虛擬手術(shù)刀：采用機(jī)器人精準(zhǔn)治療腫瘤和轉(zhuǎn)移

隨著放射療法的引入，腫瘤治療中越來(lái)越少使用金屬手術(shù)刀。現(xiàn)在，手術(shù)刀又迎來(lái)了復(fù)興——這要感謝 Accuray 的 CyberKnife® 系統(tǒng)，一種機(jī)器人輔助精準(zhǔn)放療系統(tǒng)。不過(guò)，它可不是普通的手術(shù)刀。

KUKA 醫(yī)療應(yīng)用機(jī)器人使 CyberKnife^??成為腫瘤治療的有效工具

這種虛擬手術(shù)刀有個(gè)更響亮的名字叫 CyberKnife^?，是傳統(tǒng)放射療法的替代方案。“我們使用這個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行放射外科手術(shù)，以非常高的精準(zhǔn)度進(jìn)行放射治療。通過(guò)將圖像引導(dǎo)系統(tǒng)與機(jī)器人技術(shù)整合在一起，放射精度能夠達(dá)到亞毫米級(jí)。”慕尼黑 CyberKnife 中心放射外科兼神經(jīng)外科醫(yī)生 Alexander Muacevic 博士教授介紹說(shuō)。

早在 1987 年，美國(guó)斯坦福大學(xué)就誕生了這種設(shè)備的最早創(chuàng)意。該校在 2001 年就建起了第一個(gè)商用系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)里面就用到了一臺(tái)集成式 KUKA 機(jī)器人。當(dāng)時(shí)，大多數(shù)機(jī)器人制造商都不敢將其系統(tǒng)用在患者身上。而我們這家來(lái)自?shī)W格斯堡的市場(chǎng)先驅(qū)者卻與眾不同，我們?yōu)?CyberKnife^? 系統(tǒng)的醫(yī)療器械制造商 Accuray 提供了強(qiáng)有力的支持，得到了對(duì)方的贊賞。

越來(lái)越多的患者接受機(jī)器人輔助精準(zhǔn)放療系統(tǒng) CyberKnife? 的治療

2005 年，與格羅斯哈登醫(yī)院合作，開設(shè)了慕尼黑 CyberKnife 中心。從第一家 CyberKnife 中心開始，又在德國(guó)發(fā)展出了另外九家。全世界共有 350 家。慕尼黑已經(jīng)在使用第三代虛擬手術(shù)刀。“目前，我們能夠?qū)θ淼哪[瘤開展機(jī)器人和圖像引導(dǎo)的精準(zhǔn)放療，上至腦部，中到脊椎及肺、肝、腎等多個(gè)身體器官，下至前列腺等。”Alexander Muacevic 教授強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

CyberKnife® 系統(tǒng)中使用了 KUKA 高負(fù)載機(jī)器人。

通過(guò)攝像機(jī)和機(jī)器人引導(dǎo)型治療臺(tái)進(jìn)行精準(zhǔn)放療

除機(jī)器人組件外，系統(tǒng)內(nèi)還集成了多臺(tái)數(shù)字 X 射線攝像機(jī)和一臺(tái)紅外攝像機(jī)，用于追蹤腦部和脊椎治療情況及器官運(yùn)動(dòng)。由此可計(jì)算出呼吸模型，從而進(jìn)行精準(zhǔn)放療，而不會(huì)傷害周圍組織。作為補(bǔ)充，集成系統(tǒng) RoboCouch——同樣基于 KUKA 機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)機(jī)器人引導(dǎo)型治療臺(tái)——還可以將患者從控制室中智能定位到計(jì)劃的治療位置，而無(wú)需手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)患者。這樣既縮短了治療時(shí)間，又可確保放射外科手術(shù)達(dá)到更高精度。

