一、主要组成
1. 治疗系统由放射源体、准直体、治疗床、传动装置和屏蔽体组成。
(1)放射源体：是一个铸铁的球冠壳体，源体上将30个钴-60源按一定经纬度安装在预准直器的源腔中。源体沿中轴行360度水平旋转，使30束γ射线向焦点聚集。
(2)准直体：准直体上有四组通孔，每组30个，共120个。每组孔间在经纬度上相隔90度，每组30个孔都可与源体上的30个预准直孔对齐，有三组安装了内孔径不同的锥形终准直器，一组安装了屏蔽棒。在治疗时将源体内钴源切换至不同的准直器组，引导射线向焦点聚焦，即可得到不同尺寸规格的焦点剂量场。将源切换到屏蔽棒组时，即可屏蔽伽玛射线进入治疗空间。
（3）治疗床：治疗床分上、中、下三层，每层由独立的驱动系统驱动，可分别作X、Y、Z三个方向的运动。能按治疗计划的要求自动将病灶靶点准确移动到射线焦点处。自动移动靶点使摆位操作简单化，治疗时只需一次摆位即可，不需反复进入治疗室内变动机架和治疗床，大大减少了反复操作所致的误差。
2. 立体定位系统：由定位床、定位标尺、重复摆位架、真空成形袋组成，其目的是实现三个确保。①确保诊断与治疗时体位的一致性。②确保多次治疗时摆位的重复性。③确保病灶靶点与射线焦点重叠的精确性。
（1）定位床：由碳纤维床板、活动床沿、脚蹬和手柄组成。定位床是治疗床的一部分，床的特殊形状有利于真空成形袋的塑型和病人体位的固定。床沿外侧槽用于安放重复摆位架和定位标尺。床边刻度用于重复摆位架和定位标尺位置的确定。床板底部有两条CT和MRI可成像的沿床纵向平行标志线，与定位标尺的N形线一起构成确定靶区位置的定位标志系统。
（2）重复摆位架：是一个通过X、Y、Z三个方向决定病人体位的三维坐标系统框架，是决定每次治疗摆位重复性好坏的关键。
（3）定位标尺：用于对病灶的诊断定位，可沿床两侧槽上下纵向滑动。定位标尺顶板内嵌有CT和MRI可成像的N形标志线，与设在床底的平行标志线对应形成决定靶区位置的定位坐标系，计划系统借此可计算病灶在坐标系中的坐标值以及和焦点的坐标关系。
3. 治疗计划系统：是一套能进行图像处理、轮廓定义、三维重建、靶点设计、剂量计算、方案评估、三维显示和数据输出等功能的软件和硬件系统。
二、治疗原理及剂量分布特征
1. 治疗原理：通过旋转锥面聚焦方式，将30个钴源的能量聚焦于一点，形成一窄束边缘锐利的伽玛射线。通过旋转锥面聚焦使每束伽玛射线源都随源体围绕焦点的公共轴线旋转，使每束射线变成一个动态的圆锥扫描面，焦点为圆锥的顶点。治疗时，病灶靶点受到的是持续性的高剂量照射，而周围正常组织受到的是瞬时的剂量极低的照射。
2. 剂量分布特征：伽玛射线和X射线一样都属光子线，剂量分布特点是高剂量区在皮下0.5～1.5cm处，随着深度增加，剂量逐渐衰减。伽玛刀的伽玛射线通过30束射线的锥面旋转聚焦后，形成一个围绕焦点的高剂量区，其剂量强度从焦点中心向边缘以同心圆方式逐步衰减，其剂量衰减的锐利程度与准直器的大小有关。体部伽玛刀有1cm、3cm和5cm三种不同孔径的准直器，准直器越小，剂量分布越集中，边缘剂量衰减越锐利，1cm准直器50%到30% 剂量线的范围< 0.5cm，1cm准直器50%到30% 剂量线的范围< 1cm。通过不同孔径准直器的组合，可治疗1～10cm左右的肿瘤。采用不同孔径准直器的单靶点照射或多靶点填充式照射，在靶区可获得尤如质子线Bragg峰式的剂量分布曲线。
三、临床治疗步骤
1. 定位扫描：在定位床内用真空成形袋将病人按治疗体位进行体位固定塑形，用重复摆位架在病人病灶附近适当位置选4个点作体表标记，在靶区位置安放定位标尺（N形线）后进行CT扫描。扫描时要使病灶和所有标志线都在扫描范围内，根据需要选择不同层厚和进行增强扫描。
定位要点是：重复摆位架安放位置要靠近靶区，体表标记点选择位置变化小的骨性部位。每次治疗时让患者保持与定位时同一状态。安放定位标尺时认真记录定位标尺与床边的对应刻度，定位标尺必须放在靶区之上，靶区范围不能超过定位标尺的范围，病灶不能超出定位床的有效治疗范围。
2. 治疗计划和治疗实施：通过网络将图像传送到工作站，勾画内外轮廓和靶区。在靶区内布置靶点和计算剂量，显示三维剂量分布，通过覆盖靶区的剂量范围，决定处方剂量线，用DVH评估计划结果。最后对需实施治疗的病人进行重复摆位，提取计划结果的数据实施照射。在治疗时要严格检查，对照每个实施治疗靶点坐标与计划靶点坐标的一致性，在照射过程中严密观察病人有无体位变化和不适反应。
