1.1引言

为什么需要关于科学课题的历史?这个问题最近引起了人们的极大兴趣。这样的历史涉及科学的两个方面。其一是科学与社会之间的关系。那不在本章的讨论范围之内。另一个问题是科学知识是如何获得的，如何被接受为正统的（One is the relationship between science and the society in which it is active. That lies outside the remit of this chapter. The other concerns how scientific knowledge is acquired and comes to be accepted as orthodox）。正是对这些过程的考察构成了本章的框架:“过去是外国在做;他们做的事情不一样。”

为了使放射外科治疗成为可能，必须按表1.1所示组合某些部分。要获得表中列出的要素，需要知识、才能、动机和承诺（require knowledge, talent, motivation, and commitment）。这些品质在Lars·Leksell身上完美地结合在一起。

1.2 LARS LEKSELL(1907-1986)

考虑到他职业生涯的发展方式，有必要指出LEKSELL来自一个富裕的家庭，他们的生活方式有些气派，有大房子、花园和马匹。他获得了许多机会，学习如何练习各种各样的活动，包括骑马、射击和划船。也许对他来说，最有价值的机会之一是在工厂的车间里，他在那里接受了员工如何钻孔和焊接的培训（how to  drill and solder.）。

在瑞典，在大学医院寻求长期任职的医生必须获得相当于博士学位的资格。成功的标准可以说是世界上最严苛的。由于所有的神经外科都在大学医院，这一要求适用于所有的神经外科医生。1945年，在诺贝尔奖得主拉格纳·格拉尼特的指导下，Leksell描述了脊髓γ运动神经元。这种生理学训练使他对中枢神经系统的复杂性有了异常详细的了解。他在回忆录《Hjärnfragment》中描述了Granit对现象学的态度。“幸运的是，不需要统计数据，也没有用到。就像Granit说的:“如果你真的看过一次，你可能会相信，如果你看过三次，你可以发表!（‘If you really have seen something once, you may believe it, if you have seen it three times, you can publish!)”从Leksell积累和发表早期伽玛刀研究成果的方式来看，他把这个教训牢记在心。此外，他还观察过史上最伟大的神经外科医生之一Herbert Olivecrona。这个领域的巨人在开颅手术中未能实现低于40%的死亡率，在手术室亲自观察这样的手术留下了持久的印象。

1.2.1 立体定向手术（Stereotaxy）

在Leksell的回忆录中还有其他相关的指示。他需要提高大脑的处理能力，他对仪器构造的热爱，这都归功于他小时候接受训练的机械车间。我花了多年的时间研究完美主义的精细机械，也许可以用这样一个论点来辩护:没有任何工具可以对最卓越的机器——人类的大脑——来说足够好。然后过了一会儿，他在评论中提出了鲜明的见解:没有什么工具比握着它的手更好。值得一提的是，他设计的咬骨钳主要用于脊柱工作。这些都是设计精美的乐器。

并非Leksell发明的立体定向手术。这要归功于Horsley 和 Clark，他们发明了一种用于动物实验的仪器。它不能用于人体，因为没有办法确定仪器指向的目标。当Spiegel和Wycis描述了第一个使用气脑造影可视化脑室系统的临床脑图谱，从而识别出可用于定位大脑中靶区的可识别的脑部标志时，这成为了可能。他们的立体定向装置很笨重，与Horsley和Clark的装置有明显的相似之处，并且根据 Cartesian几何原理，通过仪器支架分别横向、向前和向后、向上和向下的平移滑动来实现定位。这是准确的，但笨拙。Leksell设计他熟悉的框架使用的弧线是最简单和可靠的，因此很受欢迎。这使他成为世界上最重要的立体定向手术老师之一。新的想法和解决问题的方法的特点之一是，可能有许多人在不同的地方以不同的方式努力寻求答案。它表达了这样一个事实:新发展的时机已经成熟。因此，在20世纪50年代，至少有40个其他的立体定向仪器被设计出来，尽管没有一个能像Leksell一样产生同样的影响。

