E-kniha: Radiochirurgie gama nožem -- Principy a neurochirurgické aplikace - Roman Liščák; kolektiv

RADIOCHIRURGIE GAMA NOŽEM

Principy a neurochirurgické aplikace

Hlavní autor a pořadatel:

Doc. MUDr. Roman Liščák, CSc.

Spoluautoři:

MUDr. Tomáš Chytka MUDr. Dušan Urgošík, CSc.

PhDr. Martin Kořán, CSc. Doc. MUDr. Vilibald Vladyka, CSc.

Doc. Ing. Josef Novotný, CSc. Prof. MUDr. Josef Vymazal, D. Sc.

MUDr. Gabriela Šimonová, CSc.

Pracoviště autorů:

Oddělení stereotaktické a radiační neurochirurgie (OSRN), Nemocnice Na Homolce, Praha

Radiodiagnostické oddělení, Nemocnice Na Homolce, Praha (prof. MUDr. Josef Vymazal, D. Sc.)

Recenzenti:

Prof. MUDr. Miroslav Galanda, CSc.

Doc. MUDr. Jiří Náhlovský, CSc.

Nakladatelství Grada Publishing, a.s., děkuje Nemocnici Na Homolce

za spolupráci a podporu při vydání této publikace.

Na vydání této publikace se spolupodílela Nadace Charty 77.

© Grada Publishing, a.s., 2009

Ilustrace, není-li uvedeno jinak, z archivu autorů.

Cover Design © Grada Publishing, a.s., 2009

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, Praha 7

jako svou 3626. publikaci

Rukopis redakčně upravovali RNDr. Jana Maredová, Mgr. Jan Lomíček

Sazba a zlom Martin Hanslian

Počet stran 240 + 8 stran barevné přílohy

1. vydání, Praha 2009

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s.

Husova ulice 1881, Havlíčkův Brod

Tato publikace je určena pro odbornou zdravotnickou veřejnost a pracovníky ve zdravotnictví vybraných oborů.

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami

příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny

s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní

důsledky.

Všechna práva vyhrazena. Tato kniha ani její část nesmějí být žádným způsobem reprodukovány, ukládány či rozšiřovány

bez písemného souhlasu nakladatelství.

ISBN 978-80-247-2350-1

ISBN 978-80-247-6374-3

© Grada Publishing, a.s. 2011

(tišt ěná verze)

(elektronická verze ve formátu PDF)

