕吐、头晕、行走不稳等。可予对症治疗,数日后可自愈

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13 并发症

一般多无并发症。但近来文献报导,经长期随访,有些病人于治疗后3~6个月出现半身感觉运动障碍、视力损害、听力下降、三叉神经与面神经障碍等,可能与照射后脑组织与颅神经损害或水肿有关。这些并发症有的经保守治疗可逐渐恢复,有的则残留一定后遗症。

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