《Cureus》 2025 年12月2日在线发表美国 Jersey Shore University Medical Center的Timothy Chen , Patrick Pema , Michael Chaga ,等撰写的《ZAP-X立体定向放射外科：涉及200例患者的初步经验。ZAP-X Stereotactic Radiosurgery: The Initial Experience Involving 200 Patients》（doi: 10.7759/cureus.98320. ）。
ZAP-X（由位于加利福尼亚州 San Carlos的 ZAP 手术系统公司生产）是最新款专门用于头颅立体定向放射外科（SRS）治疗的设备。在2023 年 10 月至 2025 年 1 月期间进行了一项前瞻性研究，该研究涉及 200 名患者，共 374 个颅内靶区，均使用ZAP-X 进行治疗。该研究旨在评估 ZAP-X 工作流程的可行性，以及其安全性、临床和剂量学表现以及患者满意度。
研究对象涵盖了各种中枢神经系统疾病，包括106 例脑转移瘤（BM）、42 例脑膜瘤（MA）、18 例三叉神经痛（TN）、11 例听神经瘤（AN）、9 例复发性胶质母细胞瘤（RGBM）、7 例垂体腺瘤（PA）、3 例脊柱肿瘤（ST）、3 例动静脉畸形（AVM）以及 1 例桥脑海绵状血管瘤（HM）。每月接受治疗的患者平均人数为 13 ± 2 人，每月平均治疗次数为 35 ± 9 次。单日接受治疗的患者最多为 5 人。
在10%的低剂量阈值、2%的剂量差异和 1 毫米的约定距离条件(distance-to-agreement)下，平均伽马通过率为98.5 ± 1.7%（91.2 - 100%）。所有患者的平均适形性指数（CI）、Paddick适形性指数（PCI）、梯度指数（GI）、均匀性指数（HI）和梯度测量值分别为 1.3 ± 0.3、0.77 ± 0.11、3.3 ± 0.8、1.5 ± 0.3 和 0.38 ± 0.16 厘米。所治疗的最大肿瘤体积为 29.29 立方厘米，单次治疗中处理的靶区数目最多为10 个。平均治疗时间为 50 ± 20 分钟，其中定位时间是最重要的预测因素（调整后的 r² = 0.972）。Efficast 头部和肩部面罩显著改善了患者的舒适度，并减少了对齐误差，相比仅头部的面罩效果更佳。在所有测量的领域中，患者满意度很高，平均评分在 5 分制中从 4.7 到 5.0 不等。最常见的治疗副作用是疲劳和头痛。
这一初步经验代表了迄今为止最大的单中心系列，并支持ZAP-X 作为传统 SRS 平台（如伽玛刀（GK）和射波刀（CK））的有前景的替代方案。需要继续研究和多机构研究来进一步验证这些发现并评估长期结果。
简介
ZAP-X（由位于加利福尼亚州圣卡洛斯的ZAP外科系统公司生产）是最新款专门用于头颅立体定向放射外科（SRS）的平台。ZAP-X 的辐射源是一台 3MV S 带线性加速器（直线加速器），它安装在轴向和倾斜的转盘上，能够实现同心、非共面、双轴的辐射投射，覆盖的立体角大于 2π 度。无滤波器束通过一个旋转的钨轮进行准直，该轮具有八个直径从 4 毫米到 25 毫米不等的圆形区域，其源至轴距离（SAD）为 45 厘米。自屏蔽的 ZAP-X 系统设计包括一个屏蔽治疗室、旋转外壳和位于治疗台底部的气动门。这种设计减少了治疗室内的辐射暴露，无需屏蔽的拱顶，并提高了安装的灵活性[The radiation source for the ZAP-X is a 3 MV S-band linear accelerator (Linac) mounted on axial and oblique gimbals, which allows for isocentric, non-coplanar, dual-axis radiation delivery over a solid angle of greater than 2π steradians. The flattening filter free beam is collimated via a rotating tungsten wheel with eight circular field sizes ranging