Obsah

Seznam zkratek 11

Předmluva 12

Úvod 13

R. Liščák

1 Historie radiochirurgie gama nožem 15

V. Vladyka

Literatura 18

2 Fyzikální principy radiochirurgie 19

J. Novotný

2.1 Fyzikální principy stereotaktické radiochirurgie nebo radioterapie 19

2.2 Základní charakteristiky účinku ionizujícího záření na živé systémy 20

2.2.1 Interakce ionizujícího záření s látkou 22

2.2.2 Základní procesy absorpce záření v látce 22

2.2.3 Fotoelektrický jev 24

2.2.4 Comptonův rozptyl 25

2.2.5 Tvorba párů 26

2.2.6 Interakce nabitých částic 27

2.2.7 Absorbovaná dávka 29

2.2.8 Účinek ionizujícího záření na tkáň 29

Literatura 30

3 Technické provedení radiochirurgie a stereotaktické radioterapie 32

J. Novotný

3.1 Stereotaktický rám 32

3.2 Stanovení rozměrů hlavy 34

3.3 Plánovací systém 35

3.4 Plánování léčby 35

3.5 Leksellův gama nůž 37

Literatura 40

4 Systém zabezpečování jakosti při radiochirurgii na Leksellově gama noži 41

J. Novotný

4.1 Metoda procesního stromu 42

4.2 Procesy zajišťování jakosti léčby 42

4.2.1 Kalibrace Leksellova gama nože 42

4.2.2 Stanovení absorbované dávky 43

4.2.3 Stanovení kolimátorového faktoru a izodózního rozložení 44

4.3 Kontrola jakosti LGN 45

4.4 Lokalizace lézí 45

4.5 Stereotaktický rám 47

4.6 Plánování a optimalizace léčby 48

4.7 Léčba na LGN 48

4.8 Mechanické chyby 49

4.9 Chyby nastavení 49

4.10 Záznam léčby 49

4.11 Základní chyby 50

Literatura 51

5 Zobrazování v radiochirurgii 52

J. Vymazal

5.1 Úloha MR v radiochirurgii 52

5.2 Strategie zaměřovacího MR vyšetření 53

Literatura 55

6 Radiobiologie 56

G. Šimonová

6.1 Poradiační poškození DNA a kritických buněčných objemů 56

6.2 Buněčný cyklus a radiosenzitivita 58

6.3 Kinetika buněčného růstu zdravých tkání 59

6.4 Nádorový růst 60

6.5 Radiosenzitivita a radiorezistence 60

6.6 Faktory ovlivňující radiosenzitivitu 61

6.7 Radiosenzitivita a buněčný cyklus 62

6.8 Radiosenzitivita a objemový faktor 62

6.9 Biologický efekt záření a biologické modely 62

6.10 Radiobiologický účinek u jednotlivých patologických intracerebrálních lézí 65

6.11 Radiobiologické rozdíly mezi jednorázovým a frakcionovaným ozářením 67

6.12 Léčebná odpověď a její hodnocení u zhoubných nádorů 67

6.13 Léčebná odpověď a její hodnocení u benigních nádorů a jiných benigních afekcí 68

6.14 Radiosenzitivita mozkové tkáně a toleranční dávky 69

6.15 Komplikace po ozáření 70

Literatura 71

7 Psychologická péče o pacienty léčené gama nožem 73

M. Kořán

Literatura 75

8 Meningiom 77

R. Liščák

8.1 Radiochirurgická léčba 77

8.1.1 Výsledky radiochirurgické léčby meningiomu 78

8.1.2 Komplikace radiochirurgické léčby 80

8.2 Ostatní léčebné možnosti 82

8.3 Indikace k radiochirurgické léčbě 85

Literatura 87

9 Vestibulární schwannom 93

R. Liščák

9.1 Výsledky radiochirurgické léčby 96

9.2 Komplikace radiochirurgické léčby 99

9.2.1 Riziko parézy lícního nervu 99

9.2.2 Riziko zhoršení sluchu 101

9.2.3 Riziko neuropatie trojklaného nervu 101

9.2.4 Zvětšení nádoru po radiochirurgické léčbě 102

9.2.5 Hyporesorpční hydrocefalus 103

9.2.6 Sekundární maligní nádory 104

9.3 Ostatní léčebné možnosti 105

9.3.1 Mikrochirurgická operace 105

9.3.2 Stereotaktická frakcionovaná radioterapie 106

9.3.3 Frakcionovaná radioterapie 107

9.3.4 Konzervativní postup – přirozený průběh onemocnění 107

9.4 Indikace k radiochirurgické léčbě 108

Literatura 108

10 Adenom hypofýzy 114

R. Liščák

10.1 Laboratorní vyšetření 114

10.2 Radiochirurgická léčba adenomu hypofýzy 115

10.2.1 Antiproliferační efekt radiochirurgie u afunkčního adenomu hypofýzy 116

10.2.2 Akromegalie 120

10.2.3 Adenomy produkující ACTH 121

10.2.4 Prolaktinom 121

10.3 Radiační tolerance normální hypofyzární tkáně 124

10.4 Komplikace radiochirurgické léčby 124

10.5 Ostatní léčebné možnosti 125

10.6 Indikace k radiochirurgické léčbě 125

Literatura 127

11 Nádor glomus jugulare – chemodektom 131

R. Liščák

11.1 Výsledky radiochirurgické léčby 133

11.2 Ostatní léčebné možnosti 134

11.3 Indikace k radiochirurgické léčbě 136

Literatura 137

12 Kraniofaryngeomy 139

T. Chytka

12.1 Výsledky radiochirurgické léčby 139

12.2 Stereotaktická minimálně invazivní léčba 142

12.3 Mikrochirurgická resekce a frakcionovaná radioterapie 142

Literatura 143

13 Chordomy a chondrosarkomy baze lební 145

T. Chytka

13.1 Výsledky radiochirurgické léčby 148

13.2 Ostatní léčebné možnosti 148

Literatura 150

14 Mozkové metastázy 151

G. Šimonová

14.1 Radiochirurgická léčba 153

14.2 Ostatní léčebné metody 156

14.2.1 Ozáření celého mozku 156

14.2.2 Ozáření celého mozku v kombinaci s radiochirurgickým ozářením 157

14.2.3 Neurochirurgická resekce 157

14.2.4 Kortikoidní terapie 157

14.3 Léčba reziduálních lézí, recidiv a nových metastáz 160

14.4 Léčebné komplikace po ozáření 160

14.5 Prognostické faktory 161

14.6 Srovnání jednotlivých léčebných metod 162

14.7 Indikace k radiochirurgické léčbě 163

Literatura 164

15 Gliomy 168

R. Liščák

15.1 Výsledky radiochirurgické léčby 169

15.2 Ostatní léčebné možnosti 174

15.3 Indikace k radiochirurgické léčbě 175

Literatura 176

16 Arteriovenózní malformace 178

R. Liščák

16.1 Radiochirurgická léčba AVM 180

16.2 Neuroradiologické zobrazení AVM 184

16.3 Komplikace radiochirurgické léčby 185

16.4 Riziko krvácení AVM 186

16.5 Ostatní léčebné možnosti 186

16.6 Indikace k radiochirurgické léčbě 189

Literatura 191

17 Kavernom 196

R. Liščák

17.1 Radiochirurgická léčba kavernomu 196

17.2 Komplikace radiochirurgické léčby 200

17.3 Ostatní léčebné možnosti 201

17.4 Venózní malformace a jejich léčba 201

17.5 Indikace kavernomu k radiochirurgické léčbě 202

Literatura 203

18 Funkční radiochirurgie 206

D. Urgošík

18.1 Neuralgie trojklaného nervu 206

18.1.1 Esenciální (primární, idiopatická) neuralgie trojklaného nervu 207

18.1.2 Atypická neuralgie trojklaného nervu 208

18.1.3 Symptomatická neuralgie trigeminu spojená s demyelinizačním onemocněním 208

18.1.4 Symptomatická neuralgie při herpes zoster

– postherpetická neuralgie trigeminu (PHN) 208

18.2 Trigeminální autonomní bolesti hlavy 209

18.3 Neuralgie nervus glossopharyngeus 210

18.4 Talamotomie 211

18.5 Cingulotomie 211

18.6 Hypofyzektomie 213

18.7 Psychochirurgické výkony gama nožem 214

18.8 Extrapyramidové poruchy pohybu 215

18.9 Epilepsie 216

Literatura 217

19 Oftalmoradiochirurgie 221

R. Liščák

19.1 Technické aspekty oftalmoradiochirurgie 221

19.2 Uveální melanom 222

19.2.1 Výsledky radiochirurgické léčby 222

19.2.2 Ostatní léčebné možnosti 225

19.2.3 Indikace k radiochirurgické léčbě 225

19.3 Chorioidální neovaskularizace při věkem podmíněné makulární degeneraci (VPMD) 226

19.4 Glaukom 227

19.5 Vzácnější indikace v oftalmoradiochirurgii 228

Literatura 232

Rejstřík 236

ACTH – adrenokortikotropní hormon

APS – automatický polohovací systém

(automatic positioning system)

