Co potrafi CyberKnife, czyli nóż cybernetyczny
2019-11-12
Lek. Brygida Zawadzka Ordynator i lek. Anna Słoniewska Z-ca Ordynatora Pododdziału Radioterapii Mazowieckiego Szpitala Onkologicznego w Wieliszewie przedstawiają sposób działania i możliwość technologii CyberKnife.
CyberKnife (CK), czyli nóż cybernetyczny jest jedną z najnowocześniejszych na świecie technologii z zakresu radioterapii (radiochirurgii) stereotaktycznej. Jest to zrobotyzowany i zminiaturyzowany akcelerator liniowy osadzony na ramieniu robota, który potrafi poruszać się w różnych kierunkach i służy do niezwykle precyzyjnej radioterapii (rzędu 0,1 mm).
Słowo radiochirurgia składa się z dwóch członów: „radio” oznacza zastosowanie promieniowania jonizującego, natomiast „chirurgia” oznacza zniszczenie nowotworu nierzadko za pomocą pojedynczego zabiegu oraz odnosi się do wyjątkowego charakteru wiązki promieniowania. Wiązka ta kształtowana jest przez specjalne kolimatory robota i jest tak „ostro cięta”, jak skalpel chirurga – dociera do chorej tkanki z dokładnością do ułamków milimetra. Tak ograniczona wiązka promieniowania daje możliwość napromieniania zmian nowotworowych o niewielkich wymiarach (rzędu kilku mm) z minimalną objętością otaczających tkanek zdrowych.
Zastosowanie CyberKnife pozwala na dokonanie „bezkrwawej operacji” – nie dochodzi do fizycznego usunięcia guza, ale do bardzo precyzyjnego zlokalizowania guza, skierowania na niego wiązki promieniowania i natychmiastowego zniszczenia komórek nowotworowych.
Zabieg wykonany przy pomocy CyberKnife jest dla pacjenta nieinwazyjny (nie dochodzi do naruszenia ciągłości tkanek), zwykle bezbolesny, nie wymaga anestezji, nie wymaga rehabilitacji i w większości przypadków pozwala zachować mu normalną aktywność życiową.
Stereotaksja z kolei oznacza zastosowanie zewnętrznego układu współrzędnych (zwykle ramy stereotaktycznej przytwierdzanej do kości czaszki – jak w aparacie Gamma Knife), zapewniającego najwyższą precyzję lokalizacji guza. Technologia CyberKnife może odbywać się bez pomocy takiej ramy – układem odniesienia są struktury anatomiczne pacjenta (tzw. „wewnętrzny układ współrzędnych”). Dzięki temu nóż cybernetyczny ma zastosowanie nie tylko w leczeniu guzów mózgu, ale również innych narządów.
Z punktu widzenia sposobu frakcjonowania dawki wyróżnia się radiochirurgię stereotaktyczną i radioterapię stereotaktyczną frakcjonowaną. Radiochirurgia stereotaktyczna polega na podaniu wysokiej dawki w jednej frakcji, natomiast radioterapia stereotaktyczna frakcjonowana wymaga zastosowania większej liczby frakcji. Obie metody mają zastosowanie w przypadku CyberKnife. Frakcjonowana radioterapia stereotaktyczna stosowana jest najczęściej w przypadku znacznej objętości guza lub położenia nowotworu w pobliżu narządów łatwo ulegających uszkodzeniu pod wpływem promieniowania jonizującego. Dzięki podzieleniu zaplanowanej dawki promieniowania na kilka frakcji można zminimalizować ryzyko działań ubocznych, zachowując jednocześnie wysoką skuteczność leczenia.
