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專科滙師

顱內立體定位放射手術(Intracranial Stereotactic Radiosurgery, SRS) 

鄭致遠博士    總醫學物理學家

2019-10-04

顱內立體定位放射手術(Stereotactic Radiosurgery, SRS,下稱立體定位放射手術)的作用是用於治療各種顱內良性和惡性病變和疾病。在1951年,開放性神經外科手術的死亡率接近40%,於是瑞典神經外科醫生Lars Leksell便以立體定位放射手術作為手術的替代療法。其實這種「手術」是用高劑量輻射對腦部細小目標作非常精確的放射治療。傳統放射治療的治療次數由數次至約40次,而立體定位放射手術,則是以一次性的放射治療。其英文名稱Surgery,即是手術,意指此放射治療有如手術般一次便能完成。如多於一次的治療,我們則把它稱為分次立體定位放射治療(Fractionated Stereotactic Radiotherapy, FSRT)。

立體定位放射手術適用於

  • 良性腦膜瘤(Meningioma)
  • 動靜脈畸型(Arteriovenous Malformation, AVM)
  • 惡性腦瘤(Malignant Brain Tumor
  • 腦轉移(Brain Metastasis)
  • 聽覺神經瘤(Acoustic Neuroma)
  • 三叉神經痛(Trigeminal Neuralgia)
  • 腦下垂體腺腫(Pituitary Adenoma)等等

特別是造成本港癌症死因第一名的肺癌(2016年香港癌症資料統計中心的資料),由於化學治療、標靶治療的進步,大大提升病人的存活率;晚期肺癌併發腦轉移時,很多病人的身體狀況仍然十分良好,此時立體定位放射手術醫治腦轉移,就成為非常重要的一個環節。在控制疾病的同時,相較於傳統全腦放射治療(Whole Brain Radiotherapy, WBRT),可以避免照射海馬體(Hippocampus),從而更能保存腦部認知功能。

臨床腫瘤科醫生、神經外科醫生、醫學物理學家、放射治療師及專科護士是臨床治療顱內腫瘤的核心團隊成員。使用精準的立體定位系統,根據治療計劃運用不同方向(或稱非共平面,non-coplanar)的高能量放射線在一次治療中精確地照射於顱內的腫瘤,發揮定點和聚焦的治療效果。在治療時它彷如一把無形的手術刀,但是沒有全身麻醉及開腦手術的風險。若與傳統體外放射治療比較,立體定位放射手術的特點在於「小範圍、單次、極其精準及高劑量」照射,而且更能避免周邊正常腦部組織受到不必要的照射。

在香港於上世紀九十年代中至2010年左右,許多都是以直線加速器(Linear Accelerator) (圖一)配以特殊的圓形准直儀(Circular Collimator)使用非常窄的照射光束。那時由於影像導航治療(Image-guided Radiotherapy)的發展並不太成熟,故此神經外科醫生會為病人進行局部麻醉以便裝上框架(Frame based SRS)(圖二),再利用三度空間立體定位技術去確定靶區位置作放射治療。病人配帶框架的時間頗長,若只一個靶區,約需要6至7小時。假若是治療多發性癌症腦轉移,筆者曾經以超過20小時去治療多過12個靶區。這對病人來說,真的是不太好受。隨著近年科技的急速登展,包括高解度(2.5毫米)的多葉式準直儀 (Multileaf Collimator, MLC) (圖三)可作強度調控放射治療(Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT)、六維移動的治療床(6D Treatment Couch) (圖四)及影像導航治療(Image-guided Radiotherapy)等儀器和技術大大提高病人的舒適度、治療的準確度及效率。

圖一:直線加速器 (Image courtesy of Varian Medical Systems, Inc. All rights reserved.)
圖二:框架式立體定位放射手術 (Image courtesy of American Brain Tumor Association)
圖三:多葉式準直儀,瓦里安醫療系統 (Image courtesy of Varian Medical Systems, Inc. All rights reserved.)
圖四:六維移動的治療床

從以往需配帶入侵性框架,直至近年絕大多數醫院都轉用無框架式立體定位放射手術(Frameless SRS)(圖五),這樣病人便無須接受局部麻醉以裝上框架,舒適度便大大提高及不會產生任何傷口。再加上實時影像導航(Real-time image guided)設備,如德國的Brainlab ExacTrac放射治療之實時影像追蹤調控系統,治療的準確度及效率便能顯著提升。這套系統配置了兩對低能量X光管、X光感測器(圖六)及紅外線影像導引功能設備(最新還附有熱能探測技術);再加上先進的影像融合術,使治療定位的準確度達到1毫米以下,另外治療一個靶區的時間只要20至30分鐘。若病人位置在治療其間有所徧差,系統會顯示訊息,放射治療師便會按停治療,接著再重新對位及繼續治療。

除了傳統的直線加速器,伽瑪刀(Gamma Knife)(圖七)及放射治療電腦刀(導航刀, Cyberknife)(圖八)都是業內認同可作立體定位放射手術或分次立體定位放射治療的儀器。

圖五: 無框架式立體定位放射手術之固定面罩 (Image courtesy of Brainlab)
圖六:Brainlab ExacTrac系統的X光感測器 (Image courtesy of Brainlab)
圖七:伽瑪刀 (Image courtesy of Elekta Instrument AB Stockholm)
圖八:放射治療電腦刀(導航刀) (Image courtesy of Accuray Incorporated)

總結,立體定位放射手術或分次立體定位放射治療是一種非常有效的方法去治療各種顱內良性和惡性病變和疾病。其優點是小範圍、單次至數次、極其精準及高劑量,唯必須配合實時影像導航儀器方可使用。

鄭致遠博士
總醫學物理學家

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