γ-knife ή Cyberknife;

Για την καλύτερη κατανόηση των διαφορών των δυο μηχανημάτων, πρέπει να ανατρέξει κανείς στην ιστορία, τον τρόπο κατασκευής και τον τρόπο λειτουργίας τους.

Η πρώτη συσκευή ακτινοχειρουργικής εφευρέθη από τον Σουηδό νευροχειρουργό Lars Leksell το 1968 και την ονόμασε γ-knife. Το γ-knife χρησιμοποιεί ραδιενεργό κοβάλτιο ως πηγή ακτινοβολίας. Η στρατηγική στόχευσης του βασίζεται στο γεγονός, ότι η θέση οποιουδήποτε στόχου είναι σταθερή σε σχέση με σταθερά σημεία αναφοράς στο χώρο γύρω από το κρανίο. Ένα άκαμπτο πλαίσιο κεφαλής στερεωμένο στο κρανίο μπορεί ως εκ τούτου να χρησιμοποιηθεί για την ακριβή στόχευση ενός όγκου στον εγκέφαλο υπολογίζοντας τρισδιάστατες (στερεοτακτικές) συντεταγμένες ξεκινώντας από ένα σημείο αναφοράς. Το πλαίσιο κεφαλής ή αλλιώς στερεοτακτική στεφάνη περιορίζει τη χρήση του γ-knife στη θεραπεία των ενδοκρανιακών στόχων και ως εκ τούτου δεν επιτρέπει τη θεραπεία εξεργασιών σπονδυλικής στήλης ή σώματος.

Με την πρόοδο της τεχνολογίας, το 1994, ο Αμερικανός νευροχειρουργός John Adler, εισήγαγε το Cyberknife, το οποίο χρησιμοποιεί έναν γραμμικό επιταχυντή (LINAC - μηχάνημα που παράγει ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας) ως πηγή ακτινοβολίας τοποθετημένη σε ρομποτικό βραχίονα. Έχοντας φοιτήσει υπό τον Leksell, ο Adler προσπάθησε να δημιουργήσει μια συσκευή ακτινοχειρουργικής, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ολόκληρο το σώμα και χωρίς το πλαίσιο κεφαλής θεωρώντας ότι οι σχεδόν απεριόριστοι βαθμοί ελευθερίας του ρομποτικού βραχίονα επέτρεπαν την καλύτερη κάλυψη ακανόνιστων στόχων.

Η διαφορά μεταξύ του γ-knife και του Cyberknife έγκειται στην πηγή της ακτινοβολίας και τον τρόπο χορήγησης της ακτινοβολίας στον στόχο. Όσον αφορά τις πηγές ακτινοβολίας, τόσο οι ακτίνες-γ (γ-knife) όσο και οι υψηλής ενέργειας ακτίνες Χ (Cyberknife) παράγουν ενέργεια φωτονίων που έχει παρόμοιες επιδράσεις στους ιστούς-στόχους. Οι μέθοδοι στόχευσης αποτελούν σαφώς τη μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των δύο τεχνολογιών. Το γ-knife βασίζεται σε πλαίσιο, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτεί ένα άκαμπτο πλαίσιο κεφαλής το οποίο είναι στερεωμένο στο κρανίο του ασθενούς κατά τη διάρκεια της θεραπείας, ενώ το Cyberknife είναι χωρίς πλαίσιο. Το γ-knife στέλνει ταυτόχρονα πολλαπλές δέσμες ακτινοβολίας στον στόχο που βρίσκεται στο κέντρο του πεδίου ακτινοβολίας. Αφού ο στόχος τοποθετηθεί στη θέση του, ανοίγουν ρομποτικά 190 μικροί κυλινδρικοί κατευθυντήρες, για να εκθέσουν τον στόχο στην ακτινοβολία με ελεγχόμενο τρόπο. Οποιαδήποτε κίνηση του στόχου κατά τη διάρκεια της θεραπείας θα οδηγούσε σε ανακριβή στόχευση. Εξ ου και ο λόγος για τον οποίο το Gamma Knife χρησιμοποιεί ένα άκαμπτο πλαίσιο κεφαλής για ενδοκρανιακή στόχευση.

Αντιθέτως το Cyberknife στέλνει αλλεπάλληλες μεμονωμένες δέσμες ακτινοβολίας σε έναν στόχο, που εντοπίζεται σε τρισδιάστατο χώρο. Κατά τη διάρκεια της θεραπείας, καθοδήγηση μέσω απλών ακτινογραφιών χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση και τη διόρθωση της κίνησης του στόχου. Η καθοδήγηση επιτρέπει στον ρομποτικό βραχίονα του μηχανήματος να ακολουθήσει το στόχο καθ 'όλη τη διάρκεια της θεραπείας. Περαιτέρω, χωρίς την απαίτηση για στερέωση μέσω πλαισίου, το Cyberknife επιτρέπει την κλασματοποίηση της δόσης (δηλαδή τη χορήγηση της ακτινοβολίας σε 2-5 συνεχείς ημέρες), μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την προστασία υγιούς ιστού, ειδικά όταν οι στόχοι βρίσκονται κοντά ή εντός κρίσιμων ανατομικών δομών, όπως ο νωτιαίος μυελός ή το στέλεχος του εγκεφάλου.

