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，歡迎閱讀!

　　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。現在，又集中到了體部伽瑪刀。作為我國第一次獲得美國FDA許可並出口美國、獲得國家 科技 進步二等獎、擁有完全自主智慧財產權的大型高科技醫療裝置， 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程操作，造成醫療糾紛和事故。***3***還有一些伽瑪刀從業人士，對放射治療知識一知半解，卻海誇伽瑪刀的“神奇”能力。但有些非議，確有值得商榷之處。例如，有作者提出：“國外並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“提高自主創新能力，建設創新型國家”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發出的伽瑪射線，由於其能量較低，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徵，而伽瑪刀是採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***圍繞人體旋轉一週，能形成150個照射野***標準人體體模，胸圍900mm***。最大準直器***14mm×60mm***圍繞人體旋轉一週，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，直線加速器有優勢，但比較靶區的劑量聚集性，伽瑪刀不僅不是弱勢，反而有很大優勢。

　　2 伽瑪刀的放射安全性

　　當電源關閉後，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，它都會持續不斷髮射出伽瑪射線。早期的鈷60治療機，由於製造技術落後，自遮蔽較差，其治療室的雜散輻射***stray radiation***強度較大。然而，輻射存在於整個宇宙空間，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於該平均值5~10倍的地區，經世界衛生組織長期觀察，該地區居民的健康並無異常。以我國廣東省陽江市為例，該地區居民在接受長期、持續年平均劑量為***mSv輻射作用下，未發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定***ICRP-60***，公眾受附加照射的個人劑量限值為1mSv/年，而受職業照射的個人***如伽瑪刀技術員***全身照射劑量限值為20mSv/年，面板、手、足為500mSv/年[4]。由於製造業的飛速 發展 ，伽瑪刀的自遮蔽已十分完善，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。該劑量僅略高於陽江市居民的天然本底劑量***mSv，遠遠低於國際輻射防護委員會20mSv/年的規定。

　　當人受到4.5Gy***對於X、γ射線，輻射權重因子為1，故1Gy=1Sv=1 000mSv***一次性照射後，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，到底會有什麼危險? 研究 發現，即便每年職業照射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 來評價職業照射並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。由於放療技術員做完24次治療擺位工作後，他的累積劑量才達到0.1mSv。而分次照射24次累積0.1mSv的危險性遠遠低於單次照射0.1mSv的危險性，故放療技術員做完24次治療擺位工作後，其死亡的危險概率遠遠低於喝半瓶啤酒。

　　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遮蔽的儲源罐。換源時，不用臨時搭建任何別的遮蔽裝置，只需將舊儲源罐卸下，新儲源罐換上，前後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範中規定食管癌是伽瑪刀的禁忌證，但也有醫科大學附屬 醫院 伽瑪刀中心將其列入適應證。首先從結構和原理上 分析 ，伽瑪刀是採用多源多線束旋轉聚集實施區域性高劑量放療，劑量分佈不均勻，適形度相對較差，要進行不規則大野照射時布野較難，而且要採用相對低的劑量線。

　　食管是一薄壁空腔串聯器官***serial organs***，如果採用大劑量照射，輕者發生放射性食管狹窄和潰瘍，重者可能發生食管穿孔。因此，長期以來食管癌放療都是採用靶區均勻的1.8Gy~2Gy的常規分割照射。儘管如此，湖南省腫瘤 醫院 1991～2000年共收治食管癌行放療及術後放療患者425例，其中食管癌放療後因穿孔死亡19例，發生率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***，由於劑量不均，若仍然採用大劑量低分割照射，其併發症的發生率必然較高。若採用常規分割，根據伽瑪刀照射野邊緣劑量梯度大的特點，其併發症的發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，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。中華醫學會編著的《臨床技術操作規範·放射腫瘤學分冊》將食管癌列為伽瑪刀的禁忌證，但特別註明：“不建議使用單次大劑量、低分割放射治療。可以使用立體定向技術，做常規分割，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徵決定的，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，如果仍然採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分割方案，當治療面積擴到15cm×15cm後***假設該區域均需要照射***，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，也沒有人懷疑影象引導放射治療***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 人員通過採用體部伽瑪刀技術實現了立體定向體部放療***SBRT***的目標，權威的美國紅皮雜誌發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]。

　　伽瑪刀的特點是裝置穩定可靠，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，並十分熟悉國際放療 發展 潮流的複合型人才是關鍵。

　　【 參考 文獻 】

　　[1] 孟慶普, 王燕鬆. 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] 世界衛生組織編. 孔朝霞譯. 癌症的放射治療實用手冊[M]. 北京：人民衛生出版社, 1999. 1-263.

　　[3] 陶祖範, 秋葉澄伯, 查永如, 等. 陽江高本底地區惡性腫瘤死亡調查1987～1995年資料 分析 [J]. 中華放射醫學與防護雜誌, 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 醫學雜誌, 2004, ***147***:141-142.

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

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