伽玛刀治疗
立体定向放射外科
立体定向放射神经外科 (Stereotactic Radioneurosurgery, 俗称放射外科，SRS)，是根据立体定向原理，对体内病变或组织选择性地确定靶点(称为治疗靶点)，使用一次大剂量窄束电离射线精确地聚焦于靶点，使之产生局灶性破坏而达到治疗疾病的目的的一种技术或学科。放射线剂量在靶区周边呈剂量陡降的分布特征，其治疗照射范围与正常组织界限非常明显，尤如优秀外科医生开刀手术切除一样──边缘如同刀割，人们形象的称之为“…刀”。根据使用射线的类型，而分别称为伽玛刀、X刀、质子治疗（俗称质子刀）、中子治疗（中子刀）。
近年来，随着计算机、医学影像和图像处理技术的不断发展与交融，促进了放射治疗设备的发展，使肿瘤放射治疗跨入了精确放射治疗的新时代。常规放射治疗正逐步为适形放射治疗（Conformal Radiation Therapy: CRT）和三维适形放疗（3 Dimensional Conformal Radiation Therapy: 3D-CRT）/ 调强适形放疗（IntensityModulated Radiation Therapy: IMRT）所取代。SRS的伽玛刀、X刀正向着影像引导的调强适形放射外科/放射治疗（Image Guided Intensity Modulated Radiosurgery／Radiation Therapy: IGIMRS／IGIMRT）——诺力刀（Novalis）、射波刀/赛博刀（Cyberknife）——发展。而昂贵的质子治疗，具有更好的放射物理优势和放射生物学优势，具有较高的远期肿瘤控制率和良好的周围敏感器官保护，但昂贵的治疗费和有限的病人量，运行成本很高。随着经济状况的不断改善，人们健康需求的提高与设备数量的增加导致的成本下降，也将逐渐服役于发展中国家。目前小型质子治疗和高能质子Flash闪射疗法也是目前发展与研究的方向。
头部伽玛刀仍是目前世界上使用最广泛的放射外科治疗工具，累计治疗病人约200万例次，取得了良好的治疗效果，随着临床经验的积累与配套研究的深入，已日趋成熟，成为现代神经外科的重要治疗手段，正在有条件地区与单位广泛推广应用。
A.玛西普SRRS Ⅱ型头部伽玛刀；B. Leksell Perfexion头部伽玛刀；C.Novalis（诺力刀）；D.Cyberknife（射波刀）
头部伽玛刀的临床应用
采用立体定向技术聚焦60Co (钴60)伽玛射线，照射颅内病变治疗疾病的一类技术的总称。其应用范围由功能性疾病覆盖到颅内肿瘤和脑血管疾病等深部脑中线、功能区小体积病变。
1967年，瑞典E1ekta公司研制出世界第一台伽玛刀，采用静态几何聚焦的方法，将179颗60Co源呈辐射状排在一个半球面上，通过准直器将60Co源发出的射线聚焦在预先设置的靶点上，使靶灶组织产生高剂量毁损灶，达到治疗目的。1974年改进后的伽玛刀，其放射源增加到201个，在脑内形成近似球形的放射损毁灶，并备有四种型号（4、8、14、18mm）的准直器类球形头盔，4C型为该类型的最新机型，为国际上较广泛使用的机型。2006年Leksell Perfection机型的面世，将伽玛刀扩大到颈部，并引入分次治疗的理念，更拓宽了伽玛刀治疗适应证与灵活性。2015年其ICON机型头部伽玛刀获得FDA批准上市，作为图像引导放射外科的经典代表，其治疗精度已达到0.15mm的亚毫米水平，同时具有无创可重复头架引导的分次立体定向放射治疗功能，是深部中线、敏感结构区病变的理想治疗方法。
