ŚRODOWISKO TECHNOLOGII GAMMA KNIFE
Technologia Gamma Knife® jest technologią bardzo popularną i docenianą przez neurochirurgów. Doczekała sie ogromnej ilości opracowań klinicznych potwierdzających jej skuteczność i bezpieczeństwo stosowania. Najbardziej spektakularnym zakupem ostatnich lat był zakup Gamma Knife® Perfexion przez MD Anderson, klinikę zwykle uznawaną za nr 1 na świecie w leczeniu nowotworów.
Technika Gamma Knife® była historycznie pierwszą stereotaktyczną techniką leczenia promieniowaniem jonizującym. Wprowadzenie do terapii w 1952r. ramy stereotaktycznej doprowadziło do skonstruowania pierwszego systemu Leksell Gamma Knife® w Karolinska Institute w roku 1967. Konstruktorami byli szwedzki neurochirurg Lars Leksell i radiobiolog z Uniwersytetu w Uppsali, Börje Larsson. Do dziś popularną nazwą urządzenia pozostaje Leksell Gamma Knife®.Oryginalna koncepcja konstrukcyjna urządzenia Leksell Gamma Knife® okazała się na tyle udana, że została bez większych modyfikacji użyta we wszystkich kolejnych modelach (wyjątek stanowi Gamma Knife Perfexion, w którym dokonano istotnych modernizacji). Koncepcja ta polega na jednoczesnym uruchomieniu ok. 200 wiązek promieniowania (201 w starszych modelach, 192 dla wersji Perfexion), które są skierowane i skupione w jednym punkcie, tzw. izocentrum. Jest to w najczystszej formie, również i współcześnie, realizacja idei radioterapii, przy użyciu wiązek zewnętrznych promieniowania jonizującego. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu niezwykle precyzyjnej struktury mechanicznej urządzenia w połączeniu z niewielkimi źródłami stałymi izotopu Co-60. Idea zastosowania źródeł stałych (Co60) oraz precyzyjnego systemu fizycznych kolimatorów (udokumentowana dokładność poniżej 0,4mm dla wszystkich zainstalowanych na świecie urządzeń) sprawia, że Leksell Gamma Knife® jest jedynym urządzeniem, które pozwala na przeprowadzenie terapii promieniowaniem w trybie ambulatoryjnym, jednofrakcyjnym w zakresie zastępującym klasyczny zabieg neurochirurgiczny. Stąd odniesienie do noża (Knife). Parametry Leksell Gamma Knife® do dzisiaj są nieosiągalne dla innych urządzeń. Niezwykła prostota i łatwość obsługi, najwyższa dokładność mechaniczna oraz stabilność dozymetryczna wiązek terapeutycznych, a zarazem najniższe narażenie tkanek zdrowych na skutki promieniowania jonizującego charakteryzują urządzenie o unikalnych własnościach terapeutycznych. Leksell Gamma Knife® jest zdecydowanie dedykowanym narzędziem dla radioneurochirurgii głowy o ustalonej renomie.
Pozycja terapii Gamma Knife® w leczeniu promieniowaniem.
Usytuowanie terapii Gamma Knife® prezentuje poniższy rysunek. Współcześnie używa się wszystkich technik wymienionych na tym rysunku, wszystkie są potrzebne, wszystkie służą leczeniu promieniowaniem i każda ma zastosowanie w określonych sytuacjach. Odpowiedzi na pytanie, która jest lepsza można udzielić wyłącznie w przypadku, gdy dodatkowo określimy:
- kto wykorzystuje:
- do leczenia jakiej zmiany
Bieżąca działalność naukowa dla technologii Gamma Knife®.
Działań tych jest wiele i prowadzonych przez każdego z użytkowników niezależnie. Funkcjonuje również niezależne od producenta forum, które regularnie organizuje ogólnoświatowe spotkania swoich członków. Proszę zwrócić uwagę na liczbę publikacji na samym tylko zjeździe.
Kilka faktów na temat Technologii Gamma Knife®.