虽然他早期在立体定向技术上的努力与机械仪器有关，但即使在他正在完善的框架的时候，他也在考虑使用非机械形式的能量，如超声波或辐射。据他的回忆录记载，他遇到了对这种新的神经外科不仅感兴趣，而且充满热情的著名牛津老神经外科医生休·凯恩斯爵士（Sir Hugh Cairns），从而鼓励到Leksell。

1.3放射外科治疗

1.3.1犹豫的第一步（The First Hesitant Steps ）

虽然Leksell和他的团队是具有最广泛临床影响的放射外科技术的先驱，但他们不是唯一的先驱。和立体定向手术一样，各种想法还在空中飘荡（ the ideas were in the air），而另一个重要的团队正在发展放射外科的基础科学。这个团队在伯克利。两组之间有交叉交流（ there was cross-semination between the groups）。然而，有一个细节非常重要。1951年，Leksell(图1.1)发表了被引用次数最多的关于放射外科的论文。论文题目为《脑的立体定向方法与放射外科（The Stereotactic Method and Radiosurgery of the Brain）》。在发表于Berkeley发表的第一篇关于质子束特性的论文一年前的这篇论文中，Leksell创造了放射外科（radiosurgry）这个术语，但没有具体的定义。这篇论文没有任何科学结果。然而，它是为彼此服务的不同思想神外令人印象深刻的融合( It is however an impressive amalgam of different ideas made to serve each other)。这是Leksell的另一个伟大的天赋，他能想出新的有用的想法。这篇论文被神经外科和放射物理两个部门认可，部门负责人是 Kurt Lidén(1915-1987)。他对放射外科研究的发展产生了重要的影响。

图1.1神经外科医生Lars Leksell。

接下来的发展涉及到1953年使用工业X光设备,Müller 280千伏,来治疗两例三叉神经痛患者。用直径为6毫米或10毫米的光圈对射线束进行准直（ a diaphragm of 6 mm or 10 mm diameter）。治疗的效果直到18年后才公布，当时的结果已经不容置疑。第一个病人的疼痛逐渐减轻，5个月后消失。第二个病人在几天内没有疼痛，并在随后的17年里一直如此。两年后，一名患有青春期精神分裂症（hebephrenic schizophrenia）的患者接受了双侧射线传导束毁损术（ bilateral tractotomies），使用估计剂量为42.7 Gy的x射线照射右侧，一个月后使用剂量为42.3 Gy的x射线照射左侧。在三叉神经患者中，x射线源绕头部旋转。而精神分裂症患者的头部和身体则绕着射线束出口点旋转。在这篇论文中，Kurt Lidén是合著者，他是第一个参与放射外科研究的医学物理学家。患者没有痊愈，但她的精神状况明显好转。所有这些工业x射线的工作都是在Uppsala开始回旋加速器实验之前完成的。使放射外科领域得以发展的偶然影响之一是，这种完全实验性的治疗可以得到允许（One of the chance  influences which enabled the field of radiosurgery to be developed was that such completely experimental treatments could be permitted.）。这是可能的，部分原因是大多数人仍然保留着对当局的尊重和信任，但这种尊重和信任已经消失（It was possible partly because  most people still retained a respect for and trust in the authorities, which has since dissipated.）。这在一定程度上也一定是因为Leksell已经是瑞典神经外科领域值得信赖的人物（ It must also in part have been because Leksell was already a trusted figure in Swedish neurosurgery）。

