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TUhjnbcbe - 2021/4/29 21:28:00
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《Cureus》杂志年3月19日在线发表美国JamesonTMendel,SamuelSchroeder,AaronPlitt,等撰写的《利用Icon型伽玛刀扩大放射外科治疗能力。ExpandedRadiosurgeryCapabilitiesUtilizingGammaKnifeIcon?》(doi:10./cureus..)。随着新技术的出现,颅内病变的治疗指征和技术也在不断发展。Elekta提供的最新型Icon型伽玛刀(GKIcon),为立体定向放射外科提供了一个无框架的解决方案。我们的医疗机构,已经使用GKIcon对例患者的个单独的颅内病变进行无框架立体定向放射外科治疗。广泛的诊断范围包括脑转移瘤、脑膜瘤、动静脉畸形、听神经瘤、垂体腺瘤和几种其他组织学的病变。在GKIcon上进行有框架和无框架治疗的能力,显著增加了我们在单台设备上的每日治疗容量近50%。虽然无框架的治疗方法允许人们能利用到放射外科的精确性,但处理这个无框架系统的治疗的复杂性与还没有完全完善(theintricaciesregardingtreatmentwiththisframelesssystemarenotwellestablished)。我们最初的经验将有助于指导那些希望在实践中实施这一新技术的人。引言在20世纪50年代,LarsLeksell建立了以立体定向放射外科(SRS)为中心的基本原则,最终带来伽玛刀(GK)系统的发展。在过去的几十年里,治疗计划软件已经随着不断加速的计算的发展而进步。然而,SRS的基本原则仍然相对不变。放射外科实施照射的一个关键组成部分是对分割治疗内的肿瘤运动的管理,传统上是通过刚性固定来完成的。与之前的(U、B、C和4C)型一样,自动的Perfexion型GK使用立体定向框架进行刚性固定和定位。(瑞典斯德哥尔摩Elekta公司)GKIcon伽玛刀是第六代和最新的商业模式。最新的升级包括锥形束计算机断层扫描(CBCT)模块,允许使用无框架治疗进行无创固定,而不影响亚毫米级精度。无框架立体定向放射外科治疗(SRT)允许定制使用(custom-tailoredutilization),并为GK系统的治疗开辟了许多新的适应证。鉴于使用无框架系统的新颖性(thenovelty),错综复杂性(theintricacies),相关治疗流程(regardinglogistics)、患者选择、和恰当的治疗方案尚未得到完善。在这篇文章中,我们描述了第一次使用Icon型伽玛刀(GK)进行无框架治疗的经验。Icon型伽玛刀(GK)仍然是最强大和可靠的立体定向照射系统之一。与Perfexion模型类似,个钴60源排列在一个锥形壳中,分布在8个扇区内,形成近2π的几何形状。每个扇区有24个放射源,它们可以被阻挡或位于直径为4毫米、8毫米或16毫米的准直器之上,导致相应直径的伽玛射线束在等中心点会聚。这种放射源排列产生一个椭球状剂量分布,并具有快速的三维(3D)衰减,在头尾方向衰减最明显。考虑到在这个方向上剂量的快速衰减,我们建议对所有的成像平面进行系统评估,并仔细注意使用冠状面和矢状面观察头尾尺寸(thecraniocaudaldimension)。在无框架模拟过程中,首先将患者的头部放置在打湿的可塑形的聚苯乙烯垫(adampenedmoldablepolystyrenecushion)上。在此步骤中头部的摆放对于肿瘤在颅骨前、后、上或下极端位置时(arepolarizedintheanterior,posterior,superior,orinferiorlocationsinthecranialvault)防止发生碰撞至关重要。GK机器的设计是要患者围绕一个固定的等中心点移动,由治疗床的运动驱动。适当的头部摆位以减少偏离等中心对防止碰撞很重要,在讨论无框架治疗时将进一步详细描述。一个聚苯乙烯垫(图1,左)是定制的,能让患者有合适的头部摆位。一旦设置好,制作一个Icon专用的,经烤箱加热的,三点热塑性口罩用于固定(图1,右)。然后获取一个参考CBCT扫描来定义立体定向治疗空间。注册定位图像(磁共振成像(MRI)/计算机断层扫描(CT))与参考CBCT配准。治疗前较低对比度的CBCT的每日和分割内采集允许在X、Y和Z方向上对每日位置变化作微小的调整。需要注意的是,标准的诊断性成像通常不适合GK治疗计划。定位图像需要符合已发布的SRS指南的容积成像(1毫米的层厚,即扰相梯度回波[spoiledgradient-recalledecho,SPGR],磁化制备快速梯度回波[magnetization-preparedrapidgradientecho,MP-RAGE]),或等效于扫描仪特定的几何验证和质量保证测试,。医院,我们使用3D,T1加权,对比后,磁化制备,度射频脉冲和MP-RAGE脂肪饱和度(FS)序列进行计划。特别是对于表现出快速生长的组织学,应在接近治疗日期时获取计划性图像,以确保可以忽略肿瘤生长和/或周围脑实质的改变。最近一项研究评估了脑转移患者治疗延迟的影响,在成像延迟超过7天的立体定向靶区中,78%需要调整靶点,其中大多数由于肿瘤生长。如果诊断成像是通过容积成像获得的,使用随访诊断成像进行治疗可能最终提高工作流程效率。然而,治疗预先授权往往会推迟其超过最佳时间框架的开始(pre-authorizationfortreatmentoftendelaysitsstartbeyondtheoptimaltime-frame.)。