Spis treści:
2. Technologia z punktu widzenia pacjenta.
3. Organizacja ośrodka radioneurochirurgii.
4. Technologia Gamma Knife® – poziom techniczny i zainteresowanie na świecie.
5. Porównanie technologii Gamma Knife® z innymi technologiami.
1. Dlaczego Gamma Knife® jest wprost zastosowaniem idei radioterapii?
Gamma Knife® konstrukcyjnie najlepiej wypełnia podstawową zasadę radioterapii. Podstawowa zasada radioterapii mówi, że należy maksymalizować dawkę na tkankę chorą a minimalizować dawkę na tkankę zdrową. Budowa anatomiczna człowieka narzuca konieczność dostarczania dawki do tkanki chorej poprzez tkankę zdrową. Dlatego spełnienie podstawowej zasady odbywa się poprzez zwiększanie liczby wiązek terapeutycznych, a co za tym idzie ograniczenia kumulowania dawki w tkankach zdrowych znajdujących się na drodze promieniowania dostarczanego do obszaru tkanek chorych. Dlatego Gamma Knife® realizuje jednoczasową terapię przy użyciu 192 wiązek zapewniając możliwość dostarczenia chirurgicznej dawki w obszarze objętym chorobą przy jednoczesnym minimalnym narażeniu tkanek zdrowych. Takie narzędzie pozwala wykorzystać metody radioterapii do rozszerzenia wachlarza procedur neurochirurgicznych. Jest to jedyna technologia zapewniająca wykorzystanie promieniowania jonizującego w celu podania chirurgicznej (letalnej) dawki z dokładnością geometryczną poniżej 0,4mm. Pierwsze zainstalowane w Polsce urządzenie posiada udokumentowaną dokładność 0,22mm.
2. Dlaczego ten rodzaj terapii jest możliwy dla Gamma Knife® a niemożliwy dla innych urządzeń?
Ponieważ Gamma Knife® używa źródeł stałych wykonanych z izotopu Co60, które są dostępne jednoczasowo i bezzwłocznie w każdej chwili.Każdy przyspieszacz posiada pojedynczą wiązkę i musi zmieniać oraz weryfikować ułożenie wzajemne pacjenta na stole i głowicy dla każdej wiązki promieniowania przed uruchomieniem leczenia. Zastosowanie w Gamma Knife® źródeł promieniowania w postaci izotopu zapewnia 100% pewność realizacji pełnej procedury. Jest to kluczowy element związany z narażeniem pacjenta na skutki ponownej ekspozycji na promieniowanie.
3. Czy Gamma Knife® to jedyne urządzenie, przy użyciu, którego można dostarczyć promieniowanie tak wielu wiązek?
Nie, ale jest to jedyne urządzenie, które umożliwia jednoczasowe podanie prawie 200 wiązek.
4. Czy liczba wiązek jest jedynym wyróżnikiem Gamma Knife®?
NIE. Dwa kolejne to precyzja i ochrona tkanek zdrowych do takiego poziomu, że jest to urządzenie przy użyciu którego można napromieniać nawet ciężarne kobiety.Ze względu na to, że wszystkie wiązki Gamma Knife® są konstrukcyjnie ustalone, dokładność urządzenia przewyższa urządzenia, które wyprowadzają wiązkę po zmianie pozycji głowicy (lub układu listków kolimatora). Jest to technicznie łatwe do zrozumienia. Dodatkowo, Gamma Knife®, dzięki sztywnemu rozwiązaniu konstrukcyjnemu oraz braku elementów związanych z koniecznością przyspieszania cząstek posiada parametry promieniowania ’rozproszonego’ – poza wiązką podstawową – lepsze od urządzeń z ruchomą głowicą. Szacuje się, że promieniowanie dostarczane do tkanek zdrowych jest w przypadku Gamma Knife® wielokrotnie mniejsze niż dla dowolnego innego urządzenia terapeutycznego. Narażenie na promieniowanie tkanek zdrowych poza lokalizacją głowy i szyi jest nawet 100 krotnie mniejsze niż przy użyciu urządzeń terapeutycznych innych typów.
2. TECHNOLOGIA Z PUNKTU WIDZENIA PACJENTA
1. Dlaczego jednoczasowe podanie wielu wiązek jest tak ważne?
Gdyż skraca czas leczenia to poziomu akceptowalnego. Każde urządzenie z głowicą ruchomą prowadziłoby napromienianie z tak wielu wiązek przez czas nieakceptowalny dla chorego pacjenta ułożonego na stole terapeutycznym.
2. Ile trwa leczenie przy użyciu Gamma Knife®?
Najczęściej jest to bezinwazyjny, ambulatoryjny zabieg jednorazowy. Dla tych przypadków, które poddają się leczeniu Gamma Knife®, jest to najmniej obciążająca metoda dla pacjentów. W przypadkach, gdy Gamma Knife® nie może być stosowany pozostaje metoda klasycznej neurochirurgii lub napromienianie przy użyciu przyspieszaczy .