1.3.2早期研究

下一阶段是使用质子进行放射性生物学实验。瑞典质子束的研究是在乌普萨拉的古斯塔夫·维尔纳研究所（the Gustaf Werner Institute in Uppsala）进行的。古斯塔夫·维尔纳（the Gustaf Werner Institute in Uppsala）(1859 - 1948)出生于一个长寿的家庭。他的姐妹分别在103岁和94岁去世。他在哥德堡接受教育，但在德国和法国留学，并在那里获得了对法国葡萄酒的终身喜爱和专业知识。他建立了一家经营纺织品的公司，积累了一笔可观的财富。1945年，86岁的他捐赠了200万瑞典克朗在乌普萨拉建立了回旋加速器，以期将其用于人造纺织品的制造（in the manufacture of artificial textiles）((Bert Sarb个人通信)。但并不成功。尽管如此，维尔纳也知道这台机器在科学和医学研究中会有价值。它于1949年在诺贝尔奖得主西奥多·斯维德伯格（Theodore Svedberg）(1884 - 1971)的指导下开放。该研究所最初被称为古斯塔夫维尔纳研究所，但在1986年更名为斯维德伯格实验室(TSL)，现在是乌普萨拉大学的一部分。

维尔纳研究所的记录显示，Börje Larsson(1931 - 1998)在1954年23岁时开始与斯维德伯格共事。Larsson于1956年开始研究质子束对细胞的影响(来自现任TSL主任Björn Gålnander的私人通信)。这与Larsson等人1958年发表在《自然》杂志上的论文内容相吻合，该论文称报道的工作已经进行了两年多。有趣的是，Leksell是这篇论文的合著者，尽管他当时在Lund全职工作，隆德（Lund）距离斯德哥尔摩670公里。1958年，Leksell被任命为Lund教授，这增加了他作为神经外科主任的工作量，他在这一职位上保留了两年，然后回到斯德哥尔摩，担任卡罗林斯卡学院的神经外科教授和斯德哥尔摩卡罗林斯卡医院的神经外科主任，成为奥利维克罗纳的继任者（ Olivecrona’s successor）。在他的回忆录中，Leksell讲述了他是如何让隆德的人知道他在申请斯德哥尔摩的职位，当他被问及原因时，他给出的理由之一是为了更接近乌普萨拉的研究。Leksell必须从一开始就亲自参与研究，如果没有其他目的，只是为了确保颅内目标的准确定位（when he was asked why, one of the reasons he gave was to be closer to the research in Uppsala.）。这将涉及到将他的框架应用到实验中使用的山羊的头部。

没有记录Leksell和Larsson之间的合作是如何开始的。然而，Börje的年轻助理Bert Sarby清晰地回忆了那段时间，并写信给作者，讲述了不同人在这个过程中所扮演的角色(Bert Sarby个人通信)。他写道:“是Lidén激发了Svedberg和Börje研究回旋加速器产生的高能质子束的辐射生物学潜能。通过Lidén和Börje之间富有成果和创造性的科学讨论，这开启了一段终生的友谊。”Lidén在Leksell早期使用工业x射线进行放射外科的临床试验中提供了合作和协助，因此，Leksell和Larsson之间自然就有了联系。

提到伯克利研究的一个细节是恰当的。伯克利和乌普萨拉之间显然有联系。伯克利团队的一位高级物理学家是科尼利厄斯·托拜厄斯（Cornelius Tobias）(1918 - 2000)(人称 Toby)，他是一个非常受欢迎的人。Börje Larsson在一篇论文的结尾表明了个人联系，对Tobias作如下的感谢:“感谢C. A. Tobias慷慨地分享了在伯克利应用同步加速器的经验。”在当前的背景下关于伯克利的科学家们还有一个很有趣的细节。该小组的负责人是Ernest Lawrence(1901 - 1958)，他发明了回旋加速器，并因此在1939年获得了诺贝尔物理学奖。他的弟弟John是一名医生，他和哈维·库欣（Harvey Cushing）关系密切。哈维·库欣对人工辐射做了一些相关的陈述。第一点，“如同巴斯德和细菌学，这将是重要的，如果不是更重要的话”[The first was “This is going to be important, if not more important, as Pasteur and bacteriology.”]。第二点，“你是将对医学产生巨大的影响的非常激动人心的新领域的先驱开拓者。加油干！”[“You are pioneering in a very exciting new field which will have tremendous impact in medicine. Go to it” ]。来自库欣的认可和热情给予了莫大的支持。