from 4 to 25 mm in diameter, defined at a source-to-axis distance (SAD) of 45 cm. The self-shielded ZAP-X system design consists of a shielded treatment chamber, rotating shell, and a pneumatic door located at the foot of the table. This design reduces radiation exposure inside the treatment room, eliminating the need for a shielded vault and increasing installation flexibility]。与伽玛刀（GK）和射波刀（CK）对应最小准直器的束形参数相比，ZAP-X 对于其最小准直器产生的全宽半最大值最低且整体晕圈最清晰。
本研究的目的是评估ZAP-X 工作流程的可行性、安全性、临床和剂量学性能以及患者满意度。对这一全新开创系统的分析对于评估其疗效并优化其针对不同患者和情况的特异性至关重要。我们关于使用 ZAP-X SRS 平台治疗的前 200 名患者的报告具有特别重要的意义，因为该技术尚属新颖，且目前关于它的大量文献还很缺乏。这篇综述提供了有关剂量学特征、临床疗效、病理特定治疗参数以及患者满意度的第一手有价值的信息。迄今为止，它代表了使用 ZAP-X 平台进行治疗的最大单中心系列病例。
材料与方法
该数据是于2023 年 10 月至 2025 年 1 月期间在泽西海岸大学医疗中心（Jersey Shore University Medical Center ，JSUMC）接受 ZAP-X SRS 治疗的患者中前瞻性收集的。该研究方案已由医院伦理审查委员会审查并批准，批准编号为Pro2024-0029。患者群体包括符合使用 ZAP-X SRS 治疗临床指征的个体。
临床工作流程
我们的工作流程分为四个阶段：咨询、模拟、治疗以及治疗结束后的随访。在模拟阶段开始时，会使用CT 成像来制作固定面罩，并进行现场计划磁共振成像（MRI），然后将图像发送至 Eclipse 系统进行融合和轮廓勾勒。接着对图像进行处理，并将其发送至 PACS 和 Eclipse（加利福尼亚州帕洛阿尔托，瓦里安医疗系统，版本15.6）治疗计划系统（TPS）以进行轮廓勾画和治疗计划。治疗阶段首先由神经外科医生、放射肿瘤学家和物理学家批准治疗计划。神经外科医生和放射肿瘤学家需要在首次治疗分次时到场。最后一个阶段——治疗结束后的随访——始于按照注册护士的指示让患者出院。在立体定向放射外科（SRS）治疗后四周，会与放射肿瘤学和神经外科进行随访。每位患者都会完成一份使用5 点 Likert量表的患者满意度调查。最后，质量保证（QA）和性能改进由护士协调员负责处理。ZAP-X 临床工作流程的示意图见图 1。
图1.ZAP-X 临床工作流程。
所有患者均接受了0.5T 的 Synaptive MRI 检查（该设备位于与 ZAP-X 相邻的房间内，其检查方法与 Chaga 等人所描述的相同）并进行了含钆对比剂的磁共振成像（如无需要也可不进行钆对比剂检查）。患者的检查安排为：对于良性病例，当天进行 CT 模拟扫描和 MRI 检查，检查间隔目标为≤5 天；对于恶性病例，则当天进行会诊和检查，检查间隔目标也为≤5 天。检查完成后，患者将接受立体定向放射外科治疗，治疗间隔目标也为≤5 天。感兴趣区域的轮廓由具备资质的放射肿瘤学家、神经外科医生和医学物理学家利用包含治疗计划 CT 和钆对比剂后 MRI 的融合数据集在 Eclipse TPS 中勾勒出来。勾勒出的图像随后被导入到 ZAP-X TPS（版本 1.8 - 1.10）中。
