虚拟手术刀:采用机器人精准治疗肿瘤和转移

随着放射疗法的引入,肿瘤治疗中越来越少使用金属手术刀。现在,手术刀又迎来了复兴——这要感谢 Accuray 的 CyberKnife® 系统,一种机器人辅助精准放疗系统。不过,它可不是普通的手术刀。

KUKA 医疗应用机器人使 CyberKnife® 成为肿瘤治疗的有效工具

这种虚拟手术刀有个更响亮的名字叫 CyberKnife®,是传统放射疗法的替代方案。“我们使用这个系统执行放射外科手术,以极高的精准度进行放射治疗。通过将图像引导系统与机器人技术整合在一起,放射精度能够达到亚毫米级。”慕尼黑 CyberKnife 中心放射外科兼神经外科医生 Alexander Muacevic 博士教授介绍说。

早在 1987 年,美国斯坦福大学就诞生了这种设备的最早创意。该校在 2001 年就建起了第一个商用系统,当时里面就用到了一台集成式 KUKA 机器人。当时,大多数机器人制造商都不敢将其系统用在患者身上。而我们这家来自奥格斯堡的市场领导者却与众不同,我们为 CyberKnife® 系统的医疗器械制造商 Accuray 提供了强有力的支持,得到了对方的赞赏。

越来越多的患者接受机器人辅助精准放疗系统 CyberKnife® 的治疗

2005 年,与格罗斯哈登医院合作,开设了慕尼黑 CyberKnife 中心。从第一家 CyberKnife 中心开始,又在德国发展出了另外九家。全世界共有 350 家。慕尼黑已经在使用第三代虚拟手术刀。“目前,我们能够对全身的肿瘤开展机器人和图像引导的精准放疗,上至脑部,中到脊椎及肺、肝、肾等多个身体器官,下至前列腺等。”Alexander Muacevic 教授强调说。
CyberKnife® 系统中使用了 KUKA 高负载机器人。

通过摄像机和机器人引导型治疗台进行精准放疗

除机器人组件外,系统内还集成了多台数字 X 射线摄像机和一台红外摄像机,用于追踪脑部和脊椎治疗情况及器官运动。由此可计算出呼吸模型,从而进行精准放疗,而不会伤害周围组织。作为补充,集成系统 RoboCouch——同样基于 KUKA 机器人技术的一个机器人引导型治疗台——还可以将患者从控制室中智能定位到计划的治疗位置,而无需手动对准患者。这样既缩短了治疗时间,又可确保放射外科手术达到更高精度。

通过识别自然呼吸运动能够精准地对肺部肿瘤进行放疗。

研发实力和可靠性促使合作成功

Accuray 对其长期合作伙伴的研发团队给予高度赞赏,该团队主导了新一代系统的搭建。“我始终觉得,CyberKnife® 里的机器人有点大材小用,它除了精度极高,还可以完成更多事情——尤其是速度方面。”Alexander Muacevic 教授这样称赞 KUKA 技术。他的这个想法得到了事实的强力支持,因为在慕尼黑中心,CyberKnife® 还从来没有出现过问题。“这么多年来,这个系统一贯非常稳定,根本不会受到技术问题的困扰。过去 15 年,从来没有发生过故障。这实在太了不起了。这位放射外科医生说。

该机器人辅助系统可对全身肿瘤进行放疗。

采用机器人迅速而精确地治疗肿瘤和转移

在治疗开始前,医生根据 CT 和核磁共振获得的图像数据勾勒出肿瘤轮廓,并告知医学物理师肿瘤放疗的剂量。然后,医学物理师根据这些信息制作出治疗方案,并传输至软件。然后,治疗开始并且全自动执行。“它的精度是任何外科医生都无法达到的。要想手动达到 0.5 毫米的精度,是不可能的。”Alexander Muacevic 教授解释说。 

机器人引导型治疗台能够对患者进行智能定位。

通过医疗应用机器人为患者减少痛苦

在放疗中达到这样的精度,正是 CyberKnife® 系统中的机器人带来的最大好处。例如,用这个系统可以治疗所谓听神经瘤或脑膜瘤等良性脑部肿瘤。不然的话,可能需要长达六个小时的手术才能摘除这样的肿瘤,后续还要住院约一周,并接受为期八周的康复治疗。使用 CyberKnife® 可大大缩短治疗时间:

使用虚拟手术刀能够非常好地治疗中小型肿瘤,从而取代了手术治疗。这样,患者第二天就可以回去上班了。

慕尼黑 CyberKnife 中心放射外科兼神经外科医生 Alexander Muacevic 博士教授

放射疗法的唯一选择

市场上其他设备都难望其项背,因为 CyberKnife® 系统中的机器人可确保普通放疗设备根本无法达到的极高灵活性。CyberKnife 中心会根据患者调整使用的技术,而不是反过来。CyberKnife® 拥有 1600 多种配备动态组件的不同放射选项。“普通放疗设备无法达到这样的水准,因为它是固定的,始终只能围绕一两根轴转动。”Muacevic 教授强调说。

CyberKnife® 系统与其他放疗设备的区别在于独特的灵活性。
从 2005 年起,慕尼黑 CyberKnife 中心就借助 KUKA 技术治疗患者。

CyberKnife® 的研发还远没有结束

目前,慕尼黑的医生们正在尝试使用该系统治疗心律失常。此外,Alexander Muacevic 教授还发现该系统具有治疗震颤疾病的潜力。从去年开始,慕尼黑就将 CyberKnife® 系统用于治疗前列腺癌。“作为全面手术的替代方案,我们能够将八周的治疗时间大幅缩短为一周,并且经科学证明,可以达到与手术至少相似的效果,甚至是更好的效果。”Alexander Muacevic 教授说。

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