《Cureus》杂志 2024年3月12日在线发表德国Charité - Universitätsmedizin Berlin, 的Felix Ehret, Nadja Kohlhase , Dochka Eftimova ,等撰写的《自屏蔽陀螺仪放射外科:前100例患者的前瞻性经验和分析Self-Shielding Gyroscopic Radiosurgery: A Prospective Experience and Analysis of the First 100 Patients》（doi: 10.7759/cureus.56035. ）。
背景
立体定向放射外科是治疗各种良性和恶性脑肿瘤的行之有效的治疗选择。它可以与多个治疗平台一起交付，通常需要屏蔽辐射库以满足监管安全要求。最近的技术进步导致了第一个能够提供陀螺仪放射外科(GRS)的自屏蔽平台。考虑到GRS治疗平台的数量有限，其特征的新颖性，以及可用数据的缺乏，我们报告了我们对前100名接受GRS治疗的患者的前瞻性经验。
立体定向放射外科(SRS)是治疗各种良性和恶性脑肿瘤的一种成熟的治疗选择。已有证据表明其有效性和安全性。已被证明用于治疗脑转移瘤(BM)、脑膜瘤、动静脉畸形、前庭神经鞘瘤、副神经节瘤和垂体腺瘤的治理。鉴于从全脑放疗(WBRT)向转移瘤靶向治疗的范式转变，放射外科治理在脑转移瘤治疗中发挥着特别重要的作用。
SRS可以与各种治疗平台一起使用，包括伽玛刀、射波刀和其他专用立体定向直线加速器。为了避免病人以外的人接触到辐射，并符合监管安全要求，治疗库通常不仅需要提供SRS治疗，还需要提供一般的放射治疗。然而，建造这样一个拱顶的空间条件和财政资源并不是普遍可用的。最近的技术进步导致了第一个自屏蔽平台，允许提供陀螺仪放射外科治疗(GRS)。这使得放射肿瘤学家和神经外科医生能够在没有保险库的情况下进行SRS治疗，潜在地增加了无法建立保险库的地区这种治疗的可用性。考虑到对合格人员、辐射库和治疗工具的需求，总体而言，全球获得放射治疗，特别是放射外科手术，是高度异质性的。由于技术进步一直在放射肿瘤学和放射外科中发挥着基础性作用，因此对治疗平台的专门分析对于评估其在日常临床常规中的有效性、安全性和性能至关重要。鉴于目前可用的GRS治疗平台的缺乏，其特点的新颖性和数据的缺乏，我们报告了我们在前瞻性研究背景下接受GRS治疗的前100名患者的经验，作为如何从一开始就科学评估新技术在放射肿瘤学和放射外科领域的引入的例子。
材料与方法
本分析纳入了前瞻性研究“自屏蔽陀螺仪放射外科-首次前瞻性观察研究和回顾性比较”(GRAY I)(临床试验标识号:DRKS00025820)的患者，这些患者在2021年12月至2022年11月期间接受了良性或恶性颅内肿瘤GRS治疗，并在2023年3月之前至少进行了一次临床和放射影像学随访。所有治疗均采用ZAP- X®(ZAP Surgical Systems Inc.， 美国加州San Carlos, ) GRS平台进行单次治疗。
使用ZAP-X®治疗计划系统(版本1.8.55 - 1.8.58)进行治疗计划，并使用计算机断层扫描和增强磁共振成像进行预先成像。计划靶体积(PTV)是通过在总肿瘤体积(GTV)上添加最小可行的边缘外扩，即一个CT体素(0.5 - 1mm)的各向同性边界来创建的，该总肿瘤体积(GTV)向邻近有危险的器官外扩0 mm。对于治疗前计划的验证，使用SciMoCa (Scientific RT, Munich, Germany)对选定的计划进行独立的、基于蒙特卡罗的二次剂量计算。此外，实时验证是通过测量离开病人的射束进行综合MV评估。使用无创热塑性面罩实现治疗固定。通过以45秒的间隔从不同角度获取平面kV图像，并将每张图像配准到数字重建的x光片上，通过移动治疗床立即纠正头部位置，可以补偿头部运动。恶性肿瘤患者在治疗后3个月进行第一次随访。对于良性病变，第一次随访安排在GRS治疗后6个月。