治疗方案的制定采用了正向计划或正向与逆向联合计划两种模式。在正向计划模式下，计划人员会手动将等中心点置于目标区域。在正向与逆向联合计划模式下，首先手动放置等中心点，然后进行射束权重的逆向优化以及等中心点的手动添加、删除或重新定位。使用了0.5 毫米的剂量网格，根据Timmerman危及器官（OAR）建议，将剂量约束在眼睛、晶状体、视神经、视交叉、耳蜗、脑干和脊髓上。通过适形性指数（CI）、Paddick适形性指数（PCI）、梯度指数（GI）、均质性指数（HI）和梯度测量（GM）等指标评估计划的质量，包括适形性、剂量衰减和剂量均匀性[Plan quality was evaluated for conformality, dose fall-off, and dose homogeneity using conformity index (CI), Paddick conformity index (PCI), gradient index (GI), homogeneity index (HI), and gradient measure (GM).]。
CI 被定义为处方等剂量体积与靶体积的比值。PCI 的计算方法是：处方等剂量覆盖的靶体积的平方除以靶体积与处方等剂量体积的乘积。GI 被定义为接受处方剂量一半的体积与处方等剂量体积的比值。HI 的计算方法是：最大剂量与处方剂量的比值。GM 被定义为 50%和 100%处方等剂量线体积的等效球半径之差（以厘米为单位）。计划质量约束遵循放射治疗肿瘤学组协议 0813(The CI was defined as the ratio of the prescription isodose volume to the target volume [11]. The PCI was calculated as the square of the target volume covered by the prescription isodose divided by the product of the target volume and the prescription isodose volume . The GI was defined as the ratio of the volume receiving half the prescription dose to the prescription isodose volume. The HI was calculated as the ratio of the maximum dose to the prescription dose . The GM was defined as the difference, in centimeters, between the equivalent sphere radii of the 50% and 100% prescription isodose line volumes. Plan quality constraints followed the Radiation Therapy Oncology Group Protocol 0813)。
患者特异性和机器质量保证
对于每个患者病例，都采用了患者特定的质量保证（PSQA）程序，以确保计划剂量与实际给药剂量的高精度一致性。PSQA 包含两个组成部分：独立剂量计算和绝对平面剂量测量。对于独立剂量计算，使用了内部开发的名为 ZapMU 的软件。对于绝对平面剂量测量，使用了 SRS MapCHECK 以及 Sun Nuclear 公司的 SNC 患者软件（位于佛罗里达州墨尔本市）进行伽马分析。在每次治疗前每天进行机器日常质量保证检查，同时还有每月和每年的质量保证检查。所有 ZAP-X 质量保证测试均汇总在表 1 中。
表1.JSUMC ZAP-X 每日、每月及每年的质量保证程序，包括设置配置和相关设备。
ZAP-X 聚合物面罩
为了确保患者舒适并实现精确的定位，患者被安置在模具护理装置和热塑性纤维塑形头罩（CQ 医疗公司，宾夕法尼亚州阿文代尔）、纳米头罩（纽约州杰里霍奥菲特工业公司，）以及Efficast 头部及肩部罩（奥菲特工业公司，纽约州杰里霍）中。所有这些头罩均如图 2 所示。
图2.（A）纤维塑型头罩，（B）纳米头罩。（C）带有两个垫片的Efficast头肩罩
JSUMC：Jersey Shore University Medical Center