使用精细射线束将聚焦辐射应用于身体局部区域的概念是Robert Wilson(1914 - 2000)的想法，他是Ernest Lawrence训练的物理师之一。1952年， Tobias公布了这一应用的基本原则。实验用的是老鼠，但杀死老鼠体内肿瘤所需的辐射剂量大于杀死老鼠所需的辐射剂量。另一方面，通过在辐射场中旋转小鼠，肿瘤接收到全部剂量，但小鼠身体的不同部位只接收到一小部分剂量，从而避免了损伤。这是多个较窄的相对较低能量射线束与仅在射线束的交点积累的辐射剂量交叉的一个例子。

1.3.3乌普萨拉研究

乌普萨拉回旋加速器研究的目的是确定重要的参数必不可少的放射性手术的实践对大脑。目的是利用辐射在脑实质中产生病变。在20世纪60年代早期，科学家进行了一系列的实验，以确定需要什么样的辐射参数来产生集中的大脑损伤，使用的是一种类似于伯克利所使用的交叉技术。Larsson和Leksell发表了一系列论文，概述了窄束的物理特性及其对神经组织的放射生物学效应。在研究结束时，研究表明，大脑中可以产生稳定的损伤，而且在正确的剂量下，几年后病变不会扩大。因此，放射外科治疗的放射生物学定义已经到位。最后一步是对病人使用质子束。然而，在乌普萨拉没有应用立体定向框架的地方，所以它必须在斯德哥尔摩应用。然后，病人将乘坐私家车被送往70公里外的乌普萨拉。令人吃惊的是，这种使用私人交通工具的实验性治疗可能会被允许。无论该治疗方法在理论上多么正确，但并不适合临床常规使用。回旋加速器非常昂贵，而且必须安装在墙壁足够厚的建筑物中，以提供足够的辐射保护，这使得它们不适合放在医院内。

1.4伽马单位

经过上述所有的艰苦努力，现在是时候决定一种临床有效的回旋加速器的替代品了。这是从经过检验的理论到实际应用的转变。回旋加速器既昂贵又难以操作。必须考虑其他辐射源。直线加速器(LINACs)显然是一个可行的选择，但当时的机器不可靠，射线束无法从一次治疗到另一次治疗准确再现。另一种产生辐射的方法是使用同位素源。考虑过好几种，选择了⁶⁰Co，因为它相对容易获得和半衰期为5.27年。最初的设计必须确定射线的能量和它们的横截面积。这些参数必须以类似回旋加速器产生的方式传递辐射。也需要考虑辐射源与手术靶区交点的距离，以及它们在球体表面上的分布。不能有射线束穿过眼睛、耳朵或脊髓[The distance of the  radiation sources from their point of intersection at the surgical target, and their disposition on the surface of a sphere also needed to be considered. There were to be no beams through the eyes, the ears, or the spinal cord.]。射线束聚焦精度为0.1 mm，半影精度为0.5 mm。所有这些都包含在物理学家Lidén和Larsson给政府的报告中(图1.2)，再次证明了他们对放射外科发展的重要贡献。这份报告使用“伽玛刀（Gamma Knife,）”这个术语，但最初的单位被称为“伽玛单位（Gamma Unit）”。能够联系到Leksell的学生、作者的导师Erik-Olof Backlund，虽然瑞典政府要求Lidén和Larsson的报告所证明的具有纪念意义的文件，但它却没有提供一克朗的财政支持(one krona of financial support.)。下一阶段将我们带到了一个领域，Leksell的社交圈成为了一个很大的优势。