我国1996年国产伽玛刀获批使用，结合X刀旋转多野治疗的原理，国产机型将传统的静态伽玛刀设计成旋转伽玛刀，分别采用25、30个钴源，并使用类球状、桶状头盔，以及非标准的（4、8、14、18）22mm，5、10、15、20mm限光筒。但在原装机器和换源方面均具有明显的价格优势，和较高的治疗精度，已在国内以及东南亚地区取得较广泛的应用，取得了进一步的经验。玛西普公司的Infini机型已获得欧美销售许可证，并进驻美国市场。近年，西安大医集团股份有限公司（前深圳市奥沃医学新技术发展有限公司）也上市多型号头部旋转式伽玛刀。两家公司新产品均具有实时图像引导、分次治疗功能，更一步提高患者的舒适度、治疗的高精度，并明显拓宽了头部伽玛刀治疗的适应证。
据不完全统计，迄今，全球放射外科治疗患者约200万例次，积累了较丰富的临床治疗经验，良好的治疗效果与微创性，更进一步肯定了放射外科治疗的专业与学术地位。放射神经外科已成为现代神经外科的重要组成部分，是神经外科不可或缺的重要治疗手段。
设备构成
伽玛刀系统主要由放射外科系统、立体定位系统、电气控制系统和治疗计划四个子系统构成。放射外科系统由射线源装置、驱动装置和屏蔽装置组成。立体定向系统由立体定位框架、MRI/CT/DSA图框及适配器、定位支架和治疗床组成。用以确定靶点的准确位置，并将靶点准确地定位在射线焦点上。治疗计划系统是一套计算机图像处理、剂量规划装置。硬件配置包括MRI/CT/DSA图像输入装置、三维图像处理工作站和治疗文件的输出装置。控制系统由智能控制系统、声像监视系统、配电系统组成。
工作原理
伽玛刀是利用60Co源发射的γ射线，运用几何及旋转聚焦的原理，将众多能量较低的射线通过引导、准直、线束、聚焦形成具有足够强的剂量场，通过立体定位系统将病变组织置于该焦点处，达到毁损病灶的目的，而焦点以外的正常组织得到较好规避。也就是说，伽玛刀主要是通过病变组织与正常组织所受到的射线剂量的差异以达到治疗目的，这比通过两者对放射敏感性差异实现治疗目的的常规放疗有很大的放射物理优势。
如图示：能量吸收高峰各异的射线，通过几何及旋转辐辏聚焦的原理，达到剂量的重分布，显著提高靶区组织治疗剂量，规避周围正常组织的照射，达到手术切除病变相似的治疗效果。
治疗适应证
一般来讲，伽玛刀治疗后需要一定时间肿瘤病变才能逐渐变性坏死吸收，血管畸形才能逐渐闭塞，头部伽玛刀一般难以很快缓解颅内高压，因此，头部伽玛刀治疗不适于治疗大体积病变。原则上治疗病变常需要满足以下条件：①病变边界较清楚，影像学能明确显示；②病变直径：单次治疗：脑内病变最大直径<3.5cm，平均直径<3.0cm；颅底沟通、五官病变、联合适形、手术及老年、不能耐受手术者可适当放宽；随着伽玛刀分次头架的出现，伽玛刀分次治疗已为多家研究中心尝试成功；分次治疗可以放宽直径1.0cm左右。③无明显的颅内压增高；④能配合治疗，预计生存期>3月。尤其适合：①深部中线、脑功能区病变；②器官系统疾病或年老体弱不能耐受手术者。当然，病人与家属的治疗选择意愿与晚期姑息性治疗也是治疗选择的重要参考因素。
1．颅内肿瘤：
⑴ 颅内良性肿瘤：垂体瘤、听神经瘤、脑膜瘤、三叉神经鞘瘤、血管网织细胞瘤、颅咽管瘤、颈静脉球瘤、脊索瘤及其它各种原发颅内肿瘤；
⑵ 恶性肿瘤：转移瘤、松果体区肿瘤、脑干肿瘤、部分胶质瘤、室管膜瘤、脉络膜乳头状瘤、淋巴瘤、黑色素瘤、肉瘤；
⑶ 颅底与颅内外沟通肿瘤；
⑷ 手术、放疗、化疗后残留与复发肿瘤。
2．五官肿瘤：眼眶、内耳、硬颚、口咽、鼻咽及向颅底侵犯的肿瘤；
3. 上颈段肿瘤：新型伽玛刀可以治疗上颈段肿瘤与血管畸形；
4．脑血管畸形：
