体部肿瘤伽玛刀治疗基本原理及应用
医学上伽马刀什么意思
详细讲解：医学上伽玛刀什么意思
据新桥CTC生物治疗中心专家介绍，伽玛刀的全称为伽玛射线立体定向治疗系统，是一种用于癌症放射时的治疗设备，并非真正意义上的手术刀。
其原理是利用核物理、计算机、生物放射以及机电等一系列现代技术将N多束很细的伽玛射线从不同的角度与方向照射至人体，并使它们在同一点汇聚成焦点，让焦点上的癌细胞可以快速损伤，甚至灭忘，从而达到清除病灶的目的。
伽玛刀的优点是无需麻醉与特殊准备，不用开刀，无创治疗，是目前治疗癌症中晚期与不能耐受手术治疗的常用手段。
虽然运用伽玛刀可以快速杀伤，杀灭癌细胞，但是只要在伽玛刀照射范围内的正常组织也会被伽玛刀误杀，而造成脱发、恶心呕吐、免疫力下降等现象，这也是人们所熟知放射治疗产生的副作用。
因此，许多人有可能在治疗时就会因不能耐受其产生的副作用，而选择放弃治疗。
随着科学技术的不断发展，与医疗水平的快速发展。
目前已可以通过食疗、生物治疗等辅助治疗等方式来减轻放射治疗的副作用，提高患者的免疫力，从而让放射治疗的治疗效果明显提高。
伽马刀治疗.PPT参考课件
伽马刀治疗前护理
心理护理
治疗前向病人及家属详细介绍伽玛刀治疗的全过程，治 疗前、中的配合及注意事项，使之知情，可播放有关伽玛刀 治疗的录像带，消除病人及家属的恐惧疑虑心理。
常规护理
夜间保证充足睡眠，必要时给予镇静催眠药 治疗前到CT室定位并带上近阶段MRI、CT片 头部伽玛刀治疗者嘱病人手术前晚洗头 治疗前将义齿及所有金属物取下包括钥匙、项链、手表、手
外的正常组织中分布更均匀，降低了 正常组织的损伤， 在准直器上增加了屏蔽棒，进一步降 低了辐射泄漏 钻源数量减少，降低了安装及更换的 费用。
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治疗简便，大约需要几分钟到几十分 钟，
方便安全患者不脱发、无严重不良反 应，手术后不用输血、不受饮食和活 动限制，
精确：治疗过程均由计算机控制，可 靠、疗效确切、安全、正确组织无损 伤。
科技术于一体的治疗性设备 将钴-60发出的伽玛射线几何聚焦，集中射
于病灶，一次性、致死性的摧毁靶点内的 组织 射线经过人体正常组织几乎无伤害，并且 剂量锐减，因此其治疗照射范围与正常组 织界限非常明显，边缘如刀割一样，人们 形象的称之为“伽玛刀”。
伽马刀优点
高度自动化，无需人工更换外准直器 采用旋转聚焦的手段，使射线在耙区
转移瘤病人应积极配合治疗原发病灶。 对肢体功能有障碍者，应根据病情循序渐进地进行
功能锻炼。
谢谢！
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这有别于加速器三维适 形放疗形成的等剂量分 布曲线图
伽玛刀等剂量曲线
三维适形放疗
伽玛刀照射后组织学变化
坏死
照射后会出现边缘清晰的坏死灶，周围组织可出现少量 出血和急性炎症细胞反应，而大脑不发生肿胀。一般发生在 治疗后的3-4周
探讨体部伽玛刀放射治疗技术的运用
有很高剂量 ， 而周 围正常组织 中照射剂量 则很少 … 。伽 玛刀 就是利 用 高 剂 量 点 在 靶 区 内 叠 加 ， 量 分 布 高 度 集 中， 剂
