月亮神 一种新型的断层治疗设备

1、月亮神 一种新型的断层治疗设备李大梁 王锦（西安一体医疗科技股份有限公司 ）一、综述放射治疗经过百余年的发展，已经成为一门独立的医学学科，即放射肿瘤学，它在恶性肿瘤的治疗中占有越来越重要的地位。随着学科的发展、促进，以及对放射物理特性的不断了解，放射治疗设备也在不断增加和改进。放疗常用射线主要有光子（包括射线和X射线）、电子、质子和中子，它们产生于射线产出装置和放射性同位素。采用射线产出装置的放疗设备以医用加速器为代表，依次经过普放、多野适形/X knife、多叶光栅、IMRT（逆向）、IGRT等阶段；在放疗所用的放射性同位素中，目前应用较广泛的是钴-60（外照射），它也经过了普放、头部伽玛刀

2、、体部伽玛刀及全身伽玛刀等阶段。放疗的基本目标是提高治疗增益比，即最大限度地将放射线的剂量集中到病变靶区内，而周围的正常组织和器官少受或免受不必要的照射。常规放疗中，由于重要组织客观存在和共面野方式制约了射野数量和方位的选择，导致较多的正常组织受到照射，邻近重要器官受量较高，剂量分布与瘤体适形度较差，靶区边缘剂量梯度变化较小，这些因素直接影响肿瘤治疗效果。 多数放疗设备在躲避敏感器官时，使用堵塞相应准直孔、或在体表用屏蔽体遮挡敏感器官、或改变局部拉弧速度使之快速通过敏感器官、或在拉弧过程中关闭放射源等方式，从临床角度来看，只有关闭放射源方式最为理想。但是对于采用静态聚焦、锥面旋转聚焦方式的放疗

3、设备来说，其设备结构决定了很难实现放射源的暂闭暂开。现有伽玛刀照射野的大小由准直器决定，采用自动或手动更换准直器的方式，设备提供多种规格的准直器，准直器通常为圆形准直孔（“月亮神”例外），尺寸固定，且最大直径为70mm，在焦点处形成“球形”靶点，填充式适形。当伽玛刀以聚焦方式治疗大而不规则的肿瘤（靶区）时，多焦点、填充式适形的运用会导致靶区内剂量分布高度不均匀。当使靶区低点（冷点）剂量达到致死剂量时，热点的高剂量却存在着引发较严重水肿的风险，增加并发症出现的机率，影响治疗效果。依照临床剂量学四原则1，正常组织和敏感器官的耐受剂量、靶区内剂量的均匀性（一般而言）是限制放疗疗效的重要因素。二、“月

4、亮神”的剂量学特点LUNATM-260伽玛射线立体定向回转聚焦放疗机（商品名：月亮神）采用了断层治疗技术，是一种新型的断层治疗设备。“月亮神”的研制是在总结分析已有头部伽玛刀、体部伽玛刀、全身伽玛刀的结构和临床应用的基础上，借鉴目前广为使用的医用直线加速器的优点，引入断层调强适形技术而开发的，如图1所示。1、“月亮神”的主要物理参数“月亮神”初装焦点剂量率约为3 Gy/min，42枚钴源呈扇形排列，分布角度50°，出口距290mm，提供6种不同孔径的矩形孔准直器，其焦点处半高宽分别是(断层厚度´断层内宽度，单位：mm)：6´6、8´8、14´1

5、4、14´20、14´40、14´60、实测最大半影小于4mm。2、聚焦方式在聚焦方式上，“月亮神”采用扇形静态聚焦和拉弧动态聚焦结合的方式，42枚钴60放射源在垂直于C形臂的平面内扇形排布，通过与之相配的准直器，将射线静态聚焦到等中心上，静态聚焦的射线绕等中心沿C形臂拉弧照射实现射线的旋转聚焦，最大拉弧范围180°，通过治疗床的左右摆动，实现绕患者左右侧的拉弧照射及头部治疗时的多角度拉弧照射。3、敏感器官保护方式在射线可能穿过敏感器官的拉弧范围内自动关闭放射源。4、控制方式程序化自动控制，控制精度0.01mm/0.1°。5、定位方式：MRI（