图1.2物理师:从左到右Kurt Lidén, Theodore Svedberg, Börje Larsson。

所需要的是一个特别专业的机械车间，在这一点上，Leksell是幸运的。瑞典的一家大型企业集团，涉及工程和造船，其中之一是阿克塞尔·约翰逊集团（ the Axel Johnson Group）。高级董事创始人的曾孙Bo Ax Johnson愿意帮忙。他是高级导演，他很欣赏Leksell的作品，Leksell的女儿嫁给了约翰逊的儿子，两人关系非常亲密。该公司位于Motala的车间专门生产高韧性钢的精密成型（The company’s workshop at Motala specialized in the production of the precise shaping of tough steel.）。这已经足够精确，可以在25米长的船舶螺旋桨轴上制造中央冷却通道（This was accurate enough to produce the central cooling channel in 25-m propeller shafts for ships.）。该车间还可以通过钢球钻出精确的圆柱形隧道，以提供伽玛刀梁通道（The workshop could also drill accurate cylindrical tunnels through a steel sphere to provide the Gamma Knife beam channels.）。1967年，第一个伽玛单位准备就绪。

1．5伽玛刀的演变

莱特兄弟在完成第一次载人飞行后，不太可能设想出在现代生活中如此重要的商业和军事空军。回过头来看，伽玛刀放射外科(GKRS)也是如此。第一个病人于1967年在工作间治疗颅咽管瘤，之后在斯德哥尔摩的私人医院Sophiahemmet设立了伽玛科。这个私人机构的发展方向是独立的，这给了Leksel机会，在没有太多官僚干涉的情况下开始研究他的新机器。

1.5.1开发设计

第一个伽玛单位被设计用来执行功能性工作。辐射通过多个狭缝样通道通过狭缝样准直器（slotlike channels）定向到焦点，这有助于产生丘脑毁损术所需的病变，如图1.3所示。此外，由于功能性病变大部分发生在头部中线附近，伽玛单位头盔内的空间并不重要。然而，左旋多巴的引入意味着接受丘脑毁损术的帕金森病患者大大减少。它越来越多地用于当代成像技术(包括血管造影术显示的动静脉畸形)可以显示和定位的病变。因为它们可以出现在大脑的任何地方，空间就变得更重要了。因此，第二个单元在头盔内部有更大的空间，并带有圆形截面的准直器，更适合在可变形状的三维物体上产生辐射场。这就是著名的“U型模式”，这种模式在早期阶段被引入美国。U模型与后续的B、C模型的差异如图1.4所示。如图1.4所示，头盔的最大空间在嘴部。对于大多数患者来说，这是足够的，直到脑转移瘤的治疗变得普遍，因为这些肿瘤可以分散在整个大脑，不同于其他放疗目标，它们通常是多重的。还有一个问题。剂量计划由多个等中心组成，在计划的时间内，辐射通过适当的准直器定向。由于一个复杂的剂量计划可能涉及多个这样的等中心，因此必须手动更换头盔，这大大增加了治疗的时间，而且是一个繁琐的程序。此外，在某些剂量计划中，多达100个准直器可能被阻塞或堵塞，以改善处方剂量形状的细节，或减少对有危险的大脑区域的剂量。这些多重困难的结果导致了一种全新的机器的设计，这是一个重大的改变。这就是Perfxion型伽玛刀。

图1.3原始伽玛单位头盔准直器。左边是像准直器一样的狭缝，右边是由第一台单元产生的圆盘状的病变。

图1.4初始U型与后续B型的差异。U型比原来的机器有更多的空间，但它涉及到患者水平移动进入机器，然后向上以对接。B型有简易推板以避免额外的马达，按需要改变病人的方向以停靠在头盔。(a)四种不同尺寸的准直器的头盔形状;(b)头盔就位。不同的附件每一个都有一个毫米尺度。X、Y和Z对应于Leksell坐标系的轴。将患者固定在这些附件上，从而确保靶区的正确位置;(c)这是C型，其中手动附件被由电机移动的计算机控制附件取代。自动定位系统，比人眼定位更准确，节省时间。

