الجراحة الإشعاعية وتطبيقاتها

من الناحية التاريخية تم تقديم مصطلح الجراحة الإشعاعية لوصف الطريقة التي تم بها استخدام العديد من حزم الإشعاع الضيقة لإشعاع الهياكل داخل الجمجمة من زوايا عديدة كعلاج بديل للجراحة.

الجراحة الإشعاعية

لسنوات عديدة تم استخدام إشعاع الجسيمات المشحونة (خاصة البروتونات)، لكن المرافق باهظة الثمن، كما تم استخدام أجهزة التصوير المقطعي المحوسب والغرسات المشعة. في الآونة الأخيرة، استحوذت المسرعات الخطية المتساوية على هذا الدور وزاد الاهتمام المقابل بهذه التقنية بشكل كبير.

ينبغي التمييز بين مصطلحي الجراحة الإشعاعية بالتوضيع التجسيمي والعلاج الإشعاعي التجسيمي، الأول ينطبق على علاج من جزء واحد مكافئ لعملية جراحية، في حين أن الأخير يشمل العلاج بواسطة كسور متعددة، كما تعتبر الجراحة الإشعاعية للآفات داخل الجمجمة التي تعتبر غير صالحة للجراحة أو تحمل مخاطر مفرطة من الجراحة التقليدية. على عكس العلاج الإشعاعي التقليدي، لا يتم علاج الآفة بقدر ما يتم تدميرها.

تطبيقات الجراحة الإشعاعية

في الواقع، بالإضافة إلى التطبيقات في طب السرطان، فإن أحد أكثر تطبيقات الجراحة الإشعاعية شيوعًا هو علاج التشوهات الشريانية الوريدية الحميدة، كما تعمل الجراحة الإشعاعية التجسيمية على طمس الأنسجة عن طريق إحداث التليف أو التليف داخلها.

كما يختلف المبدأ العلاجي تمامًا عن العلاج الإشعاعي الذي يهدف إلى الحفاظ على الخلايا السليمة ضمن الحجم المستهدف. الجراحة الإشعاعية مناسبة للإشعاع ذو الحجم الصغير وحيدة الطلقة، حيث يتم البحث عن الدقة بدقة والمطلوب تدرجات جرعة عالية.

ومع ذلك، يشير الباحثون إلى أن الغالبية العظمى من الآفات العصبية يتم علاجها بشكل أفضل عن طريق الجراحة التقليدية، وأنه يجب مراعاة المؤشرات وموانع الجراحة الإشعاعية بعناية فائقة قبل استخدام هذا الإجراء، لا يتوقع أن تحل محل الجراحة ويجب الحفاظ على دورها في المنظور، كما يلخص آخرون العديد من الحجج السريرية، قد يلاحظ الفيزيائي أنه من غير المحتمل أن تقدم الجراحة الإشعاعية، على الرغم من أهميتها، مبررًا فريدًا لشراء سيكلوترون أو ليناك وهذا قد يفسر سبب ندرة الأجهزة ذات الأغراض الخاصة أيضًا.

مهما كان العلاج المعتمد على الإشعاع الذي يتم اختياره، فإن المعرفة الدقيقة بموقع الهدف أمر ضروري، تم تطوير تقنيات تسجيل بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي ثلاثي الأبعاد والتصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني مع تصوير الأوعية الدموية بالطرح الرقمي، حيث أوضحت الدراسات لماذا قد يكون تصوير الأوعية ذات السطحين وحده أقل من مرضٍ، كما تم تطوير تنظير الورم الرقمي وهو مشابه لتصوير الأوعية بالطرح الرقمي، حيث يتم استخدام مولد الأشعة السينية ومكثف الصورة لإنشاء الصور في غرفة العمليات نفسها، يتطلب التوطين مجموعات بيانات تصوير مقطعي كاملة بشكل عام.

تتضمن جميع الجراحة الإشعاعية استخدام نوع من إطار التثبيت والتوطين، عندما يتم تثبيت مثل هذا الإطار التجسيمي في الجمجمة، يتم استخدامه في وضع الهدف المتمركز أي، يتم وضع الهدف في مركز جهاز التأشير وجميع المسارات الوصول إلى الهدف بغض النظر عن الاتجاه.

استخدام سكين جاما في الجراحة الإشعاعية

بصرف النظر عن الاستخدام المبكر للبروتونات في الجراحة الإشعاعية وجهاز (Leksell) الأصلي، الذي كان يحتوي على مجموعة أشعة سينية متصلة بإطار مجسم (Leksell 195 l)، فقد اعتمدت التقنية تاريخياً على إشعاع  6o^Co، كما تم إنشاء أول ما يسمى بـ “سكين جاما”، وتم تثبيته في مستشفى (Sophiahemmet) بالسويد في عام 1968.

تم نقله لاحقًا إلى كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، طور مستشفى كارولينسكا في ستوكهولم سكين جاما الثاني وتزامن وصوله في عام 1975 مع الاستخدام الواسع للتصوير المقطعي المحوسب، مما أعطى قوة دفع من خلال تحسين الدقة في تقنية الجراحة الإشعاعية التجسيمية. حتى الآن لم يكن هناك سوى تسعة منشآت في العالم.