对于Efficast 面罩，在制作面罩的过程中使用了两个垫片。为了进行面罩比较，对 60 名患者（30 名使用 Fibreplast 和 Nanor 头部面罩的患者和 30 名使用 Efficast 面罩的患者）的舒适度、调整次数、设置时间和对齐偏差进行了评估。患者对齐过程涉及一系列使用来自多个机架角度的非同轴千伏 X 射线图像的 3D 对齐步骤。这些图像与从治疗计划中使用的初始 CT 生成的数字重建 X 射线影像（DRR）进行配准。在治疗前的初始自动对齐已获得放射肿瘤科医生的批准。任何方向上超过 2 毫米的对齐偏差以及任何旋转轴上超过 1.5°的偏差都需要重新调整患者的位置并重复自动对齐以及获得放射肿瘤科医生的批准。如果存在超过 5 个机架位置的 MV 剂量偏差超过 10%，则需要物理学家进行调查。如果存在超过 10 个机架位置的 MV 剂量偏差超过 10%，则应停止治疗并由供应商进行进一步调查。患者体位的偏差以及需要进行的调整次数是从治疗控制台上的系统日志文件中获取的。面罩舒适度通过 1 到 5 的 Likert 量表进行评估（1 表示“非常差”，5 表示“非常好”）。
患者满意度
患者满意度通过一份术后调查问卷来衡量，该问卷采用了5 点的 Likert量表。患者被要求在以下类别中对他们的体验进行评分：预约的便利性、医护人员的友好程度、ZAP-X 的清洁程度、医护人员的亲切度/礼貌程度、医生对治疗过程的解释、候诊区的舒适度、模拟过程中的舒适度、面罩制作过程中的舒适度、磁共振成像过程中的舒适度、治疗过程中的舒适度、治疗后的舒适度、对问题/投诉的反应、对护理的整体评价、护理协调以及推荐 JSUMC医疗中心。
ZAP-X 治疗时间
作为一项旨在缩短总治疗时间的临床举措，每位患者的治疗时间变量均是从ZAP-X 系统在治疗完成后生成的报告中获取的。准备时间定义为自动对齐成像以及随后审查所需的时间。机架时间是指机架在整个给药过程中移动所有机架角度所需的时间。治疗台时间是指治疗台在整个给药过程中移动到所有位置所需的时间。千伏成像和处理时间是指在整个给药过程中获取千伏图像、与 DRRs 匹配、进行降噪、边缘检测和归一化所需的时间。直线加速器时间是指束流开启的给量时间。治疗时间是从初始自动对齐到治疗结束的时间。计算出的治疗时间是ZAP-X TPS 预测的治疗时间。
结果
2023 年 10 月至 2025 年 1 月期间，共有 200 名患者接受了 ZAP-X 立体定向放射外科治疗，涉及 374 个治疗目标。患者的病理学特征包括 106 例脑转移瘤（BM）、42 例脑膜瘤（MA）、18 例三叉神经痛（TN）、11 例听神经瘤（AN）、9 例复发性胶质母细胞瘤（RGBM）、7 例垂体腺瘤（PA）、3 例脊柱肿瘤（ST）、3 例动静脉畸形（AVM）以及 1 例桥脑海绵状血管瘤（HM）。每月接受治疗的患者平均数量为 13 ± 2 人，每月的平均治疗次数为 35 ± 9 次。
一天内接受治疗的患者最多为五名。自我报告的物理治疗规划时间情况如下：TN：≤5 分钟，单靶球形：≤30 分钟，多靶球形：≤1 小时，不规则单靶或多靶 = 分钟 - 三天，PSQA = 小时。从 2023 年 10 月至 2025 年 1 月，由于机器问题有五名患者被推迟治疗，但没有取消治疗。所有的质量保证测试和测量都在推荐的公差范围内。平均温斯顿-卢茨 x 偏移量（Winston-Lutz x-offset ）为 0.04 ± 0.13 毫米（范围：-0.32 - 0.36 毫米），平均 y 偏移量为 0.38 ± 0.09 毫米（范围：-0.15 - 0.58 毫米），平均 z 偏移量为 0.1 ± 0.1 毫米（范围：-0.13 - 0.66 毫米）。在 10% 低剂量阈值、2% 剂量差异和 1 毫米一致性距离下，平均 PSQA 伽马通过率为98.5 ± 1.7%（范围：91.2 - 100%）。
剂量学评估
