Радиохирургическая система CyberKnife

Описание

Роботизированная радиохирургическая система CyberKnife (Кибернож) производства американской компании Accuray — это система неинвазивной лучевой терапии опухолей, альтернатива хирургическому лечению. CyberKnife применяется для лечения как злокачественных, так и доброкачественных опухолей любой локализации, интра- и экстракраниальных, включая головной мозг, позвоночник, легкие, предстательную железу, печень, поджелудочную железу и другие органы. Данный метод лечения, основанный на высокоточном облучении опухолей высокими дозами радиации при минимальном облучении окружающих здоровых тканей, дает новую надежду пациентам по всему миру.

Система CyberKnife  первая и единственная в мире роботизированная радиохирургическая система, предназначенная для лечения опухолей в любом месте организма с субмиллиметровой точностью.

Система CyberKnife уникальным образом сочетает в себе технологию постоянного контроля по изображению за мишенью, субмиллиметровую точность подведения радиационной дозы, возможность формирования конформных дозовых распределений с высоким градиентом дозы на границе мишени с бережным отношением к критическим органам.

В системе CyberKnife используется компактный линейный ускоритель с номинальной энергией тормозного фотонного излучения 6 МэВ, установленный на роботизированном манипуляторе с 6 степенями свободы. Дозовое распределение в облучаемом объеме формируется с помощью большого количества круглых пучков различного диаметра из множества различных направлений (в новой модели CyberKnife M6 реализована возможность облучения при помощи многолепесткового коллиматора InCise). Для точного нацеливания каждого радиационного пучка существует система визуализации и слежения за целью, основанная на паре ортогональных рентгеновских снимков, которые производятся в течение всего сеанса лечения и сопоставляются с предварительно полученными изображениями опухоли, что позволяет отслеживать положение мишени в реальном времени. Отслеживание мишени может производиться в четырех режимах: по костям черепа, по костям позвоночника, по изображению опухоли в легком, по имплантируемым маркерам. Последние два режима могут работать в сочетании с системой контроля дыхания Synchrony, которая позволяет сделать лечение максимально комфортным для пациента, снимая необходимость задержки дыхания.

Результатом работы всех компонентов системы является концентрация высокой дозы радиации именно внутри опухоли, где лучи сходятся. Поскольку погрешность доставки радиации в системе CyberKnife составляет менее миллиметра, окружающая нормальная ткань и критические структуры получают минимальную дозу радиации, после которой они могут быстро восстановиться. А продвинутая система визуализации позволяет обойтись без жесткой фиксации пациента.

Роботизированная радиохирургическая система CyberKnife – первый аппарат, созданный для реализации облучения всего тела в режимах радиохирургии и гипофракционирования, т.е. облучения за 1-7 фракций.

Время лечения составляет 30-90 минут. Компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию, а также планирование лечения можно провести в день, предшествующий процедуре.

Система планирования Multiplan включает в себя все необходимые инструменты для решения широкого диапазона задач, в который входят: регистрация пациента, загрузка и совмещение изображений, оконтуривание мишеней и органов риска, расчет и оптимизация дозовых распределений, просмотр и сравнение планов облучения. Расчет плана возможен с помощью нескольких методов: прямой и инверсный, изоцентрическое или неизоцентрическое подведение дозы.

Аппарат CyberKnife позволяет проводить качественное и эффективное лечение. Совокупность систем визуализации в режиме реального времени, точного позиционирования пациента, осуществления лучевого воздействия, слежения за целью, планирования лечения обеспечивают уникальные свойства данной системы.

Клинические преимущества:

  • Полностью неинвазивное лечение мишеней любой локализации без жесткой фиксации;
  • Прецизионное интракраниальное облучение без использования стереотаксической рамки;
  • Стереотаксическая радиохирургия всего тела – возможность радиохирургического лечения экстракраниальных мишеней (более 50% от всех видов лечения составляет экстракраниальная хирургия/SBRT – Опухоли спинного мозга, позвоночника, органов грудной клетки (рак легкого), органов брюшной полости  (рак поджелудочной железы, гепатоцеллюлярная карцинома), почек, предстательной железы, яичника, матки; остеосаркома, карцинома носоглотки; метастазы в кости любой локализации; метастазы в печени и легких)
  • Отсутствие необходимости фиксации пациента благодаря системе слежения за респираторными движениями Synchrony.

Основные компоненты

Компактный линейный ускоритель X-band – генерирует разрушающие опухоль радиационные лучи. Его габариты и вес существенно меньше по сравнению со стандартными медицинскими линейными ускорителями, которые обычно используются в радиотерапии.Благодаря компактности и малому весу ускоритель может устанавливаться непосредственно на роботе-манипуляторе.

Робот-манипулятор – рука манипулятора обладает шестью степенями свободы и обеспечивает перемещение и наведение линейного ускорителя с исключительной точностью и повторяемостью практически с любого направления.Благодаря такой гибкости достигается разнообразие траекторий и точек входа и выхода лучей, что минимизирует риск лучевого поражения здоровых клеток рядом с опухолью.Более того, малое время отклика руки манипулятора позволяет сопровождать в реальном времени перемещение опухоли, связанное с дыханием.

Система контроля по изображению с наведением мишени и обратной связью в режиме реального времени обеспечивает непрерывное слежение, контроль и коррекцию перемещения опухоли и пациента в ходе процедуры без вмешательства врача.

