有关伽玛刀的技术问题探讨

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1、有关伽玛刀的技术问题探讨【摘要】全文针对百分深度剂量、放射安全性、食管癌治疗、大体积治疗等技术问题，从放射物理和临床应用方面探讨咖玛刀的争议。【关键词】立体定向放射治疗伽玛刀已有39年历史，全球安装了近400台伽玛刀，治疗病人数超过58万。至1993年伽玛刀引入中国以来，非议不断。在90年代，非议集中在头部伽玛刀。现在，又集中到了体部伽玛刀。作为我国第一次获得美国FDA许可并出口美国、获得国家科技进步二等奖、拥有完全自主知识产权的大型高科技医疗设备，目前较为突出的伽玛刀临床应用问题包括：（1）个别治疗中心因盈利目的随意扩大适应证，造成滥用伽玛刀。（2）未经严格培训就仓

2、促上岗或不严格按规程操作，造成医疗纠纷和事故。（3）还有一些伽玛刀从业人士，对放射治疗知识一知半解，却海夸伽玛刀的“神奇”能力。但有些非议，确有值得商榷之处。例如，有作者提出：“国外并无体部伽马刀的概念，仅中国有”[1]。以国外没有来否定体部伽玛刀，与目前国家大力倡导的“提高自主创新能力，建设创新型国家”的精神相悖。本文主要从以下几个技术问题，讨论对伽玛刀的争议。1百分深度剂量和剂量的聚集性认为伽玛刀不如直线加速器好的主要理由之一是：钴60发出的伽玛射线，由于其能量较低，故其深度剂量不如直线加速器（图1）。确实，钴60发出的伽玛射线，当其照射野为7cm×7cm时，在2

3、0cm深处，相对剂量为24.5％。而20MV-X线，照射野同为7cm×7cm，在20cm深处，相对剂量为53％。即同样照射野面积，同样深度，就组织吸收剂量而言，钴60发出的伽玛射线还不及20MV-X线的一半。这个理由，在比较传统的钴60治疗机与直线加速器时没错。但是，百分深度剂量描述的是单束射线的剂量学特征，而伽玛刀是采用多源多线束聚集方式进行照射，因此，可补偿单束射线能量不足的缺点而实现靶区的高剂量照射。仍然以上述条件为例，两束钴60射线照射，当其照射野仍为7cm×7cm时，在20cm深处，相对剂量为49％。三束钴60射线照射，剂量可达73.5％，超过单束20MV-

4、X线。钴60治疗机三照射野的最大深度11.5cm，四照射野的最大深度15.5cm，即照射野越多，照射深度越大[2]。以第四代伽玛刀月亮神为例，该机有42颗放射源，对应42个准直器。在治疗胸部肿瘤时，治疗头不转动，可形成42个照射野。而当治疗头转动时，它的最小准直器（6mm×6mm）围绕人体旋转一周，能形成150个照射野（标准人体体模，胸围900mm）。最大准直器（14mm×60mm）围绕人体旋转一周，也能形成15个照射野。对应42个准直器，即能形成630~6300个照射野。而直线加速器治疗，平均仅2~6个照射野。因此，以单束射线的深度剂量比较，直线加速器有优势，但比较

5、靶区的剂量聚集性，伽玛刀不仅不是弱势，反而有很大优势。2伽玛刀的放射安全性当电源关闭后，加速器的射线随之消失。但伽玛刀的放射源是放射性同位素钴60，不论电源关闭与否，它都会持续不断发射出伽玛射线。早期的钴60治疗机，由于制造技术落后，自屏蔽较差，其治疗室的杂散辐射（strayradiation）强度较大。然而，辐射存在于整个宇宙空间，人类有史以来就一直受着天然辐射源的照射，食物、房屋、天空大地、乃至人们体内都存在着辐射，这些照射通称为天然本底辐射。全球平均而言，天然本底辐射每年对个人的辐射剂量约为2.4mSv。但也有为数不少的居民生活在高于该平均值5~10倍的地区，经

6、世界卫生组织长期观察，该地区居民的健康并无异常。以我国广东省阳江市为例，该地区居民在接受长期、持续年平均剂量为6.4mSv辐射作用下，未发现居民恶性肿瘤死亡的增加，而且存在刺激免疫功能增强的效应[3]。国际放射防护委员会规定(ICRP-60)，公众受附加照射的个人剂量限值为1mSv/年，而受职业照射的个人（如伽玛刀技术员）全身照射剂量限值为20mSv/年，皮肤、手、足为500mSv/年[4]。由于制造业的飞速发展，伽玛刀的自屏蔽已十分完善，伽玛刀治疗室内的杂散辐射已非常低。以月亮神伽玛刀为例，经监测，每治疗一人次，摆位技术员所受到的辐射剂量为4.2μSv（1000μS

7、v＝1mSv）。相比之下，乘飞机从北京到广州所受到的辐射剂量为6.8μSv，北京到旧金山为43μSv。拍摄一张X线胸片的辐射剂量约为200μSv。在年治疗400例病人（该数字为我国伽玛刀中心的平均治疗病人数），有4个摆位技术员的伽玛刀中心，每个技术员每年受到的辐射剂量为8.4mSv。该剂量仅略高于阳江市居民的天然本底剂量6.4mSv，远远低于国际辐射防护委员会20mSv/年的规定。当人受到4.5Gy(对于X、γ射线，辐射权重因子为1，故1Gy＝1Sv＝1000mSv)一次性照射后，如果不进行骨髓移植，约一半的人会死亡。但每年受到8.4mSv辐照，到底