正文 第十三章 核醫學基礎(二)(3 / 3)

但PET設備昂貴,這是由於它使用的核素半衰期太短,需要配置小型回旋加速器,使其能快速製備各種標記化合物就地使用,同時還需要有理工醫三結合的研究組織,才能充分發揮其作用,這些均使PET的推廣受到限製。目前在這一領域裏正致力於研製供PET使用的超小型回旋加速器,開發新型的正電子核素標記化合物。隨著PET應用和普及,它在基礎醫學研究和臨床應用中將會顯示其優越性。

第九節γ刀與X刀

1968年在瑞典製造了世界上第一今立體定向放射治療裝置,它以γ射線為破壞手段,能像手術刀一聲將病灶消除,所以簡稱γ刀,另二種X刀:用電子摘加速器產生作放射外科手術,它始於80年代,由意大利學者研製成功,對應於γ刀被稱為X刀。γ刀與X刀是一種不需開顱手術,而能治療腦腫瘤等疾病的無創性新技術,對神經外科治療起極大推動作用,並形成立體定向放射神經外科學這門新的學科。

―、原理:

X射線與γ射線對生物體的作用基本相同,主要是通過光電效應、康普頓散射、電子對生成三種方式轉移雜量。

高能X射線與γ射線、帶電粒子(質子、“粒子)和非帶電粒子(中子在生物體申被吸收時,射線直接作用於具有生的大分子,如核酸、蛋白質(包括酶類)等,使其發生電離、激發、或化學鶴的漸裂而造成分子結抅和性質的改變,從而弓卜起鋒能和代謝的障礙。實驗證明:輻射可引起八的斷裂、,解聚、含成障礙等,此外還可引起某些酶的活性降低。這是輻射的直接作用。

射線可作用於體液的水分子,引起水分子的電離和激發:形成化學性質非常活潑的一係列產物,繼而作用於生物大分子引起損傷。由於機體的多數細胞含水量很高,一般達70%以上,所以有機分子的輻射損傷幾乎全是由水的輻射分解產物自由基的作用而引起。這是輻射的間接作用。

1906年發表的著名的法則指出射線、γ射線對分裂能力很強的細胞、進行有絲分裂的細胞、以及未分化的細胞有著較強的作用。與健康腦組織相比在腦腫瘤與腦血管畸形的病中,病理細胞群有著較強的增殖能力,因此常用較低劑量的高能射線來破壞這些細胞組織。

二、γ刀

γ刀主要由中心體準直器、及計算機係統組成。

中心體為個半球形的鋼殼,內有顆小的圓柱形放射源層。所有的γ源成輻射狀地:對準一個共同的焦點。每一個γ源都經過一個兩段鎢準直器作初級準直,也叫外準直器。最後的準直器通過一個頭盔到達,每一個頭盔上都有確定的準直器,叫內準直器。

γ刀治療前,片子上得到病灶的形狀、大小、位置。而這些數據稱三維坐標值。

γ刀治療時,患者頭顱要固定在頭盔內穴內準直器根據已有得的坐標把點移至半球形頭盔的球心處,當選定的頭盔位於殼上開始治療時,這201個內準直器都對準外準直器,而γ射線就是經過外準直器調節後,再通過內準直器聚焦到達頭盔的球心處。

單條射線的能量是很低的,幾乎不產生影響,但201條射線集中一點,這個點的能量就很高了,這個高能童能將病灶細胞徹底殺死。最後人體的免疫細胞對這些被殺死的組織及細胞進行消化、吸收、經腎排出。

三、X刀

現在的X刀主要由等中心直線加速器、立體定向儀、靶點定位係統、計算機組成。

高速電子打在厚耙上,產生反射式的X射線。高速電子(管電壓為20MV以上)打在薄靶上,可產生前衝式的X射線,電子從靶的一麵射人,X射線從另一麵射出,且隨著管電壓的升高,所產生的X射線最大強度方向逐漸趨向於電子束的人射方向,其它方向的強度分布所占比重逐漸減小。這就是直線加速器如何產生X射線的原理。

靶的立體定位由CT或(MRI)或血管造影來完成。靶點的定位係統,支架固定於治療床旋轉平台上,支架的頭可在三維方向(即上下,前後,左右三個方向)上按影像所獲取的靶坐標進行調節,以使被固定於治療機的等中心點上(直線加速器繞)軸旋轉,治療軸旋轉,沿準直儀縱軸射出,三軸彙於顱內病灶上,這個點為等中心點。在直線加速器與治療床旋轉過程中,三軸彙於顱內病灶處,病人仰臥於治療床上,根據治療計劃確定輸出劑量率、旋轉角度及初始角、停止角。直線加速器邊旎轉邊照射,然後通過治療床旋轉平台將治療床及頭架旋轉某一角度,可在此新的平麵內重複上述旋轉照射。根據治療計劃,可采用多個這樣的非共麵旋轉平麵作照射,X射線全都聚焦於靶點,而正常組織劑量被分散於一個較大的立體角區域內。

四、X刀與γ刀的比較

X刀與γ刀技術隻有在CT技術成熟後,才有突飛猛進的發展。γ刀與X刀要求靶點誤差不能超過0.1mm,如果靶點聚焦於語、言中樞上,照射後患者就不會說話,如果靶點聚焦於運動中樞上,照射後患者就會癱瘓。因此γ刀與γ刀的定位係統相當精確,這一切通過計算機來完成。

X刀靶點範圍大,可4~50mm之間調節,而γ刀的靶點可在5mm~18mm範圍調節。X刀造價比γ刀便宜。且需建造屏蔽治療室。X刀不限於顱內病灶治療。

γ刀與X刀的臨床應用,給過去難以治療或手術危險很大的病人帶來了福音。X刀與γ刀是當今世界上腦外科領域最先進、最高科技的手術設備。現在人們正著手研究質子刀、中子刀及重離子刀,這些技術的應用,必將醫學技術推向新的高度。