根据不良事件通用术语标准(CTCAE) 5.0版本对毒性进行分级。在第一次随访期间，患者对治疗体验的满意度在一个五级李克特量表(“1”到“5”，“1”代表“非常满意”，“5”代表“非常失望”)上进行了选择性测量。按照前面的描述评估和计算符合指数(CI，基于BrainSCAN定义)、新CI (nCI)、均质性指数(HI)和剂量梯度指数(GI)。收集并保存肿瘤及治疗特征。治疗时间定义如下:总治疗时间是完成整个治疗的时间，设置时间是完成头部kV图像引导对准所需的时间，交付时间定义为用户按下开始按钮或恢复治疗到最后一次射线束状态变化，即射线束关闭的时间。这还包括在治疗期间定期获取和审查kV图像，以及由于安全联锁(例如，系统组件靠近患者)造成的任何中断。所有治疗目标在第一次随访时进行了容积评估。对于多发性脑转移瘤患者，总结转移瘤体积。两名患者在SRS后出现了广泛的柔脑膜疾病，他们的体积数据被排除在分析之外。对每个良性肿瘤分别计数。体积数据采用Wilcoxon符号秩检验进行分析。相关性评价采用Spearman秩相关系数ρ。p值≤0.05为显著性。使用STATA MP 17.0 (StataCorp, College Station, TX, USA)进行统计分析。使用STATA MP 17.0和GraphPad Prism 8.01 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA)创建图形。所有研究参与者在研究登记和治疗前都提供了知情同意。这项研究得到了当地机构伦理审查委员会的批准。
采用GRS治疗颅内肿瘤患者为前瞻性研究对象。收集并分析患者及治疗特征，包括患者满意度。结果共治疗100例肿瘤155个。最常治疗的肿瘤包括脑转移瘤(BM)(49%)、前庭神经鞘瘤(31%)和脑膜瘤(14%)。恶性肿瘤和良性肿瘤的中位处方剂量分别为20 Gy和13 Gy。中位处方等剂量线为56%。总体肿瘤体积较小，中位BM的体积为0.37 cc，其他实体的中位体积为0.92 cc。中位总治疗时间为40分钟。剂量学性能指标中位数分别为1.20(适形性指数)、1.24(新适形性指数)、1.74(均质性指数)和3.13(梯度指数)。经治疗肿瘤的体积评估显示，在第一次可用的随访中，肿瘤体积总体减小。大多数患者对治疗体验满意。
讨论：
虽然有初步的回顾性数据，但据我们所知，这项研究是第一次对GRS的使用进行前瞻性分析。在放射肿瘤学领域采用新的治疗平台和技术对机构及其人员来说一直是一个挑战，但无疑是取得可衡量进展的必要条件。我们从一开始就决定在前瞻性临床研究的背景下评估GRS的有效性和安全性，到目前为止，我们的经验很好。虽然只有少数情况需要延长设置时间，但第一次随访时的治疗交付和结果是可靠的。对治疗肿瘤的体积评估显示，在第一次随访时，病变广泛消退，但前庭神经鞘瘤除外，部分患者出现部分肿胀，可能导致一些观察到的≥3级毒性。在剂量学方面，通过测量CI、nCI、HI和GI, GRS表现出坚实的性能。最近，Paddick等人报道了一项针对当前最先进的SRS平台的基准测试，包括GRS、射波刀、伽玛刀、Elekta Versa和Varian TrueBeam以及Edge。该研究分析了7个不同的SRS治疗病例，并发现了关于GRS的可比结果。良性肿瘤和BM的覆盖率分别为96.2和100%，与我们的中位数98.4%非常吻合。GI也与我们的结果相当一致(良性肿瘤为2.74 vs. 3.12, BM为3.83 vs. 3.21)。然而，微小的偏差可以通过分析案例的巨大差异(7 vs 100)及其具体细节来解释。虽然剂量学对SRS治疗的有效性和安全性至关重要，并且随着时间的推移，SRS平台的改进也有报道，但患者满意度也至关重要。