Детекторы изображений фиксируют анатомические снимки с высоким разрешением в ходе процедуры.Эти непрерывно формируемые изображения сравниваются с полученными ранее оцифрованными рентгенограммами с целью определения положения пациента в реальном времени.На основе этой информации робот-манипулятор немедленно реагирует на любое обнаруженное движение пациента.

Источники рентгеновского излучения в течение всей процедуры с помощью источников рентгеновского излучения малой мощности выполняются снимки с целью определения положения ориентиров, формируемых костями.Для обеспечения высочайшей точности снимков источники рентгеновского излучения и детекторы изображений жестко фиксированы.

CyberKnife

Дополнительные технологии

Система слежения за дыханием Synchrony  – постоянно синхронизирует облучение с перемещением опухолей легкого, печени или поджелудочной железы, вызванным дыханием, без необходимости задержки или синхронизации дыхания.В отличие от традиционной радиотерапии, благодаря системеSynchrony пациент может дышать нормально в ходе процедуры, при этом обеспечивается исключительная точность и минимальное повреждение окружающих здоровых тканей.

Система позиционирования пациента RoboCouchобладает шестью степенями свободы и выполняет позиционирование точно, быстро и автоматически, снижая тем самым продолжительность процедуры.

Система слежения за позвоночником Xsightблагодаря использованию анатомии костей позвоночника для автоматического слежения за положением опухоли исключается необходимость хирургической имплантации маркеров. В результате снижается необходимость хирургического вмешательства в позвоночник.

Система слежения за легкими Xsightобеспечивает точное, надежное и непосредственное слежение за перемещением опухоли легкого без применения маркеров.

Роботизированная система замены коллиматоров Xchangeосуществляется роботизированная автоматическая замена коллиматоров, вследствие чего повышается эффективность конформных процедур.

Четырехмерная система оптимизации и планирования лечения учитывает не только перемещение опухоли, но и перемещение и деформацию окружающих тканей, благодаря чему оптимизируется лечение опухолей, смещающихся из-за дыхания.

Система планирования леченияMultiPlan эта рабочая станция с интуитивным интерфейсом, разработанная специально для системыCyberKnife, позволяет формировать планы лечения с отличной конформностью и высокими градиентами дозы.

Станция слияния и оконтуривания изображений InView обеспечивает возможность эффективной дистанционной работы и содержит необходимые инструменты для сверхбыстрого слияния изображений и оконтуривания.

Как это работает

Сканирование – перед лечением системой CyberKnife пациент проходит процедуру формирования изображения, в процессе которой определяются размер, форма и расположение опухоли.Процесс начинается со стандартного сканирования с высоким разрешением (компьютерная томография). Для конкретных видов опухолей могут применяться такие методы формирования изображения, как магнитно-резонансная томография, рентгеноангиография или позитронно-эмиссионная томография.Данные, полученные в результате компьютерной томографии и иных методов формирования изображения, объединяются в ходе предварительного процесса планирования с помощью специального программного обеспечения.

Планирование – после сканирования данные изображения в цифровом виде передаются в рабочую станцию планирования лечения системы CyberKnife. Лечащий врач определяет точный размер, форму и расположение опухоли, подлежащей облучению, а также окружающие опухоль жизненно важные органы, облучения которых следует избегать. Затем квалифицированный врач и/или специалист по радиационной онкологии с помощью программного обеспечения CyberKnife разрабатывает план лечения, чтобы облучить место расположения опухоли необходимой дозой радиации и при этом не повредить окружающие здоровые ткани.В рамках плана лечения патентованным программным обеспечением системы CyberKnife автоматически определяются количество лучей, длительность и углы облучения.

Лечение – во время процедурыCyberKnife пациент удобно лежит на процедурном столе с автоматическим позиционированием. Анестезия не требуется, поскольку процедура безболезненная и неинвазивная. Обычно процедура длится от30 до90 минут. За это время с различных направлений испускается 100—200 радиационных лучей по10—15 секунд каждый.Перед излучением каждого радиационного луча системой CyberKnife снимаются одновременно два рентгеновских снимка, которые сравниваются с результатом изначального томографического сканирования. Благодаря технологии контроля по изображению перемещения опухоли и пациента в ходе процедуры постоянно отслеживаются с целью осуществления необходимых корректирующих действий по обеспечению точности наведения. Обычно пациент может покинуть медицинское учреждение сразу по окончании процедуры.

Повторное обследование – повторное построение изображений(с помощью компьютерной или магнитно-резонансной томографии) обычно проводится через недели и месяцы после лечения, чтобы удостовериться в разрушении и окончательном исчезновении облученной опухоли.

Основные преимущества

  • Лечение опухолей в любом месте тела
  • Непрерывное слежение, контроль и коррекция перемещений опухоли и пациента в течение процедуры
  • Облучение высокими дозами радиации с субмиллиметровой точностью, минимальное повреждение окружающих здоровых тканей
  • Лечение опухолей практически с любого направления благодаря гибкости и мобильности робота
  • Возможность лечения для пациентов, опухоли которых прежде считались неоперабельными или требовали сложного хирургического вмешательства
  • Лечение пациента всего за несколько приемов (от одного до пяти)
  • Улучшение качества жизни пациента во время и после лечения
  • Неинвазивная альтернатива хирургическому вмешательству
  • Безболезненная процедура, анестезия не требуется
  • Минимальные побочные эффекты
  • Амбулаторная процедура с минимальным временем восстановления или вовсе без него
  • Возможность немедленного возвращения к повседневной деятельности