zap-x刀是專為腦腫瘤和頭頸部疾病而設計的一把“無創(chuàng)手術刀”,最新的一種放療設備,它比以往傳統(tǒng)的放療技術效率更高,對較小的腫瘤平均治療時間在10分鐘以內(nèi),且病人無需佩戴立體定向頭架,體驗感佳,系統(tǒng)自帶自屏蔽模式,免屏蔽輻射,可更好的保護腫瘤周圍正常細織,實現(xiàn)精確放射外科治療,為頭頸部腫瘤/病變患者提供了一種無創(chuàng)、安全、有效的治療手段。 詳細...
ZAP-X是一種新的“立體定向輻射”裝置,用于大腦和頭部和頸部的病變?!胺派涫中g”是通過照射大量輻射來治療目標病變,無論其對輻射的敏感性如何。 因此,它不僅對細胞分裂較多的惡性腫瘤有效,而且對良性腫瘤和血管病變也有效。但是,為了避免影響周圍組織,需要精確控制位置和范圍,這需要“立體定向”輻射。
腫瘤和血管畸形等深部腦病變無需開顱即可“無需切割”即可治療,特別是乳腺癌、肺癌和胃腸道癌的腦轉移由于癌癥的生存期較長,需要更多的治療,并且不破壞大腦的精確照射具有重要意義,尤其是在存在多發(fā)轉移的情況下。
Zap-X系統(tǒng)是直線加速器和自屏蔽輻射的機械結構組合,為全球首創(chuàng)的具有對建筑物最小屏蔽設計要求的放射治療設備。其整個外形結構類似于一個大型的陀螺儀,能量為3MV S-band的直線加速器安裝在帶有兩個可移動環(huán)形軌道的球形屏蔽結構內(nèi),兩個圓形軌道之間的角度為45度,可以將患者周圍入射范圍極大化。Zap-X系統(tǒng)的準直器由帶屏蔽罩的可旋轉鎢輪組成,可以通過鎢輪的轉動來快速切換準直器尺寸,其旋轉軸垂直于射束的中心軸線,最大限度減小射束半影,從而確??焖倬_的治療。患者治療前,通過Zap-X的治療計劃系統(tǒng)進行患者CT/MRI影像的導入、靶區(qū)的勾畫以及治療計劃的設計。計劃設計時,根據(jù)每個患者腫瘤及危及器官的位置進行射束路徑的設計,通過調(diào)整等中心位置和準直器的組合,結合對靶區(qū)及危及器官等劑量參數(shù)的逆向優(yōu)化,實現(xiàn)靶區(qū)的精確劑量分布并獲得最大限度的劑量跌落梯度。計劃確認后會傳送到治療實施系統(tǒng)進行治療。在放射治療前Zap-X系統(tǒng)通過2D平面千伏級(kV)X射線成像系統(tǒng),利用患者骨骼解剖學的X射線圖像使治療靶點置于等中心,在三維(3D)空間中實現(xiàn)患者位置的精確配準,并在治療過程中實時追蹤患者的運動軌跡,精確調(diào)整治療床的位置來補償患者運動產(chǎn)生的偏移,進而確保靶點始終保持在等中心位置。同時,在治療過程中使用特制的MV探測器,實現(xiàn)對每個射野的劑量偏差監(jiān)測,超出誤差時機器會自動停止。
2015年初:Zap-X系統(tǒng)由美國斯坦福大學John R. Adler教授團隊研發(fā);
2017年9月:獲得美國FDA批準(K171804);
2018年2月:世界第一臺Zap-X系統(tǒng)安裝在美國巴洛神經(jīng)外科研究所(Barrow Neurological Institute,BNI);2019年1月BNI開始治療首例病人;
2018年11月:通過我國創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批程序;
2019年1月1日:解放軍總醫(yī)院安裝進行臨床試驗;
2023年6月:中國國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)的創(chuàng)新產(chǎn)品注冊批準;
2023年8月:合肥華安腦科醫(yī)院訂購全國首臺ZAP-X立體定向放射治療系統(tǒng);
2023年9月:中國訂購的首臺火星舟由位于美國加州圣卡洛斯的ZAP制造中心裝車前往港口,運送中國。
2024年5月26日上午,2024中法立體定向放射治療學術研討會在合肥召開。本次研討會由安徽省抗癌協(xié)會放射治療專委會、中法腫瘤放療協(xié)會以及合肥華安腦科醫(yī)院共同主辦,旨在加強中法兩國在立體定向放射治療技術領域的交流與合作,共同推動腫瘤放療事業(yè)的發(fā)展。合肥華安腦科醫(yī)院正式成立國際腫瘤放療中心,意味著華安腦科在腫瘤治療領域取得了重要進展,各項技術將與國際接軌。