在这里，患者的治疗体验是好的，正如高满意度的研究参与者所强调的那样，即使不是所有的患者都决定报告。值得注意的是，绝大多数在我院接受治疗的患者决定参加本研究(>95%接受GRS治疗的患者)，这表明患者普遍愿意参与研究新技术和治疗工具的临床研究。然而，必须注意的是，这项研究是非干预性的，这可能会影响报告的参与率，因为没有进行实验治疗。放射肿瘤学的科学进步需要不断评估和改进治疗方式。任何新技术的引入，如GRS，都必须伴随着严格的科学调查，以确保其安全性、有效性和临床相关性。必须进行前瞻性研究，如本研究，以评估可行性，剂量学准确性和与新治疗方式相关的临床结果。通过这样做，我们可以为治疗平台建立可靠的证据，并促进其融入日常临床实践。此外，持续和结构化的报告将提供关于随时间推移的增量变化的进一步见解，这可能在缺乏临床研究的情况下被遗漏。
鉴于SRS在各种良性和恶性颅内肿瘤的治疗中所起的核心作用，它的可用性，与一般的放疗一样，在全球范围内仍然有限。全球采用SRS的主要障碍之一是需要配备专用治疗工具的专门辐射库，如基于线性加速器的平台或伽玛刀装置[8]。这些屏蔽辐射拱顶的建造、维护和操作成本很高，许多医疗机构无法进入，特别是在资源有限的环境或具有挑战性的空间环境中。因此，很大一部分可能从SRS中获益的患者无法获得这种先进的治疗方案。这与BM患者有很大的相关性。近年来，越来越多的证据开始转向立体定向治疗有限数量的脑转移，而不是WBRT，以保持受影响患者的认知功能和生活质量。因此，实施可能减少SRS障碍的技术进步对于向尽可能多的患者提供当前标准的护理至关重要。这对低收入和中等收入国家尤为重要。Pannullo等人强调了SRS领域的进一步发展需要，他说:“一个安装成本低廉，需要适度的培训才能使用的放射外科平台，可以远程支持，可以在改善复杂神经外科疾病的护理方面带来显著的好处，而不需要传统开颅手术的成本和未知因素。”
虽然自屏蔽可以缓解特定环境下的财务和结构挑战，但实施SRS的进一步问题仍然存在，例如对训练有素的人员的需求，能源消耗，以及在基于伽玛刀的SRS的情况下，放射性同位素的管理。自屏蔽GRS还为完善的基余钴源的伽玛刀提供了一种无同位素替代方案。然而，还需要进一步努力，在全世界范围内增加可获得的特SRS治疗措施。
必须承认，这项研究代表了对GRS的初步探索，存在一些局限性，需要进一步的研究来验证我们的发现并解决几个重要问题。首先，需要长期随访来评估GRS治疗患者的肿瘤预后。还应开展GRS与其他SRS平台之间的综合研究，包括剂量学分析，以提供进一步的见解并优化治疗及其交付。此外，未来的成本效益分析对于确定在不同医疗环境中实施GRS系统的经济可行性至关重要。总之，在全球范围内缺乏可用的SRS是立体定向放射治疗的一个重大挑战。作为传统SRS技术的潜在可行替代方案，GRS的出现为克服一些现有障碍提供了一个有希望的解决方案。通过消除对辐射库（radiation vaults）的需求，GRS有可能在特定情况下增加SRS治疗的可及性，并将其益处扩展到更大的患者群体。这种多功能性有望在服务不足的地区扩大SRS的可及性，并减少与先进放射治疗相关的医疗差距。为了充分挖掘GRS的临床潜力和实际意义，需要进一步的研究和合作。放射肿瘤学新技术的前瞻性分析对于全面评估其性能和安全性至关重要。我们鼓励在该领域有新工具可用时实施可比研究，并将报告我们未来在GRS方面的经验和进一步深入分析。
结论
我们首次使用GRS的前瞻性经验是良好的。剂量学性能、治疗时间、体积评估和患者满意度的分析表明其适合于颅内肿瘤的立体定向治疗。GRS的进一步前瞻性临床和剂量学分析正在等待中。
我们在前瞻性临床研究中首次使用GRS的经验是有利的，患者入组率高，患者满意度普遍。对剂量学性能和治疗时间的分析表明，尽管在早期采用新的治疗平台时存在共同的挑战，但它适用于颅内肿瘤的立体定向治疗。鉴于其自屏蔽能力，GRS的实施和使用可能提供一种方法来满足对SRS治疗日益增长的需求。对放射肿瘤学新治疗平台的使用进行一致和持续的评估对于保持质量标准和改进未来的治疗至关重要。
