立体定向放射外科.doc

立体定向放射外科立体定向放射外科（stereotaxic radio surgery，SRS）作为一种特殊的治疗手段，在临床中应用越来越广泛，其安全性及有效性得到了医学界的广泛认可，但SRS有其严格的应用指征，只有严格掌握适应证，才能在尽可能降低并发症的前提下发挥最大功效。SRS是立体定向神经外科技术与放射治疗学相结合而形成的一门新兴学科，属于立体定向外科学范畴。SRS的概念最早于1951年由瑞典神经外科专家Leksll提出，是指利用立体定向技术对颅内靶点进行精确定位，再用单次大剂量放射线集中照射靶组织，使之产生特殊的放射生物学效应而发生局灶性坏死，从而达到类似外科手术的效果。SRS自20世纪50年代开始临床应用以来，经历了50多年的发展，近10年来随着医学影像学和计算机技术的迅速发展，SRS技术被广泛用于治疗神经外科疾病，并发展为神经外科的重要组成部分，为神经外科医生提供了一种成熟、可靠的治疗手段。与传统的神经外科开颅手术相比，SRS治疗具有无创伤、不出血、不需全麻、治疗时间短、定位精确、对颅内重要功能区损伤小、术后并发症少等特点。经国内外大量临床实践证明，SRS对某些颅脑疾病疗效肯定，甚至可以达到超过显微外科手术的治疗效果，但采用SRS技术治疗颅内疾病也存在很多不足和需要探讨之处，如不易明确病变性质、治疗后显效缓慢、不能尽快解除占位效应、脑动静脉畸形闭塞缓慢、某些疾病治疗后有发生脑水肿可能等，这些都是我们今后需进一步深入研究解决的问题。（一）立体定向放射外科的放射物理学及放射生物学基础SRS的放射物理学及放射生物学知识是相当复杂的，有关这方面的介绍比较少，这里只对临床上经常涉及到的问题简单做一阐述。1放射物理学基础要提高肿瘤放射治疗的效果，必须提高其治疗的增益比，即最大限度地将射线集中到病变内，杀死肿瘤细胞，而使周围正常组织和器官少受或免受不必要的照射，这正是肿瘤放射治疗的目标。近年来，随着影像诊断与放疗技术的进步，开展了三维适形放射治疗，这在肿瘤放射治疗方面可以说是一大进步，是放射肿瘤治疗学上的一项重要变革。SRS正是三维适形放疗的一种特殊手段，可有效提高治疗增益比。2放射生物学基础一般临床上依据组织照射后的改变可分为三期。（1）坏死期：射线照射后34周，靶点组织出现凝固性坏死及急性炎症反应。（2）吸收期：坏死期后，坏死灶中的组织碎片被吸收后由胶原细胞填充，呈慢性炎症改变过程。（3）后期：照射后1年以后，炎症反应消退，胶原瘢痕形成。应当指出：由于各种病变的生物学特性和对放射线的敏感性不同，射线杀灭生物组织的过程是一个相当复杂的生物学过程，上面所说的只是一个粗略的概念。由此可以看出采用SRS与传统的手术治疗不同，它不能立刻消除肿瘤的占位效应，大多数肿瘤早期只有使其停止生长及缓慢缩小，在临床上我们不能根据治疗后的早期临床或影像改变就判断治疗效果，有时还可因为周围水肿而加重症状，因此要肯定其治疗效果，需观察随访数月至数年，才能科学地作出结论。肿瘤的消失、缩小、坏死或未增大均视为肿瘤细胞的生长已受到抑制，治疗有效。SRS治疗与普通放射治疗存在着根本区别，前者是将大剂量射线准确地聚焦于靶点，一次性、致死性地毁损病灶，靶组织与周围组织所接受的照射剂量反差大，对周围组织损伤轻，照射时间短，照射后病人反应轻，也就是说是利用病变组织和正常组织所接受放射剂量的不同达到治疗目的；而后者是利用不同组织对放射线敏感性的差异来达到治疗目的，一般需要反复多次的照射，治疗周期长，而且在照射范围内各组织接受的照射剂量是相同的，因此对靶周围正常的组织会造成一定程度的损害，放射反应较明显，对分化程度高、对放射线不敏感的肿瘤治疗效果差，但对边界不清的恶性肿瘤可有效杀灭亚临床病灶。立体定向放射外科和普通放疗可以结合使用，互相补充，提高疗效。（三）立体定向放射外科放射治疗系统及其特点目前用于SRS临床治疗的设备主要有三种：重粒子束放射外科、伽玛刀放射外科和等中心加速器放射外科或称X刀。1重粒子束放射外科用于SRS治疗的重粒子束有质子、中子等，这些粒子可加速到接近光子的速度，积蓄大量的能量成为高LET射线而具有较高的生物学效应，可产生“Bragg”峰。重粒子束的另一特点是射线束窄、准直性能好，在照射过程中几乎不发生散射。这些特点使之很适合作为SRS的放射源，它会使剂量分布更理想，病灶周围组织几乎不受损害。