AOVM – angiograficky okultní

vaskulární malformace

AVM – arteriovenózní malformace

CI – index konformity (conformity index)

CT – počítačová tomografie

CR – kompletní regrese

(complete regression)

CNS – centrální nervová soustava

DNA – kyselina deoxyribonukleová

DSA – digitální subtrakční angiografie

FOV – zobrazovací pole (field of view)

FRT – zevní frakcionovaná radioterapie

IGF I – insulin like growth factor I

LGN – Leksellův gama nůž

LGP – plánovací systém

(Leksell GammaPlan)

MTLE – mesial temporal lobe epilepsy

MR – magnetická rezonance

MRI – magnetická rezonance (magnetic

resonance imaging)

NOT – nitrooční tlak

OCD – obsesivně-kompulzivní onemocnění

(obsessive compulsive disorder)

OGTT – orální glukózový toleranční test

PCI – Paddickův index konformity

PET – pozitronová emisní tomografie

PIV – objem plánované izodózy

(prescription isodose volume)

PFS – přežití bez progrese

(progression free survival)

PHN – postherpetická neuralgie trigeminu

PN – Parkinsonova nemoc

PR – parciální regrese

PTV – plánovaný terčový (cílový) objem

(prescription target volume)

REZ – root entry zone

RPA – regression partitioning analysis

SM – sclerosis multiplex

SR – stereotaktická radiochirurgie

SRT – stereotaktická radioterapie

STH – růstový hormon

SÚJB – Státní úřad pro jadernou bezpečnost

TLD – tumorózně letální dávka

TN – neuralgie trigeminu

VEGF – vascular endothelial growth factor

VPMD – věkem podmíněná

makulární degenerace

Seznam zkratek

Předmluva

Jsem rád, že mohu uvítat na světě tuto obsáhlou od -

bornou publikaci, která shrnuje naše i světovézku

šenosti s používáním Leksellova gama nože přiléč

bě širokého spektra onemocnění mozku.

Pražský gama nůž byl 8. v Evropě a 37. na světě.

Díky vysoce odborně zdatnému lékařskému týmu

se oddělení stereotaktické a radiační neurochirur

gie se svými výsledky stalo v krátké době jedním

z předních a uznávaných pracovišť na světě. Přitom

je na světě Leksellových gama nožů dnes v provozu

již 266.

Lékařský tým oddělení stereotaktické a radiační

neurochirurgie poskytuje kvalifikovanou lékařskou

péči všem občanům naší země zdarma a prakticky

neprodleně, jakmile je zjištěna diagnostickávhod

nost takového výkonu. Za patnáct let své činnosti

pražský gama nůž provedl skoro 9000 ozáření – řadí

se proto i svým výkonem na jedno z předních míst

na světě.

Leksellův gama nůž byl zakoupen z prostředků

shromážděných v celostátní sbírce organizované

Nadací Charty 77 a Výborem dobré vůle OlgyHav

lové v letech 1991–1992. Účast a nadšeníobyvatel

stva, které provázelo tuto sbírku, jsou přinejmenším

srovnatelné s proslulou všenárodní sbírkou naobno

vu Národního divadla, které, krátce po svémvybu

dování, v roce 1881 poničil požár.

Pražský Leksellův gama nůž však poskytuje po -

moc nejen našim pacientům, kteří si na tento „svůj

nůž“ tak říkajíc nasbírali sami, ale ve spolupráci

s Nadací Charty 77, která nůž zakoupila a je jeho

formálním vlastníkem, ročně poskytujeNemocni

ce Na Homolce bezplatné ošetření také 10 dětským

pacientům z Ukrajiny, kteří jsou vybíráni vespolu

práci s kyjevským Romodanovým ústavemneuro

chirurgie. ČSA navíc zajišťují pro dětské pacienty

a doprovázejícího rodiče velmi zlevněné letenky.

Chtěl bych jménem Nadace Charty 77 i svým

vlastním poblahopřát všem spolupracovníkůmod

dělení stereotaktické a radiační neurochirurgie

k dosaženým úspěchům a popřát jim stejněúspěš

nou činnost i v budoucích letech.

František Janouch

předseda SR Nadace Charty 77

Úvod

R. Liščák

Leksellův gama nůž byl instalován v pražskéNe

mocnici Na Homolce v roce 1992 a v říjnu téhož

roku zahájilo provoz oddělení stereotaktické ara

diační neurochirurgie. Radiochirurgie neníkonku

renční metodou otevřené operace, ale zapojuje se do

komplexu ostatních léčebných metod a značná část

pacientů, často 1/3 až 2/3, jsou léčeny kombinací

různých metod – otevřené operace, radiochirurgie,

frakcionované radioterapie, medikamentózní léčby,

popřípadě neuroradiologické endovaskulárníinter

vence.

Příznivé podmínky pro rozvoj radiochirurgie

vedly v jednotlivých indikacích u nás k víceméně

optimálnímu využití této léčebné metody. Ubenig

ních nádorů je tak podíl radiochirurgické léčby na

neurochirurgické léčbě pacientů 20–50 %, u me

tastáz a arteriovenózních malformací kolem 50 %,

u neuralgie trojklaného nervu asi 30 % z celkového

počtu indikací. Nejde tedy o exkluzivní léčebnou

metodu určenou jenom velmi omezenému počtupa

cientů, ale znalost indikací a léčebných výsledkůra

diochirurgické léčby je užitečná pro všechny lékaře

v neurooborech, onkologii, ale také pro praktickélé

kaře, protože s pacientem, kterému může významně

pomoci radiochirurgická léčba, se může setkatté

měř každý lékař.

