【编者按】 本文摘选自《中国医疗器械行业发展报告（2021）》B29，作者王俊杰，中华医学会放射肿瘤治疗学分会主任委员，教授，博士生导师，主任医师；康静波，中国生物医学工程学会精确放疗技术分会主任委员，教授，硕士生导师，主任医师；林志雄，首都医科大学三博脑科医院副院长，教授，博士生导师，主任医师；李俊耀，西安大医集团股份有限公司基础研究专员。
【摘要】 伽玛射线立体定向放射治疗系统也被称为伽玛刀，在放射治疗中具有独特的疗效和地位。早期伽玛刀发展经历了静态聚焦向旋转聚焦的照射方式转变和头部治疗向体部、全身治疗的治疗范围变化，经历了技术、应用和管理等诸多挑战。影像引导伽玛刀应临床需求而生，补齐了早期伽玛刀功能短板，头部伽玛刀治疗开启无创分次模式，体部伽玛刀治疗实现更高精度，治疗效果也得到提升，伽玛刀发展进入新时代。随着影像引导技术的不断多元化发展，影像引导功能不断完善，影像引导伽玛刀已成为可与医用直线加速器并列的主流放疗设备，应该得到更多的临床应用。
【关键词】 影像引导 放射治疗 伽玛刀
【好消息】：《医疗器械蓝皮书》第五部 《中国医疗器械行业发展报告（2021）》出版发行
（以下为正文）
伽玛射线立体定向放射治疗系统也被称为伽玛刀。凭借精度高、可靠性高、副作用小、操作简单等特点，伽玛刀在肿瘤治疗中具有显著优势及独特作用，被行业内专家誉为“放疗特种兵”、“立体定向放射外科金标准”。
伽玛刀早期发展经历了照射方式和治疗范围的变化。1968年瑞典外科医生Leksell发明了世界第一台伽玛刀，使用静态聚焦技术，用于头部治疗。上世纪90年代，深圳奥沃发明了旋转聚焦技术，成为中国伽玛刀普遍采用的照射技术，治疗范围也从头部扩展到体部、全身。作为一类新治疗技术和设备，伽玛刀早期发展中遇到了一些挑战。临床方面，对伽玛刀适应证和使用方法的认知不够充分，临床应用缺少规范；管理方面，初期认识不足导致监管不到位，出现一定市场乱象；另外，早期伽玛刀本身功能不够完善，最典型的是影像系统缺位，在治疗时（尤其体部治疗）精度较难以保障。
影像引导伽玛射线立体定向放射治疗系统（即影像引导伽玛刀）的出现使得伽玛刀的发展进入一个新的时代。本文结合现有公开数据、文献资料及部分市场调研数据，对影像引导伽玛刀的发展情况、主要产品、临床应用、发展前景等进行了探讨。
一 影像引导伽玛刀发展概述
（一）影像引导伽玛刀应临床需求而生
放疗过程中，摆位误差、患者移动等都会导致靶区偏移，影响放疗精度，尤其在体部治疗时影响更大。在放疗设备中加入影像系统，可识别靶区偏移并进行相应调整，保障临床放疗精度。
针对临床需求，国内外伽玛刀企业纷纷投入影像引导研发。
2015年深圳奥沃影像引导体部伽玛刀率先取得NMPA产品注册证，随后医科达影像引导头部伽玛刀获得FDA上市许可,并于2018年取得NMPA注册证；2017年深圳奥沃影像引导头部伽玛刀取得NMPA产品注册证；2020年武汉数码刀影像引导头部伽玛刀取得NMPA产品注册证。近几年其他厂家也开始研发可配套影像引导系统使用的伽玛刀。伽玛刀发展全面进入影像引导时代。
（二）影像引导技术和功能多样化
影像引导技术呈现多元化发展态势。从成像方式看，有立体正交成像、锥形束CT成像等；从硬件设计看，影像系统有外置与内置之别，有分体式和一体化之别；从临床应用看，对于头部伽玛刀，除影像成像系统外，体表光学监控系统的作用也必不可少；从系统功能看，多数产品实现了治疗前影像引导摆位，不过西安大医新研发的数码伽玛刀已经突破性地实现治疗中实时影像引导。
（三）影像引导伽玛刀得到政府及行业协会认可
2017年中国医学装备协会发布的第三批《优秀国产医疗设备产品遴选目录》中，入选伽玛刀尚没有影像引导产品；2020年第三批目录动态调整后，唯一入选厂商——深圳奥沃的3款入选伽玛刀中，2款为影像引导产品。
2018年科技部发布的《创新医疗器械产品目录2018》中，深圳奥沃的影像引导头部伽玛刀是唯一入选的放疗设备整机产品。
2019年西安大医的实时影像引导数码伽玛刀通过了NMPA《创新医疗器械特别审批程序》，其国际领先的影像引导技术水平得到官方认可。
这些来自政府部门及行业协会的认可肯定了影像引导的发展方向与成果，推动伽玛刀行业在影像引导方向持续发展。
二 影像引导伽玛刀主要企业和产品
根据市场调研数据，截至2021年3月，国内市场影像引导伽玛刀存量约22台，各厂家分布为：深圳奥沃16台，医科达4台，深圳海博2台 。此外，国内放疗设备厂家中，武汉数码刀和西安大医均有已注册或在研影像引导伽玛刀，但尚无市场数据。