图1Icon型伽玛刀GK的面罩适配器。水激活聚苯乙烯垫(左)是定制的形状,适合患者的头部摆放。缓冲垫位于面罩适配器内,该适配器具有在右侧图像中可见的索引压痕,以阻碍缓冲垫沿头尾(z)轴的移动。适配器上的白线定义了头部摆位的最佳治疗空间。三点式外质体(aquaplast)面罩(右)用于头部固定。颏下面罩有助于防止不舒服的面罩安装。形成鼻部开放,以放置一个光学标记。

GKIccon使用了一个高清运动管理系统,用于治疗内的运动监测。该系统包括安装在治疗床上的可移动臂上的一对红外立体摄像机,,一套集成在面罩适配器中的参考标记,以及放置在病人鼻子上的光学标记。根据病灶位置或医生的偏好,分割内阈值为1-3mm(默认为1.5mm)。如果超过阈值,则治疗中断。如果患者返回到设定的限制内,或通过获得新的参考位置和额外的CBCT来验证患者设置,可以恢复治疗。当治疗接近关键结构时,可以利用计划风险体积来最大限度地限制高剂量重叠,以及应用严格的阈值设置。值得注意的是,使用该系统的运动被用作整体运动稳定性的替代,而不是直接的靶区运动。鼻呼吸模式和鼻子运动的改变对肿瘤运动的影响可以忽略不计,每种情况都应根据具体情况进行评估,以设定适当的阈值。尽管使用不同的运动阈值设置和没有计划靶体积(PTV),我们还没有检测到使用无框架治疗的靶区错误。在德克萨斯西南大学(UTSW),常用无框架的GKSRS。从年1月至年2月,例患者,个单独的颅内病变,使用GKIcon进行无框架SRT治疗。诊断包括例脑转移瘤,29例脑膜瘤,8例动静脉畸形,15例听神经瘤,2例垂体腺瘤和16例各类组织学。在这篇文章中,我们描述了在GKIcon上利用无框架技术治疗流程和常见的诊断管理。

脑转移瘤

3-50%的肿瘤患者会发生脑转移。对于局限性脑转移患者,我们更喜欢SRS而不是全脑放疗,因为SRS具有较少的认知*性和改善生活质量。处方剂量根据病变的大小和数量而变化。患者被优先纳入我们的内部剂量递增方案。在非协议范围内,最常用的最大单组分剂量是从放射治疗肿瘤组(RTOG)试验90-05中推断出来的:病灶2cm接受24Gy,2.1-3cm接受18Gy,3.1-4cm接受15Gy。大多数医生不建议用SRS治疗4cm的病变,因为担心会增加*性。传统上,只有1-3个脑转移瘤的患者被认为是放射外科的候选者。然而,随着10个以上脑转移瘤患者的数据不断出现,这一惯例受到挑战。在最近的一项多中心前瞻性观察性SRS治疗多发性脑转移瘤的研究中,Yamamoto等人证实了5-10个脑转移瘤患者与2-4个脑转移瘤患者的生存率不差。数据进一步扩展到一个病例匹配的研究,比较10个和≧10个转移瘤患者。有趣的是,在≧10个脑转移瘤患者中神经系统无死亡生存、局部复发、新病灶重复SRS治疗和SRS相关*性并不差。Icon型GK将有助于立体定向治疗越来越多的脑转移瘤,并发展治疗范式。目前,我们正在招募内部方案的患者,这些患者的病变小于6个,且没有最大病变数,以评估疾病和神经认知结果。