Za 15 let činnosti našeho oddělení zde bylo gama

nožem provedeno na 9000 radiochirurgickýchope

rací. Tím se stal pražský gama nůž jedním znejvy

tíženějších přístrojů svého druhu na světě. Takto

získanou klinickou zkušenost se snažíme shrnout

v předkládané publikaci.

V teoretické části představujeme fyzikálníprin

cipy radiochirurgické léčby, její technické provedení

a systém zabezpečování jakosti, následující kapitolu

věnujeme zobrazovacím metodám, zejménamagne

tické rezonanci – pro stereotaxi zobrazovací metodě

číslo jedna. Následuje kapitola věnovaná základům

radiobiologie. Ve světě není zcela běžné poskytovat

pacientovi v průběhu léčby gama nožem podporu

klinického psychologa a v tomto směru ojedinělou

zkušenost předkládáme v samostatné kapitole.

V klinické části jsme věnovali kapitolynejčastě

ji léčeným diagnózám. Onemocnění léčená pomocí

Leksellova gama nože lze rozdělit do pěti hlavních

skupin: benigní a maligní nádory, cévnímalforma

ce, funkční onemocnění a onemocnění oka.

Vzhledem k incidenci v populaci jsounejčastější

mi typy benigních nádorů indikovaných kradiochi

rurgické léčbě meningiomy, vestibulární schwan

nomy a adenomy hypofýzy. Tyto tři diagnózy spolu

s chemodektomem, kraniofaryngeomem achordo

mem tvoří 97 % všech benigních nádorůindikova

ných k léčbě gama nožem. Ostatní benigní nádory

jsou diagnostikovány a následně léčeny ve výrazně

menším počtu, protože i jejich výskyt v populaci je

daleko vzácnější. Výsledky a úlohuradiochirurgic

ké léčby u benigních nádorů budeme proto ilustrovat

na šesti zmíněných diagnózách.

Největší skupinu maligních nádorů léčených

gama nožem představují mozkové metastázy.Sou

časně uplatnění radiochirurgie v jejich léčběpřed

stavuje největší potenciál této léčebné metody do

budoucna. Naproti tomu uplatnění radiochirurgie se

svým ostře ohraničeným zonálním efektem je ugli

omů vzhledem k jejich infiltrativní povazeomeze

né. Metastázy a gliomy představují 99 % maligních

mozkových nádorů, které jsou gama nožem léčeny,

a proto jim věnujeme samostatné kapitoly.

Další skupinu onemocnění tvoří cévní malforma -

ce. Zatímco radiochirurgie arteriovenózních mal

formací mozku je velmi efektivním způsobem jejich

léčby, kavernomy jsou kontroverzní indikací kradi

ochirurgické léčbě a postoj, zda je radiochirurgicky

14 Radiochirurgie gama nožem

léčit anebo ne není zdaleka jednotný. Oběma skupi -

nám věnujeme samostatnou kapitolu.

Funkční onemocnění tvoří široké spektrumdiagnóz zahrnující léčbu bolesti, pohybových poruch,

epilepsie a psychochirurgie. Výrazně nejčastějším

typem funkčního onemocnění indikovaného k léčbě

gama nožem je neuralgie trojklaného nervu.Problematiku funkčních onemocnění shrnuje přehledná

kapitola.

Poslední oblastí, v níž má radiochirurgie své

uplatnění, jsou některé oftalmologické diagnózy.

Vyvážené uplatnění má radiochirurgie již řadu let

v léčbě uveálního melanomu. Není to ale jedinéonemocnění oka, kde může radiochirurgie účinnězasáhnout. Jsou prověřovány výsledky radiochirurgie

u věkem podmíněné makulární degenerace anebo

u pokročilých forem sekundárního glaukomu. Zdá

se ale, že v těchto indikacích nepřitáhlaradiochirurgie pozornost oftalmologů natrvalo.

Radiochirurgie by se v České republice nemohla

rozvinout do současné podoby bez sbírky, kterou

organizovala nadace Charty 77 před sedmnácti

lety, a náš dík patří prof. Františku Janouchovi,

který byl duchovním otcem myšlenky pořízení

gama nože pro Československo. Tato sbírka na

konto Míša umožnila pořídit nákladné zařízení

v době, kdy by podobný nákup z prostředků, jimiž

disponovalo české zdravotnictví, byl velmi problematický. Zřejmě by v té době nebyl možný už

jenom z toho důvodu, že by málokdo věřil vefektivnost této investice. Takové námitky ostatně v té

době zaznívaly. Dosažené výsledky a početpacientů proto mohou být dobrou satisfakcí provšechny, kteří se na sbírce podíleli. Dalším dobrodiním

pro rozvoj oddělení byla volba prvního přednosty

oddělení, doc. MUDr. Vilibalda Vladyky, CSc.Radiochirurgie je typickým příklademmultidisciplinárního oboru. Svým moudrým nadhledem anoblesní přívětivostí přitáhl ke spolupráci odborníky

různého zaměření ve vstřícném duchu a z tohoto

daru těžíme při naší práci dodnes. Náš dík patří

všem spolupracovníkům v Nemocnici NaHomolce. V průběhu patnácti let činnosti našeho oddělení

byla příležitost setkat se při léčbě společnýchpacientů v různé míře prakticky s každým oddělením

nemocnice a nesmírně si vážíme dobré vzájemné

spolupráce. Mezi ostatními vzpomeňme alespoň

spolupráci s radiodiagnostickým oddělením,neurochirurgií a neurologií. Po celou dobu svéexistence se oddělení také těšilo plné podpoře vedenínemocnice, které umožnilo gama nůž dvakrátmodernizovat. Děkujeme také všem spolupracovníkům

mimo naši nemocnici, ať už se podíleli na přípravě

pacientů k radiochirurgické léčbě, anebo na další

péči po proběhlé léčbě gama nožem. Vážíme si

rovněž možnosti šířit poznatky o radiochirurgické

léčbě v pregraduální výuce mediků zejména na 3.

a 1. lékařské fakultě UK v Praze a v postgraduální

výuce v rámci IPVZ. Doufáme, že v tomto úsilínaomůže i předkládaná publikace.

