（UPMC）頭架固定和面罩固定的優缺點（上）

張南大夫

適用於65年多以來，配合立體定向放射外科治療的腦部靶區定位是通過一種安裝在顱骨上的顱內導向裝置的應用來完成。定位成像與劑量計劃後同一付頭架被是用來在的電離輻射射線束交叉焦點處定位靶區以產生放射生物效應。首次被提出用於直線加速器或質子放射治療技術的非侵襲性性固定系統，現在已經在ICON型Leksell伽瑪刀放射外科系統中研發出。ICON技術增加了錐形束計算機斷層掃描(CBCT)掃描到原始的Perfexion型外科設備為了定義大腦立體定向裝置。自2015年起開始銷售，ICON性可用於標準的放射外科治療，但其中大部分仍然是基於頭架的，但也配以非侵襲性的熱塑性面罩治療經過謹慎挑選的接受標準單次的放射外科治療，以及使用重複面罩固定進行多次治療。匹茲堡醫學中心（UPMC）以及在世界範圍內其他地方，面罩固定至今已在約10%具有特殊的特點的患者，劑量計劃相對簡單，放射照射時間短，和無焦慮的患者，大多數為患有轉移瘤或原發性腦癌的患者，中應用。對某些病例，也使用面罩進行多次放射外科治療。頭架治療相比面罩治療的工作流程序經常會有改變，並且依賴於高解析度的成像，主要是MRI，在劑量計劃之前進行定位成像。由於每次CBCT需要10-12分鐘來建立和獲取，共同配准，並對治療計划進行審查，啟動治療計劃需要兩次CBCT掃描，此工作流程必須添加到射束開啟時間（beam on time）中。雖然基於頭架固定仍然是進行牢固靶區固定的主要方法以應對單次放射外科治療所遇到的問題，面罩固定技術的出現已被證明對選擇下的一組病人是有價值的。它還可為傳統單次放射外科治療不可行的的患者提供進行多次或分割照射的非侵襲性方法。

最早是在1951年由Lars Leksell描述的立體定向放射外科(SRS)領域以來，超過100萬的病人接受了單次Leksell放射外科治療，所使用的從初始原型設備，以後的伽瑪刀U型、 B型、 C型、 4C型，和最近的Elekta Perfexion?型和ICON?型的技術。在競爭的推動下，研發出非侵襲性面罩固定系統可以進行多次立體定向放射外科（SRS）或分割放射治療，Elekta決定改造革命性的Perfexion系統增加基於面罩的固定病人的頭部並使用錐形束計算機斷層掃描(CBCT)確定立體定向空間。這個ICON設備可以用於固定系統和為立體定向放射外科（SRS）的作用開拓出一個新的局面，在有些情況下，進行大分割立體定向放射治療。

2016年，我們在匹茲堡醫學中心（UPMC）將ICON型投入使用。除對我們的臨床病人的醫療之外，我們的科室還繼續作為使用最新一代的Elekta技術進行立體定向放射外科（SRS）國際培訓基地，目前使用Perfexion和ICON型伽瑪刀。在立體定向放射外科治療超過15000例臨床病例後，以及超過122個培訓課程，參加人數超過2500位醫生、物理師、和護士，匹茲堡醫學中心（UPMC）對每類新一代Leksell放射外科中所使用的立體定向放射外科治療技術都進行過評估。這個報告描述ICON的改進以及其目前的作用。在世界範圍內，頭架固定仍在90%以上被認為適合立體定向放射外科治療的病例中繼續應用。其餘10%d的患者採用無框架面罩固定，主要針對惡性腦腫瘤患者。理想上的病人有一個相對簡單幾何體的腦放射外科治療靶區，病人格外沉穩和放鬆，又能在少於30分鐘的出束時間內（beam on time ）實施放射劑量。在我們醫院頭90例面罩固定治療的中位出束時間為22±12分鐘。

ICON型技術

ICON型伽瑪刀技術最好的部分仍然是它將完整的Perfexion型裝置作為基礎(underponning)。Perfexion裝置解決了與早幾代Leksell立體定向放射外科技術有關的許多問題。在從Perfecxion型開始的變革性的特點中，包括擴大的可及顱內範圍，患者體重限制範圍擴大(250公斤)，更多屏蔽以減少病人和醫務人員的輻射暴露，混合等中心靶點能在每個等中心點進行8塊扇區之一上可更換4、8、16mm的射線束，並可選擇性阻斷扇區提高劑量照射的選擇性。它擴大了無碰撞下靶區可及的範圍(在Z平面從頭骨頂點以下至約頸2[C2],位於前、後或Y平面的幾乎所有病變，以及位於左側、右側或X平面的所有病灶)。在Perfexion伽瑪刀使用中一些碰撞可以用不同的伽瑪角來解決。例如，極前面的靶區可能需要頸部過度伸展(72°伽瑪角），而一些極後面的靶區可以使用彎曲伽瑪角（110°）來達到。使用基於頭架的技術，所有靶區必須位於立體定向坐標系基礎環之上，它通常被放置非常低的頭部位置，這樣基礎環大概是在C2的水平。