1.5.Perfexion型伽玛刀

这台非凡的机器( remarkable machine)是佩尔·纽伦德(Per Nylund)的创意（ the brainchild of Per Nylund），他是Elekta雇佣多年的物理学家。伽玛刀使用者和他们的病人欠了Per一大笔人情债。在这台新机器中，辐射源现在安装在圆锥体表面而不是球体表面( The sources are slid up and down along the cone as shown in Figure 1.5 so that they may be placed over one or other of the available three channels.)。锥体足够大，可以轻松到达头部的任何位置(The sources may also be placed between the channels effectively blocking the relevant beams.)。如图1.5所示，射线源沿锥体上下滑动，这样它们就可以放置在三个可用通道中的一个或另一个上。源也可以放置在通道之间，从而有效地阻挡相关射线束。不需要更换头盔，这样不仅可以达到任何靶区，而且可以在一次治疗中完成，从而大大缩短了治疗时间。这对于治疗分散在脑内不同位置的多发性转移瘤特别有利。Perfexion型问世是一个真正的分水岭。

图1.5perfexion伽玛刀纵切面示意图。黑色的直线是伽马射线相交的地方。他们通过白色的准直器穿过钨锥段的管道。双头黑色箭头表示嵌入扇区的放射源。黑色箭头表示机动杆，它可以沿钨圆锥截面表面滑动扇区，从而使放射源位于准直器通道上或不位于准直器通道上。圆锥截面周围有八个扇区，每个扇区可以选择通过三个准直器中的任意一个进行照射，也可以选择在中间位置进行照射。左边有前准直器的位置是16mm，中间的准直器是4mm，后面的准直器是8mm。

1.6.GKS中的影像

过不了多少年，具有模拟成像实际经验的同事将不再与我们在一起。在引入CT和MR图像之前，它是如何工作的?图1.6很好地说明了这些问题。这些图像缺乏现代数码图像的精确度和清晰度。此外，还必须考虑到拍摄的x射线源和物体的近距离，因为这影响了物体的放大程度。旧的框架有明显的尺度显示毫米的痕迹。靠近x射线相机的那把尺子比远处的那把要大。根据两个标尺之间的尺寸差来计算靶区的放大倍率。另一方面，虽然无法分辨精确的解剖结构，但AVM的轮廓虽然受到同样的放大问题的困扰，但仍然容易定义得多。唯一可能治疗的靶区是那些可以通过血管造影或空气检查确定的靶区。因此，适应证仅限于前庭神经鞘瘤，AVMs，少数的动脉瘤，靠近垂体窝的病变和功能靶点，这些病变可以用与立体定向机械器械相同的方法识别。再怎么强调数字成像的促进GKRS实践的作用都不为过（It cannot be emphasized enough how much digital imaging has facilitated the practice of GKRS.）。

图1.6前庭神经鞘瘤。气脑A -P图象。

1.7 GKRS治疗计划

GKRS需要考虑的最后一个因素是治疗计划。与现代GammaPlan的优雅形成鲜明对比的是，早期的治疗计划需要一位专业物理师的服务，他会用纸和笔进行计算。随着B型伽玛刀的到来，第一个治疗计划系统以KULA的名字引入，这是一个瑞典词，代表一个球体，反映了原始伽玛刀的形状。它对用户不友好，而且非常耗时；以至于可以照射的靶点数目必然被限制在12个（ It was not user friendly and was very time consuming; so much so that the number of shots that could be delivered was necessarily limited to 12）。图像无法导入到软件中。相反，剂量计划被打印出来，叠加在硬拷贝图像上（the hard copy images.）。没有绘制靶区的办法（There was no means of drawing in the target.）。也没有任何方法来计算危及结构中的剂量（Nor was there any means of calculating the dose in structures at risk）。一位先驱物理学家向作者保证，KULA是目前最精确的剂量计划软件。不幸的是，这种高质量是看不见的。而KULA的继承者GammaPlan则截然不同。其中一个原因是在20世纪60年代末到90年代初这段时间里，计算机已经变得非常强大。因此，GammaPlan于1993年推出，它可以直接将图像导入软件。立体定向定位仍然由固定在Leksell框架上的附件中的基准标记来确定。数字减影血管造影也可以导入血管造影图像。这甚至是可能的，需要导入PET图像。后来，可以导入非立体定向图像，并通过协同配准将它们与之前的立体定向图像联系起来，从而大大增加了体积变化的确定性。最后，该系统即将包括一个显著改进的逆向剂量规划模块，该模块似乎优于专家直接剂量计划，从而将加快和改善本已令人印象深刻的系统性能。

