《Cureus》杂志 2020年5月27日在线发表斯坦福大学的Romanelli P , Chuang C , Meola A ,等撰写的《ZAP-X:放射外科治疗三叉神经痛的新设备。ZAP-X: A Novel Radiosurgical Device for the Treatment of Trigeminal Neuralgia.》（doi: 10.7759/cureus.8324.）。

引言

三叉神经痛(TN)的治疗是所有放射外科治疗规程中要求最高的之一，需要精确的照射和剂量的急剧下降。ZAP-X®是一种新的、创新性的无框架放射外科设备，可能是治疗三叉神经痛和其他脑功能障碍的一个有吸引力的平台。在这里，我们比较了单个患者的ZAP-X计划与已得到确认的专用放射外科设备射波刀产生的剂量测量。

ZAP-X® (加州San CarlosZAP Surgical System，Inc)是一种新的，基于图像引导的医用直线加速器(LINAC)的放射外科系统，用于治疗颅内和颈椎病变。ZAP-X的特征是焦斑大小（focal spot size）为2 mm的3兆伏特(MV) s波段直线加速器，在等中心点的剂量率为1500 MU/min，剂量线性度为3%，使用4mm准直器的射线束半影（beam penumbra）为1.8 mm，射线束对称度小于2%。ZAP-X直线加速器安装在一个轭架常平框架（yoked gimbals）内，每个框架精确地围绕一个共同的等中心点旋转，从而允许>2π的立体弧度立体角射线束覆盖（steradian solid angle beam coverage）。由于几乎所有的辐射都包含在该设备中，所以ZAP-X是“自屏蔽的self-shielded”，这使得它可以在没有放射治疗地下室（radiation therapy vault）的情况下安全地使用;在标准操作条件下，在距离装置周边1米的距离上，最大预期辐射当量剂量水平低于1 mSv/年，相当于公众辐射的限值。经过广泛的测试，发现ZAP-X系统满足了放射肿瘤学和放射外科行业广泛接受的安全性、准确性和性能要求。由于各种各样的因素,包括较低的射线束能量(3 MV相比其他放射外科的6 MV典型直线加速器系统),有限的半影（the limited penumbra）,有可用的4毫米准直器（the availability of a 4-mm collimator）,和执行非中心（non-isocentric）计划的能力,ZAP-X也提供有趣的平台功能放射外科治疗。

放射外科治疗三叉神经痛(TN)是功能放射外科治疗中最常见的措施。这类治疗的特点是向中枢神经系统(CNS)的焦点靶区照射高剂量(60至120Gy)，以调节疼痛或运动障碍。一项关于立体定向放射外科(SRS)治疗三叉神经痛(TN)的系统文献综述发现，65项研究报告6461例患者。虽然大多数报告的患者采用基于头架的SRS治疗，但使用常规直线加速器和射波刀(加州Sunnyvale市Accuray公司)的无框架(基于面罩的)图像引导的SRS治疗也被证明治疗三叉神经痛（TN）是安全、有效和微创的选项。因此，比较无框架ZAP-X和射波刀治疗TN的剂量学质量将是确定ZAP-X是否适合高剂量功能性治疗的重要第一步。本文的目的就是记录这种初步的比较。

方法

在ZAP-X和射波刀上，放射外科计划从单个患者的计算机断层扫描和磁共振成像(CT-MR)数据集融合描绘颅神经，射波刀作为验证的基准。同样的靶区和治疗计划约束被应用。计划由一位有治疗三叉神经痛（TN）经验的内科医生和一位医学物理师进行评估。ZAP-X治疗方案使用两个等中心点，通过4毫米准直器进行照射，该准直器基于非等中心点方案，通过81束射线照射29441 MU。射波刀计划使用5毫米准直器进行非等中心计划，通过88束射线照射17880MU。

图1.处方等剂量曲线比较。请注意，ZAP-X使用70%而射波刀CyberKnife使用80%作为处方等剂量线。

结果

通过目测，在等剂量剂量下，ZAP-X和射波刀覆盖的等剂量体积相似(分别为70%和80%，最大剂量(Dmax)为7500 cGy。射波刀的适形指数优于ZAP-X。然而，在50%、20%和10%等剂量下，ZAP-X的辐射体积较小(ZAP-X为0.12 cc、0.57 cc和1.69 cc；射波刀分别为0.18cc、0.91cc、3.41cc)。特别是，对于ZAP-X, 20%和10%的等剂量体积要小得多，尤其是在轴面和矢状面。

