امروزه نقش رادیوسرجری استریوتاكتیك (جراحی غیر تهاجمی به وسیله تشعشع) برای درمان ضایعات و تومور ها به خوبی اثبات شده است. سایبرنایف یك سیستم رادیوسرجری استریوتاكتیك است كه اجازه درمان رادیوسرجیكال ضایعات را میدهد. این سیستم از یك جفت دوربین اشعه ایكس متعامد تشكیل شده است و نیز یك شتاب دهنده خطی سبك وزن كه بر روی یك ربات نصب شده است و اجازه دسترسی به زوایای مختلف را می دهد و پرتوهای درمانی رابدون استفاده از قاب كلاه مانند به هدف مورد نظر می رساند.
واژه رادیوسرجری استریوتاكتیك اولین بار توسط دكتر لارس لسكل سوئدی در دهه 50 به وجود آمد و در دهه 60 دستگاه رادیوسرجری منحصر به فرد گاما نایف به وجود آمد كه دارای منبع رادیواكتیو كبالت 60 است. نوع دیگر از منبع انرژی در سیستم های رادیوسرجری شتاب دهنده خطی است كه اولین بار توسط بتی و كلومبو در اواسط دهه80 به وجود آمد و تا به آن زمان از رادیوسرجری برای درمان تومورهای مغزی استفاده می كردند. در این سیستم های به وجود آمده تا این زمان از یك قاب كلاه مانند برای ثابت كردن سر استفاده می كردند و اشعه مورد نظر را به تومور با ضایعه مورد نظر می تاباندند كه در گاما نایفاز 201 منبع رادیواكتیو كبالت 60 استفاده می كردند كه بر روی قاب قرار گرفته بود و اشعه به مركز قاب تابیده می شد جایی كه سر بیمار آنجا قرار میگرفت. در دهه 90 سیستم جدیدی به نام سایبرنایف به وجود آمد كه در آن نیز از شتاب دهنده خطی برای درمان ضایعات مغزی استفاده می كردند با این تفاوت كه دیگر از قاب های ثابت كننده سر استفاده نمی كردند و این یكی از مشكلات را كه می بایست قاب بر روی سر با پیچ ثابت می شد را حل كرد و در سال 2000 از سایبرنایف برای درمان بیماری های ریه ای استفاده شد و امروزه از آن برای درمان سرطان استخوان و بافت نرم، سرطان مغز، سرطان سر و گردن، سرطان ریه، سرطان متاستاتیك، پانكراس و سایر سرطان گوارش، سرطان پروستات و ... استفاده می شود.
سیستم سایبرنایف
سایبرنایف یك رادیوسرجری استریوتاكتیك با راهنمای تصویری است كه با استفاده از رادیـوگـرافـی اشعـه ایكـس بـه صـورت realtime- در اتـاق درمـان و عكـس برداری سهبعدی به دست آمده قبل از شروع درمان و تركیب این تصاویر مكان دقیق درمان را تعیین می كند و پرتوهای تابشی به طور مستقل از طریق شتاب دهنده خطی (LINACs) كه بر روی یك ربات سوار شده به محل مورد نظر منتقل می شوند. 

ایـن مفهوم اساسی بدون تغییر باقیمانده است، اما پیشرفت های قابل توجهی در سیستم های جدید نسبت به سیستم های دهه گذشته صورت گرفته است.

برنامه ریزی درمان 
برنامه ریزی درمان با به دست آوردن یك یا چند تصویر سه بعدی آغاز می شود كه اجازه می دهد تا حجم هدف و ارگان های مجاور كه در معرض خطر پرتو هستند مجسم شود. با استفاده از این تصویر سه بعدی موقعیت هر اشعه مشخص می شود و هر پرتو توسط یك بردار كه نقطه مبدا و نقطه جهت را بههم وصل كرده توصیف می شود. به طور كلی، تعـداد نامحدودی از هر دو نقطه مبدا و جهت میتوانند با سیستم انتقال به هم برسند. نقطه مبدا در موقعیت نقطه كانونی شتاب دهنده است و نقطـه جهـت كه معمولا در داخل حجم هدف تـــــوســـــط كـــــاربـــــر بـــــا اســتــفـــــاده از داده هـــــای تـصویربرداری تعریف می شوند. هرنقطه مبدا یـك گـره نـامـیده می شود و مجموعه كاملی از گرهها و مسیرها مشخص می شوند. مجموعه مـسیرهای مختلف برای ارائه طیف وسیعی از پرتوها در محل های درمانی داخل و خارج بافت ساخته شده اند. در آغاز روند برنامه ریزی درمان مـسـیـرهـای مـنـاسـب بـرای هر بیمار به صورت دستی انتخاب می شود. تعداد گره در مسیرهای مختلف می تواند در محدوده 133 - 23 باشد. 