癌癥擴散到大腦的頻率
最近,隨著癌癥治療的進步,我們已經(jīng)進入了“與癌癥共存的時代”,因此轉移性腦腫瘤,即通過轉移到大腦形成的腫瘤,是一種常見的疾病。 據(jù)說25%的癌癥患者發(fā)生腦轉移,每年每10萬人發(fā)生75例,全國每年約有92,000人發(fā)展。
擴散到大腦的癌癥類型
引起轉移性腦腫瘤的癌癥包括肺癌、乳腺癌、結直腸癌和腎癌,但其他癌癥并不少見。
肺癌通常從發(fā)病的早期階段轉移,乳腺癌通常被視為發(fā)病后很長時間內(nèi)全身轉移的一部分。
當癌細胞進入血液并沉淀在大腦皮層和下方白質之間的邊界時,就會發(fā)生轉移。
轉移到大腦時的癥狀
一般來說,腦壓的更新會引起頭痛、惡心和意識模糊。 抽筋也是可能的。 此外,根據(jù)它發(fā)育的大腦部分,可能會出現(xiàn)各種癥狀,例如運動癱瘓、失語癥、感覺障礙、空間感知障礙和視野障礙。
對于已發(fā)現(xiàn)已轉移到大腦的患者,僅僅因為你有腦轉移并不意味著你會放棄治療。
即使由于轉移而有多個腫瘤,也可以在短時間內(nèi)照射ZAP-X治療。
當復發(fā)時,ZAP-X可以反復治療。 無需手術即可打開頭部。 沒有必要像伽馬刀那樣用別針固定框架。 此外,可以安全準確地治療30毫米或更大的腫瘤。
- ZAP-X 放射外科治療系統(tǒng)的優(yōu)勢
- 與其他立體定向放療設備相比,其具有獨到的技術優(yōu)勢:
ZAP-X系統(tǒng)使用三維、小視野、多弧非共面聚焦、集束、單次大劑量照射技術,對病變起到類似手術的放射外科治療目的,其將3MeV的低能和1500 MU/min的高劑量率完美融合到直線加速器,源軸距(SAD)為45cm,使得輻射泄漏最小化,半影最小化,夾角為45度的雙旋轉軸設計,能夠實現(xiàn)較大的空間治療區(qū),在提高靶區(qū)病變治療效果的同時進一步降低了周圍正常組織的輻射劑量,并且縮短了患者的治療時間。操作界面簡單,集成度高,數(shù)據(jù)全部集成于服務器,更便于用戶的操作。
ZAP-X系統(tǒng)的準直器設計較為特殊,由帶屏蔽性能的可旋轉鎢輪組成,實現(xiàn)8種不同尺寸準直器的快速切換(4.0、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、20.0和25.0mm),其旋轉軸垂直于治療射束的中心軸,使得輻射泄漏最小化。該準直器的特殊設計可使腫瘤邊緣能量快速衰減,實現(xiàn)半影最小化,使得更多的輻射劑量到達腫瘤區(qū)域,降低腫瘤周圍正常組織的輻射受量,使“手術刀”更鋒利。根據(jù)我們已有測量,在水下最大劑量深度處,25mm準直器的最大半影為1.94mm。
ZAP-X系統(tǒng)采用實時配準和實時劑量監(jiān)測技術,可以在保證放療精準度最高的同時避免出現(xiàn)放療劑量過高或不足的發(fā)生,使醫(yī)生擁有對病變“精準制導、精確打擊”的能力,保證治療精度為亞毫米級,從而更好地保護靶區(qū)周圍正常組織,減少了放療副作用產(chǎn)生的可能性,為患者提供了一種無創(chuàng)、安全、有效的治療手段。Zap-X系統(tǒng)的實時劑量監(jiān)測是一個單獨的劑量監(jiān)測系統(tǒng),劑量監(jiān)測計數(shù)以每個治療束射出患者的吸收劑量為依據(jù),直線加速器實施的劑量需與治療計劃相當,當實施劑量與計劃劑量存在顯著偏差時,系統(tǒng)將暫停治療。
ZAP-X系統(tǒng)采用了全球首創(chuàng)的自屏蔽結構設計,封閉式外殼由鋼、鉛、鎢等材料組合而成,不需建設防護墻即可達到環(huán)保要求,加之外形類似于一個體積較大的陀螺,場地適應能力強,使安裝的周邊環(huán)境在不需增加輻射防護裝置的情況下提供有效的防護,大大降低了機房設計建造及安裝運營成本,加快了安裝周期,縮短科室籌備時間,受益患者群更廣。