Pojem radiochirurgie bývá nejčastěji spojován

s Leksellovým gama nožem. Právem, protože Lars

Leksell (obr. 1.1) byl autorem konceptu tétoneuro

chirurgické disciplíny a gama nůž byl a zůstávázla

tým standardem radiochirurgické léčby, tedyjedno

rázového fokálního intrakraniálního ozaření.

Určité formy fokálního ozáření užily skupiny

pracující v 50. až 80. letech s vysokoenergetickými

těžkými částicemi urychlovanými vsynchrocyklo

tronu. Ozařovaly nádory v selární oblastizaměřo

vané podle RTG vyšetření [6, 7, 10, 18, 22], ale bez

využití stereotaktické metody. Spojení radiačních

postupů s nově se uplatňující stereotaxí čekalo na

inovativní a průkopnický talent neurochirurga,kte

rý se v ideální kombinaci objevil u Larse Leksella.

Jeho osobní dispozice byly zcela výjimečné. Svou

odbornou kariéru začal na vědeckém poli. Pracoval

u laureáta Nobelovy ceny Ragnara Granita a popsal

funkci periferního motorického gama-systému, jež

patří k základním neurofyziologickým poznatkům

[16]. Klinickou práci začal na neurochirurgii ve

Stockholmu u prof. Herberta Olivecrony, kterýpat

řil mezi přední světové neurochirurgy v prvnípolo

vině 20. století. Po přechodném působení v Lundu

se Lars Leksell stal profesorem a převzal místo po

Olivecronym. Končila doba heroickéneurochirur

gie charakterizovaná operacemi bez vypracované

anestezie, často provázenými velkými ztrátami

krve a velkou operační úmrtností. Vlivem těchto

zkušeností se Lars Leksell po celý svůj život snažil

zavádět do neurochirurgie co nejšetrnějšídiagnos

tické a léčebné postupy, aby byly ušetřeny jemné

nervové funkce [16]. Věnoval se zavedeníultrazvu

ku do neurochirurgie, zjemňoval neurochirurgické

instrumentárium a byl mezi několika prvnímipra

covníky ve světě, kteří užili v neurochirurgiistereo

taxi. Již v roce 1947 na tom spolupracoval s jejím

zakladatelem Henry Wycisem ve Philadelphii a ve

Stockholmu pak pokračoval vlastním způsobem.

Roku 1951 publikoval koncepci radiochiurgie [11]

a s užitím svého arkopolárního stereotaktického

systému provedl cílené ozáření Gasserova ganglia

konvenční rentgenovou lampou při neuralgiitrige

minu [13].

1 Historie radiochirurgie gama nožem

V. Vladyka

Obr. 1.1 Lars Leksell 1907–1986 (se svolenímElek

ta AB)

+

16 Radiochirurgie gama nožem

K realizaci mozkové radiochirurgie se bylo třeba

dopracovat mnoha trpělivými kroky. Dobrézkušenosti se stereotaktickým ovlivněním trigeminalgií

vedly k záměru ovlivňovat neztišitelné bolestipostihující různé oblasti těla cílenými, dobřeohraničenými lézemi v jádrech talamu [2]. K destrukci

mozkové tkáně by však nestačilo poměrně slabé

rentgenové záření. Bylo zřejmé, že bude třeba užít

záření s vyšší energií a zaměřit je z mnoha zdrojů

do jednoho bodu k docílení nekrotizujícího efektu.

Leksell navázal spolupráci s radiobiologem Börje

Larssonem pracujícím se synchrocyklotronem vinstitutu G. Wernera v Uppsale. Spolu s nímexperimentálně zkoušel vytvářet ohraničené mozkové léze

mnohočetnými svazky paprsků s vysokou energií,

cílenými do jednoho ohniska [1, 8, 19]. Zesynchrocyklotronu to byly urychlené protony, elektrony

nebo ionty. Technická náročnost těchto postupů,

spojená s velkou nákladností zařízení, nesplňovala předpoklad snadného klinického užití. To vedlo

posléze Leksella ke koncepci využití radioaktivního

gama záření ve speciálně konstruovaném přístroji

pro ozařování nitrolebních cílů, tzv. gama jednotce.

První konstrukce „Gamma Unit I“ byla uvedena

do provozu v roce 1968 [2] a byla zaměřena naindikace v oblasti funkční neurochirurgie. Meziprvními radiochirurgickými operacemi převažovaly

gamatalamotomie pro neztišitelné bolesti [12] agamakapsulotomie u pacientů s obsedantní nutkavou

neurózou a úzkostnými stavy [15]. Pro vytvoření

ohraničené radionekrózy v těchto anatomických

strukturách se hodily kolimátory oválného průměru

3 × 5 mm a 3 × 7 mm, které vytvářely radiolézediskového tvaru. První léčebné zkušenosti potvrdily,

že metoda je vysoce efektní a splňuje požadavekminimální zátěže pro nemocného, není zatíženamortalitou a má jen nepatrné riziko morbidity.

