伽玛刀的技术问题探讨

1、有关伽玛刀的技术问题探讨【摘要】全文针对百分深度剂量、放射平安性、食管癌医治、大体积医治等技术问题，从放射物理和临床应用方面探讨咖玛刀的争议。【关键词】立体定向放射医治伽玛刀已有39年历史，全世界安装了近400台伽玛刀，医治病人数超过58万。至1993年伽玛刀引入中国以来，非议不断。在90年代，非议集中在头部伽玛刀。此刻，又集中到了体部伽玛刀。作为我国第一次取得美国FDA许可并出口美国、取得国家科技进步二等奖、拥有完全自主知识产权的大型高科技医疗设备，目前较为突出的伽玛刀临床应用问题包括：（1）个别医治中心因盈利目的随意扩大适应证，造成滥用伽玛刀。（2）未经严格培训就仓促上岗或不严格按规程操作

2、，造成医疗纠纷和事故。（3）还有一些伽玛刀从业人士，对放射医治知识一知半解，却海夸伽玛刀的“神奇”能力。但有些非议，确有值得商议的地方。例如，有作者提出：“国外并无体部伽马刀的概念，仅中国有”川。以国外没有来否定体部伽玛刀，与目前国家大力提倡的“提高自主创新能力，建设创新型国家”的精神相悖。本文要紧从以下几个技术问题，讨论对伽玛刀的争议。1百分深度剂量和剂量的聚集性以为伽玛刀不如直线加速器好的要紧理由之一是：钻60发出的伽玛射线，由于其能量较低，故其深度剂量不如直线加速器(图1)。确实，钻60发出的伽玛射线，当其照射野为7cmX7cm时，在20cm深处，相对剂量为。而20MV-X线，照射野同为

3、7cmX7cm,在20cm深处，相对剂量为53%。即一样照射野面积，一样深度，就组织吸收剂量而言，钻6()发出的伽玛射线还不及20MV-X线的一半。那个理由，在比较传统的钻60医治机与直线加速器时没错。可是，百分深度剂量描述的是单束射线的剂量学特点，而伽玛刀是采纳多源多线束聚集方式进行照射，因此，可补偿单束射线能量不足的缺点而实现靶区的高剂量照射。仍然以上述条件为例，两束钻60射线照射,当其照射野仍为7cmX7cm时,在20cm深处,相对剂量为49%。三束钻6()射线照射，剂量可达,超过单束20MV-X线。钻60医治机三照射野的最大深度，四照射野的最大深度，即照射野越多，照射深度越大2。以第四

4、代伽玛刀月亮神为例，该机有42颗放射源，对应42个准直器。在医治胸部肿瘤时，医治头不转动，可形成42个照射野。而当医治头转动时，它的最小准直器(6mmX6mm)围绕人体旋转一周，能形成150个照射野(标准人体体模，胸围900mm)。最大准直器(14mmX60mm)围绕人体旋转一周，也能形成15个照射野。对应42个准直器，即能形成630-630()个照射野。而直线加速器医治,平均仅26个照射野。因此，以单束射线的深度剂量比较，直线加速器有优势，但比较靶区的剂量聚集性，伽玛刀不仅不是弱势，反而有专门大优势。2伽玛刀的放射平安性当电源关闭后，加速器的射线随之消失。但伽玛刀的放射源是放射性同位素钻6(

5、),不论电源关闭与否，它都会持续不断发射出伽玛射线。初期的钻60医治机，由于制造技术掉队，自屏蔽较差，其医治室的杂散辐射(strayradiation)强度较大。但是，辐射存在于整个宇宙空间，人类有史以来就一直受着天然辐射源的照射，食物、衡宇、天空大地、乃至人们体内都存在着辐射，这些照射通称为天然本底辐射。全世界平均而言，天然本底辐射每一年对个人的辐射剂量约为。但也有为数很多的居民生活在高于该平均值570倍的地域，经世界卫生组织长期观看，该地域居民的健康并无异样。以我国广东省阳江市为例,该地域居民在同意长期、持续年平均剂量为辐射作用下,未发觉居民恶性肿瘤死亡的增加，而且存在刺激免疫功能增强的效

6、应国际放射防护委员会规定QCRP-60),公众受附加照射的个人剂量限值为ImSv/年，而受职业照射的个人(如伽玛刀技术员)全身照射剂量限值为20msv/年，皮肤、手、足为500msv/年4。由于制造业的飞速进展，伽玛刀的自屏蔽已十分完善，伽玛刀医治室内的杂散辐射已超级低。以月亮神伽玛刀为例，经监测，每医治一人次，摆位技术员所受到的辐射剂量为ptSvC1（）00iSv=lmSv）o相较之下，乘飞机从北京到广州所受到的辐射剂量为20北京至1J旧金山为432，。拍照一张X线胸片的辐射剂量约为2002力在年医治400例病人（该数字为我国伽玛刀中心的平均医治病人数），有4个摆位技术员的伽玛刀中心，每一个

7、技术员每一年受到的辐射剂量为。该剂量仅略高于阳江市居民的天然本底剂量，远远低于国际辐射防护委员会2（）mSv/年的规定。当人受到（关于X、丫射线，辐射权重因子为1,故lGy=lSv=lOOOmSv）一次性照射后，若是不进行骨髓移植，约一半的人会死亡。但每一年受到辐照，到底会有什么危险?研究发觉，即便每一年职业照射50mSv（101CRP标准）,工作35年，仅减少32天生命。而炼油厂工人工作35年，减少74天生命。用危险度评判方式来评判职业照射并与人类的其它活动相较较，照射的死亡概率为百万分之一，与喝半瓶啤酒相当。由于放疗技术员做完24次医治摆位工作后，他的积存剂量才达到。而分次照射24次积存的