ICON型的改進添加了一個CBCT（錐形束CT）以提供病人顱骨在三個平面上的表現，從而在實際操作過程中定義立體定向空間。一個專門製作的熱塑性面罩提供病人頭部的固定，這會進一步的支撐可塑頭部支撐。在實際立體定向操作之前或過程中可以用CT或MRI來完成腦部成像。病人的放射外科劑量計劃是在這些圖像上創建的，然後與第一次的CBCT(定位)圖像配准，CBCT(定位)圖像確定了Leksell空間參考坐標。經過第二次(治療）CBCT結束計劃程序，放射劑量是使用非侵襲性的面罩固定實施，同時分割照射內的病人移動管理系統(IFMM）發現病人的任何移動。在ICON型面罩立體定向放射外科治療過程中，一個小的反射基準標記放置在鼻子上，該標記與病人頭部兩側的兩個探測器的關係能發現病人的移動。檢測定位解析度在空間上是0.1毫米，在時間上是1秒。(中斷治療的)閾值可以設置為低至0.5毫米或高達3毫米。

基於頭架的立體定向放射外科治療過程

在UPMC-Presbyterian醫院，大多數被認為是極好的腦Leksell放射外科病例的患者仍在繼續使用基於頭架的治療，其中包括所有的動靜脈畸形、顱底腫瘤、以及三叉神經和丘腦的放射外科治療等功能性治療。因為有30年以上的廣泛的工作經驗，超過15000例患者，基於頭架的技術提供已知的超級準確性、可靠性、和牢固的固定同時也對輕度至中度任何程度的焦慮患者進行有意識的鎮靜藥物靜脈給葯。在那些罕見的需要全身麻醉的兒科或成人患者中，首選基於頭架的技術。目前,在動靜脈畸形的治療過程中只有基於頭架的治療是可採用數字減影血管造影進行補充靶區定位。沒有可用於面罩固定的DSA適配器。基於頭架的技術對出束時間超過30分鐘的病人、多個靶區的病人，以及靶區在顱骨的下部或極前或極後處尤其重要。採用某種形式的口服或靜脈鎮靜的有任何程度焦慮的病人需要被認為是差的候選人無框架Leksell放射外科治療。病人接受鎮靜，然後睡著或者變得糊塗導移動是很容易被ICON伽瑪刀的病人移動管理系統檢測到的。這接著導致射線束撤回，隨後馬上，病人被移出ICON伽瑪刀。照射的重建需要另一次CBCT掃描，是一個每次需要至少10-15分鐘進行採集、配准、確認、和重新啟動。

圖1所示。基於頭架的立體定向放射外科治療都是在一天內完成的。基於頭架的放外科射治療首先在局部麻醉和輕度有意識的鎮靜下安裝Leksell頭架。然後進行立體定向成像，將圖像導出到Gamma-Plan工作站進行劑量計劃。一旦劑量計劃完成並獲得批准，就開始治療(放射照射)(由 Elekta AB公司提供)。

基於頭架的治療的病人流程從我們團隊對病人的選擇和準備開始。在預定治療的當天早上，病人在05:30到達，並接受1毫克的舌下劑量的勞拉西泮(lorazepam）治療。一個靜脈注射（IV）被放置到加入有意識的鎮靜使用滴定劑量的米達唑侖（midazolam）和芬太尼（fentanyl）以安全放鬆病人。生命體徵得到監測，包括血壓、脈搏血氧飽和度和心率。病人在在血壓異常的情況下可行Trendelenburg位和反向Trendelenburg位的醫院輪床上取半坐位舒服地休息。女性更有可能有一些高血壓，而男性患者更容易受血管迷走性事件影響，可能需要增加靜脈補液，腳部抬高的姿勢，甚至是靜脈硫酸阿托品給葯。我們在局部麻醉注射安裝頭架時，經常使用小劑量的5% EMLA乳膏塗抹於額部和枕部以減少不適。一旦病人準備好安裝頭架，頭部已準備好酒精。我們更喜歡在頭部兩側各有一名團隊成員，這樣對側的固定釘可以一起固定。固定釘高度是既往手術史、有開顱史或鑽孔史的載頭架安裝時應予以避免。使用設置在Y等於95的耳桿將Leksell頭架連接到頭部，基礎環低於頸2（C2）左右的水平。頭架幾乎無需在左右方向上移動，除非有必要在顱骨上能安裝恰當的固定釘支撐。

一旦頭架被固定好，則檢查頭架帽（frame cap），Perfexion或ICON適配器，和進行頭部外形的氣泡測量。然後用擔架床把病人轉移到影像科，通常是MRI室。對不適合MRI掃描的病人，採集CT掃描。對動靜脈畸形患者，我們也包括DSA研究在內，這些研究是在血管造影時進行，然後選擇圖像電子傳送到劑量計劃系統。基於框頭的治療過程的標準工作流程如圖1所示。

在劑量計劃完成並輸出到合適的伽瑪刀後，病人被帶到治療室內，使用頭架連接到治療床上進行擺位。當完成病人驗證、計劃確認和病人固定，醫務人員離開治療室，治療小組開始治療過程。對於有殘留焦慮的患者或出束時間可能較長的患者，—— 例如有10處以上腦轉移瘤的患者——-給予額外的有意識鎮靜以確保病人得到放鬆和舒適。許多病人漸漸入睡。頭架固定能防止靶區在立體定向空間中有任何移動。

優勢

?工作流程變化不大。

?顱骨內的任何病變都可被治療，雖然有些可能需要變化伽瑪角。在70°的過伸對老年患者來說可能非常困難。

?從輕度到深度的有意識鎮靜有可能提供合適的生命體征監控。

?血管造影是可能的。

劣勢

?安裝頭架後的圖像會有固定釘相關的偽影，特別是單獨使用CT時。CT定位時，固定釘的位置需要儘可能地遠離靶區。

?頭架更具侵襲性。固定釘的位置額部用小的無菌條覆蓋然後貼上邦迪。既往開顱缺損或分流處必須避免。

?接受有意識鎮靜治療的患者直到完全清醒和警覺方能出現。

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