يحتوي أول سكين جاما على 179 مصدرًا، النماذج اللاحقة لها 201، تركز جميع المصادر على نقطة واحدة على مسافة من المصدر إلى التركيز تبلغ 403 مم، كما تقع الحزمة المركزية عند 55 بوصة على المستوى الأفقي، تكمن المصادر في قوس k48 حول هذا الشعاع المركزي في المحور الطويل لوحدة العلاج وعند f80 على طول المحور العرضي لأريكة المريض، المصادر واردة في درعين نصف كرويين مصنوعين من الحديد.

هذا وقد تزن الوحدة بأكملها حوالي 18000 كجم وكان النشاط الإجمالي للمصدر 219 تيرا بايت في يوليو 1987. على عكس الوحدات السابقة، التي تم تركيبها في مواقع المستشفيات الخاصة بهم مع وجود المصادر في موضعها، تم تحميل الوحدة في بيتسبرغ في الموقع لأسباب وطرق، كما يتم استخدام الضغط الهيدروليكي المولد كهربائيًا لتحريك أريكة المعالجة وإغلاق باب التدريع. في حالة الفشل يتم توفير العديد من أنظمة النسخ الاحتياطي.

يتم تحقيق الموازاة النهائية عن طريق واحدة من أربع خوذات موازاة قابلة للتبديل مع 201 قناة تتماشى مع المصادر والفتحات القابلة للإزالة التي تنتج مجالات بقطر (4 أو 8 أو 14 أو 18) مم عند التركيز: 4 مم هو على الأرجح أصغر شعاع يمكن لأي آلة إنتاج. من ناحية أخرى، فإن الحجم 18 مم لأكبر ثقب ميزاء يحد من فائدة الجهاز في تشعيع الأورام الكبيرة.

كما يمكن أن تسد المقابس الفردية ثقوبًا محددة إذا لزم الأمر لحماية العينين أو لتغيير توزيع الجرعت، يعرض الباحثون اقتراحات بشأن الثقوب التي يجب سدها وتأثيرات ذلك على توزيع الجرعة ثلاثي الأبعاد. نظرًا لأن تدرجات الجرعة عالية جدًا باستخدام سكين جاما، فإن التشكل الدقيق لمنطقة الجرعة العالية إلى حجم مستهدف غير منتظم الشكل أمر مهم.

يتم إرفاق إطار التوضيع التجسيمي بالمريض تحت التخدير الموضعي وفي الورم يتم وضع الإطار في خوذة الموازاة، بحيث يكون الورم المراد علاجه في بؤرة التركيز. لبدء العلاج، يتم دفع الأريكة مع المريض في وضع جيد هيدروليكيًا إلى وحدة سكين جاما ورفاق الخوذة مع الموازاة الأولية، بعد الوقت المحدد تنعكس الأريكة للخارج، نموذجيًا يمكن للوحدة أن تقدم 300-400 cGy min، لذلك يلزم عدة دقائق من العلاج لجرعة واحدة، إذا كانت الآفة كبيرة فقد يكون من الضروري إجراء عدة طلقات (أي علاجات مع التركيز على مواقع مختلفة من الدماغ وربما باستخدام خوذات مختلفة).

العلاج الإشعاعي متعدد القوس باستخدام مسرع خطي

يعتبر المسرع الخطي المركب بشكل متساوي المركز خيارًا طبيعيًا لمصدر الأشعة السينية للجراحة الإشعاعية. في حين كان مصدر الأشعة السينية هو الخيار الأول لشركة ليكسل للجراحة الإشعاعية التجسيمية، فقد تم التخلي عنه بسبب الصعوبات في محاذاة الحزمة، إن التحرك نحو استخدام المسرعات الخطية هو نتيجة المحامل المحسنة كثيرًا  لمسرعات المودم. كل الخبرات المكتسبة من جاما نايف ذات صلة لأنه لا يوجد سبب للاعتقاد بأن هذه الأنظمة المختلفة ستنتج نتائج مختلفة في مجموعات متشابهة من المرضى وتشمل المزايا الأخرى التكلفة المنخفضة لليناك وتوافره للعلاج الإشعاعي التقليدي عند عدم استخدامه في الجراحة الإشعاعية.

من خلال الترتيب لمركز الورم ليكون في مركز متساوي، يصبح العلاج ممكنًا باستخدام شعاع من عدد من الأقواس غير المستوية من خلال الجمع بين دوران القنطرية مع عدد محدود من مواضع الأريكة مع الالتواء، كما يصبح العلاج الإشعاعي المجزأ ممكنًا أيضًا، مما قد يؤدي إلى زيادة النسبة العلاجية، ويعتمد نجاح العلاج الإشعاعي المجزأ على قابلية استنساخ وضع المريض، سواء بين جلسات التصوير التشخيصي أو بين أجزاء العلاج، كما يتطلب هذا عمومًا استخدام حامل رأس موثوق به وإطار للتوضيع التجسيمي.