6、头部）、CT（头部、体部）头部：微创、无创（热塑性塑料面罩）。体部：真空袋。“月亮神”最突出的特点是采用了矩形孔准直器，不同于其它放疗设备所采用的圆形孔准直器。这种准直器结构能使多枚钴源在焦点平面上形成矩形辐射野，例如规格为14mm´60mm的准直器在焦点平面上形成的射野尺寸为14mm´60mm（半高宽，14为断层厚度方向）。随着扇形聚焦面绕患者纵轴的旋转拉弧照射，在焦点处形成扁平椭圆柱形状的高剂量场，其厚度方向上边沿剂量陡降。随着拉弧范围的增加，椭圆逐渐接近正圆，这与圆形准直孔高剂量场分布完全不同，如图2所示（此图仅用于表明剂量场分布特点，非实际治疗计划）。月亮神的单靶点

7、剂量场还有一个明显的特征，当拉弧范围较小时，高剂量区的长轴与低剂量区的长轴相互垂直，这为等剂量线的适形规划提供了便利。利用这种特殊的剂量场，采用分层治疗方式，可以实现综合剂量场在纵轴方向的高度均匀分布，有效地减少了热点和冷点的产生。在对每一个层面进行治疗规划时，通过对入射角范围、准直器规格、靶点权重等参数进行调整、配合使用，能够规划出较好的适形剂量场，达到高剂量区形状与病变组织形状高度重合的目的，实现病变组织的适形放射治疗。图例为肺部肿瘤患者应用“月亮神”RTPS设计的治疗计划，靶区剂量分布如图3所示，DVH如图4所示。“月亮神”的这一剂量场特征在食管癌治疗中表现出明显的优势。以往的经验普遍认

8、为，食管癌不是伽玛刀的适应症。这主要是因为伽玛刀的“球形”剂量场填充靶区形成的剂量分布无法满足食管癌治疗对靶区剂量均匀性的要求。但是“月亮神”采用矩形准直器，能够沿着人体纵轴形成理想的靶区均匀（相对）剂量场，因此能够满足食管癌的治疗要求，这在“月亮神”的临床应用中得到充分的证实。此外，“月亮神”在颈椎和胸椎骨转移的治疗方面也表现出了明显的优势。相比其它的伽玛刀，剂量分布多为圆形或椭圆形，当肿瘤形状不规则时，很难获得满意的适形度，同时重要器官临近的肿瘤难以实施治疗，脊髓内肿瘤和位于脊髓旁的肿瘤不适宜治疗3。而“月亮神”对敏感器官有效的保护方式、较高的适形度使这种治疗成为可能。在徐州矿务集团总医院

9、伽玛刀中心进行的脊髓旁转移肿瘤治疗情况表明，“月亮神”剂量分布合理，对重要器官的保护比较理想。三、结束语在精确放疗时代，实现高剂量分布在三维方向精确完美的包绕任意形状的靶区（肿瘤），改善靶区内剂量分布，使其达到预期，同时最大限度地减少周围正常组织受量，减少低剂量区覆盖区域，从而提高肿瘤的局部控制率和改善患者生存质量，是所有精确放疗产品一直追求的目标。目前，西安一体医疗科技股份有限公司正在对“月亮神”的断层调强适形放疗技术和IGRT技术进行完善和改进，通过多射束扇形静态聚焦与拉弧动态聚焦以及矩形可变野相结合，实现放射源拉弧照射过程中准直器开口的无级缩放，达到任意角度的断层适形照射。配合逆向调强计划系统，能够规划更出色的放射剂量场，实现病变组织的适形和调强，更大地提高病变组织和正常组织的受量比，在保证靶区较高适形度和足够致死剂量的同时，更好的保护正常组织。参考文献：1. 胡逸民主编.肿瘤放射治疗物理学.北京：原子能