表2 中列出了每种病理类型的各项剂量学变量。平均照射剂量分别为：脑转移瘤（BM）23 ± 4 Gy、脑膜瘤（MA）23 ± 4 Gy、三叉神经痛（TN）83 ± 5 Gy、听神经瘤（AN）21 ± 5 Gy、复发胶质母细胞瘤（RGBM）30 Gy、垂体腺瘤（PA）26 ± 3 Gy、动静脉畸形（AVM）34 ± 6 Gy、脊柱肿瘤（ST）28 ± 3 Gy、桥脑海绵状血管瘤（HM）25 Gy。所治疗的最大肿瘤体积为 29.29 立方厘米，单次治疗中处理的目标数量最大为 10 个。关于计划质量，平均指标如下：CI：1.3 ± 0.3、PCI：0.77 ± 0.11、GI：3.3 ± 0.8、HI：1.5 ± 0.3、GM：0.38 ± 0.16。平均靶区处方剂量覆盖率为 98 ± 2%。以下剂量学变量之间存在显著相关性：监测单位与直线加速器运行时间（r = 0.995，95%置信区间 = 0.994 - 0.996）、GM 与靶体积（r = 0.888，95%置信区间 = 0.864 - 0.908）、治疗时间与摆位时间（r = 0.880，95%置信区间 = 0.860 - 0.898）、束数与计算治疗时间（r = 0.870，95%置信区间 = 0.848 - 0.889）、HI 与处方等剂量线（r = -0.846，95%置信区间 = -0.873 - -0.814）、剂量与分次次数（r = 0.832，95%置信区间 = 0.804 - 0.856），等中心点的数量以及计算出的治疗时间（r = 0.816，95%置信区间 = 0.786 - 0.842），CI 和 PCI（r = -0.814，95%置信区间 = -0.846 - -0.777），总准直器尺寸和等中心点数量（r = 0.813，95%置信区间 = 0.783 - 0.839），治疗时间和机架转动时间（r = 0.800，95%置信区间 = 0.768 - 0.828），以及总路径数量和等中心点数量（r = 0.783，95%置信区间 = 0.748 - 0.813）。
表2.每种病理类型的剂量学变量。
所呈现的数值为平均值± 标准差及范围形式
BM：脑转移瘤；MA：脑膜瘤；TN：三叉神经痛；AN：听神经瘤；RGBM：复发性胶质母细胞瘤；PA：垂体腺瘤；ST：脊柱肿瘤；AVM：动静脉畸形；HM：桥脑海绵状血管瘤；CI：适形性指数；PCI：Paddick适形性指数；GI：梯度指数；HI：均质性指数；GM：梯度测量值；-：不适用
面罩评估
表3 展示了 Fibreplast 和 Nanor 头部面罩以及 Efficast 头部及肩部面罩的遮蔽参数结果。该衬垫式面罩显著降低了 y 偏移（p = 0.0014）、pitch 偏移（p < 0.001）、roll 偏移（p < 0.001）、yaw 偏移（p < 0.001）、调整次数（p = 0.0294）和设置时间（p = 0.0017）。在 x 偏移（p = 0.406）和 z 偏移（p = 0.453）方面没有显著差异。面罩的舒适度有了显著提升（p = 0.0345）。
患者满意度
共有100 名患者参与了术后满意度调查。患者的平均评分如下：预约便利性：4.9 ± 0.3；医护人员的帮助程度：4.98 ± 0.13；ZAP-X 的清洁度：4.97 ± 0.18；医护人员的友好度/礼貌程度：4.98 ± 0.13；医生对治疗过程的解释：4.9 ± 0.3；候诊区的舒适度：4.9 ± 0.3；模拟体验的舒适度：4.7 ± 0.6；面罩制作的舒适度：4.6 ± 0.6；磁共振成像（MRI）的舒适度：4.7 ± 0.6；治疗过程的舒适度：4.4 ± 0.9；治疗后的舒适度：4.7 ± 0.5；对问题/投诉的回应：4.9 ± 0.3；整体护理评价：4.97 ± 0.18；护理协调：5.0 ± 0.2；以及推荐 JSUMC 的意愿：4.98 ± 0.13。
ZAP-X 治疗时间
ZAP-X 的治疗时间变量列于表 4 中。平均治疗时间为 50 ± 20 分钟，计算出的治疗时间为 40 ± 10 分钟，准备时间 11 ± 12 分钟，机架时间 30 ± 10 分钟，床面时间 0.8 ± 0.5 分钟，千伏成像和处理时间 8 ± 4 分钟，直线加速器时间 6 ± 3 分钟。平均治疗时间和计算出的治疗时间随月份的变化情况如图 3A 所示。治疗时间呈现出周期性的变化趋势，随着月份的增加而周期性地增加和减少。计算出的治疗时间在第一个月较高，在第二个月趋于平稳。开始时较高的计算治疗时间可能是由于治疗计划中的学习曲线所致，这一点可通过将每个月的等中心数量（斜率 = -0.221，p = 0.008）、总路径数量（斜率 = -2.657，p = 0.009）和总准直器尺寸（斜率 = -2.346，p < 0.001）的图表绘制出来加以支持（如图 3B - 3D 所示）。