Στο γ-knife η θεραπεία δεν χρειάζεται προετοιμασία και ολοκληρώνεται την ίδια ημέρα. Στο Cyberknife απαιτείται προετοιμασία κατά την οποία κατασκευάζεται μάσκα ακινητοποίησης της κεφαλής από θερμοπλαστικό υλικό. Ο χρόνος θεραπείας είναι μικρότερος στο γ-knife καθώς χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα 190 δέσμες ακτινοβολίας και δεν χρειάζεται κλασματοποίηση της θεραπείας σε περισσότερες από μία ημέρες.

Συχνά ανακύπτει μια συνηθισμένη ερώτηση σχετικά με το ποια συσκευή είναι πιο ακριβής ή καλύτερη. Η απάντηση είναι λίγο περίπλοκη, καθώς ο τρόπος λειτουργίας είναι πολύ διαφορετικός. Και οι δύο τεχνολογίες παρέχουν ακτινοχειρουργική θεραπεία με ακρίβεια μικρότερη από 1 χιλιοστό. Ωστόσο, έχει επιστημονικά αποδειχθεί ότι το σύστημα με βάση το πλαίσιο (γ-knife) είναι ελαφρώς ακριβέστερο σε σχέση με το σύστημα χωρίς πλαίσιο (Cyberknife). Αν και η ακρίβεια είναι σημαντική, η τελική επίδραση στον ιστό-στόχο επίσης εξαρτάται από τον τρόπο κατανομής της δόσης στον στόχο αλλά και από την ομάδα ιατρών και τεχνικών, που σχεδιάζει τη θεραπεία. Για παράδειγμα, το Gamma Knife χρησιμοποιεί ισοκεντρική στόχευση ενώ το Cyberknife χρησιμοποιεί μη ισοκεντρική στόχευση. Αυτό βασικά αναφέρεται στον τρόπο κατανομής της δόσης ακτινοβολίας σε ένα στόχο: το γ-knife χρησιμοποιεί επικαλυπτόμενες σφαίρες ή ισόκεντρα ενώ το Cyberknife χρησιμοποιεί πιο ομοιόμορφη κάλυψη δόσης. Τέλος, το Cyberknife χρησιμοποιεί συχνά κλασματοποίηση της δόσης, που διαφοροποιεί περαιτέρω τις δύο τεχνολογίες και τις αντίστοιχες στρατηγικές στόχευσής τους.

Δεδομένου ότι το γ-knife και το Cyberknife βασίζονται σε διαφορετικές τεχνολογίες, χρειάζονται διαφορετικές στρατηγικές σχεδιασμού θεραπείας. Σε έμπειρα χέρια, οι διαφορές μεταξύ αυτών των δύο τεχνολογιών ακτινοχειρουργικής δεν θα πρέπει να αλλάζουν το κλινικό αποτέλεσμα. Ιστορικά και βιβλιογραφικά υφίσταται μεγαλύτερη εμπειρία με το γ-knife, το οποίο έχει επιβεβαιώσει την αποτελεσματικότητά του σε χιλιάδες ιατρικές μελέτες και δημοσιεύσεις χωρίς αυτό να σημαίνει, ότι τα λιγότερα μέχρι σήμερα δεδομένα του cyberknife είναι υποδεέστερα. Μια εξειδικευμένη ακτινοχειρουργική ομάδα αναμένεται να δημιουργήσει ένα σχέδιο θεραπείας που είναι το ίδιο ασφαλές και αποτελεσματικό και στα δυο μηχανήματα. Ο καθορισμός της ένδειξης της θεραπείας, η κατανομή της δόσης στον στόχο και ο καθορισμός ορίων ακτινοβολίας στις κρίσιμες ανατομικές δομές είναι οι παράγοντες που τελικά έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στο αποτέλεσμα και όχι το μηχάνημα, που χρησιμοποιείται.

Αν ο ασθενής επιθυμεί την ολοκλήρωση όλων των βημάτων θεραπείας σε μία ημέρα και σε λιγότερο χρόνο θεραπείας και ο στόχος της θεραπείας είναι ενδοκρανιακός, τότε θα πρέπει να προτιμήσει το γ-knife. Aν πάλι ο ασθενής δεν επιθυμεί τη χρήση πλαισίου ακινητοποίησης της κεφαλής ή ο στόχος της θεραπείας δεν βρίσκεται στην κεφαλή, τότε θα πρέπει να χρησιμοποιήσει το Cyberknife.

Αυτό που σίγουρα δεν ισχύει είναι ότι το Cyberknife είναι η εξέλιξη του γ-knife και ότι η τεχνολογία του πρώτου έχει ξεπεράσει αυτήν του δεύτερου. Το γ-knife που χρησιμοποιείται σήμερα δεν έχει καμία σχέση με το αρχικό. Όλες οι από ηλεκτρονικούς υπολογιστές ελεγχόμενες ρομποτικές τεχνικές, οι οποίες αφορούν τον έλεγχο της ακτινοβολίας και των κινητών στοιχείων, έχουν με επιτυχία ενσωματωθεί σε αυτό καθιστώντας το ένα υπερσύγχρονο εργαλείο χορήγησης ακτινοχειρουργικής θεραπείας.