３％ ～ ０ 的剂量线范围较小 ， 有手术 切除 的特征及 独特 ０ ５％ 具 的剂 量 分 布 特 征 — — 人 造 “ ｒｇ峰 ” 在 治 疗 上 疗 效 显 著 ， Ｂａ ， 采 用 高 分 次 剂 量 、 疗 程 的新 模 式 ， 获 得 类 似 外 科 手 术 治 疗 短 能
１９ ，４ ３ ：２ ． ９ ８ １ （ ）２ ９
价值——附 ３ ４例报 道． 医师 进修 杂志 （ 外科 版） ２０ ， （ ） ，０ ４ ２ ２ ： ７
４ —４ ２ ３．
［ ］任安 ， ７ 卢延 ， 路立 ， 非增强螺旋 Ｃ 等． Ｔ输 尿管重建诊断 输尿管结
石 ． 华 放 射 学 杂 志 ，０ １３ （ ：４ ． 中 ２０ ，５ ７）５ ４ ［ ］荣 独 山 ． ８ ｘ线 诊 断 学 ： 二 册 ． ２版 ． 海 ： 海 科 学 技 术 出 版 第 第 上 上
的效果 ， 免了外科 手术创 伤带 来 的风 险 ， 避 为不 能手 术 的患
者 提 供 了最 佳 治 疗 途 径 。
中国医学创新
２１ ０ ０年 ９月 第 ７卷第 ２ ６期 Ｍｅ ｉ ｌｎ ｏａ ｏ ｆ ｈｎ ，ｅｔ ｂ ｒ２ １ ｏ ７Ｎ ＿鱼 ｄｃ ｎｖｔ ｎｏ ｉａＳｐｅ ｅ．０ ０ Ｖ ｌ Ｑ２ ａＩ ｉ Ｃ ｍ －
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检查方 式减轻了患者经济负担 ， 为诊 断输尿 管结石提 供 了更
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伽玛刀立体定向放射治疗系统
OUR体部伽玛刀的原理
• OUR体部r刀的原理：将30束伽 玛射线束通过准直后经一个固 定的轴线旋转聚焦而在焦点区 域形成高计量区（即锥形旋转 聚焦），而摧毁肿瘤。 • 其他体部伽玛刀的结构原理和 功能基本相同。
伽玛刀的应用范围
• 一 头部功能性神经外科疾病 • 1恶痛2三叉神经痛3顽固性精 神病等 • 二 头部非功能性神经外科疾 病 • 1颅内肿瘤：脑膜瘤，脑内转 移瘤，听神经瘤等 • 2脑血管疾病：颅内动静脉畸 形，颅内动脉瘤等
伽玛刀的应用范围
• • • • • • 三 各种适应的体部肿瘤 肺癌及肺转移癌 肝癌及肝转移癌 胰腺癌 腹膜后肿瘤及转移瘤 全身术后复发及转移性肿瘤等 等
伽玛刀治疗过程
• 伽玛刀治疗过程分为： • 1 立体定位 • 分为CT定位和MRI定位，利用立体定向装置 的三维重建技术，确定病变和临近重要器 官的准确位置和范围，这个过程就是三维 立体定位。 • 2计划设计 • 治疗计划只要包括以下三个内容 • a损毁灶的定位及确定其三维构成方法 • b设计施照方式 • c准确地控制放射线剂量的方法 • 3重复摆位治疗
our头部伽玛刀
our体部伽玛刀
立体定向放射治疗的概念
• 是根据立体定向的原理，对体 内的病变组织选择性地确定靶 点，使用一次大剂量窄束射线 精确地聚焦于靶区，使之产生 局灶性破坏而达到治疗疾病的 目的。
r刀立体定向治疗系统的种类
• 1 头部伽玛刀 • Elekta头部r刀，OUR头部伽玛 刀 • 2 体部伽玛刀 • OUR伽玛刀，超级r刀，OPEN式 r刀，月亮神r刀等等（其中超 级r刀和月亮神r刀既能进行头 部治疗又能进行体部肿瘤治疗）
伽玛刀立体定向放射治疗系统
伽玛刀（r）发展史