图2. ZAP-X和射波刀的50%、20%和10%等剂量线。

讨论

放射外科治疗三叉神经 痛（TN）在技术上具有挑战性。需要亚毫米级的空间精度，以确保受影响的TN的选定节段能够在单次治疗中被安全地地照射。典型的放射外科治疗持续约30分钟，其放射剂量与常规放射治疗一个月以上的患者的相当。不准确的治疗所固有的危险会给脑干和半月神经节照射危险的剂量，可能造成严重的神经系统后果。基于头架的放射外科治疗，无论是使用伽玛刀或使用基于直线加速器(LINAC)的SRS，已经广泛显示其精确定位三叉神经的能力，从而随时间过去提供疼痛缓解。最近，使用射波刀的无框架图像引导机器人放射外科治疗成为三叉神经痛（TN）的一种同样准确、安全、有效的治疗方式，从而为这种神经障碍提供一种侵袭性较小的非药物治疗。

在本报告中，需要注意两个团队在计划上的差异。采用两个等中心点使用ZAP-X进行治疗，可预期覆盖率较低，适形性指数较高；相比之下，典型的伽玛刀三叉神经根神经根切断术采用单个等中心点。此外，由于ZAP-P使用较低的能量(3 MV)射线束，因此并不奇怪，照射的监测单元跳数(MUs)就会较高。

由于治疗计划的技术和方法略有不同，因此决定不使用相同的处方剂量或处方等剂量曲线。我们认识到，在癌症治疗中，参照这样点的处方(边缘)剂量更为标准。然而，为了简化当前研究中涉及放射性病变的比较，作者选择在两种设备和治疗计划系统中保持Dmax不变。

ZAP-X是一种不需要地地下室的自屏蔽放射外科系统（a self-shielded radiosurgical system requiring no vault）。该设备已被开发用来提供通过双轭万向架由围绕靶区旋转的3兆伏（MV）直线加速器所产生的自足性辐射(self-containment of the radiation)。热塑性面罩将病人的头部固定在所需的位置。靶区定位由集成的平面千伏成像系统提供三维病人配准实现。在治疗之前和整个治疗过程中都要进行自动复位（Automatic realignment ）。剂量率为每分钟1500MUs，源轴距离(SAD）为45厘米。射线束准直是由有八个不同的尺寸(4毫米到25毫米)旋转的钨准直器提供。该系统可在治疗过程中通过准直轮自动更换准直器。可以进行等中心的和非等中心的剂量计划。剂量学验证由兆伏特(MV)图像探测器提供给量的实时检查（a real-time check of the administered dose）。

低能量直线加速器与4毫米准直器的结合，以及开发等中心和非等中心剂量计划的能力，使ZAP-X能够向三叉神经痛（TN）的一个扩展节段提供均匀的剂量，这在射波刀实验中被证明是安全和有效的。此外，与5mm射波刀准直器(1.8 mm相比2.1 mm)相比，ZAP-X 4mm准直器有利的半影限制了如脑干和半月神经节等关键结构的暴露。基于这几个数据点，ZAP-X可能为无框架图像引导的SRS治疗三叉神经痛（TN）提供剂量学优势。

结论

ZAP-X治疗三叉神经痛（TN）的计划优于相同的射波刀计划。含有20%和10%等剂量的脑容量在使用ZAP-X时更小，因此相对保护靶区附近的关键结构，包括三叉神经半月神经节和脑干。这一特征可能通过减少治疗相关并发症而具有临床意义。

 无论是定性的视觉检查（qualitative visual inspection）还是更多的定量测量（more quantitative measurements）都表明，应用ZAP-X治疗三叉神经痛（TN）与射波刀治疗三叉神经痛（TN）具有广泛的可比性。然而，更详细的比较表明，ZAP-X方案的(10%-20%等剂量体积)受照的低剂量比射波刀方案的小;这一观察结果可能具有潜在的临床价值。总之，我们的调查支持在 SRS治疗TN中使用ZAP-X。