⑴ 脑动静脉畸形和海绵状血管瘤等
⑵ 颅底、颅内外沟通、五官、上颈段VM
⑶ 栓塞、手术后残留、再通血管畸形。
5．功能神经外科疾病：三叉神经痛、顽固性癌痛、难治性癫痫、帕金森病、震颤、强迫症等。
禁忌证
①大体积病变（病变最大直径>3.5cm，体积大于22.5mm3）；②有明显颅内高压症状与体征；③预计生存期太短（<3月）；④合并严重多器官功能衰竭或者血象抑制药物难以纠正，不适于放射治疗者。<>
个体化综合治疗
1. 侵袭性强的肿瘤：高度恶性脑原发肿瘤、多发转移瘤、生殖细胞瘤、髓母细胞瘤等需结合常规放疗、化疗、分子靶向治疗和必要的综合治疗；
2. 垂体肿瘤：视路无压迫者可单次治疗，结合手术或分次治疗方可适当放宽指征；
3. 后颅窝病变：单次治疗体积（病变最大直径<3.0cm)应略小于幕上病变，分次治疗亦应注意。<>
4. 转移瘤：①应特别强调原发病、其它转移病灶的处理与全身综合治疗；②手术、化疗耐受困难或放疗后复发者可适当放宽治疗指征；③无法耐受手术与体质好、有条件的多发病变可适当放宽指征，对于体积偏大的多发脑转移瘤也可以尝试低剂量或低分次治疗，尽快缩小病变体积、缓解颅内高压，为放化疗提供条件；④一般情况良好的脑转移瘤，近年多主张先伽玛刀治疗，严密监测随访，发现新病变再及时第二次伽玛刀治疗；新近大宗双盲对照研究新诊断脑转移瘤综合治疗显示：单纯伽玛刀治疗5～10、>10个新诊断转移瘤/例的疗效与2～4个病变/例者相当，均优于全脑放射治疗，且并不增加治疗相关并发症；当然多发新病变，有条件者需考虑结合放化疗、生物治疗。
5. 血管畸形：提倡单次治疗，治疗体积应略小于肿瘤，大体积病变需要联合血管内栓塞、手术治疗或体积分割（分次）治疗。
6. 明显脑积水、严重脑水肿者：如松果体区肿瘤、脑室肿瘤、多发转移瘤、多形性胶质母细胞瘤等，可能需要相关处理，病情稳定后再行伽玛刀治疗。
7．囊实性占位病变：可尝试立体定向穿刺抽吸∕化疗泵植入，尔后行伽玛刀治疗。
8．高龄、脑萎缩明显患者：可适当放宽治疗指征和/或尝试分次治疗。
9．定位时发现病变明显生长者：可尝试体积分割（体积分次）或剂量分割（低剂量分次）治疗，密切随访观察；出现明显占位者，仍需改行手术治疗，术后必要时再安排伽玛刀治疗。
动态随访
伽玛刀的生物疗效与病变性质、体积、受照剂量等因素相关，是逐渐发生的缓慢过程，治疗后需要定期随访复查，了解病变的影像转归及可能出现的副反应，有利于医生进一步综合治疗与疾病的康复。一般良性病变治疗后每半年复查增强CT/MRI，血管畸形无强化后，复查血管成像，或每年复查血管成像至畸形巢消失；病变消失∕稳定后每1～2年、第5、10年复查增强CT/MRI。恶性肿瘤治疗后每1～3月复查增强CT/MRI；病变消失或稳定后每0.5～1年和第5、10年复查增强CT/MRI。任何时候病情变化或证实复发，需及时安排检查、治疗。
治疗效果
伽玛刀治疗的放射生物学效应是逐渐发生的，客观的疗效评价包括：①影像学显示的病变本身的作用和变化——肿瘤局部控制率，血管畸形闭塞率和可能伴随的脑水肿等迟发性反应；②病员生存质量与稳定好转率。影像有效标志：肿瘤消失、坏死缩小、无生长、生长控制（5年体积增加<25%）；畸形血管巢部分、完全闭塞。历史文献报道肿瘤局部控制率：良性 88%～96%，恶性 46%～82%，转移瘤 89%～98%，总体上讲，与手术加放射治疗的效果相当。血管畸形闭塞率：2年闭塞率＞80%，3年闭塞率＞90%。
副反应及对策