研發(fā)實(shí)力和可靠性促使合作成功

Accuray 對(duì)其長(zhǎng)期合作伙伴的研發(fā)團(tuán)隊(duì)給予高度贊賞，該團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)了新一代系統(tǒng)的搭建。“我始終覺得，CyberKnife^? 里的機(jī)器人有點(diǎn)大材小用，它除了精度非常的高，還可以完成更多事情——尤其是速度方面。”Alexander Muacevic 教授這樣稱贊 KUKA 技術(shù)。他的這個(gè)想法得到了事實(shí)的強(qiáng)力支持，因?yàn)樵谀侥岷谥行模珻yberKnife^? 還從來(lái)沒有出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題。“這么多年來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)一貫非常穩(wěn)定，根本不會(huì)受到技術(shù)問(wèn)題的困擾。過(guò)去 15 年，從來(lái)沒有發(fā)生過(guò)故障。這實(shí)在太了不起了。”這位放射外科醫(yī)生說(shuō)。

采用機(jī)器人迅速而精準(zhǔn)地治療腫瘤和轉(zhuǎn)移

在治療開始前，醫(yī)生根據(jù) CT 和核磁共振獲得的圖像數(shù)據(jù)勾勒出腫瘤輪廓，并告知醫(yī)學(xué)物理師腫瘤放療的劑量。然后，醫(yī)學(xué)物理師根據(jù)這些信息制作出治療方案，并傳輸至軟件。然后，治療開始并且全自動(dòng)執(zhí)行。“它的精度是任何外科醫(yī)生都無(wú)法達(dá)到的。要想手動(dòng)達(dá)到 0.5 毫米的精度，是不可能的。”Alexander Muacevic 教授解釋說(shuō)。?

機(jī)器人引導(dǎo)型治療臺(tái)能夠?qū)颊哌M(jìn)行智能定位。

通過(guò)醫(yī)療應(yīng)用機(jī)器人為患者減少痛苦

在放療中達(dá)到這樣的精度，正是 CyberKnife^? 系統(tǒng)中的機(jī)器人帶來(lái)的最大好處。例如，用這個(gè)系統(tǒng)可以治療所謂聽神經(jīng)瘤或腦膜瘤等良性腦部腫瘤。不然的話，可能需要長(zhǎng)達(dá)六個(gè)小時(shí)的手術(shù)才能摘除這樣的腫瘤，后續(xù)還要住院約一周，并接受為期八周的康復(fù)治療。使用 CyberKnife^??可大大縮短治療時(shí)間：

使用虛擬手術(shù)刀能夠非常好地治療中小型腫瘤，從而取代了手術(shù)治療。這樣，患者第二天就可以回去上班了。

慕尼黑 CyberKnife 中心放射外科兼神經(jīng)外科醫(yī)生 Alexander Muacevic 博士教授

放射療法的選擇

市場(chǎng)上其他設(shè)備都難望其項(xiàng)背，因?yàn)?CyberKnife^? 系統(tǒng)中的機(jī)器人可確保普通放療設(shè)備根本無(wú)法達(dá)到的更高靈活性。CyberKnife 中心會(huì)根據(jù)患者調(diào)整使用的技術(shù)，而不是反過(guò)來(lái)。CyberKnife^? 擁有 1600 多種配備動(dòng)態(tài)組件的不同放射選項(xiàng)。“普通放療設(shè)備無(wú)法達(dá)到這樣的水準(zhǔn)，因?yàn)樗枪潭ǖ模冀K只能圍繞一兩根軸轉(zhuǎn)動(dòng)。”Muacevic 教授強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

CyberKnife® 系統(tǒng)與其他放療設(shè)備的區(qū)別在于獨(dú)特的靈活性。

從 2005 年起，慕尼黑 CyberKnife 中心就借助 KUKA 技術(shù)治療患者。

CyberKnife^??的研發(fā)還遠(yuǎn)沒有結(jié)束

目前，慕尼黑的醫(yī)生們正在嘗試使用該系統(tǒng)治療心律失常。此外，Alexander Muacevic 教授還發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)具有治療震顫疾病的潛力。從去年開始，慕尼黑就將 CyberKnife^? 系統(tǒng)用于治療前列腺癌。“作為全面手術(shù)的替代方案，我們能夠?qū)酥艿闹委煏r(shí)間大幅縮短為一周，并且經(jīng)科學(xué)證明，可以達(dá)到與手術(shù)至少相似的效果，甚至是更好的效果。”Alexander Muacevic 教授說(shuō)。