伽马刀
60 27
Co Ni e e
60 28 -
60Co的半衰期为5.272年，在人体内的有效半衰
期为9.5天，通过β衰变产生的γ射线有能量为 1.17×105eV和1.33247×105eV两种。
伽玛刀的种类
• 伽玛刀有两种类型，分别是头部伽玛刀和体部伽玛刀。
头部伽玛刀
静态式伽玛刀 旋转式伽玛刀
γ射线的制备
• 工业和医学上使用的γ射线通常是由60Co放射源产生。60Co是钴元素的 一种人工放射性同位素，其化学性质与Co一致，在农业、工业和医学 等领域均有较为广泛的应用。 •
60Co可以通过中子活化59Co得到，其作用原理为
59 27
60 Co n2成为镍60
伽玛射线的应用实例——伽玛刀
应用物理
2012
γ射线简介
• 1.γ射线又称γ粒子流，它是由原子核能级跃迁时释放出的射线，波 长通常短于0.2埃。
• 2.γ射线具有高能性和强穿透性，工业上常用于探伤或流水线控制， 医学上多用于肿瘤的治疗。
• 3.γ射线能与人体细胞发生电离作用，产生的离子能侵蚀复杂有机分 子，干扰细胞正常生长。
体部伽玛刀
伽玛刀装置结构
伽玛刀的使用
• 1.常规医学检查 • 2.通过MRI、CT等医学影像设备对病灶进行断层扫描并精确定位，构 建病灶及周围组织的三维坐标形态。 • 3.分析病灶，制定最佳治疗方案，确定γ照射剂量。 • 4.伽马刀实施治疗。
伽马刀对比传统手术治疗的优缺点
• 优点
• 1.治疗简便，整个过程只需要几十分钟到几个小时 • 2.安全方便，特别是对于颅内治疗不需要进行脱发开颅手术，避免了 出血以及感染等风险，术后不用住院，恢复迅速 • 3.精确可靠，治疗过程由计算机全程控制，确保治疗的精准 • 4.无明显手术禁忌，对于高血压、心脏病等慢性疾病和身体情况较差 不适宜传统手术的人群一样适用
伽马刀的概念和治疗原理介绍
伽马刀的概念和治疗原理介绍
伽马刀治疗的概念
伽马刀又称立体定向伽玛射线放射治疗系统，它并不是人们想象中一般的“刀”的概念。
是一种融合现代计算机技术、立体定向技术和外科技术于一体的治疗性设备，它将钴－60发出的伽玛射线聚焦，集中于预照病灶，一次性、致死性的摧毁靶点内的组织，而射线经过人体正常组织几乎无伤害，并且剂量锐减，因此其治疗照射范围与正常组织界限非常明显，边缘如刀割一样，因此形象的称之为“伽马刀”。
伽马刀治疗的原理
伽马刀治疗原理与凸透镜的聚光原理类似，将钴60释放的201条高能伽玛射线聚集靶点即病灶上，利用靶点产生的高能量，使病灶产生放射性毁损。
由于靶点周围正常组织接受剂量极小，不会产生损伤。
空军总医院放疗科主任夏廷毅教授：夏廷毅教授在治疗肿瘤方面的经验有目共睹，各大媒体都有报道，例如非常有名的CCTV10报道【胰腺癌患者十年生存记】，目前网上还存在这个胰腺癌治疗与夏廷毅的故事视频，点击量火爆。
夏廷毅专家让很多肿瘤患者都得到了生命的延续，慕名而来患者接踵而至。
其治疗效果主要通过两方面来实现
一是射线使供应肿瘤的血管内皮损伤，引发血管内皮细胞高度增生，进而使血管闭塞，最终肿瘤失去血液供应而坏死并吸收；
二是将肿瘤的遗传物质DNA分子双链打断，使肿瘤失去生长分裂的生物学基础，肿瘤不再继续增殖，最终导致增殖性死亡。
伽马刀治疗优越性
1 手术无创伤、无需全麻、无出血、无感染等并发症。
2 精确安全、疗效确切。