目前,以解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科醫(yī)學部潘隆盛主任醫(yī)師為PI的團隊和腫瘤醫(yī)學部放射治療科曲寶林主任醫(yī)師團隊,共同開展應用Zap-X放射外科系統(tǒng)治療國內(nèi)人群顱腦和頭頸部病變的安全性、有效性的注冊前臨床試驗正在進行中,現(xiàn)已完成29例患者的治療。其中2020年1月首批治療的2名患者,均已完成隨訪,患者臨床癥狀較前減輕,無明顯放射反應,磁共振示腫瘤明顯縮小。初步研究成果《The Zap-X Radiosurgical System in the Treatment of Intracranial Tumors: A Technical Case Report》(解放軍總醫(yī)院潘隆盛、曲寶林、白敬民,DOI:10.1093/neuros/nyaa550)已于2021年1月13日在線發(fā)表在《Neurosurgery》雜志。
由于顱腦和頭頸部的神經(jīng)血管豐富等解剖學特點,其病變放療的精準度要求極高,Zap-X系統(tǒng)可以達到亞毫米級的治療精度,靶區(qū)外的放射劑量陡降,并且可以實時監(jiān)測照射劑量,以達到靶區(qū)精準、劑量精確的放射外科治療。應用Zap-X系統(tǒng)治療的2例顱底良性腫瘤患者,早期未出現(xiàn)明顯不良反應,影像上可見腫瘤縮小。雖然患者例數(shù)少,且隨訪時間較短,但仍然極大的增加了我們對Zap-X放射外科治療系統(tǒng)治療顱腦和頭頸部病變的安全性、有效性的信心。
在治療之前,CT和MRI在門診進行。 然后制作一個由覆蓋面部和頭部的柔性網(wǎng)制成的面膜。
在ZAP-X治療期間,患者躺在機器的床上,用口罩輕輕固定面部和頭部。 沒有必要像伽馬刀那樣在頭骨上插一根鋒利的針來固定框架。
使用伽瑪?shù)?,在治療當天附上框架,并進行MRI,CT和血管造影等檢查,然后在計算機上制定照射計劃。 在所有這些過程中,頭部保持用銷釘和框架固定。 使用伽瑪?shù)?,頭部用框架固定在設備上,使其在治療過程中不會完全移動。 照射時間隨著源鈷衰變而增加,頭部固定的時間和疼痛也會增加。
ZAP-X 治療方案的 MRI 檢查作為常規(guī) MRI 進行,無需固定頭部。 拍攝CT時,制作網(wǎng)狀面罩并戴上它拍攝圖像。 照射計劃在門診檢查結束后提前制定。 在治療過程中,精確監(jiān)測由面罩軟固定的頭部位置,如果有任何錯位,床會精確移動以補償。
使用這種機制可以高精度地改變一天,重新戴上口罩并重復照射,因此可以劃分照射并安全地治療過去很難用伽馬刀完成的大腫瘤和腦腫瘤,例如膠質瘤。
圖片來源:日本宇都宮腦脊髓中心
與傳統(tǒng)伽瑪?shù)叮ǖ谝淮┖蜕洳ǖ叮ǖ诙┝Ⅲw定向輻射設備相比,ZAP-X具有以下創(chuàng)新功能:
1)用非侵入性軟面罩覆蓋并固定頭部和面部。
它無需將針插入頭骨或像伽馬刀一樣固定框架即可保持精度。
2)治療期間存在位置校正裝置。 圖像引導系統(tǒng)實時測量和校正身體位置的偏差。 因此,盡管進行了軟掩模固定,但目標精度仍低于1 mm。
3) 可以進行部分照射
通過錯位校正,照射處理(部分照射)不僅可以進行一次,還可以在同一地點進行多次或數(shù)十次。 這使得治療大腫瘤成為可能。 這是具有固定框架銷穿透的傳統(tǒng)伽馬刀所不具備的主要優(yōu)勢。
4) 實時傳輸劑量監(jiān)測
通過身體傳輸?shù)墓馐稍O備中的劑量計實時監(jiān)控,如果與計劃有差異,則立即停止以確保安全。
4) 簡單的機械配置
操作機構為軸(主軸)和斜(傾斜)軸,并且只有兩個軸的旋轉(第二代射波刀有6個軸),使其簡單易保持精度。
5)由于使用直線加速器(直線加速器)作為X射線源,因此鈷輻射源沒有衰減,并且不會延長處理時間。
內(nèi)容來源:日本宇都宮腦脊髓中心、解放軍總醫(yī)院
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