3. Co można powiedzieć o stanie zdrowia pacjenta po zakończeniu leczenia?
Kluczowym elementem określającym komfort życia pacjenta po zakończeniu leczenia jest nie tylko podanie właściwej dawki na zmianę, ale również oszczędzenie tkanki zdrowej. Wysoka liczba instalacji Gamma Knife® w ośrodkach referencyjnych na całym świecie, pokazuje, że procedury stereotaktyczne realizowane przy tego urządzenia są dobrze akceptowane zarówno przez neurochirurgów jak i przez pacjentów.
3. ORGANIZACJA OŚRODKA RADIOCHIRURGII
1. Czy jest możliwe użycie Gamma Knife® samodzielnie przez neurochirurga?
Takie podejście nie jest stosowane. Opracowane procedury jednoznacznie wymagają współpracy z radioterapeutą, jakkolwiek to neurochirurg powinien decydować, czy przypadek podlega klasycznej metodzie neuronawigacji, czy nadaje się do zastosowaniu promieniowania jonizującego. O zastosowaniu promieniowania jonizującego ostatecznie powinien wypowiedzieć się specjalista radioterapii.
2. Czy Ośrodek Gamma Knife® to ośrodek radioterapii?
Oczywiście, aczkolwiek dzięki swojej unikalnej konstrukcji nie wymaga tak rozbudowanego zespołu, infrastruktury jak klasyczny zakład radioterapii. Dozymetria i kontrola jakości odbywają się przy użyciu specjalnie skonstruowanych narzędzi, które nie mają zastosowania w klasycznym zakładzie radioterapii.Dodatkowo, ze względu na charakterystykę techniczną Gamma Knife®, jest to bardzo bezpieczny ośrodek radioterapii. Procedury kontroli jakości i dozymetryczne są znacznie uproszczone, gdyż urządzenie jest znacznie bardziej niezawodne.
3. Czy przy pomocy Gamma Knife® można napromieniać wszystkie zmiany w mózgu?
Nie. Z medycznego punktu widzenia, prawidłowo skonstruowany ośrodek neuroradiochirurgii powinien umożliwiać zastosowanie metody klasycznych (neuronawigacja), Gamma Knife® (Neuroradiochirurgia) i radioterapia (przyspieszacz). Dopiero wtedy można mówić o pewności stosowania właściwych metod w każdej jednostce chorobowej.
4. TECHNOLOGIA GAMMA KNIFE – POZIOM TECHNICZNY I ZAINTERESOWANIE NA ŚWIECIE
1. Technologia Gamma Knife® powstała w roku 1968 Czy technologia Gamma Knife® nie jest zatem technologią przestarzałą?
Na pewno nie. Jest to jedyne urządzenie skonstruowane przez neurochirurgów dla neurochirurgów. A tak długi okres użytkowania koncepcji świadczy o jej doskonałych parametrach terapeutycznych. W okresie od 1968 roku zrealizowano wiele kolejnych modeli, z których najnowszy, Gamma Knife® Perfexion jest modelem najdoskonalszym. Powstał on w dość niecodzienny sposób. Producent zapytał wiodących neurochirurgów na świecie, jakie urządzenie uznaliby za urządzenie swoich marzeń. Po kilku latach producent zaproponował dokładnie takie urządzenie. Leksell Gamma Knife® Perfection jest jedynym urządzeniem radioterapeutycznym skonstruowanym wg specyfikacji użytkownika.
2. Jaki jest poziom sprzedaży bieżącej tego urządzenia na świecie?
Przez ostatnie 3 lata sprzedano ok. 100 urządzeń Perfexion . Liczba wszystkich instalacji na świecie – 287. Dynamika sprzedaży wzrosła, gdyż model Perfexion umożliwia wzrost liczby pacjentów dla pojedynczego urządzenia do znacznie powyżej 1000 rocznie, jest w pełni zautomatyzowany i oferuje wyśmienite warunki ochrony radiologicznej (w pomieszczeniu Perfexion można umieścić okno). Statystyka światowa pokazuje, że liczba leczonych rocznie pacjentów stale rośnie i sięga 50 000 rocznie. Dla ustalenia uwagi, przyspieszacz jest liczony na ok. 800 pacjentów rocznie.