Leksell měl ve svém neurochirurgickém týmu

řadu pracovníků zabývajících se různými aspekty

stereotaxe. Někteří byli zaujati jeho novou radiochi -

rurgickou metodou. Zvláště v tom vynikl Erik-Olof

Backlund, který se podílel na řadě inovacístereotaktického instrumentária. Jeho zásluhou bylorozšíření indikací z oblasti funkční neurochirurgie na

nitrolební nádory [2]. Jako první se nabízely nádory

v selární oblasti, které bylo možné již tehdy zacílit

s pomocí rentgenového zobrazení. Vybraní pacienti

s kraniofaryngiomem a adenomem hypofýzyprověřili možnosti uplatnění radiochirurgie u tumorů.

Ty vyžadovaly mnohočetné, prostorově vhodně

rozmístěné cíle záření, aby léčebná dávka pokryla

definovaný tvar a objem nádoru. Takové tvarování

ozařovaného cíle vyžadovalo mnoho úmorné práce

radiofyziků, kteří museli propočítat „ručně“(nebyly ještě počítače) diagramy překrývajících se dávek

s přihlédnutím k různým rozměrům hlavy a krůznému časovému rozpadu zdrojů záření.

Pro rozšířené indikace bylo vhodnější volitkolimátory cirkulárního průřezu a širšího průměru, ty

byly použity v roce 1975 ve druhé verzi přístroje

„Gamma Unit II“. Mohly tak být ozařovány ivětší objemy než u prvního přístroje. K tomu zásadně

přispělo i vypracování počítačového programu pro

plánování.

Zatímco Leksellova spolupráce s radiofyziky

připravila teoretickou bázi radiochirurgie [5, 9, 17,

20], se svými klinickými spolupracovníkyprověřoval v pilotních studiích další indikace: vestibulární

schwannomy [14], arteriovenózní malformace [21],

pineální tumory [3] a radiační hypofyzektomii [4].

Současně propracovávali všechny prvkystereotaktického systému – od sádrové přilby přes hliníkový

fixační rám až po současný „G-frame“ umožňující

užití všech dosavadních zobrazovacích metod aširokou škálu stereotaktických postupů.

K rozvoji radiochirurgie zásadním způsobempřispěly v sedmdesátých letech počítače, jednak kpřímému zobrazování léčeného cíle pomocí počítačové

tomografie (CT), nukleární magnetické rezonance

(MR) a počítačové subtrakční angiografie (DSA),

jednak k rychlému a přesnému vypracováváníozařovacích plánů. Radiochirurgická metoda se dostala

po prvních dvou desetiletích z fáze klinickýchexerimentů do fáze rutinního užití. Metoda dosud

užívaná jen ve Stockholmu se začala šířit do světa.

V osmdesátých letech dostal výrobce přístroje první

objednávky ze zahraničí – z Buenos Aires, pak ze

Sheffieldu, Bergenu a Pittsburgu. Výrobcepřipravil novou verzi přístroje vybavenou větším počtem

kolimátorů s průměry od 4 do 18 mm a označil ji

chráněným názvem Leksellův gama nůž (LGK).

V dalším časovém vývoji poptávka po přístrojinarůstala a s rozšiřováním výroby docházelo i kžádoucím inovacím. Po prvním modelu „U“ bylmodifikován další model „B“ tak, aby byla usnadněna

výměna zdrojů záření, která je žádoucí po uplynutí

Historie radiochirurgie gama nožem 17

poločasu rozpadu. Na frekventovaných pracovištích

je výměna prováděna po 6–7 letech. Další inovace

přinášela v modelu „C“ částečnou robotizacimanu

álních úkonů, a tím zvýšila přesnost a spolehlivost

procesu ozáření i frekvenci léčených pacientů.Nej

novější úpravy v modelu „Perfexion“ posilujírobo

tizační prvky, zlepšují komfort pacienta při ozáření

a rozšiřují možnosti aplikace ozáření gama nožem

na celou oblast hlavy i krku. Pochopitelně sezlepšu

jí i počítačové plánovací systémy (původní systém

KULA byl nahrazen GammaPlanem v několikaná

sledně zdokonalovaných verzích).

Proniknutí gama nože na americká pracoviště

(1987) bylo rozhodujícím podnětem pro šířeníme

tody do celého světa. Zatímco v prvních dvoudese

tiletích probíhaly klinické experimenty a frekvence

radiochirurgicky léčených pacientů byla průměrně

jeden týdně, v devadesátých letech 20. století začal

počet pracovišť ve světě a léčených pacientůexpo

nenciálně narůstat. V současné době je instalováno

na celém světě 266 LGK přístrojů. Bylo na nich

radiochirurgicky odléčeno více než 400 000paci

entů. Počet odléčených pacientů v různých centrech

značně kolísá. Současný celosvětový průměr najed

no pracoviště je 285 pacientů ročně. Křivka rozvoje

radiochirurgie zatím nedosáhla svého plató.

Léčebné výsledky jsou na většině radiochirur

gických pracovišť systematicky vyhodnocovány

a statisticky zpracovávány, nyní již i sdlouhodo

bým poradiačním sledováním. Zkušenosti jsoupre

zentovány na pravidelných dvouletýchmezinárod

ních konferencích pořádaných Společností uživatelů

gama nože (Leksell Gamma Knife Society). Přitom

probíhá srovnávání i s ostatními radiochirurgickými

technikami s užitím lineárních urychlovačů aozařo

váním těžkými částicemi ze synchrocyklotronu.

