放射外科手术机器人® 系统的肺癌立体定向放射治疗

实时呼吸追踪,无与伦比的精度

不管肿瘤多么复杂,位于什么位置,创新的Synchrony® 呼吸追踪系统都能够为肺癌患者提供极其精准、高效的非手术治疗方案。

CyberKnife central lung

极致精准的机器人放疗系统可为每一位患者提供个体化治疗。

放射外科手术机器人系统综合采用了先进的机器人治疗技术和复杂的呼吸运动追踪技术,根据肿瘤的位移对射束进行动态校正,使临床团队能够以极高的精度投照较高的剂量,为患者提供个体化治疗方案。

Accuray CyberKnife Dynamic SBRT Lung Tracking
CyberKnife Prostate Outcomes

临床益处得到了充分的验证

最近两份前列腺癌立体定向放射治疗临床研究结果显示,对不可预测的前列腺癌移动和旋转,使用 6 轴机器人机械臂进行运动追踪和自动校正,获得了绝佳的临床治疗效果8,9。这是针对特定设备(仅指放射外科手术机器人®系统)- 迄今为止,同类研究中,最大规模的前瞻性多中心临床研究,提供了稳健的临床数据,验证了放射外科手术机器人系统立体定向放射治疗 (SBRT) 对低度风险和中度风险前列腺癌患者的安全性和有效性。

放射外科手术机器人系统立体定向放射治疗对低度风险和中度风险前列腺癌患者的疗效的前瞻性评估

剂量均匀分布

放射外科手术机器人系统立体定向放射治疗对低度风险和中度风险前列腺癌患者的疗效的前瞻性评估:

模拟 HDR 近距离放射剂量分布

实时运动校正

放射外科手术机器人系统的全集成影像引导系统可以在治疗期间连续获取立体 kV 影像,追踪病灶的移动情况,并据此对射束进行实时、自动校正1。6 轴的机器人机械臂可以对每个射束进行调整,甚至会考虑到射束的任何平移和旋转变化。不管位移有多小,系统都会自动对所有位移进行校正,从而保持亚毫米级的精度1-7

预测性的呼吸追踪和校正

对于随着呼吸运动的肿瘤,Synchrony 呼吸追踪系统会使用光学相机对患者的呼吸运动进行追踪,患者在正常呼吸下,让射束与肿瘤同步运动。创新的 Synchrony 系统构建了一个关联模型,并且在治疗期间根据呼吸变化连续更新呼吸模型的变化,将机器人系统的校正延迟考虑在内,提前 120 毫秒预测肿瘤的运动情况。该技术仅需勾画可能存在微侵犯的临床靶区 (CTV),不再需要勾画内靶区 (ITV),并允许使用较小的计划靶区 (PTV)。

无框架立体定向治疗

放射外科手术机器人系统不需要固定框架,就可以提供立体定向治疗方案,从而增强患者的舒适感,简化治疗程序。热塑性面罩、泡沫垫或真空垫等简单固定装置不仅可以让患者舒适地保持治疗位置,而且可以防止出现连机器人机械臂都无法进行校正的巨大位移。

Illustration of frameless stereotactic targeting for lung cancer with the CyberKnife System from Accuray
CyberKnife chest wall

陡峭的剂量梯度

射波刀系统的机器人可以安全有效地实施非共面、非等中心和等中心照射。不管疾病多么复杂,位于什么位置,这种广泛的照射角度可以雕刻出适形的剂量分布,并提供安全有效的治疗方案。它可以根据邻近关键结构的病灶需求,生成陡峭的剂量梯度,最大程度地减少正常组织受到的照射剂量。

系统的精度得到了验证

放射外科手术机器人系统采用针对解剖结构的专有算法对肿瘤的运动情况进行追踪。这种专用的图像引导追踪算法无需配备笨重的侵袭性固定框架,即可获得亚毫米级的精度1-7。目前,已获得学术机构对该系统图像引导技术的亚毫米级精度的独立验证结果。

CyberKnife Lung

6D 颅骨追踪系统,总系统误差:

  • 0.95 毫米(安科锐参数)
  • 0.48 ± 0.22 毫米2
  • 0.30 ± 0.12 毫米6
  • 0.44 ± 0.12 毫米3

基准点追踪系统,总系统误差:

  • 0.95 毫米(安科锐参数)
  • 0.29 ± 0.10 毫米3

Xsight® 脊椎追踪系统,总系统误差:

  • 0.95 毫米(安科锐参数)
  • 0.53 ± 0.16 毫米3
  • 0.52 ± 0.22 毫米4
  • 0.61 ± 0.27 毫米5

Synchrony® 呼吸追踪系统,总系统误差:

  • 0.95 毫米(安科锐参数)
  • < 0.6 毫米7

准直器选择的多样性

放射外科手术机器人系统提供了一系列的准直器,满足从三叉神经痛到各种肿瘤的广泛临床治疗多样性的需求。

  • 固定孔径准直器
  • Iris™ 可变孔径准直器
  • InCise™ 2 多叶准直器

临床获益得到了充分的验证

放射外科手术机器人系统可以为比邻敏感结构的中央型肺癌7 和胸壁附近的肺部肿瘤8 患者提供安全有效的立体定向放射治疗方案。此外,该系统对无法进行手术的周围型肺癌患者同样有着绝佳的临床治疗效果9-11。有两项随机试验的汇总分析结果显示,肺癌立体定向放射治疗,患者耐受性更好;且对比可手术早期肺癌的外科治疗,可能会提高总体生存率12

CyberKnife central lung

临床病例展示

参考文献:

 

CyberKnife System Accuracy:

1) Kilby W. et al. “The CyberKnife® Robotic Radiosurgery System in 2010” TCRT. 2010; 9(5): 433-452 – https://dx.doi.org/10.1177/153303461000900502

2) Muacevic A. et al. “Feasibility, safety, and outcome of frameless image-guided robotic radiosurgery for brain metastases.” J Neurooncol. 2010; 97: 267-274

3) Antypas C. and Pantelis E. “Performance evaluation of a CyberKnife G4
image-guided robotic stereotactic radiosurgery system.” Phys Med Biol.
53:4697-4718, 2008

4) Muacevic A. et. al. “Technical description, phantom accuracy, and clinical feasibility for fiducial-free frameless real-time image-guided spinal radiosurgery” J Neurosurgery Spine. 2006; 5(4): 303-312 – https://doi.org/10.3171/spi.2006.5.4.303

5) Ho et. al. “A study of the accuracy of cyberknife spinal radiosurgery using skeletal structure tracking” Neurosurgery. 2007; 60: 147-156

6) Romanelli P. et al. “Image-Guided Robotic Radiosurgery for Trigeminal Neuralgia” Neurosurgery. 2017; Nyx571 – https://doi.org/10.1093/neuros/nyx571

7) Muacevic A. et. al. “Technical Description, Phantom Accuracy, and Clinical Feasibility for Single-session Lung Radiosurgery Using Robotic Image-guided Real-time Respiratory Tumor Tracking” TCRT. 2007; 6(4): 321-328 – https://doi.org/10.1177/153303460700600409

 

Lung:

7) Nuyttens J.J. et al. “Outcome of four-dimensional stereotactic radiotherapy for centrally located long tumors” Radiotherapy and Oncology. 2012; 102: 383-387

8) Podder T. et al. “Chest wall and rib irradiation and toxicities of early-stage lung cancer patients treated with CyberKnife stereotactic body radiotherapy.” Future oncology. 2014; 10(15): 2311-2317

9) Brown W.T. et al. “Application of robotic stereotactic radiotherapy to peripheral state I non-small cell lung cancer with curative intent.” Clin Oncol (R Coll Radiol). 2009; 21: 623-631

10) Snider J.W. et al. “CyberKnife with tumor tracking: an effective treatment for high-risk surgical patients with single peripheral lung metastases” Front Oncol. 2012; 2: 63 – https://doi.org/10.3389/fonc.2012.00063

11) Lischalk J.W. et al. “Long-term outcomes of stereotactic body radiation therapy (sbrt) with fiducial tracking for inoperable stage I non-small cell lung cancer (nsclc).” J Radiat Oncol. 2016; 5: 379-387 – https://doi.org/10.1007/s13566-016-0273-4

12) Chang S. et al. “Stereotactic ablative radiotherapy versus lobectomy for opereable stage I non-small-cell lung cancer: a pooled analysis of two rancomised trials.” Lancet Oncol. 2015; 16(6) 630-637 – https://doi.org/10.1111/1759-7714.12574

 

 

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