1.8脑转移瘤的重要性

在早期，Leksell禁止治疗恶性肿瘤。事实上，从1967年到1974年，在引入CT之前，没有办法对它们进行可视化。Leksell担心，像脑转移瘤这样的固有生存期很短的疾病可能会损害机器的声誉，因为机器的目的之一是延长生存期。然而，许多因素使脑转移瘤的治疗成为不可避免的。首先，它们是最常见的颅内肿瘤。其次，放射肿瘤科医生已经成为放射外科团队中不可或缺的一部分，对他们来说这是一个熟悉的指示。如今，脑转移瘤是最常见的指征，许多研究旨在确定剂量、体积和时间的最佳组合。因此，伽玛刀和最新版本的ICON型伽玛刀增加了分割治疗的手段，使得分割成为可能。这项工作正在评估中，其作用有待确定。

1.9伽玛刀手术的普及

到目前为止，我们考虑了科学研究和技术因素，首次确立了伽玛刀作为一种可靠的治疗方法。然而，新的治疗方法必须面对医学界既定的保守主义的反对。放射外科要成为神经外科的正统科学，还需要一段时间。任何新方法都可能打破其他同事保守的正统观念，并可能导致病人转诊时从已被接受的治疗方法转向新技术、威胁性活动和专业报酬。在这方面，伽玛刀与其他任何新方法没有什么不同。它的成功反映了一小部分热心人士的努力，他们拒绝被他们不得不面对的往往相当严厉的反对所吓倒。

在最初的15年里，GKRS只能在斯德哥尔摩使用。在那段时间里，在瑞典和丹麦经常听到这样的谣言，说之前接受过GKRS的前庭神经鞘瘤手术是多么困难。另一方面，抱怨的外科医生并不认为这种困难导致了较差的结果。随后在专业文献中出现了对该方法的断断续续的关注。这似乎困扰了一些外科医生，在技术上很难通过开颅手术切除AVMs或前庭神经鞘瘤，但对GKRS的用户却没有这样的技术挑战。这种反对并不是普遍的。在安装卑尔根伽玛刀之前，就有人提出使用 Bergen伽玛刀进行治疗，这是Yasargil教授提出的最令人兴奋的请求之一。患者有鞍旁脑膜瘤的残余，当时尚无相关文献。多年来，来自外科医生的反对已经减少，因此，虽然私下里可能会坚持，但不再有发表的文章谴责这种方法。今天，最顽固的反对声音来自放射肿瘤科医生，他们似乎在任何情况下都不愿意接受没有分割的放射治疗，尽管有大量相反的文献。这是他们的正统观念。从上一段所提到的，很明显，说服人们GKRS治疗是对患者治疗的宝贵贡献是不容易实现的。它之所以成为今天的标准方法，是早期用户努力的结果。