尽管这一技术早在50年代即用于临床，但由于设备精密庞大、价格昂贵、治疗费时，目前只有少数几个实验室使用，难于推广。2立体定向伽玛刀放射外科目前世界上有两种类型的伽玛刀，即瑞典的静止式和中国的旋转式伽玛刀。1968年瑞典神经外科专家Leksell研制出了第一台以钴60作为放射源的SRS治疗设备，即伽玛刀。它含有179个钴60放射源，呈半球形排列，向中心聚焦照射，可在脑内形成盘状坏死灶。经过几十年的不断改进，现今的伽玛刀含有201个钴60放射源，呈半球状排列，可在颅内产生球形坏死灶。1996年，中国深圳奥沃国际科技发展有限公司生产出具有我们中国自己产权的OUR旋转式伽玛刀并投入临床应用。旋转式伽玛刀含有30个钴60放射源，呈螺旋形均匀分布在半球体上，向中心旋转聚焦照射，形成锥体聚集，具有非常高的精确性。由于旋转照射，焦点以外的组织接受的照射剂量更低。旋转式伽玛刀定位精确，操作治疗简便，日常维护省时，适合于颅内较小病变，不适合于大肿瘤及分次照射。伽玛刀造价较昂贵，每隔78年需更换钴源。3直线加速器立体定向放射外科（X刀）直线加速器产生的高能X线与钴60产生的伽玛射线伽马射线均为光子，具有相似的放射生物学效应。受到伽玛刀治疗原理的启示，80年代Betti和Colombo等一批学者对自己的直线加速器进行了改装，配上立体定位装置和二次准直器，采用多弧非共面进行等中心旋转照射，经临床试用，取得了较好的效果。X刀造价低，易于改装，治疗灵活，可对肿瘤进行分次照射，剂量分布较均匀，因此可适合于较大病灶，且治疗范围广泛，但X刀定位不如伽玛刀精确，不适合小病变及功能性疾病的治疗，此外，X刀的操作和日常维护比较费时。（三）立体定向放射外科的优点与神经外科手术相比，立体定向放射外科治疗有以下优点：治疗无创伤，无出血，无感染；不需全麻，病人痛苦小；治疗时间短，病人不需住院，在门诊即可完成手术；治疗精确，对颅内重要功能结构损伤小，术后并发症少。临床实践表明，立体定向放射外科对某些颅脑疾病疗效肯定，可以达到甚至超过显微外科手术的治疗效果。但也存在一些不足，如不易明确病变性质，治疗后显效较慢，脑动静脉畸形完全闭塞前仍有出血之虞等。另外，作为神经外科的一种新的治疗手段，立体定向放射外科并不能完全替代外科手术或其他治疗方法（如分次放射治疗、化学治疗、免疫治疗等）。和其它其他治疗方法一样，立体定向放射外科也有其使用指征，只有严格掌握该技术的适应证，才能发挥其最大功效。目前，立体定向放射外科的适应证主要有：年老体弱，合并有严重的心、肺、肝、肾疾病，不能耐受全麻手术者；凝血机制障碍，不能手术者；病变位于重要功能区不宜手术或位于脑深部难以手术者；颅内肿瘤手术切除后残留或复发者；单发或多发的脑转移瘤；病人拒绝手术而选择放射外科治疗者；做为作为全脑照射的补充治疗。（四）立体定向放射外科的临床应用 80年代初期，脑神经成像技术的兴起及计算机技术的飞速发展，使SRS进入快速发展的时期，实现了整个治疗过程的计算机化，治疗精度和疗效大大提高，适应证逐渐扩大。短短几年内就在世界范围内受到医师们的认可，目前越来越多的患者接受了治疗，其临床应用情况如下。1功能性疾病（1）顽固性疼痛：丘脑腹内侧核（Vim）损毁治疗恶性疼痛是最早应用伽玛刀进行的手术之一，1994年Young等报道应用伽玛刀对内侧丘脑毁损治疗顽固性疼痛47例，有2/3疼痛好转或消失，他在临床和MRI研究后的结论是：该治疗是缓解恶性疼痛有效的方法。（2）原发性三叉神经痛（TN）：早期伽玛刀治疗三叉神经痛，治疗靶点选择在三叉神经半月节，临床效果不理想，可能与靶点选择及当时的定位技术落后有很大关系。近年来报道均以核磁共振扫描定位，靶点选择三叉神经出桥脑根部，取得了良好的效果，且无明显并发症。1998年Young等报告60例TN伽玛刀治疗，总有效率为91.8%，1998年郑立高报道63例，总有效率92.06%。目前伽玛刀以其安全、精确、高效的特点，已经成为经保守治疗无效的顽固性原发性三叉神经痛的首选治疗方法。（3）精神性疾病：1963年Leksell利用300KV X射线立体定向照射内囊前肢治疗第一例强迫症，开始了精神病的SRS治疗。目前SRS治疗精神疾病主要限于严重的、反复发作的强迫症和焦虑症。精神性疾病的SRS治疗应在精神科医生的配合下谨慎进行。