表4. JSUMC ZAP-X 治疗时间变量。
图3. （A）治疗时间，（B）等中心点数量，（C）总路径数量，以及（D）总射野尺寸，（单位：月）。
随着时间的推移，物理治疗规划师所使用的等中心点数量、总路径数以及总准直器尺寸显著减少。为了评估ZAP-X TPS 计算的治疗时间的准确性，我们对治疗时间进行了线性回归分析，得到调整后的 r² 值为 0.640，均方根误差（RMSE）为 11.115，如图 4A 所示。ZAP-X TPS 模型对治疗时间的预测与实际治疗时间的偏差平均为 11 分钟。对于治疗时间的多元模型，分析了三个多元模型。利用摆位时间、机架时间、千伏成像和处理时间、靶区数目、等中心点数目和处方等剂量线的模型，其残差分布最为正常。此外，该模型的调整r² 值为 0.972，表明它几乎涵盖了治疗时间的所有变化，并且该模型的预测值与实际治疗时间的平均偏差为 3 分钟。多元模型的回归图如图 4B 所示。在这个模型中，所有预测变量都具有统计学意义。该模型表明，准备时间是治疗时长的最重要预测因素，其次是机架移动时间以及千伏值成像和处理时间。该模型还显示，靶区数目、处方等剂量线以及等中心点数量对治疗时间有显著影响。多元模型的变量重要性图如图4C 所示。
图4. （A）治疗时间与计算出的治疗时间对比。 （B）进行了包含六个变量的多元线性回归分析：准备时间、机架移动时间、千伏值成像和处理时间、目标数量、处方等剂量线以及等中心点数量。 （C）变量重要性图：准备时间对治疗时长的影响最大。
治疗的副作用
在使用ZAP-X 术式进行放射性消融治疗后，观察到了一系列副作用，包括疲劳（62.5%）、头痛（35.5%）、步态障碍（23.5%）、嗜睡（20%）、脱发（19%）、头晕（18.5%）、放射性皮炎（16%）、恶心（7%）、耳鸣（0.5%）和视力障碍（0.5%）（图 5）。观察到的最常见的副作用是疲劳和头痛。大多数副作用均为轻度或中度，且为自限性，治疗结束后约两周内即可缓解。总体而言，28.5%的患者未报告有任何副作用。
图5. ZAP-X 术式放射性消融治疗的副作用。
临床结果
对于40 名脑转移瘤患者（共122 个靶点），中位随访时间为 4 个月（四分位距：第 25 百分位数为 3 个月，第 75 百分位数为 8 个月）。随访安排在治疗后一个月进行，之后每隔 3 个月进行一次，包括神经外科医生和放射肿瘤科医生的直接评估以及后续的磁共振成像检查。完全缓解定义为无可见的靶病灶，部分缓解指最长距离减少≥30%，稳定指最长距离减少<30%，进展性病变为最长距离增加≥20%或 2.5 毫米以上[25-26]。值得注意的是，75 个靶区（61.5%）被归类为完全缓解，30 个（24.6%）为部分缓解，15 个（12.3%）为稳定，2 个（1.6%）为进展性病灶。Kaplan-Meier 局部肿瘤控制率在 12 个月时为 97%，在 16 个月时为 89%。脑转移瘤的Kaplan-Meier 局部肿瘤控制曲线如图 6 所示。
图6. 40 名患者（122 个靶点）的脑转移瘤Kaplan-Meier 肿瘤控制曲线。
对于16 名 TN 患者，其中位随访时间为 7.5 个月（四分位距：5 个月至 12 个月）。随访安排在治疗后一个月进行，之后每隔三个月进行一次，其中包括神经外科医生和放射肿瘤科医生的直接评估、改良巴罗神经学研究所（BNI）疼痛量表分类[27]以及随访磁共振成像检查。阳性结果定义为达到 BNI 评分低于初始值，而复发定义为相对于上次随访评估，BNI 评分有所增加。在一个月时对 16 名患者提供了随访 BNI，三个月时对 14 名患者进行，六个月时对 12 名患者进行，九个月时对 8 名患者进行，十二个月时对 8 名患者进行。一个月、三个月和六个月的随访显示患者有良好的治疗效果，所有患者在一个月时疼痛强度均有所降低并获得了缓解。有 3 名患者对治疗完全反应（BNI = I，无疼痛，无需用药）：一名患者在三个月时，两名患者在九个月时。在 SRS 治疗之前，16 名患者的平均 BNI 为 4.4 ± 0.5，而在 SRS 12 个月后，8 名患者的平均 BNI 为 2 ± 1（图 7A）。Kaplan-Meier 无复发生存率在 12 个月时为 75%（复发率为 25%）。在 9 个月和 12 个月时，有两名患者出现疼痛复发。TN 的Kaplan-Meier 无复发生存曲线如图 7B 所示。