Po téměř padesátiletém vývoji se radiochirurgie

etablovala jako významná neurochirurgickádisci

plína; počty léčených pacientů, dosahované léčebné

výsledky a pokračující metodický rozvoj ukazují její

význam. Je pochopitelné, že nastíněný vývojnepro

bíhal vždy bez konfliktů. Zprvu to bylykompetenč

ní spory s radioonkology, kteří nepovažovalineuro

chirurgy za odborně připravené pro radiační léčbu.

Způsob provádění radiochirurgie však tento konflikt

vyřešil přirozeným způsobem. Jak přivypracovává

ní metody, tak při jejím provádění šlo vždy otýmo

vou spolupráci. Vedle neurochirurgů zajišťovali svůj

díl práce radiofyzici, radioonkologové a neuroradio

logové. Tak jako vznikla koncepce radiochirurgie

v rukou neurochirurga využívajícího stereotaktické

metody, tak i indikační zodpovědnost, plánování

ohraničené radiace a sledování léčebného výsledku

v časném i pozdním odstupu byly doménou neu

rochirurgie. Pro zajištění co nejlepších léčebných

výsledků však musela nutně spolupracovat s řadou

zainteresovaných oborů, takže radiochirurgie se

stala příkladem multidisciplinární spolupráce. Tuto

spolupráci usměrňoval společný cíl co nejlepšíholé

čebného výsledku pro pacienta.

Poněkud paradoxně nejdéle přetrvávají částeč

né animozity v řadách samotných neurochirurgů.

Jejich zdrojem mohou být zcela opačné představy

o optimálním léčebném kritériu, kterého má býtléč

bou dosaženo. Nejlépe je to patrné u benigníchná

dorů. Pro otevřenou operaci vyléčení předpokládá

úplné odstranění nádoru. To však může být spojeno

s různě velkým rizikem podle lokalizace nádoru,

celkového stavu nemocného, technických možností,

které má operatér k dispozici, a podle jehooperač

ních zkušeností. Pooperační hojení arekonvalescen

ce si mohou vyžádat několikaměsíční nemocnost.

Proti tomu stojí cíl radiochirurgické léčby, kterým

je permanentní inaktivace nádoru jeho ohraničeným

ozářením. Inaktivovat se může nejenom růst nádoru

tím, že se zabrání schopnosti dělení buněk, ale může

se zastavit i endokrinní sekrece buněk. Rizika ilé

čebná zátěž jsou u fokálního ozáření podstatněniž

ší než při otevřené operaci, pokud velikost nádoru

nepřekročí průměr 3 cm. Poradiační hojení probíhá

velmi pomalu, takže teprve zobrazovací kontroly po

několika letech ukáží, zda je možné považovatná

dor za vyléčený. Během léčby i po ní se pacientova

kondice nezhoršuje, takže pokračuje ve své obvyklé

životosprávě.

Obě metody tedy mohou docílit vyléčeníbenig

ního nádorového onemocnění, děje se tak ale za

různých okolností. Jejich zhodnocení záleží jak na

doporučujícím lékaři, tak na pacientovi. Pokud je

šance na léčebný efekt stejná, pacient upřednostňuje

bezpečnější a méně zatěžující léčbu. Tuto nespornou

výhodu minimálně invazivní radiochirurgie někteří

klasičtí neurochirurgové považují za iritující aopo

vážlivě konkurující. Kvůli tomuto předsudkuneak

ceptují ani dlouhodobé, statisticky doložené studie

léčebných výsledků radiochirurgie. Považují je spíš

18 Radiochirurgie gama nožem

za hru čísel než za faktické vodítko umožňující chi -

rurgovi, aby nezaujatě doporučil pacientovi léčebný

postup, který nejlépe odpovídá specifickému cha

rakteru jeho onemocnění.

Taková nedorozumění jsou naštěstí stálevzácněj

ší, informovaná spolupráce většinou převažuje a je

prospěšná nejenom pro pacienty. Podporuje srov

návací studie mikrochirurgické a radiochirurgické

a stimuluje technický pokrok v obou těchto smě

rech.

Literatura

1. ANDERSSON B., LARSSON B., LEKSELL L.

et al. Histopathology of the late radiosugicalle

sions in the goat brain. Acta Radiol Ther Phys

Biol 1970; 9: 385–394.

2. BACKLUND E. O. The history and develop

ment of radiosurgery. In: LUNSFORD L. D. ed.

Stereotactic Radiosurgery Update. New York:

Elsevier, 1992; 3–9.

3. BACKLUND E. O., RÄHN T., SARBY B.

Treatment of pinealomas by stereotaxicradia

tion surgery. Acta Radiol Ther Phys Biol 1974;

13: 368–376.

4. BACKLUND E. O., RÄHN T., SARBY B., et

al. Closed stereotaxic hypophysectomy byme

ans of

60

Co

gamma radiation. Acta Radion Ther

Phys Biol 1972; 11: 545–555.

5. DAHLIN H., LARSSON B., LEKSELL L., et

al. Influence of absorbed dose and field size on

geometry of the radiation-surgical brain lesion.

Acta Radiol Ther Phys Biol 1975; 14: 139–145.

6. GRIFFIN B. R., WARCOLA S. H., MAYBERG

M. R., et al. Stereotactic neutron radiosurgery

for arteriovenous malformations of the brain.

Medical Dosimetry 1988; 13: 179–182.

7. KJELLBERG R. N., DAVIS K. R., LYONS S., et

al.Braggeak proton beam therapy for AVM of

the brain. Clin Neurosurg 1983; 31: 248–290.

8. LARSSON B., LEKSELL L., REXED B., et al.

Effect of high energy protons on the spinal cord.

Acta Radiol 1959; 51: 52–64.