System CyberKnife zbudowany jest z dwóch podstawowych komponentów: z aparatu do napromieniania i z systemu planowania leczenia. W radioterapii tradycyjnej napromienianie jest izocentryczne: wybiera się punkt, do którego dostosowuje się wszystkie wiązki promieniowania. W technologii CyberKnife w trakcie planowania leczenia wybiera się cały szereg punktów, na które nakierowuje się wiązkę. Przyspieszacz liniowy jest maszyną statyczną, może się obracać tylko wokół jednej osi, ma też pewną możliwość ruchu stołem. CyberKnife jest natomiast małym akceleratorem liniowym zamontowanym na ramieniu robota o sześciu stopniach swobody, co umożliwia swobodne przemieszczanie się aparatu wokół chorego. W trakcie leczenia chory ułożony jest w pozycji terapeutycznej na specjalnym stole umieszczonym, podobnie jak aparat, na zrobotyzowanym ramieniu, również o 6 stopniach swobody, pozwalającym na manipulowanie stołem we wszystkich kierunkach.
W systemie planowania leczenia lekarz na podstawie badań TK, MR i/lub PET określa obszar do napromieniania oraz narządy krytyczne, czyli zdrowe tkanki szczególnie wrażliwe na działanie promieniowania jonizującego. Następnie fizyk, na podstawie wyrysowanych przez lekarza struktur oraz parametrów leczenia określonych w zleceniu, przygotowuje najbardziej optymalny (skuteczny i bezpieczny) plan leczenia.
Zastosowanie CyberKnife
Technologia CyberKnife ma zastosowanie zarówno w terapii radykalnej, jak i paliatywnej.
Typowymi wskazaniami do zastosowania terapii CyberKnife są guzy lite (dobrze odgraniczone i nienaciekające zdrowych tkanek).
Zastosowanie CyberKnife:
– guzy zlokalizowane w ośrodkowym układzie nerwowym (kręgosłup, rdzeń kręgowy, mózg);
– nowotwory płuca;
– niezaawansowany rak prostaty;
– guzy wątroby, które nie nadają się do klasycznej operacji chirurgicznej;
– nieoperacyjny rak trzustki;
– zmiany przerzutowe do kości i tkanek miękkich;
– zmiany nienowotworowe, np. malformacje tętniczo-żylne mózgowia czy neuralgia nerwu trójdzielnego.
Wyróżniamy kilka etapów procedury radiochirurgii CyberKnife. Pierwszym etapem jest kwalifikacja do leczenia. Przeprowadza ją wielospecjalistyczny zespół lekarski pod kierunkiem lekarza radioterapeuty w oparciu o wywiad lekarski, badanie fizykalne, badania obrazowe: TK, NMR, PET, badanie histopatologiczne, biochemiczne i molekularne itp. Każda kwalifikacja wymaga indywidualnego podejścia do sytuacji klinicznej chorego i podejmowana jest w oparciu o wiedzę dotyczącą charakterystyki guza nowotworowego oraz stanu ogólnego chorego.
Następnie rozpoczyna się proces technicznego przygotowania terapii. W zależności od typu i lokalizacji guza lekarz podejmuje decyzję o zastosowaniu znaczników, tj. małych markerów wykonanych ze złota, wszczepianych w okolice napromienianej zmiany, w celu dokładnej jej lokalizacji w trakcie leczenia. Odbywa się to najczęściej ambulatoryjnie i w zależności od napromienianej lokalizacji zabieg ten nie wymaga znieczulenia lub wymaga znieczulenia miejscowego.
Aby zapewnić precyzyjną odtwarzalność warunków ułożenia pacjenta wykonuje się indywidualny materac próżniowy i/lub maskę termoplastyczną dla unieruchomienia i stałego pozycjonowania chorego w trakcie terapii. W celu zobrazowania precyzyjnej trójwymiarowej lokalizacji guza nowotworowego i tkanek zdrowych wykonywane jest obrazowanie tomografii komputerowej oraz badanie MR i/lub PET CT.
Etap planowania leczenia przebiega bez udziału chorego. Na przekrojach tomografii komputerowej i badań pomocniczych, lekarz określa obszar do napromieniania oraz narządy krytyczne. Następnie fizyk medyczny przygotowuje najbardziej optymalny plan leczenia.