常见副反应：①急性放射性反应；②迟发性放射反应；③邻近颅神经损伤；④假性复发；⑤脑积水等。严格掌握治疗指征与剂量是预防主要措施，定期与及时随访复查是早期发现和及时治疗的重要手段，大部分药物（尼莫地平、迈之灵、维生素B1、B12、E、必要的激素与脱水剂）、高压氧治疗反应良好；文献报道伽玛刀治疗后永久性并发症低于3%～5%。
伽玛刀与放射治疗的关系
传统放射治疗主要是利用放射生物学特点与肿瘤敏感性优势，更适于恶性肿瘤的综合治疗，常需要同步放化疗或先期化疗+联合放射治疗。伽玛刀主要是利用其放射物理优势，而治疗中小体积良性病变（肿瘤、血管畸形）、边界十分清楚的中小体积病变（如转移瘤、颅底肿瘤）或者放射治疗后（中小体积）残留/复发病变（良性肿瘤与脑胶质瘤）以及敏感结构区病变（肿瘤、血管畸形）。临床上恶性肿瘤的综合治疗、大体积敏感结构区病变或者身体不能耐受手术患者均可能需要常规/适形放射治疗联合伽玛刀治疗补量，才能提高肿瘤病变的治疗剂量和降低周围正常组织的受照剂量，以提高肿瘤控制率、降低周围组织副反应。
伽玛刀与手术治疗的关系
伽玛刀具有微侵袭性，通过诱导肿瘤细胞增殖性坏死、缺血变性坏死，为胶质瘢痕组织所代替；部分或全部吸收；稳定或控制生长；AVM部分或全部闭塞。伽玛刀为侵袭性治疗手段，可以治疗功能区、生命中枢等手术禁区病变，挑战脑肿瘤和脑血管畸形必须开颅切除的传统观念；为医生、患者及家属提供更多选择机会。
然而，只有手术切除病变才能迅速缓解颅内高压与神经压迫症状，因此，大体积病变、压迫重要敏感结构病变需要首选手术治疗或者手术联合伽玛刀治疗；同时，手术后残留、复发也需要伽玛刀治疗。
伽玛刀联合治疗
1.手术联合伽玛刀治疗
⑴手术后残留（含恶性肿瘤瘤床）与复发，行伽玛刀治疗；⑵大体积病变先手术治疗，明确诊断，降低颅内压、解除神经压迫，争取手术全切，缩小病变体积，根据性质与残留情况，选择伽玛刀治疗、放化疗综合治疗；(3)耐受能力差、血供丰富、大体积病变，可尝试单次、分次伽玛刀治疗或其他精确放疗，影像随访监测，必要时行手术内减压，初步观察疗效确切。特殊病人可能尝试伽玛刀治疗+外放射治疗的治疗方式，以期尽快控制病变生长与脑水肿。
2.放射治疗联合伽玛刀治疗
明确诊断的手术后残留的恶性肿瘤、转移瘤或体积偏大的良性肿瘤，而放疗需要联合伽玛刀治疗（适形/普通放射治疗+伽玛刀治疗补量），提高肿瘤治疗剂量与控制率，并降低敏感结构受量、减轻副反应。松果体区肿瘤可以采用低剂量外放射治疗，复查增强CT/MRI，明确生殖细胞瘤后采用中枢神经系统放射治疗+伽玛刀局部补量治疗；否则采用手术+伽玛刀或者伽玛刀治疗。极个别颅内多发转移瘤可能采用先低剂量伽玛刀治疗+全脑放射治疗的方式。
3.化疗联合伽玛刀治疗
脑原发高度恶性肿瘤、颅底恶性肿瘤及转移瘤，手术后应安排同步放化疗综合治疗，治疗体积缩小后，应采用伽玛刀治疗补量，提高肿瘤控制率，并缩小周围组织受量减轻副反应。中小体积恶性病变单纯伽玛刀治疗，可以进行同步化疗，以降低肿瘤周边与远处复发率。
4. 神经介入联合伽玛刀治疗
对于体积偏大或高灌注脑动静脉畸形（AVM），推荐先期神经介入治疗，待畸形血管巢体积缩小、血流量降低后，再行伽玛刀治疗，可提高治疗安全性与畸形血管闭塞率。
案例介绍：
发展趋势——立体定向分次放射治疗与联合治疗
案例介绍：
发展趋势——立体定向分次放射治疗与联合治疗
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伽玛刀专家门诊：星期一、三、五上午 何永生主任医师，星期三下午 陈隆益 主任医师
特需专家门诊：星期一下午 何永生主任医师 周三上午 陈隆益主任医师
神经外科专家门诊：每周一～五全天，周六、周日上午