国际上，美国伽玛刀新秀Akesis公司在2020年推出了影像引导伽玛刀。
（一）深圳奥沃
深圳奥沃拥有3款影像引导伽玛刀，即2015年4月注册的影像引导体部伽玛刀（OUR-QGD/B，大医刀），2017年10月注册的影像引导头部伽玛刀（OUR-XGD/AR，AimRay）和2019年8月注册的影像引导头部伽玛刀（OUR-XGD/AR，SupeRay）。3款产品均采用X射线球管和双平板构成影像系统，通过kV级X光正交成像实现治疗前影像引导摆位验证；AimRay和SupeRay在治疗中需要时可暂停治疗进行摆位验证。
形式上，大医刀内置影像系统，AimRay采用分体式影像系统，SupeRay配备一体化影像系统。AimRay和SupeRay还可以选配体表光学监测系统，在治疗中进行实时体表位移监测，以此为依据判断是否需要暂停治疗重新摆位验证。
（二）医科达
医科达拥有1款影像引导头部伽玛刀，即2018年1月NMPA注册的LeksellGamma Knife Icon。Icon采用X射线球管和外置单平板构成影像系统，通过锥形束CT成像实现治疗前影像引导摆位验证，同时配备外挂红外系统进行实时体表位移监测。
（三）武汉数码刀
武汉数码刀拥有1款影像引导头部伽玛刀（SMD-XGD/AR，2020年4月注册）。其影像系统采用X射线球管和外挂双平板构成，通过kV级X光正交成像实现治疗前影像引导摆位验证。
（四）深圳海博
深圳海博将第三方影像系统与全身伽玛刀SGS-I+进行适配销售，尚未进行影像引导产品注册。所用影像系统通过外置双kV级平板正交成像实现治疗前影像引导摆位验证。
（五）玛西普
玛西普在2019年宣布开始研发影像引导头部伽玛刀，采用外置双kV级平板正交成像技术，目前尚未进行相关产品注册。
（六）西安大医
西安大医拥有2款实时影像引导伽玛刀，其中CybeRay于2019年1月通过《创新医疗器械特别审批程序》，目前处于NMPA注册中；TaiChiC于2021年2月取得FDA上市许可，目前也在进行NMPA注册。两款产品均使用内置X射线球管和单平板构成影像系统，可通过正交kV成像和锥形束CT成像两种方式实现治疗前影像引导摆位验证。同时内置影像系统与治疗系统同中心设计，治疗中可实现连续kV级实时影像引导，该技术处于国际领先水平。
（七）Akesis
Akesis拥有1款实时影像引导头部伽玛刀（Galaxy® RTi，2021年3月FDA许可），目前没有在国内注册。Galaxy® RTi内置kV级影像系统，可实现基于锥形束CT成像的治疗前摆位验证，也可实现治疗中实时影像引导。其治疗床尾部有一体化设计的红外定位系统进行全流程实时位移监测。
三 影像引导伽玛刀临床应用现状
（一）临床应用模式改变
1.头部伽玛刀治疗开启无创分次模式
早期头部伽玛刀使用微创的头钉头架进行患者固定，给患者带来较大痛苦，一般只能采用单次治疗。影像引导头部伽玛刀可采用无创面膜固定，不仅解除了患者痛苦，也为分次治疗提供了可行性，治疗方案选择与实施不再受限，显著提高了治疗效果。对于佩戴头架有恐惧心理或不适宜佩戴头架的患者，以及脑部病灶数量较多或不适合单次完成治疗的病症，具有极大临床意义。
脑转移瘤是较典型的适合使用影像引导头部伽玛刀进行分次治疗的头部恶性肿瘤。脑转移瘤主要原发来源包括肺癌、乳腺癌、黑色素瘤等，其中非小细胞肺癌（NSCLC）最常见[2]。NSCLC发病率占肺癌80%，约60%NSCLC患者会发生脑转移[3][4]。近年来随着分子靶向药物治疗、免疫治疗等对原发NSCLC治疗效果提升，NSCLC患者生存期得到延长，脑转移比例也在提高，因此影像引导伽玛刀的临床应用价值更加突出。
2.体部伽玛刀治疗实现更高精度
影像引导体部伽玛刀提高了体部立体定向放疗精准度，使得在头部放疗中成熟的立体定向放射外科技术可应用于体部小肿瘤治疗及其他需要高精度治疗的情景。相比医用直线加速器，影像引导体部伽玛刀的剂量分布陡峭度更好更锋利，是实施体部立体定向放射治疗（SBRT）的首选设备，具有不可替代的临床优势。
适合使用影像引导体部伽玛刀进行分次治疗的体部恶性肿瘤有NSCLC、肝癌、胰腺癌等。其中，胰腺癌因为位置特殊，手术和常规放疗难度极大，化疗作用又不明显，导致生存率差，死亡率高。文献显示对中、晚期胰腺癌使用体部伽玛刀进行局部高分次剂量治疗可提高局控率和生存率[5]。2019年NCCN《胰腺癌临床实践指南》推荐，对胰腺癌施行SBRT应在有影像引导技术的大型医疗中心进行[6]。
（二）临床治疗效果提升
