Кибер-Нож (CyberKnife®) – Роботизированная радиохирургическая система

Кибер-Нож – разработка корпорации «Accuray», специализирующейся на радиохирургическом оборудовании, расположенной в США. Система активно распространяется по всему миру. На начало 2011г. действуют около 250 установок. На странице официального сайта устройства Вы можете ознакомиться с перечнем центров, в которых оно установлено: http://www.cyberknife.com/CyberKnifeLocations.aspx. Преимущественно в этом списке – клиники США, в Европе пока сравнительно мало аппаратов. Ориентировочная стоимость устройства – 3 миллиона долларов, стоимость сеанса – порядка 20 т. долларов.

Схема устройства Кибер-нож

На изображении:
1-линейный ускоритель,
2-роботизированный рукав для позиционирования,
3-подвижный стол,
4-рентгеновские камеры,
5-система синхронизации дыхания.

Рассмотрим, что представляет собой эта радиохирургическая система. Кибер-Нож состоит из трех основных компонент:

  • Усовершенствованный линейный ускоритель, имеющий облегченную конструкцию. Способен генерировать пучок с напряжением в 6 мегавольт.
  • Роботизированная система кантроля положения излучателя, которая позволяет направить луч почти под любым углом.
  • Несколько рентгеновских камер и программно-аппаратные средства визуализации и контроля положения опухолей. Изображения, получаемые с этих камер, обрабатываются в режиме реального времени и позволяют корректировать направление облучения.

Благодаря введению непрерывного рентгеновского контроля над положением опухоли, устройство может отслеживать изменения в положении тела пациента и компенсировать его движения в разумных пределах (если смещение превосходит определенную величину – облучение автоматически прекращается). Эта особенность является одним из главных преимуществ перед «Гамма-ножом», в котором требуется жесткая фиксация с помощью стереотаксической рамы, и позволяет существенно расширить область применения устройства.

Стереотаксическая радиохирургия с фиксацией, недостатки

При этом методе на жестко закрепленное тело человека направляется несколько пучков под разными направлениями, которые пересекаются в месте, где расположена опухоль. Такой способ позволяет подвести к нужной области максимальную энергию облучения, при этом окружающие ткани получают значительно меньшую дозу радиации. Особенно эффективен прием при опухолях малого размера, для которых хирургическое лечение или обыкновенная лучевая терапия не применимы. Воплощение данного принципа требует жесткого металлического каркаса для фиксации положения черепа, что влечет несколько существенных органичений:

  • Лечению поддаются лишь области головного мозга
  • Облучение производится под ограниченным числом углов
  • Процедура весьма неприятна и неудобна для пациента

Принцип постоянного контроля положения опухоли, реализованный в «Кибер-ноже» позволяет избежать необходимости жесткой фиксации и расширяет пределы применимости по сравнению со стереотаксическими установками как «Гамма-нож».

Точность позиционирования

В радиохирургии точность облучения имеет решающее значение. На интуитивном уровне понятно, что для системы, которая подстраивается под положение тела, точность – слабое звено: во-первых, между движением человека и реакцией на него аппаратуры всегда есть определенный промежуток времени, и робот будет немного запаздывать. Во-вторых, устройство имеет немалые габариты и вес излучателя, поэтому движение такой конструкции – очень сложный процесс с инженерной точки зрения.

Однако можно утверждать, что изобретатели «Кибер-ножа» смогли более чем достойно решить эти задачи и достигнуть показателей точности, сравнимых со стереотаксическими системами жесткой фиксации. Результаты проведенных экспериментов показали, что точность составляет порядка половины миллиметра – вполне допустимые значения для высокоинтенсивного облучения.

Система контроля дыхания

В отличие от позвоночника и головного мозга, стабилизировать положение легких не представляется возможным. На практике для облучения больных раком легких пробовали проводить процедуры, при которых пациент задерживает дыхание, однако метод оказался очень трудоемким и малоэффективным.

Благодаря дополнительной системе контроля положения, интегрированной в Кибер-нож, пациент может проходить лечение даже при свободном дыхании, что значительно ускоряет процедуру и не причиняет дискомфорта пациенту. Система синхронизации анализирует дыхание при помощи дополнительных рентгеноконтрастных маркеров, которые устанавливаются вблизи опухоли. Она помогает стандартной системе позиционирования устройства реагировать на движение в расширенном диапазоне. В результате совместной работы этих систем удается сохранять требуемые показатели точности даже во время лечения рака легких, печени или почек.

Материал оказался полезным?