W trakcie leczenia chory ułożony jest w pozycji terapeutycznej z wykorzystaniem przygotowanego, indywidualnego systemu unieruchamiającego. Pozycja chorego jest stale monitorowana z wykorzystaniem systemu obrazowania rentgenowskiego. Realizacja jednego seansu radioterapii trwa w zależności od indywidualnego przypadku od 45 minut do dwóch godzin. W trakcie napromieniania chory obserwowany jest przez personel medyczny z wykorzystaniem kamer oraz używane są zestawy głosowe. Położenie guza nowotworowego jest stale kontrolowane przez system. W przypadku przesunięcia się chorego względem pozycji zaplanowanej, system dokonuje korekty ułożenia. W przypadku lokalizacji, w których występuje znaczna ruchomość oddechowa, system śledzi tor oddechowy chorego i poruszający się guz podążając za nim i nie pozwalając napromienić otaczających tkanek zdrowych. Po zakończonej sesji terapeutycznej chory może udać się do domu. Kontrola po leczeniu obejmuje ocenę zmniejszenia się guza, ewentualne wykluczenie innych ognisk choroby oraz ocenę stanu ogólnego chorego.
Podsumowanie
Przewaga CyberKnife nad innymi formami radioterapii dotyczy pewnej wyselekcjonowanej grupy chorych. Najistotniejsze korzyści wynikają z precyzji leczenia. Przyczynia się do tego przede wszystkim charakter stosowanej wiązki promieniowania – wysoka energia, niewielkie wymiary wiązki oraz możliwość uzyskania bardzo dużego gradientu spadki dawki, szczególnie z jednej strony guza. Ma to duże znaczenie, jeśli guz położony jest w bezpośredniej bliskości struktury bardzo promienioczułej, a bardzo ważnej dla życia – np. rdzenia przedłużonego, rdzenia kręgowego, czy nerwów wzrokowych – albo w bezpośredniej bliskości struktury, która już wcześniej była objęta dużą dawką napromieniania. CyberKnife oferuje również możliwość napromieniania chorych z guzami o dużej ruchomości oddechowej, znajdujących się m.in. w płucu, jamie brzusznej, w okolicy przykręgosłupowej czy w rdzeniu kręgowym. Aparat ten został wyposażony w unikatowy system weryfikacji położenia guza przed włączeniem każdej wiązki promieniowania (tzw. tracking). W przypadku wystąpienia niezgodności, robot automatycznie dostosowuje wiązkę do położenia guza. System ten umożliwia „śledzenie” ruchów guza z jednoczesnym ciągłym „podążaniem” za nim aparatu. Pozwala to na prowadzenie radioterapii z bardzo dużą dokładnością, przy swobodnym oddychaniu chorego. W przypadku nawet niewielkiego poruszenia się pacjenta CK automatycznie wyłączy się, albo dostosuje głowicę do przesunięcia lub nakaże przesunięcie stołu z pacjentem tak, by guz był w ogniskowaniu wiązki.
Inne elementy wyróżniające technologię CyberKnife to:
• nieinwazyjność metody,
• skrócenie czasu leczenia, zmniejszenie uciążliwości terapii i poprawa komfortu życia pacjentów,
• zmniejszenie intensywności powikłań popromiennych (mniejszy margines tkanek zdrowych),
• możliwość zastosowania terapii we wczesnym stopniu zaawansowania choroby nowotworowej jako alternatywa do leczenia chirurgicznego, np. w przypadku raków prostaty czy raków płuca lub zastosowanie radiochirurgii w przypadku przeciwwskazań do leczenia operacyjnego,
• możliwość powtórnego zastosowania radioterapii po wcześniejszym radykalnym napromienianiu,
• możliwość terapii w chorobie oligometastatycznej (od 1 do kilku przerzutów odległych), co daje szansę na wyleczenie chorego.
GPO 6/2018