图7. （A）ZAP-X TN SRS 后平均 BNI 随时间的变化情况。 （B）16 名患者的 TN Kaplan-Meier 无复发生存曲线。
讨论
本研究旨在通过对在JSUMC 接受治疗的前 200 名患者的前瞻性分析，评估 ZAP-X SRS 系统的临床表现和初步实施效果。作为该新型陀螺式、自屏蔽 SRS 平台的最早且最全面的临床应用之一，本研究旨在评估其在各种中枢神经系统疾病中的治疗效率、患者满意度和技术准确性。研究结果表明，ZAP-X 系统具有高剂量精度、治疗能力和患者满意度，证明了其作为传统 SRS 系统（如 GK 和 CK）的可行且有效的替代方案的作用。这项工作为该系统在临床环境中的潜力提供了重要的实际验证，并为进一步探索和扩展其应用奠定了基础。
剂量学指标与性能
本研究中计算得出的计划质量指标与文献中关于ZAP-X 的相关指标相似。在首个涉及 ZAP-X 平台的大型前瞻性研究中，Ehret等人报告了 100 名患者中平均 CI 为 1.26 ± 0.20、PCI 为 0.78 ± 0.16、GI 为 3.20 ± 0.44、HI 为 1.69 ± 0.24 [5]。Hendricks等人报告了 ZAP-X SRS 的平均 CI 值为 1.54 ± 0.47，涉及 59 名患者。Muacevic等人报告了 ZAP-X SRS 的平均 PCI 值为 0.79、GI 值为 3.04、HI 值为 1.89，涉及 41 名患者。 Conroy等人报告了平均 CI 值为 1.43（范围：1.21 - 1.86）、GI 值为 3.16（2.49 - 4.88）、HI 值为 1.52（1.14 - 2.00）。 Paddick等人报告了良性病变患者的平均 PCI 值为 0.830 和 GI 值为 2.74，以及转移性病变患者的平均 PCI 值为 0.700 和 GI 值为 3.83，涉及 7 名患者。
患者满意度
100 名患者完成了治疗后的问卷调查。大多数患者对安排就诊的便利性给予了高度评价。医护人员和服务设施的评分也很高，患者对医护人员的热心服务和设施的清洁程度都表示非常满意。医生的沟通评价也很高。患者对术前磁共振成像和 ZAP-X 治疗过程中的舒适度给出了不同的反馈，有些患者提到热塑性面罩不太舒适。总体而言，满意度很高，有几位患者对护理团队的协作给予了积极评价。几乎所有受访者都表示会向他人推荐 JSUMC 的放射肿瘤科病房。这些结果表明患者对他们的 ZAP-X 体验非常满意。
治疗时间
ZAP-X SRS 的治疗时间在现有文献中存在较大差异。 Ehret 等人报告称，ZAP-X SRS 的平均治疗时间为 47 ± 30.6 分钟，平均摆位时间为 9.7 ± 10.0 分钟。Hendricks等人报告称，平均治疗时间为 66.1 ± 36.2 分钟。Muacevic等人报告称，中位治疗时间为 30 分钟（四分位距：第 25 百分位数为 26 分钟，第 75 百分位数为 34 分钟）。Conroy 等人报告称，每个病灶的中位治疗时间为 24 分钟（范围：9 - 123 分钟）[8]。Gevaert 和 Han等人记录了 GK 的平均治疗时间为 68.1 ± 27.5 分钟、CK 的平均治疗时间为 28.4 ± 8.1 分钟、Novalis-Tx DCA 的平均治疗时间为 16.8 ± 2.2 分钟、Novalis-Tx DMLC-IMRT 的平均治疗时间为 21.7 ± 3.4 分钟以及 Helical Tomotherapy 的平均治疗时间为 42 ± 16 分钟。通过简化患者对位操作，可以部分通过使用带有两个垫片的 Efficast 头肩面罩来实现缩短摆位时间。供应商表示，将为 ZAP-X 系统实施陀螺仪校正更新，这可能进一步有助于缩短摆位时间。