3. Jakie korzyści niesie fakt, że technologia Gamma Knife® pozostaje w użyciu przez tak długi okres?
Lekarz może wnioskować o efektach swojej pracy wyłącznie na podstawie statystyk. Literatura porównawcza i statystyki są jednoznaczne oraz wykonane w tych samych warunkach klinicznych.Studia porównawcze można prowadzić wyłącznie przy założeniu, że sposób realizacji w porównywanych ośrodkach jest identyczny, Dla pozostałych urządzeń (z ruchomymi głowicami) jest to trudne i wymaga wielkiego wysiłku organizacyjnego. Zresztą nie zawsze również pewne. Gamma Knife® oferuje rozwiązanie konstrukcyjne, dla którego trudno jest popełnić niedokładności lub pomyłki.
4. Dlaczego dla Gamma Knife® istnieje tak obszerna literatura?
Jak już powiedziano, ilość literatury na temat Gamma Knife® opublikowanej na podstawie wieloletnich badań i uznanych przez najbardziej prestiżowe publikacje na świecie jest prawdopodobnie największa spośród wszystkich urządzeń terapeutycznych radioterapii. Podstawowe powody są 2:- unikalna i długo pozostająca w użyciu konstrukcja- brak zmian konstrukcyjnych w części podstawowej umożliwia wiarygodne porównanie danych wieloletnich.
5. Jakie korzyści niesie dostępność tak obszernej literatury n/t leczenia Gamma Knife®?
Daje neurochirurgowi pewność leczenie w sposób prawidłowy, ale również zapobiega powikłaniom. Technologia Gamma Knife® wykazuje poziom powikłań pooperacyjnych na poziomie 10 krotnie niższym od jakichkolwiek innych metod, w tym metod neurochirurgii klasycznej.
6. Przykłady bieżących potwierdzeń przydatności technologii Gamma Knife®.
a. MD Anderson, jedna z największych organizacji medycznych w U.S.A., często uznawana za Nr 1 na świecie, wybrała do celów terapii w obrębie głowy Gamma Knife® Prefexion.
b. Republika Czeska (placówka w Pradze) została właśnie wyposażona w nowe urządzenie Perfexion zakupione z pieniędzy PUBLICZNYCH po zrealizowaniu leczenia przy użyciu poprzedniego modelu około 10’000 pacjentów.
7. Stosowalność.
Powtarzamy za MD Anderson (strona jak w stopce):Gamma Knife® surgery is best for: Cancer that has metastasized (spread) to the brain, head or neck areaTumors in the base of the skullMalignant gliomasAcoustic neuromasPituitary tumorsMeningiomas
5. PORÓWNANIE TECHNOLOGII GAMMA KNIFE Z INNYMI TECHNOLOGIAMI
1. Czy przy użyciu Gamma Knife® można leczyć te same lokalizacje, co przy użyciu przyspieszaczy?
NIE. Konstrukcja Gamma Knife® czyni z niego specjalizowane urządzenie dla napromieniania zmian onkologicznych i nieonkologicznych mózgu oraz górnego odcinka kręgosłupa szyjnego, ale jednocześnie ogranicza jego stosowalność do tego obszaru. Ograniczeniem stosowania jest również wielkość zmiany chorobowej.
2. Jeśli Gamma Knife® jest tak doskonałym urządzeniem, to dlaczego nie jest stosowany do innych lokalizacji?
Są 2 główne przyczyny, obydwie związane z dokładnością.a. Konstrukcja Gamma Knife® jest podporządkowana dokładności. Nie ma możliwości unieruchomienia zmiany w lokalizacjach innych niż głowa/szyja z dokładnością submilimetrową ze względu na to, że daje takie możliwości tylko rama stereotaktyczna. b. Z powodu czynności oddechowych jak i samoistnych ruchów narządów w obszarze jamy brzusznej taki sposób unieruchamiania, nawet gdyby istniał, nie miałby sensu. Niedokładności w omawianych obszarach mogą sięgać centymetrów, podczas gdy Gamma Knife® operuje na dokładnościach poniżej 0,4 mm.