9. LARSSON B. Blood vessel changes following

local irradiation of the brain with high ener

gy protons. Acta Soc Med Uppsala 1960; 65:

61–71.

10. LAWRENCE J. H., TOBIAS C. A., LINFOOT

J. A., et al. Heavy particle therapy in acromegaly

and Cushing ́s disease. JAMA 1976; 235: 2307–

2310.

11. LEKSELL L. The stereotactic method andra

diosurgery of the brain. Acta Chir Scand 1951;

102: 316–319.

12. LEKSELL L. Cerebral radiosurgery I. Gam

matalamotomy in two cases of intractable pain.

Acta Chir Scand 1968; 134: 585–595.

13. LEKSELL L. Stereotactic radiosurgery intri

geminal neuralgia. Acta Chir Scand 1971; 137:

311–314.

14. LEKSELL L. A note on the treatment of ac

coustic tumors. Acta Chir Scand 1971; 137: 763–

765.

15. LEKSELL L., BACKLUND E. O. Stereotactic

gammacapsulotomy. In: HITCHCOCK E. R.,

BALLANTINE H. T., MEYERSON B. M, eds.

Modern Concepts in Psychiatric Surgery.Am

sterdam: Elsevier, 1979; 213–216.

16. LUNSFORD L. D. Lars Leksell, Notes at the

Side of a Raconteur. Stereotact FunctNeuro

surg 1996–1997; 67 (3–4): 153–168.

17. MAIR W., REXED B., SOURANDER P.His

tology of the surgical radiolesion in the human

brain as produced by high energy protons. Radiat

Res 1967; Suppl 7: 389–394.

18. MINAKOVA E. I., KRYMSKIJ V. A., LUCHI

E. I., et al. Proton therapy in clinicalneurosur

gery (In Russian). Med Radiol (Moscow) 1987;

32: 36–42.

19. REXED B., MAIR W., SOURANDER P., et al.

Effect of high energy protons on the brain of the

rabbit. Acta Radiol 1960; 53: 289–299.

20. SARBY B. Cerebral radiation surgery withnar

row gamma beams. Physical experiments. Acta

Radiol Ther Phys Biol 1974; 13: 425–444.

21. STEINER L., LEKSELL L., GREIGTZ T., et al.

Stereotactic radiosurgery for cerebralarteriove

nous malformations. Raport of a case. Acta Chir

Scand 1972; 138: 459–64.

22. TOBIAS C. A., ANGER H. O., LAWRENCE

J. H. Radiologic use of high energy deuterons

and alpha particles. Am J Roentg Rad Ther Nucl

Med 1952; 67: 1–27.

2 Fyzikální principy radiochirurgie

J. Novotný

Stereotaktická radiochirurgie (SR) [1, 3, 7, 8, 10]

představuje léčbu mozkových lézí pomocíexterní

ho ozáření svazky ionizujícího záření. K lokalizaci

cílového ložiska slouží stereotaktické zobrazovací

metody [1, 3, 7, 10]. Cílem SR je aplikacedostateč

ně vysoké dávky ionizujícího záření do stanoveného

cílového objemu dané velikosti, tvaru a lokalizace,

aby se vyvolal požadovaný radiobiologický efekt

v ozařovaném objemu za současného šetřeníokol

ní zdravé mozkové tkáně. Ve srovnání s externí

frakcio novanou radioterapií jsou při SR ozařované

cílové objemy většinou menší, léčba je aplikována

v jediné frakci a účinná dávka je také ideálněkon

formní. Radiobiologické předpoklady tolerance

okolní zdravé tkáně limitují velikost ozařovaného

ložiska na maximální průměr 3–4 cm.

Určitou možností překlenutí hranice limitujícího

objemu a zohlednění radiobiologie některýchnádo

rových procesů může být stereotaktická radioterapie

(SRT) [1, 3, 7, 8, 10]. Při této metodě jsou využity

stejné principy lokalizace a následného ozářenící

lového objemu jako při SR, ale místo jednorázového

ozáření je zvolen optimální frakcionační režim.

V současné době lze SR či SRT rozdělit dleuží

vaného zdroje záření a technického řešení do tříne

závislých metod:

a) izocentricky fokusované gama záření z velkého

počtu radioaktivních zdrojů (Leksellův gama

nůž) [1, 8, 11],

b) izocentricky fokusované záření X z lineárního

urychlovače nebo gama záření z terapeutického

ozařovače [1, 3, 8, 11, 12],

c) těžké nabité částice produkované urychlovačem

částic [1, 8, 11].

Z hlediska rozšíření výše zmíněných systémů

a počtu léčených pacientů dominují jednoznačně

první dvě metody. V České republice jsou v době

vzniku této knihy v provozu celkem tři SR či SRT

systémy: Leksellův gama nůž AB, Elekta, Švéd

sko (Nemocnice Na Homolce, Praha od roku 1992)

a BrainLAB (Brainlab Německo) systém prolineár

ní urychlovač (FN Motol, Praha od roku 2000 aMa

sarykův onkologický ústav, Brno od roku 2004).

Z definice stereotaktické radiochirurgie jezřej

mé, že při její aplikaci se setkáváme s dvěmazásad

ně odlišnými fyzikálními problémy, tj. za prvé čistě

geometrickými problémy zobrazení a určení místa,

které chceme léčit, a za druhé s volbou, fokusací,

dozimetrickými a radiobiologickými účinkyionizu

jícího záření na tkáň. Pro správnou léčbu musíme

zajistit správnost a přesnost obou typů parametrů.

Oba tyto fyzikální problémy budou proto pojednány

podrobněji odděleně, protože mají zásadní vliv na

kvalitu radiochirurgické léčby.