（4）癫痫：SRS治疗癫痫的关键是致痫灶的精确定位，以往对于原发性癫痫因致痫灶的定位困难而制约了发展，近年来，随着MRI、ECT、PET、脑磁图及多导长程脑电等先进定位检查手段的不断问世，SRS治疗顽固性癫痫再次达到了高峰，通过先进的定位检查手段可以明确肉眼看不到的功能性致痫灶，再通过影像融合技术把致痫灶和解剖位置进行融合，这为SRS治疗提供了定位基础，这也是最应提倡和最有发展前景的，目前最先进的脑电立体定位系统，所谓的癫痫刀的问世，可对致痫灶进行三维立体定位，无疑会进一步提高治疗效果。2脑血管疾病（1）脑动静脉畸形（AVM）：AVM是SRS主要适应证之一，治疗后血管闭塞率高，并发症少，尤其是可以明显提高病人术后的生存质量，现已成为中小型AVM的首选治疗方法。大宗治疗病历统计资料表明，SRS治疗AVM的闭塞率6个月为30%，1年为60%，第2年可达90%左右。术后血管闭塞率与畸形血管团的体积和照射剂量有关。（2）脑海绵状血管瘤（CA）：随着核磁共振扫描技术的普及应用，CA的发现率逐年提高，但因CA与AVM在病理结构上的不同，其立体定向放射外科治疗的效果也不相同，主要表现在术后脑水肿的发生率高，因此，在治疗上尚存分歧意见。目前认为对不能手术或多发CA，如反复出血或伴有癫痫症状，可选择SRS治疗，对控制出血及癫痫是有益的。1999年Maesawa等报告68例伽玛刀治疗脑深部CA，治疗后2年随访分析结果症状改善，再次出血显著减少。3颅内肿瘤（1）听神经瘤：早在1969年Leksell等即以伽玛刀治疗听神经瘤病人，迄今已治疗上万例，疗效良好，术后23年肿瘤控制率90%以上，多以治疗中小型肿瘤为主。在影像学上表现为肿瘤缩小或稳定，虽不像开颅手术那样将肿瘤切除，但肿瘤已不再生长，面听神经保留率明显高于开颅手术治疗。有学者将近5年来3436例手术治疗的听神经瘤病例和近20年来报道的1086例伽玛刀治疗的听神经瘤病例的疗效相比较，两组疗效相仿，但面神经损伤和听力损害比率伽玛刀组较手术组明显要低，伽玛刀组听力的保存率达70%，面瘫的发生率只1%3%。（2）脑膜瘤：由于现代显微神经外科技术的发展，绝大多数脑膜瘤可经开颅手术彻底切除，但特殊部位如鞍区岩斜区颅底脑膜瘤，手术全切困难，并发症多，术后残留复发率高，对上述部位的脑膜瘤，应用SRS治疗可充分发挥其优势。较小肿瘤可直接照射，对于较大的肿瘤可先行手术切除，残留部分再行SRS治疗，既可防止复发根治肿瘤，又可很好保护重要的血管和神经。对于凸面、廉旁窦旁脑膜瘤，尤其是体积较大时，经SRS治疗，有出现顽固性脑水肿的可能，在身体能耐受的情况下，应首选手术治疗。（3）垂体瘤：SRS主要治疗中小型垂体瘤或不适合全麻手术及术后残留复发者。随访发现：肿瘤生长控制率95%以上，患者内分泌症状的控制率在60%70%左右，疗效满意。对于功能性腺瘤应在确保视路安全的前提下加大照射剂量，以提高疗效。正常垂体对放射线耐受量高，术后垂体低功能者少见。（4）颅咽管瘤：手术全切困难，复发率高，囊性颅咽管瘤多采用立体定向穿刺术加32P内放射治疗，对实质性肿瘤或囊性颅咽管瘤的实体部分，可以选择SRS治疗，如果肿瘤较大可选择手术部分切除，再配合SRS治疗，颅咽管瘤对放射治疗较为敏感，疗效满意。（5）松果体区肿瘤：松果体区肿瘤开颅手术的致残率和死亡率高，普通放疗易引起脑干放射性损伤，而SRS治疗该区域肿瘤安全度高，并发症少，但对伴有梗阻性脑积水者，应先行脑脊液分流术，再行SRS治疗，则更为安全。治疗后应及时复查，对松果体区射线敏感性肿瘤，行SRS治疗后，应行全脑全脊髓放疗预防种植转移。（6）脑转移瘤：脑转移瘤常形状规则，边界清楚，很适合SRS治疗，且对多发病灶可一次性治疗。尤其对症状重、身体状况差的患者，治疗后多能迅速缓解症状。经大宗病例随访，肿瘤局部控制率达90%，可有效延长病人生命，提高生活质量。对多发病灶应配合全脑放疗。（7）胶质瘤：体积小、边缘清、低度恶性的胶质瘤适合SRS治疗，对于体积大、恶性程度高，呈浸润性生长的肿瘤，SRS治疗效果不佳，可先行手术大部切除再行SRS治疗或全脑照射后行局部SRS追加补量以提高疗效。SRS现已在世界范围神经外科领域广泛应用，但事物总是不断向前发展的，任何科学的东西是不会停滞不前的，特别是在21世纪科学技术发展迅速，脑CT、MRI、MR