采用MRI定位，全程由计算机自动控制，误差仅±0.1mm；
3 治疗简便、省时、仅住院1～2日。
艾舒坦小莉解析：什么是伽玛刀？
什么是伽玛刀？
所谓伽玛刀，就是利用定向高能γ射线的几何聚焦原理，在精确的立体定向条件下，将经过规划的大剂量伽玛射线集中照射于体内预选靶点（癌症）。
在保护好周围正常组织的前提下，经过一次或多次照射来破坏病灶，从而达到治疗目的。
由于该设备机械精度高，放射性损坏灶边界清晰，犹如刀割样，加之放射性钴释放γ射线（伽玛），故称之为伽玛刀或γ刀。
其优势是不用开刀，无创伤、无痛苦、无出血、无感染，不需要麻醉，是一种安全、可靠、方便、有效的治疗方法。
伽玛刀最早用于颅内病灶，近年来已扩大用至全身。
头部伽玛主要治疗颅内较小良恶性肿瘤、血管性疾病和部分功能性疾病。
1、颅内良性肿瘤：如听神经瘤、垂体瘤、脑膜瘤、脊索瘤与松果体肿瘤等。
2、颅内恶性肿瘤：如胶质瘤，原发性肉瘤（网状细胞肉瘤、淋巴肉瘤与纤维肉瘤）和转移性肿瘤等。
3、颅内血管性肿瘤和脑血管畸形等。
4、三叉神经痛：可代替传统的药物、手术、无水酒精注射等方法，以达到完全止痛的效果。
在头部进行伽玛刀手术时，病人比较敏感，故治疗前要做好思想工作，客服恐惧心理，保持镇静，配合治疗顺利进行。
术后要做好护理。
伽玛刀对于直径为4厘米以下，边界清楚，周围水肿不明显的颅内肿瘤，疗效较好。
直径超过4厘米的较大肿瘤，由于剂量、体积等因素，即使使用伽玛刀，也难于达到良性效果，因而有其一定局限性；有时还会出现术后偏瘫等并发症。
因此，对于较大颅内肿瘤，首选治疗方案还是开颅手术切除，手术难以完全切除的残余部分，再考虑用伽玛刀补切除，达到“拾遗补缺”、“优势互补”的效果。
伽玛刀放射外科
伽玛刀放射外科神经放射外科( Neuro-Radiosurgery)立体定向放射外科是指利用外部电离辐射束（γ射线、Ｘ射线或荷电粒子束）和立体定向系统的精确定位，将高能量放射线聚焦于某一局部靶区内，摧毁该区域内的所有组织，或引起所需要的生物学效应，达到类似外科手术的效果，而靶区外组织因放射剂量呈梯度锐减，免受损伤或呈轻微的可逆性损伤。
目前立体定向放射外科技术主要由伽玛刀放射外科（简称γ刀）、直线加速器放射外科（包括Ｘ刀和赛博刀或射波刀）和荷电粒子束放射外科（简称质子刀）组成。
立体定向放射外科与常规放疗不同。
常规放疗利用肿瘤组织与正常组织之间不同的放射敏感性治疗肿瘤，而立体定向放射外科利用照射靶点内与靶点外辐射剂量的梯度差异来治疗肿瘤。
立体定向放射外科与普通神经外科也有显著差异。
首先，立体定向放射外科治疗过程创伤小，无手术切口、无出血、无感染、无麻醉意外；其次，治疗过程中患者痛苦小，术后并发症少，在一定程度上提高患者的生存质量。
20世纪90年代，立体定向放射外科技术飞速发展，从早期应用于神经外科领域的头部伽玛刀和X刀，发展到可应用于全身治疗的赛博刀或射波刀（Cyberknife）和我国研制的体部伽玛刀。
下面简要介绍应用于神经外科领域的放射外科。
第一节放射外科简介（Introduction of the radiosurgery）一、伽玛刀的发展史1967年，瑞典神经外科医生Lars Leksell 和他的同事研制出世界上第一台伽玛刀（Gamma Knife）。