陀螺仪校正将利用机架对旋转偏差（俯仰、滚转和偏航）进行自动修正，以提高患者体位不正时的治疗精度。导致治疗时间占比第二大的因素是机架时间。目前，ZAP-X 采用静态束。预计切换到基于弧线的输送方式将显著减少机架时间。据供应商称，此次升级计划在不久的将来实施。在 JSUMC 执行的 ZAP-X 单次射波刀治疗计划的计算治疗时间通常不超过 60 分钟。为了减少 ZAP-X 治疗时间，治疗计划师可以使用更大的准直器尺寸。在我们诊所，我们观察到一些病例，对于同一位患者，两个同等的治疗计划（一个使用更大的准直器，另一个使用较小的）显示使用更大准直器的计划治疗时间明显更短，如图 8A-8B 所示。然而，计划师必须注意，较大的射野尺寸对于形状极不规则的靶区并不总是可行的，如图 8C 所示。
图8。对于同一患者，存在两种等效的治疗方案：（A）采用较小的准直器尺寸；（B）采用较大的准直器尺寸。其中，采用较大尺寸的方案治疗时间会显著缩短。（C）对于形状极不规则的靶区，使用较大区域尺寸可能并不总是可行的。
临床结果
本研究中关于BM 和 TN ZAP-X SRS 的临床结果与文献中关于 SRS 的报道结果一致。在对评估 BM SRS 对肿瘤控制概率的多篇论文进行的汇总分析中， Redmond等人报告称，对于直径≤20 毫米的肿瘤，单次剂量为 18 和 24 Gy分别对应于85%和 95%的一年局部控制率。对于直径为 21 - 30 毫米的肿瘤，18 Gy的单次剂量与75%的局部控制率相关。对于直径为 31 - 40 毫米的肿瘤，15Gy的单次剂量产生了约69%的局部控制率。对于使用总剂量在 27 至 35 Gy范围内的三至五次SRS 的肿瘤，直径在 21 - 40 毫米的肿瘤一年的局部控制率为 80%。在对 TN SRS 的系统性综述中，Tuleasca等人报告称，GK 的中位复发率为 23%，CK 的为 27.2%，基于直线加速器的为 29%。
混合分割优化
为缩短混合分割方案的ZAP-X 治疗计划时间，开发了一种方法，利用一次优化运行即可处理多个靶区。为了适应 ZAP-X 适形放射治疗的混合分割方案，首先在单个计划（Plan_A）中对靶区进行优化，使其按照处方的剂量进行单次分割。优化完成后，带有新射野/模体的等中心点被分成若干组，并与相应的靶区一起构成单独的计划（Plan_A_PTV1、Plan_A_PTV2 等），并采用适当的分割方案。然后，每个计划仅重新处方到任何等剂量水平，以调整剂量以达到各自靶区 99%的覆盖范围。当每个计划达到 99%的剂量覆盖后，使用Timmerman剂量约束在临床目标上比较各个计划的总和。一项报告并分析这种 ZAP-X 混合分割优化方法的研究计划在单独的报告中进行。
患者清障
在制定治疗方案时，必须考虑并检查ZAP-X 设备相对于患者的尺寸，对于体型较大的患者或在治疗过程中需要调整的患者，尤其要加以注意。该设备的外壳入口高度为 45.72 厘米，外壳入口宽度为 81.28 厘米，治疗床栏杆宽度为50.8 厘米，从治疗床到鼻子的治疗范围为27 厘米，目前治疗床的最大承重为460 磅。在 JSUMC 医院，使用 ZAP-X SRS 进行治疗的最大患者体重为 300 磅（见图 9）。有一名患者由于平躺治疗台时呼吸困难，需要使用模具护理来抬高头部。
局限性
由于本研究是在单一中心进行的，其结果的普遍适用性可能有限。在其他机构中，由于人员配置、患者群体以及病理类型的不同，治疗效果可能会有所差异。未来，我们希望我们的数据能够为关于 ZAP-X 技术的更大规模、多中心研究做出贡献。患者的满意度和面罩评估可能会受到选择偏差的影响。此外，由于该技术最近才在 JSUMC 实施，随访时间有限。未来的分析将旨在评估 SRS 后与肿瘤控制、症状改善以及其他患者护理指标相关的前瞻性结果。还将包括对照组，如 GK、CK 或基于直线加速器的系统，以直接比较 ZAP-X 与其他广泛使用的 SRS 方法的疗效。本研究中呈现的结果仅适用于系统版本 DP-1010。
结论
我们使用 ZAP-X 放射外科平台的经验非常令人满意。自其在 JSUMC 实施以来，无论是良性还是恶性病变的治疗都效果显著，且未出现并发症。总体而言，我们的神经外科和放射肿瘤科部门有效地协同合作，实现了高效的治疗计划流程，这极大地提高了患者的满意度。我们期待与这种新颖的放射治疗方案一起探索未来的方向，并将其应用范围扩大到中枢神经系统及其他病理病症上。随着关于 ZAP-X 的文献不断增多，我们预计其益处将吸引全球医生的更广泛采用。在这种情况下，我们的研究结果可以帮助指导 ZAP-X 系统在各种临床适应证中的优化和改进。