نقاط جهت بر اساس مد تولید اشعه به طور اتــومــاتـیــك تـعـیـیـن مـی شـود، ایـنـكـه هـم مـركـز (isocentric) بـاشـد یـا غـیــر هـم مـــركـــز (non-isocentric). مد هم مركز به كاربر اجازه میدهد تا یك یا چند مركز ساختگی در مدل بیمار انتخاب شود و یك پرتو انتخابی از هر گره به هر مركز ساختگی برسد. مد غیر هم مركز نیاز به داشتن توانایی در هدایت بازوی رباتیك در جهت هدایت پرتو در یك نقطه خاص در بیمار را دارد، و تعداد زیادی نقاط جهت (معمولا بین هزار تا شش هزار) نیمه تصادفی در حجم هدف و توزیع یكنواخت میان گره ها برای شكل گرفتن مجموعه پرتوهای انتخاب شده ایجاد می كند. كـاربر می تواندبرای جلوگیری از تابیدن اشعه ها به بافت های مجاور از روشهایی برای به حداقل رساندن دز استفاده كند. مد هم مركز دز را در شكلی مانندیك كره در اطراف مركز ساختگی تولید می كند. پس در این مرحله مسیرهای تابش پرتوها مشخص می شوند.

تحویل درمان
تنظیم پرتو در زمان درمان بر اساس تصاویر رادیوگرافی دیجیتالی (DRRs) تولید شده ازمـدل سـه بعـدی بیمـار، همـراه بـا عكس هایی كه به طور زنده با استفاده از سیستم تصویربرداری اشعه ایكس در اتاق درمان به دست می آید. نتایج این دو تصویرمستقل، كه یكی به صورت زنده از اتاق درمان بدست می آید و دیگری از رادیوگرافی دیجیتالی با هم تركیب می شوند و توسط geometric back projection تبدیل به یك تصویر سهبعدی می شود. 

در شروع درمان، سیستم هدایت تصویر اشعه ایكس، بیمار را با استفاده ا ز میزدرمان تنظیم می كند. میز دارای 5 محور و تخت دارای6 محور است و با تنظیم آن ها موقعیت بیمـار را در جـای منـاسب قرار می دهیم و هدف از این تنظیمات اولیه برای كاهش اصلاحات با استفاده از بازوی ربات است. پس از اینكه بیمار در محدوده مناسب قرار گرفت، سیستم هدایت تصویر اصلاحات دقیق موقعیت را برای تنظیم هر پرتودرمانی تعییـن مـی كنـد. ایـن اصـلاحـات مـربـوط بـه بـازوی ربـاتیـك اسـت و جبـران خـودكار حركتهای كوچك هدف توسط تغییر موقعیت شتابدهنده صورت می گیرد، یعنی تنظیم موقعیت و جهت گیری پرتو نسبت به بیمار ، نه بیمار نسبت به پرتو. در طول درمان، ربات در دنباله گره های انتخاب شده در طول برنامه ریزی درمان حركت می كند و در هر گره بازوی رباتیك، شتاب دهنده خطی را در جهت مناسب قرار می دهد تا اشعه به بیمار تابیده شود.
اكتساب تصویر، تعیین محل هدف، و تنظیم اصلاحات به طور مستمر در طول درمان مـكــررا انـجــام مــی شــود و بــه طـور معمـول هـر ثـانیـه 30-60 انجـام مـی شـود؛ فـاصلـه تصویربرداری را می توان در طول درمان بر اساس پایداری و موقعیت هدف تنظیم كرد. بازوی رباتیك برای جبران تغییرات و چرخش های كوچك بر اساس اصلاحات به دست آمده از جفت تصویر به دست آمده در نظرگرفته شده است، در جا به جایی ها و چرخش های بزرگ دستگاه به طور خودكار مكث كرده و اپراتور به سرعت بیمار را قبل از اقدام درمان در موقعیت مناسب قرار می دهد. جابه جایی می تواند به طور خودكار با استفاده از تخت یا میز جبران شود. دقت جایگذاری دز با تصویربرداری از هدف و مكان اصـلاح پـرتـو در طـول درمـان بـه طـور مـتـنـاوب تـضمین شده است. در این نوع درمان استریوتاكتیك قاب مورد نیاز نیست، چون اگر هدف حركت كند سیستم ردیابی پرتوها قادر است كه به صورت realtime حركت هدف را دنبال كند و بیمار می تواند آزادانه تنفس داشته باشد. 