3. Jak zatem prowadzona jest terapia przy użyciu innych urządzeń?
Zwykle poprzez realizację terapii frakcjonowanej, czyli napromieniania pacjenta przez kolejne np. 5 tygodni lub zastosowanie kompromisu związanego ze zwiększeniem akceptowalnego marginesu błędu przy realizacji zabiegu. Jednak takie podejście może wprowadzać ograniczenia, które w niektórych przypadkach wykluczają ich zastosowanie w terapii.Szczegóły techniczne tych zagadnień związanych z realizacją radioterapii frakcjonowanej są bardzo skomplikowane i wymagałyby oddzielnej dyskusji. Ogólnikowo powiedzmy tylko, że:a. tkanka ludzka ma możliwość regeneracji. W konwencjonalnej radioterapii podanie całkowitej dawki mogło by spowodować nieodwracalne uszkodzenia tkanek zdrowych, zaburzyć funkcjonowanie organizmu, a nawet doprowadzić do śmierci pacjenta. Dlatego dawkę terapeutyczną podaje się w porcjach tzw. frakacjach.b. Wielkość frakcji jest określona biologicznie i powoduje reakcję szokową napromieniowanych tkanek, w obszarze których jest deponowana. W czasie trwania reakcji szokowej leczonych tkanek nie są uruchamiane procesy naprawcze, dlatego ten czas wykorzystują tkanki zdrowe (które podczas sesji również otrzymały pewną dawkę (mniejszą od „dawki szokowej”) na uruchomienie procesów naprawczych.c. Kolejna porcja promieniowania terapeutycznego jest podawana przed zakończeniem lub niedługo po zakończeniu czasu trwania reakcji szokowej. W efekcie leczone tkanki nie są w stanie się regenerować natomiast tkanki zdrowe prowadzą procesy naprawcze uszkodzeń.Podsumowując, należy stwierdzić, że dla Gamma Knife®, który konstrukcyjnie posiada możliwość napromieniania ze 192 silnie skolimowanych wiązek jednoczasowo, możliwe jest dostarczenie całkowitej planowanej dawki terapeutycznej do obszaru tkanek chorych przy jednoczesnym ograniczeniu dawki w tkankach zdrowych poniżej progu reakcji szokowej komórek.
4. Czy Gamma Knife® można zastąpić innymi technologiami radioterapii uzyskując te same wyniki?
Nie. Na pewno nie przez najbliższe lata. Powodów jest kilka. a. Konstrukcja Gamma Knife® i jego sposób funkcjonowania daje dużą pewność neurochirurgowi, a to właśnie neurochirurg powinien w pierwszej kolejności decydować o sposobie terapii mózgu. W tym sensie jest to urządzenie proste w obsłudze oferujące wszystkie niezbędne elementy.b. Radioterapia frakcjonowana stosowana jest w przypadkach, kiedy nie można zastosować procedur neurochirurgicznych.c. Leczenie pacjentów zawsze będzie najlepszej jakości, jeśli może opierać się o możliwie szeroką literaturę. Zakres literatury dotyczącej leczenia przy użyciu Gamma Knife® jest absolutnie unikalny, również z powodów omówionych w punktach poprzednich.d. Koszt ewentualnych terapii hadronowych jest nieporównywalny z Gamma Knife®, a nie oferuje w żaden udokumentowany sposób jakiejkolwiek przewagi medycznej. Terapia hadronowa mózgu dałaby prawdopodobnie lepsze wyniki niż napromienianie przy użyciu przyspieszaczy, Ale nie ma żadnych dowodów na to, iż dałaby lepsze wyniki niż Gamma Knife®. Tym bardziej, że ewentualne korzyści w porównaniu do technologii Gamma Knife® są związane z jeszcze większym ograniczeniem dawki w obszarach tkanek zdrowych. Brak doniesień o komplikacjach związanych z niepożądaną reakcją tkanek zdrowych na zastosowaną terapię przy użyciu Gamma Knife®, zapewnia tendencję związaną z rozwojem tej technologii.
5. Czy technologia Gamma Knife® jest kategorią wydzieloną?
Nie, ale na świecie wydzielona jest kategoria neuroradiochirurgii. Gamma Knife tradycyjnie zajmuje w tej kategorii pierwsze miejsce we wszystkich aspektach. Z wyników raportu, przeprowadzonego w pierwszym kwartale 2008 roku przez niezależną organizację MD Byline, na temat poszczególnych technologii medycznych, w oparciu o opinie użytkowników wykorzystujących daną technologię (bez uwzględnienia instalacji w toku) wynika, że we wszystkich kategoriach użytkownicy uznali technologię Elekta za najlepszą.Ograniczenie grupy badanej zostało przyjęte po to, by wypowiedzieli się tylko ci użytkownicy, którzy mają rzeczywiste doświadczenie w użytkowaniu ocenianego urządzenia. Kategorie rozpatrywane to: jakość działania systemu, niezawodność systemu, instalacja/wdrożenie, trening aplikacji, szybkość reakcji serwisu, jakość serwisu oraz ocena średnia.