立体定向放射外科,立体定向放射治疗,及分布

在Icon型伽玛刀(GK)上的无框架治疗现在能进行SRS,SRT和/或分布式治疗(distributedtreatments)。SRS传统上指的是一种单次的头颅放射治疗,所有的病灶在一次治疗中接受全部处方(Rx剂量。SRT指的是总处方(Rx)剂量在几次治疗期(treatmentsession)的分割(division),在每次治疗期,所有的病灶接受分割处方(Rx)剂量。“分布”表示针对多发病灶在几次治疗期的治疗过程中,在一次治疗期内对选定的病灶照射完整的处方(Rx)剂量。由于软件的限制,无框架治疗需要额外的计划和协调(additionalplanningandcoordination),这对第一次的使用者来说并非显而易见。

头架与无框架治疗的比较

选择病人进行无框架治疗时,必须考虑病变的位置、数目和大小。对于每次疗程超过一小时或病变距离关键结构2-3毫米,我们建议使用基于头架的治疗方法。因功能性障碍(如三叉神经痛)而接受SRS治疗的患者,由于使用的剂量,也建议进行刚性的固定。对于有多个(8个)或较大的(2厘米)病变的患者,分散式或分割方法可以提高便利性,减轻正常组织*性。幸运的是,在安装头架后需要分散或分割的患者,过渡到无框架治疗通常是简单的,因为初始计划MRI可以登记到新的CBCT坐标。对治疗时间和耐受性的估计与其说是科学,不如说是艺术。虽然在非重要功能区部位有几个小体积脑转移瘤的患者似乎是无框架治疗的自然候选者,但他们对耐受性的感知已成为成功的可靠指标。我们采用以患者为中心的方法来选择面罩和基于框架的治疗。理想的面罩患者应该是放松的、有充分意识的,并且能够静静地躺上至少30-60分钟的。因为保持不动的能力需要患者的参与,焦躁不安的、激惹躁动的、或疲倦的患者不是最佳候选者。因此,在治疗过程中不建议使用镇静/抗焦虑药物。尽管无框架治疗与基于框架的治疗具有相似的准确性,但过于严格的运动阈值可能会由于患者反复重新定位而导致总的治疗时长增加。此外,在估计总的治疗时长时,应考虑钴源活性、靶点效率(shotefficiency)和照射的总剂量(totaldosedelivered)。

模拟这治疗计划

Perfexion型伽玛刀(GK)通过结合可调节的伽玛角(70、90和度选项)解决了许多摆位难题。无框架治疗需要使用刚性头部支撑,锁定在90度伽玛角。图2显示了使用Icon型进行无框架治疗的工作流程。在面罩仿真过程中,将靶区在脑内的分布信息传达出来,有利于头部的最佳摆位。通常建议头部取中立(neutral)位置。然而,可能的清除碰撞的问题(clearanceissues)可以通过将头垫向上或压平来减轻(buildingupsuperiorlyorflatteningtheheadcushion)。前部病变的最佳位置是头部取中立位置。低位的后窝病变通常需要下颚向下摆位。此外,低位的后颅窝病变可以从患者肩部对支撑柱的位置得到充分覆盖。病变分布于前额叶和后颅窝,可能需要在中立位和下颚位进行模拟。脑转移瘤的最佳显示是1毫米层厚T1-对比强化MP-RAGE(磁化准备的快速采集梯度回波序列)和3D(三维)重建。增加1毫米3D快速(turbo涡轮)自旋回波序列(使用不同的翻转角度演变实现应用优化对比的完美采集[SPACE]/磁共振各向同性容积扫描[CUBE]/体积各向同性涡轮自旋回波采集[volumeisotropicturbospinechoacquisition,VISTA])对于有众多点状脑转移瘤的患者非常有用。表1列出了我们3T磁体上T1MP-RAGEFS对比增强后和SPACE序列的MRI参数。三维快速自旋回波序列有助于可视化,但它对脑转移瘤没有高度特异性的。因此,始终建议对比强化后扫描与计划相关。为确保正确的剂量计算,定位划MRI应从最低病灶下方4-5cm或从颈C2底面开始扫描。扫描长度不足可能导致皮肤映射不充分,导致剂量计算不准确。如果定位的MRI是不适当获得的,融合以前的诊断性MRI可能有助于颅脑或尾侧皮肤映射。

表1定位图像的MRI参数

图2使用Icon进行无框架治疗照射的工作流变化。

伽玛刀张南大夫

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