它是由呈半球形排列的179个钴-60源和两个准直器（collimator）组成。
179个钴-60源产生的射线经过准直器校准均在球心集中，形成聚焦点，其目的是在不开颅的情况下,经一次性高剂量照射能在脑内白质传导束或脑内核团制造盘状毁损灶，以治疗功能性神经外科疾病，但是试验治疗的第一例病人为颅咽管瘤。
1975年, Leksell及其同事设计制造了第二台伽玛刀(第二代), 它是由201个钴-60放射源和3个不同直径准直器组成，产生一个近似球形的照射野，用于治疗高度选择的脑动静脉畸形（AVM）、听神经瘤、垂体瘤和颅咽管瘤。
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武汉康桥伽玛刀
治疗计划系统
电气控制系统
立体定位质量控制，重复摆位
治疗监控系统
治疗程序
治疗前专家会诊确定适应证作治疗前准备。 安装立体定向框架 体刀不用头架而用负压
袋固定获取MRI/CT扫描图象 。 制定治疗计划。 治疗 体部（全身）γ-刀为分次治疗，一般
5～1 4次，每天一次或隔日一次。部分病员 不必住院。
丰富经验，在适应证、禁忌证的掌握上， 在治疗程序上日趋规范。
国家领导人 高度评价伽玛刀
国家领导人 高度评价伽玛刀
超级伽玛刀
OPEN式体部伽玛刀
1998年9月：深圳奥沃公司在旋转式头部伽玛刀的 基础上又研制出了世界上第一台体部（全 身）伽玛刀，并安装在山东省肿瘤防治院， 在放疗专家于金明教授的亲自指导下开展临 射性对生物体的作用：物理、化学、生物变 化
1. 物理阶段 带电粒子与构成组织细胞的原子之间 的相互作用。将原子中的一些电子逐出—电离， 10-18~10-14秒。1Gy（100cGy）使细胞的10um3 体积发生105次电离。
2. 化学阶段 受损伤的原子和分子与其他细胞成分 发生快速反应。自由基-受损伤的分子是高度活 跃，参与一系列反应最终导致电荷平衡。1ms全 部完成。
中国人争了光。中国成为了世界上能生产 伽玛刀的两个国家之一。
1998年中国放射物理、放射生物和放射肿
瘤专家和工程技术人员合作，又研制成功
了体部（全身）伽玛刀，以后又研制成功 了OPEN式伽玛刀和超级伽玛刀，把伽玛刀
治疗颅内疾病扩大到了治疗全身肿瘤。目 前全国已有各型旋转式γ-刀 250台，进口静 态式γ-刀1 8台，20年来，国内250台γ-刀治 疗颅内疾病和全身肿瘤近100万例，积累了
Leksell
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该治疗系统用伽玛射线代替了手术刀，又 因为其治疗后的病灶与正常组织分界非常 明显，边缘如刀割一样锐利，所以人们形 象地称之为“伽玛刀”。伽玛刀的问世使 头颅及全身许多肿瘤等疾病开刀不用刀的 梦想变成了现实。
中国深圳奥沃国际科技发展有限公司，经 过多年的潜心研究，于1994年7月研制成功 了世界上第一台OUR-XGD型旋转式头部伽 玛刀。国产旋转式头部伽玛刀于1996年2月 通过了国家MDA认证，1997年5月通过了 美国FDA认证，批准可进入美国市场，为
2000年元月：经国家MDA认证的首台体部（全 身）伽玛刀在四川伽玛刀中心投入临床应 用，经过四川以华西为首专家七年多的共同 努力，比较规范的治疗了 4500余例病员， 有效率近91.3 %。
肿瘤的治疗方法与现状