深圳奥沃影像引导伽玛刀进入市场较早，已在临床开展大量影像引导功能应用，并产生较多临床反馈文献；医科达影像引导伽玛刀也已经开展影像引导功能应用，但装机量较少，应用范围小；其他厂家目前尚没有明确资料显示已开展影像引导功能应用。因此，此处以装机量最多、临床应用最广泛的深圳奥沃产品进行临床文献分析。
1. 头部治疗
在知网数据库以“OUR-XGD”（深圳奥沃产品）为关键词搜索到相关文献347篇，筛选有效临床研究文献192篇，涉及病例40430例。其中1997年1月到2017年12月间发表文献180篇，涉及病例39649例，均使用无影像引导头部伽玛刀治疗，平均治疗有效率88.6%；2018年1月到2020年12月间发表文献12篇，涉及病例781例，均使用影像引导头部伽玛刀（OUR-XGD/AR）治疗，平均治疗有效率91.0%。比较可见，加入影像引导后头部伽玛刀平均治疗有效率提升2.4%。
2. 体部治疗
在知网数据库以“OUR-QGD/B”（深圳奥沃产品）为关键词搜索到相关文献448篇，筛选有效临床研究文献227篇，涉及病例19669例。其中1999年1月到2015年12月间发表文献191篇，涉及病例16885例，均使用无影像引导体部伽玛刀治疗，平均治疗有效率87.4%；2016年1月到2020年12月间发表文献36篇，涉及病例2784例，均使用影像引导体部伽玛刀治疗，平均治疗有效率89.1%。比较可见，加入影像引导后体部伽玛刀平均治疗有效率提升1.7%。
（三）最新临床试验进展
西安大医的全球首台实时影像引导伽玛刀CybeRay目前处在临床试验阶段，已有部分数据披露。文献显示经过治疗前CBCT引导定位和治疗中实时kV影像引导，9个患者27个治疗分次中三维方向平均位移是（-0.11±0.25mm，0±0.43mm，0.1±0.08mm），综合定位精度0.65mm，证实实时影像引导系统精度足以满足无框定位分次治疗的临床需求[7]。临床治疗效果数据有待进一步披露。
四 影像引导伽玛刀发展趋势
（一）影像引导方式多模式发展
1. 核磁引导
核磁影像具有更优软组织分辨率，对肿瘤靶区定位及边界区分具有更多优势。国际上已经有核磁影像引导的医用直线加速器产品，国内暂时还没有，预计未来几年核磁引导伽玛刀会是国内伽玛刀发展趋势。
2. PET引导
PET/CT或PET/MR对肿瘤代谢极为敏感，在伽玛刀的靶区确定和剂量方案制定方面有较大指导意义。国际上已经有PET/CT引导的医用直线加速器产品，国内暂时还没有，预计未来几年PET引导伽玛刀也可能会是伽玛刀发展方向。
（二）与加速器融合
伽玛刀在立体定向放疗中有独特地位，影像系统的加入提高了精准度和适用性，但在大型肿瘤常规分次治疗上仍然有局限性。和医用直线加速器的结合将充分发挥二者优势，提供更好治疗效果。目前西安大医的多模式一体化放疗设备TaiChiB已通过NMPA和FDA型检，正式进入临床试验阶段，预计该产品未来有较好的市场发展潜力。
综上所述，影像引导系统的出现补齐了早期伽玛刀的短板，已成为伽玛刀基本配置。影像引导伽玛刀已成为可与医用直线加速器并列的主流放疗设备，给临床带来了应用模式的变革以及治疗效果的提升。影像引导伽玛刀应该得到更多的临床应用，更好地造福肿瘤患者。
参考文献
[2] Chi A, Komaki R. Treatment of Brain Metastasis fromLung Cancer. Cancers, 2010;2(4):148.
[3] Ernani V, Stinchcombe TE. Management of BrainMetastases in Non-Small-Cell Lung Cancer. J Oncol Pract, 2019;15(11):563-70.
[4]梅晓，朱宇熹。非小细胞肺癌脑转移治疗进展。现代医药卫生，2019;35（2）：240-4。
[5]夏廷毅。胰腺癌放射治疗进展。中华医学会第10届全国胰腺外科学术研讨会论文汇编。p.51-2。
[6]孟长婷，李晓青。《2019年美国国立综合癌症网络胰腺癌临床实践指南(V2版)》更新要点及临床路径。临床肝胆病杂志，2019;35(7):70-8。
[7] Lihong Cai, Jing Niu, Jason Li, Yubing Xia. PatientMotion Monitoring with Real-time Imaging for Frameless StereotacticRadiosurgery. (to be published)
（完）