8、危险性远远低于单次照射的危险性，故放疗技术员做完24次医治摆位工作后，其死亡的危险概率远远低于喝半瓶啤酒。伽玛刀辐射平安的另外一个问题是：改换钻源的麻烦与潜在危险。但是，此刻的伽玛刀，有专门设计的安装在伽玛刀上带自屏蔽的储源罐。换源时，不用临时搭建任何别的屏蔽装置，只需将旧储源罐卸下，新储源罐换上，前后1小时，整个换源工作终止。而源运输及废源处置，更有国家指定的专业公司完成。3伽玛刀医治食管癌伽玛刀医治食管癌是伽玛刀临床应用中存在的最大问题之一。立体定向放疗技术操作标准中规定食管癌是伽玛刀的禁忌证，但也有医科大学附属医院伽玛刀中心将其列入适应证。第一从结构和原理上分析，伽玛刀是采纳多源多线束旋

9、转聚集实施局部高剂量放疗，剂量散布不均匀，适形度相对较差，要进行不规那么大野照射时布野较难,而且要采纳相对低的剂量线。食管是一薄壁空腔串联器官（serialorgans）,若是采纳大剂量照射，轻者发生放射性食管狭小和溃疡，重者可能发生食管穿孔。因此，长期以来食管癌放疗都是采纳靶区均匀的2Gy的常规分割照射。尽管如此，湖南省肿瘤医院19912000年共收治食管癌行放疗及术后放疗患者425例，其中食管癌放疗后因穿孔死亡19例，发生率,另外还有不能确信穿扎死亡病例25例。伽玛刀医治食管癌（也包括其它腹腔空腔脏器肿瘤），由于剂量不均，假设仍然采纳大剂量低分割照射，其并发症的发生率必然较高。假设采纳常规

10、分割，依照伽玛刀照射野边缘剂量梯度大的特点，其并发症的发生率拟应比加速器多叶光栅适形照射低，用这种临床方案，伽玛刀能够医治食管癌。但如此的做法仍然危险，因为伽玛刀很难做到让90%95%剂量线覆盖一个15cmXI5cm的靶区，若是做不到就会降低剂量线为70%,乃至50%等，如此边缘2Gy,中心剂量可达3Gy,正常食管黏膜很难耐受。中华医学会编著的临床技术操作标准放射肿瘤学分册将食管癌列为伽玛刀的禁忌证，但专门注明:“不建议利用单次大剂量、低分割放射医治。能够利用立体定向技术,做常规分割，超分割的三维适形放射医治”4伽玛刀的大体积医治问题伽玛刀不适合对恶性肿瘤周围亚临床病灶预防照射，这是立体定向放

11、疗技术的剂量特点决定的，可是仍有单位在做。从照射技术上讲，多布几个大口径准直器，伽玛刀照射野自然变大（图2）,可是,当照射野变大，若是仍然采纳大剂量低分割的剂量学特点，将不可幸免显现严峻的副作用。从图二、3的比较能够看出，直径肝癌，单次分割剂量6Gy时，脊髓的照射剂量只有。如将医治策略调整为常规分割方案，当医治面积扩到15cmXI5cm后（假设该区域均需要照射），照射野边缘用50%剂量线包裹，边缘每次2Gy,照射野中心剂量变成3Gy4Gy,脊髓的照射剂量将降到，外围的正常组织剂量降低了，照射野中心正常组织剂量却增高了。5体部伽玛刀的学术地位与疗效没人疑心调强放射医治(1MRT)是放疗的主流，也

12、没有人疑心图像引导放射医治(1GRT)是在1MRT基础上的重大进步。2005年,美国科罗拉多州大学放疗系教授Kavanagh在美国放射肿瘤学会(ASTRO)年会上，立体定向体部放射医治的相关内容成为人们关注的核心之一圄。我国研究人员通过采纳体部伽玛刀技术实现了立体定向体部放疗(SBRT)的目标，权威的美国红皮杂志发表了夏廷毅等的论文“体部伽玛刀医治不能手术初期非小细胞肺癌的结果”确实是最好的例证9。尽管尚未最高级别的证据，但超过1()万例临床病例也比较有力地证明了体部伽玛刀的良好疗效。夏廷毅等报导利用体部伽玛刀医治不能手术的初期非小细胞肺癌，一、二、3年生存率别离为100%、91%和91%9o

13、伽玛刀的特点是设窗稳固靠得住，故障率极低，质量保证与质量操纵(QA/QC)容易实施。要进入放射医治的主流，既懂伽玛刀物理,又懂放射肿瘤学，并十分熟悉国际放疗进展潮流的复合型人材是关键。【参考文献】1孟庆普，王燕松.咱们到底需要多少“CT”R.健康报，北京：健康报社2006-02-14,第7版.2世界卫生组织编.孔早霞译.癌症的放射医治有效手册M.北京：人民卫生出版社,1999.1263.3陶祖范，秋叶澄伯，查永如，等.阳江高本底地域恶性肿瘤死亡调查19871995年资料分析0.中华放射医学与防护杂志,1999年,19(2):75-82.4国际放射防护委员会.国际放射防护委员会第60号出版物R.国际放射防护委员会一九九。年建议书.北京：原子能出版社，1993.66.5沈瑜，靡福顺.肿瘤放射生物学M.北京：中国医药科技出版社,2002.371.6鲁琼辉.食管癌放疗食管穿孔缘故分析中国现代医学杂志，2004,(147):141-142.7中华医学会.临床技术操作标准放射肿瘤学分册M.北京：人民军医出版社,2006.108109.8 KavanaghBD,TimmermanRD.StereotacticBodyRadiationTherapy:BiologicalandClinicalPerspectives,2005C.ASTR(