سخت افزارهای موجود در سیستم سایبرنایف شتابدهنده خطی
شتاب دهنده خطی از اشعه ایكس استفاده می كند. این دستگاه یك دوز یكنواخت از اشعه ایكس پرانرژی به تومور بیمار تحویل می دهد. شتاب دهنده خطی از تكنولوژی مـایكـروویـو استفـاده مـی كنـد و الكتـرون ها در قسمـت شتـاب دهنـده wave guide شتاب داده میشوند و پرتوی درمانی MV 6 اشعه ایكس با نـرخ دوز cGy 1000 در دقیقـه تـولیـد مـی كنـد. طراحی جمع و جور اجازه می دهد تا كه به یك آهـنـربا خم كننده نیاز نداشته باشد. چرا كه در نـــوع قـــدیـمــی تــر شـتــاب دهـنــده هــای خـطــی فوتونهای پرانرژی اشعه ایكس الكترون ها را در مسیرهای خم مانند در اطراف تومور بیمار تحویل می دادند. همچنین فیلتر مسطح كننده پرتو وجود ندارد. تنظیم ثانویه پرتو با استفاده از دوازده كولیماتور ثابت مدور با قطر در محدوده 6-5/0 سانتی متر انجام می شود. این كولیماتورها را می توان به صورت دستی یا به طور خودكار تــنــظــیـــم كـــرد. روش دیــگــر بــرای تـنـظـیــم ایــن كــولـیـمــاتـورهـا اسـتـفـاده از IrisTM Variable Aperture Collimator است.

بازوی رباتیکشتـاب دهنده خطی بر روی بازوی رباتیك نصب می شود و دارای شش محوراست كه در شكل زیر می توانید آن را ببینید و اجازه می دهد شتـاب دهنـده بـه صـورت سه بعدی در فضای كاری در اطراف بیمار با دقت بالا چرخش كند. بازوی رباتیك اجازه می دهد تا هر یك از پرتو درمانی در هر نقطه در فضاهدایت شود. بازوی رباتیك همچنین برای جبران تغییر در موقعیت و جـهــت گـیــری هــدف در طــول درمـان استفـاده مـیشـود و پـرتـو را بـا مـوقـعـیـت بـیـمـار تـنـظـیـم میكندو این یكی از نوآوری های این سیستم است، یعنی تنظیم پرتو به سمت هدف به جای آوردن هدف در راستای پرتو.
سیستم تصویر برداری اشعه ایكس
دو منبع تشخیصی پرتو ایكس در این پروسه وجود دارد كه در سقف نصب شده است و دو آشكـار سـاز وجـود دارد كـه در زیـر تخت قرار مــیگـیــرنــد. آشـكــارســازهــای ایــن سـیـستـم در مـدلهـای قـدیـمـی تر به صورت عمود برهم با زاویه 90 درجه بودند كه در زیر تـخـت قـرار مـی گـرفـت و تـصـاویـر گـرفـتـه شده توسط منابع اشعه ایكس جمع آوری شده و با اسـتـفــاده از ایــن دو آشـكـارسـاز كـه دو صـفـحـه سیلیكون غیرشفاف هستند تصویری با وضوح تـقـریبا بالای دیحیتالی ایـجــاد مــی كـرد. در سـیـسـتـمهـای امروزی از آشكارسازهای اشعه ایكس با پنل های تخت، هم سطح با كف استفاده مـیشـود و تـصـاویـری دیجیتالی با وضــــوح بـــالاتـــر (1،024 * 1،024 پــیــكــســـل بـــا رزولوشن 16 - بیتی) ایجاد می كنند. منابع اشعه ایكـس و آشكـارسـازهـای ثـابـت هستنـد، منـابـع اشعه ایكس زاویه 45 درجه را با محور عمودی می سازند. برای حذف اعوجاج در ارتباط با 45 درجـه زاویـه بـیـن هـر یـك آشكارساز و محور تصویربرداری مركزی پرتو از نرم افزار های اصلاح كننده استفاده می شود.

نتیجه گیری 
برای نتیجه گیری می توان مزایای این سیستم را نسبت به سیستم های مشابه چون گاما نایف و ایكس نایف مقایسه كرد:

- عدم نیاز به قاب برای فیكس كردن هدف
- بازوی رباتیك محدوده حركتی بالاتری را نسبت به گانتری موجود در ایكس نایف دارد.
- برای تمام قسمت های بدن می توان از آن استفاده كرد در صورتی كه گاما نایف فقط برای مغز كاربرد دارد.
- در گاما نایف فقط یك بار می توان به درمان نایل شد درحالی كه در سایبر نایف میتوان در یك روز دو یا چند بار درمان را انجام داد.
- مجرای اشعه متحرك است و می توان آن را به سمت هدف حركت داد.
- بیمار استرس كمتری دارد چون نیاز به بی حسی یا بیهوشی نیست.


منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی