115年:放射治療(1)

關於CyberKnife 的敘述,下列何者錯誤?

A在機器手臂上裝上小型直線加速器
B沒有應用影像導引技術來協助定位治療
C在設計治療計畫時不需定義isocenter
D可以應用在腦部 SRS的治療

詳細解析

本題觀念:

本題測驗對於 CyberKnife(電腦刀)系統之硬體架構、治療計畫原理、影像導引技術及其臨床應用的基本認識。CyberKnife 是一種專門設計用於實施高精準度立體定位放射手術(SRS)與立體定位體部放射治療(SBRT)的無框架(frameless)放射治療設備。

選項分析

  • (A) 在機器手臂上裝上小型直線加速器:正確。CyberKnife 的核心硬體設計是將一部小型的 6 MV 直線加速器(採用 X-band 技術以大幅縮小體積與減輕重量)安裝於具有六個自由度(6 degrees of freedom)的工業用機器手臂上。這種設計使得設備能夠提供極高靈活度的非共面(non-coplanar)射束。
  • (B) 沒有應用影像導引技術來協助定位治療:錯誤。CyberKnife 是一套高度依賴影像導引放射治療(IGRT)的系統。其在治療室內裝有兩組正交的 X 光診斷射源(通常位於天花板)與非晶矽(amorphous silicon)數位影像偵測器(位於地板)。在治療過程中,系統會持續擷取 X 光影像,並與治療計畫的數位重建放射影像(DRR)進行比對,藉由即時追蹤(如:顱骨追蹤、脊椎追蹤或搭配 Synchrony 呼吸同步追蹤系統)來自動修正機器手臂的角度與位置,是其達到次毫米(sub-millimeter)精準度的絕對關鍵。
  • (C) 在設計治療計畫時不需定義 isocenter:正確。傳統的 C-arm 直線加速器或是伽馬刀(Gamma Knife)主要採用等中心(isocentric)治療,所有射束必須交會於空間中定義好的等中心點(isocenter)。然而,CyberKnife 憑藉機器手臂的靈活性,其治療計畫系統主要採用**非等中心(non-isocentric)**的射束傳遞方式。射束可以從數百個不同的節點(nodes)射向腫瘤的不同部位,不需強制交會於單一中心點,這使得它在處理形狀極不規則的腫瘤時具備極佳的劑量順形度(conformity)。因此,在設計計畫時確實不需定義 isocenter。
  • (D) 可以應用在腦部 SRS 的治療:正確。CyberKnife 最初就是由史丹佛大學的神經外科醫師發明,專門用於取代傳統需釘頭骨釘的顱內立體定位放射手術(Stereotactic Radiosurgery, SRS)。目前廣泛應用於腦部良惡性腫瘤、動靜脈畸形(AVM)及三叉神經痛等 SRS 治療,同時也擴展至全身各部位的 SBRT 治療。

答案解析

綜合上述分析,CyberKnife 的最大優勢就在於其先進的即時影像導引技術(IGRT)與即時位移補償系統。由於治療期間不使用侵入式的固定頭架(frameless),系統必須不斷利用雙相(orthogonal)X光影像來監控病人與腫瘤的位置變化,並由機器手臂即時調整射束方向。因此選項 (B) 宣稱「沒有應用影像導引技術」是完全與 CyberKnife 原理背道而馳的錯誤敘述,為本題正確答案。

核心知識點

對於醫事放射師國考,針對 CyberKnife(電腦刀) 的基本特性,考生必須熟記以下核心觀念:

  1. 硬體組件:輕量化 6 MV X-band 直線加速器 + 六軸機器手臂(Robotic arm)。
  2. 影像導引(IGRT):仰賴兩組正交 X 光影像系統(Ceiling-mounted X-ray tubes & floor-mounted detectors)進行即時監測與對位。
  3. 射束幾何:具備**非共面(non-coplanar)非等中心(non-isocentric)**的優勢,可針對不規則腫瘤給予極佳的劑量包覆。
  4. 追蹤系統(Tracking Systems)
    • 6D 顱骨追蹤(6D skull tracking)
    • Xsight 脊椎追蹤(Spine tracking)
    • 金標追蹤(Fiducial tracking)
    • Synchrony 呼吸同步追蹤系統(針對會隨呼吸移動的肺部或肝臟腫瘤,結合外部紅外線標記與內部金標建立呼吸相關模型)。
  5. 臨床應用:無框架(Frameless)的 SRS(顱內)與 SBRT(顱外體部)治療。

參考資料

  1. Accuray. CyberKnife Radiosurgery. (https://www.accuray.com/cyberknife/radiosurgery)
  2. Image Guided Radiotherapy (IGRT) Techniques. (https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1118/1.2968377)
  3. Radiology Key. CyberKnife Treatment Planning. (https://radiologykey.com/cyberknife-2/)
  4. AAPM. CyberKnife: Treatment Planning, QA, and Clinical Applications. (https://www.aapm.org/meetings/09AM/documents/CyberKnife-TreatmentPlanningQAandClinicalApplications.pdf)