全世界每年新发癌症病人1000万，我国每 年新发癌症人数为200万，全球每年有600 万人被癌症夺走了生命。WHO宣布：恶性 肿瘤已有45%可以治愈，其中外科手术占 22%，放疗（含三维适形放疗、调强放疗 和以伽玛刀、X－刀为代表的立体定向放疗 等）占18%，化疗占5%。
伽玛刀是怎样治疗肿瘤的？
基本原理是利用高能射线（γ射线），聚焦 照射于体内病灶（靶点），从而杀死靶点 内组织细胞或抑制其生长，并使其皱缩、 退变、坏死。一般被照射组织的退变、坏 死先从辐射中心开始（病灶中心剂量最 大），逐渐扩展到边缘，主要是破坏病灶 组织毛细血管与病灶细胞之间的体液交换， 使毛细血管内皮细胞变性、坏死。
手术、放疗、化疗称为“肿瘤治疗的三大 支柱”。
外科手术：目前约60%的肿瘤患者以外科手术为 主，但恶性肿瘤能做根治手术的患者仅占15～ 20%，这是因为大多数病人诊断明确时已发生转 移，超出了手术能切除的范围。
常规放疗与立体定向放疗：约有70%的恶性肿瘤 需要放疗，部分肿瘤放疗效果很好，如鼻咽癌早 期常规放疗生存率在50%以上。但常规放疗常包 括周围一些重要组织、器官，放射线摧毁癌细胞 的同时亦会波及到一些正常组织、细胞，这是癌 症放疗过程中不得不付出的代价，这也就难免会 出现不同程度的副作用。
体部伽玛刀治疗肿瘤基本原理 及其应用
体部伽玛刀中心 胃肠外科
伽玛刀是采用能产生伽玛射线的钴-60作为 放射源，利用射线的几何聚焦原理，在精 确的立体定向情况下，将经过规划的大剂 量伽玛线集中照射于体内预选靶点（病 灶），经过一次或多次照射（治疗）后摧 毁靶点组织，以达到外科手术切除或毁损 肿瘤病灶的治疗效果，同时保护了病灶周 围的正常组织。
以伽玛刀、X－刀为代表的立体定向放疗与 3D－CRT、IMRT都属于精确放疗，它们具 有“高精度、高剂量、高疗效、低损伤” 的特点，副作用大大降低，肿瘤的局部控 制率大大提高。更为一些年迈、体衰或内 科原因不能耐受外科手术和化疗的患者带 来了新的希望。
伽玛刀的组成
1.立体定向系统：由立体定位架、MRI、 CT图框及适配器、定位支架和治疗床组 成。用以确定靶点（病灶）的准确位置， 并将靶点准确地定位在射线焦点上。
伽玛刀的发展和现状
1951年瑞典神经外科专家Leksell教授提出 了“立体定向放射外科”的概念。经过长 期努力，Leksell教授和他的同事们于1967 年在瑞典研制成功了世界上第一台“伽玛 刀（γ-刀）”，1974年又研制成功了第二 代γ-刀，1987年瑞典静态式头部γ-刀通过了 美国FDA认证，进入了美国市场，目前世 界各地有各型静态式γ-刀近300台（其中， 北美占28%、亚洲占27%、日本占25%、 欧洲占19%），
3.生物阶段 大量的DNA损伤都会被成功修复， 极小部分不能修复的损伤最终导致细胞死 亡。电离辐射的生物效应主要对细胞核 DNA的损伤，DNA是关键靶。
2.放射外科系统：由射源装置、驱动装置 和屏蔽装置组成。
3.治疗计划系统：治疗计划是一套计算机 图象处理、剂量规划装置。包括： MRI/CT图象输入装置、三维图象处理工 作站和治疗文件的输出装置。其功能是： a.图象采集；b.图象处理；c.剂量规划；
d.治疗方案输出。
4.电气控制系统：由智能控制系统、声像 监视系统、配电及供电系统组成。