四、临床应用技巧
1. 单靶点照射：在肿瘤小而规则时采用单靶点照射。单靶点计划简单，剂量分布集中，边缘剂量衰减锐利，高剂量区涉及范围小，正常组织受量低。适宜采用高分次剂量，短疗程方案。
2. 多靶点照射：在肿瘤较大或形状不规则时，采用多靶点照射。多靶点计划复杂，剂量分布不均匀，适形度差，边缘剂量衰减相对缓慢，高剂量区容易涉及正常组织。因此，在有空腔器官邻近的部位分次量不宜过高。
3. 治疗计划原则：靶区勾画以GTV为主，同时考虑内靶区范围。以完全覆盖靶区的剂量线为处方剂量。以50%剂量线紧扣靶区为布靶点要求。靶区内剂量线要求同心圆排列。多靶点填充时要避免靶区内出现低剂量区域。
4. 治疗方案：根据靶区大小决定分次量和总剂量。小靶区（<3cm），50%剂量线8～10Gy/次，48～50Gy/5～6次。中靶区（3～6cm），50%剂量线处5～7Gy，56～60Gy/8～12次。大靶区（>6cm），40%～50%剂量线处3～4Gy，40Gy后缩野追加剂量。
五、适应证
体部伽玛刀可用于肝癌、肺癌、胰腺癌、腹腔淋巴结转移、直肠癌、胆管癌、前列腺癌、宫颈癌和腹膜后肿瘤的治疗。按其治疗结果可分为：①根治性效果：主要针对早期实质性器官肿瘤。②准根治效果：适用于中等大小肿瘤。③姑息性效果：用于巨块肿瘤的减症治疗。我院目前已治疗的140多例患者中，比例较高的依次为周边型肺癌、肺转移癌、肝癌、肝转移癌和胰腺癌。多数病例的近期疗效明显，急性反应相对较轻。
六、伽玛刀的剂量分布特点
伽玛刀治疗也是一种三维适形放疗，而且是一种填充式三维适形放疗。伽玛刀通过聚焦后射线高剂量点在肿瘤中心，可根据肿瘤深度调整高剂量点位置，根据肿瘤大小采用单靶点或多靶点照射，可形成一个紧扣靶区的高剂量分布区，有类似于Bragg峰的剂量分布特点。结果是周边正常组织的受照范围小，剂量衰减锐利，受照剂量低，即使采用50%剂量，并不增加周边正常组织受照范围和受照剂量，相反可使靶区内剂量分布变化的梯度增大，肿瘤中心区可获得更高的剂量。与此相反，加速器的三维适形放疗是一种包容式三维适形放疗，每束射线必须包围靶区，且高剂量区在皮下，随深度增加剂量下降，通过每束射线60%~80%的吸收剂量在靶区的叠加，形成一个紧扣肿瘤的高剂量分布区。当肿瘤较小时，允许从多角度和多方位设计互不交叉的照射野，通过非共面多野照射可获得和伽玛刀类似的剂量分布曲线。但当肿瘤较大时，多野的相互重叠和交叉会使周边正常组织的受照范围增大，即使采用90%剂量线为处方剂量，也会使周围正常组织受到较大范围的照射。虽然靶区内剂量均匀性较好，但靶区边缘和中心剂量变化梯度小，在边缘剂量相同的条件下，肿瘤中心区域所获得剂量不如伽玛刀高，而周围正常组织的受照范围更大，受照剂量更高。
七、伽玛刀治疗的综合评价
体部伽玛刀采用高剂量分次照射符合恶性肿瘤放疗的生物学要求。高剂量小靶点拟合曲线有类似于Bragg峰的物理剂量学特点。靶区内剂量高，靶区外剂量衰减快，涉及范围小，有利于正常组织的保护和肿瘤剂量的提高。靶区内剂量分布梯度大，可使靶区中央乏氧细胞获得更高剂量照射。但是，伽玛刀治疗也存在一些问题，①和三维适形放疗一样定位精确度受呼吸运动和器官移动的影响，所采用的真空成形袋体位固定方式较为简单，使每次治疗的重复摆位精度不高。②在治疗时缺少治疗靶点和射线焦点重复性的最后验证措施。③单方向照射影响剂量分布，当肿瘤位于人体中心平面上下时，必须采用仰卧和俯卧两种体位，增加了计划设计的难度和治疗费用。④三维适形度差。对此除需要厂商对设备本身的问题加以完善外，同时要求医生在使用中加以注意，以免使用不当造成严重的放射损伤。
总之，通过利用体部伽玛刀独特的剂量分布特征治疗各类肿瘤的临床观察发现，体部伽玛刀比立体三维适形放疗在提高靶区剂量、降低周围组织损伤上有明显的优势，更能降低周围正常组织的受照剂量，更能有效地提高靶区内单位容积剂量和单位时间剂量，更适宜采用高分次剂量、短疗程的治疗模式。但是，目前所治病例数有限，随访时间较短，该如何安全、有效使用这一设备还有待进一步的探索和研究。
