Сравнение эффективности гамма-ножа, LINAC, киберножа в хирургии опухолей задней черепной ямки
В течение последних десяти лет стереотаксическая лучевая терапия стала все чаще использоваться для лечения пациентов с акустическими невриномами и другими доброкачественными опухолями полости и основания черепа.
Добиться значительного улучшения результатов лечения стало возможным за счет внедрения новых методик лучевой диагностики, разработки новых систем доставки радиации и совершенствования программного обеспечения, которое рассчитывает дозу облучения.
Под стереотаксической лучевой терапией понимают использование мощного конформного излучения, которое доставляется к внутричерепной цели (опухоли) в форме множества точно откалиброванных пучков ионизирующей радиации. Целью стереотаксической лучевой терапии является подавление опухолевого роста с минимальным воздействием на окружающие здоровые ткани. Эта технология стала особенно полезна в лечении опухолей задней черепной ямки, где в непосредственной близости друг от друга расположено множество важнейших нервных и сосудистых образований, включая продолговатый мозг, мозжечок, улитку, преддверие, черепные нервы.
В стереотаксической лучевой терапии используются разные виды ионизирующего облучения. Лечение может проводиться либо одноэтапно (такой метод лечения часто называют стереотаксической радиохирургией), либо в несколько этапов (фракционированная стереотаксическая лучевая терапия).
Преимущество лучевой терапии заключается в том, что она позволяет добиваться значительного подавления опухолевого роста с минимальным числом побочных эффектов. Процедура является неинвазивной, ее можно выполнять в амбулаторных условиях. Основной недостаток заключается в том, что опухоль не устраняется полностью и продолжает существовать и после лечения. Следовательно, всегда имеется вероятность возобновления роста опухоли. Нам еще только предстоит изучить долгосрочные результаты и побочные эффекты стереотаксической лучевой терапии.
а) Виды излучения. Чаще всего в стереотаксической радиохирургии и стереотаксической лучевой терапии используют фотоны гамма-излучения и фотоны рентгеновского излучения. Фотоны гамма-излучения образуются при распаде радиоактивного атомного ядра, обычно кобальта 60. Фотоны рентгеновского излучения формируются в линейном ускорителе за счет столкновения ускоренных электронов с металлом. Пучки тяжелых заряженных частиц (т.е. протонов) также иногда используются в лучевой терапии за счет уникальных физических свойств.
К сожалению, доступность такого метода лечения и по сей день остается достаточно ограниченной, проводится оно только в некоторых специализированных центрах. Биологическая эффективность каждого из упомянутых выше источников излучения примерно одинакова.
б) Радиобиология. В клетках-мишенях под воздействием терапевтических доз радиации, повышается продукция свободных радикалов за счет активации эффекта комптоновского рассеяния. Первичным эффектом радиохирургии является запуск сосудистого фиброза, который приводит к снижению кровенаполнения опухоли. Имеются доказательства того, что использование более высоких доз радиации сопровождается непосредственным прямым повреждением клеток.
в) Гамма-нож. Установка гамма-ножа, разработанная Лекселлом в 1968 году, состоит из 201 полусферических источников пересекающихся гамма-лучей кобальта 60. Для того, чтобы сфокусировать каждый пучок в изоцентре образования, дополнительно используются защитные коллиматоры различных размеров. Изоцентром называется точка пространства, в которой пересекаются все пучки ионизирующего излучения; изоцентр устанавливается в пределах тканей, которые необходимо облучить.
Перед началом лечения к голове пациента жестко фиксируется стереотаксическая титановая координатная рама. Затем выполняется компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ), при необходимости выполняется слияние изображений КТ и МРТ. Титановая рама обеспечивает надежную иммобилизацию и позволяет откалибровать координаты цели в декартовой системе координат. Затем лечащая бригада локализует опухоль, а дозирующее программное обеспечение помогает разработать план подачи высоких доз лучевой терапии таким образом, чтобы максимально воздействовать на опухоль, но минимально на окружающие ткани.
В ходе планирования на нужном участке тканей размечается один или несколько изоцентров. Чтобы еще больше откалибровать конформность излучения относительно опухоли, делаются изменения в коллимационных отверстиях различного размера, корректируется размер изоцентров относительно друг друга.
Количество радиации, доставленное в рамках одной изодозы, измеряется в греях (Гр). К периферии опухоли происходит плавное снижение лучевой нагрузки. Во время планирования лечения этот градиент отображается как кривые изодоз, которые показывают, насколько процентов снизился объем облучения по сравнению с выписанной дозой. Обычно при лечении гамма-ножом к краям опухоли подается 50% от изначальной изодозы.
Когда планирование завершено, пациента укладывают, титановая рама фиксируется, на голову надевается коллиматорный кожух. После этого пациент перемещается внутрь аппарата. При этом необходимо убедиться в том, что целевая ткань остается в пределах изоцентра.
г) Линейные ускорители (LINAC). Существует альтернативная технология радиохирургии, основанная на работе линейных ускорителей. Эти системы основаны на действии ускоренных фотонов, которые находятся в ускорителе частиц, вращающимся вокруг головы пациента. За счет использования пучков энергии с различным расположением (дуги) достигается формирование конформной дозы облучения, которая доставляется к целевой ткани. Как и при работе гамма-ножа, доза, подающаяся на периферию опухоли, оказывается меньше, чем доза подающаяся к центру. При проведении традиционной однофракцинной стереорактической радиотерапии голову пациента требуется фиксировать при помощи рамы.
Некоторые линейные ускорители были модифицированы таким образом, чтобы стереотакические рамы можно было убирать и заменять быстрее и проще. Основное преимущество этих устройств заключается в том, что они позволяют проводить фракционную лучевую терапию, но при этом сохранять точность наведения за счет иммобилизации. Фракционная терапия позволяет добиваться более высоких показателей подавления опухолевого роста за счет того, что в течение нескольких сеансов на опухолевую ткань воздействует более высокая суммарная доза облучения, но при этом окружающие ткани остаются практически нетронутыми.
Это особенно важно при лечении опухолей больших размеров, а также опухолей, непосредственно прилегающих к головному мозгу, черепным нервам и улитке. Относительным недостатком этого метода лечения являются небольшие изменения в вычисляемом объеме опухоли между сессиями, поскольку стереотактическая рама постоянно снимается и перемещается.
д) Кибернож. Кибернож представляет собой инновационную безрамочную систему для проведения стереотаксической лучевой терапии, в которой легкий линейный ускоритель встроен в подвижный ротобизированный манипулятор. Отличие киберножа от других систем заключается в том, что поддержание ориентации осуществляется в режиме реального времени за счет постоянного анализа костной анатомии пациента. Роботизированный манипулятор вращает линейный ускоритель вдоль заранее определенных точек. Также кибернож использует неизоцентрический алгоритм планирования, который позволяет повысить конформность и гомогенность облучения.
Кроме того, лечение при помощи киберножа более комфортно для пациента, поскольку оно не требует использования жестких фиксационных систем. При помощи киберножа можно проводить фракционированное лечение.
Составление протокола лечения левосторонней акустической невриномы.
Отображен объем опухоли, линии 50% и 20% изодоз. Обратите внимание на контуры улитки и полукружных каналов.
Лечение планируется таким образом, чтобы минимизировать воздействие радиации на эти структуры.