在继续之前，需要强调的是，许多人对GKRS的成功做出了贡献，但在如此简短的文件中，不可能提到更多的人。在这个背景下，有两个人是杰出的。第一位是Dade Lunsford，他从1987年开始在匹兹堡大学指导GKRS的实践。Dade的贡献并非始于1987年。几年来，他不断地同美国的各种官僚机构谈判，以取得使用伽玛刀的执照。在他谈判的时候，唯一存在的伽玛刀模型是U模型，正是为了这个模型，他获得了原始许可证。当伽玛刀在匹兹堡安装时，较新的B型已经在斯德哥尔摩安装。在美国当局接受B型模式之前，需要进行新一轮的谈判。因此，在早期，U型模式是美国唯一可以接受的模式。Lunsford的团队获得了这台机器，他们制作了关于治疗过程各个方面的系统论文，提供了宝贵的服务。这些缺点和所有的发表文章对我们学习这种方法的人有巨大的价值，尽管无法证明，但肯定因为他们诚实地报告并发症，对持怀疑态度的同事产生了很大的影响。多年来，Dade和他的工作人员负责了2500多名学员的教学。这是一个真正值得纪念的贡献。

在传播GKRS中发挥重要作用的第二个人是Lars Leksell的次子Dan Leksell。Dan是一名合格的耳鼻喉外科医生，但在1989年他停止执业，并成立了Leksell伽玛刀协会，并一直主持到2020年。他坚持认为，虽然协会将接受伽玛刀制造商Elekta的财政支持，但该公司不应对协会所关心的专业事务施加影响。协会活动的一个分支是两年一次的伽玛刀协会会议，该会议将用户聚集在一起，互相教授，并在舒适的环境中分享问题，如果不是有时豪华的环境。Dan有许多适合他的角色的优点。很明显，他是父亲的儿子，而且思维非常敏捷。但除此之外，他还有一种无价的天赋，那就是讨人喜欢，这无疑是让世界各地的人们相信这种治疗的价值的一个主要因素。

最后一个细节是Elekta提供给伽玛刀新用户的一个重要活动。它已经安排，在每一个装置一个经验丰富的伽玛刀临床医生和一个物理师将在治疗初期的几个病人在场。这是一个独特的条款，反映了一个由临床医生创立的公司的态度。斯德哥尔摩之后，接下来的两把伽玛刀分别位于英国的谢菲尔德和阿根廷的布宜诺斯艾利斯。它们都是由Leksell的学生获得的，分别是谢菲尔德的David Forster和布宜诺斯艾利斯的Hernan Bunge。两家公司都经历了繁琐的程序，获得了在各自尊敬的国家使用GKRS的许可。他们还扩展动静脉畸形的治疗，他们的出版物在早期帮助传播了这项技术。在任何一个国家，伽玛刀最多的是在美国(目前有115台)。第二多的是日本(目前有45台)。和其他地方一样，接受这项技术需要说服当局。再一次，我们找到了一个必要的主角。是高仓健友（ Kintomo Takakura）教授，他于1989年11月1日获得了进口B型的许可。因此，在1990年以前，伽玛刀已经在瑞典、英国、阿根廷、美国、挪威和日本被接受。随后的蔓延被证明是不可阻挡的。如今，在56个国家安装了327台伽玛刀。

自从早期传播这种方法以来，已经有一两个年轻的工作者对放射外科的地位和传播做出了特殊的贡献。第一个是物理学家 Ian Paddick，他是唯一一位担任国际立体定向放射外科协会主席的物理师，该协会负责协调放射外科各方面的信息，而不考虑技术或解剖位置。Ian现在从事批判性研究，旨在更好地理解辐射和活组织之间的相互作用。此外，他还负责细化定量治疗参数，帮助优化剂量方案，使患者和中心之间的治疗更加一致。有一个同名的参数是一个不小的成就，但Paddick适形指数是普遍使用的。Paddick 适形指数衡量的是辐射处方与被辐射靶区形状匹配的程度。他也是设计梯度指数的团队成员之一。用来测量靶区外辐射剂量下降的陡度。他还在伽玛刀逆向剂量计划的发展中发挥了重要作用。

GKRS的另一位年轻撰稿人是来自马赛的Jean Régis。他在功能适应证，包括不同形式的震颤、三叉神经痛和癫痫方面的工作非常出色，并为同事们提供了可学习的标准参考。他也是一个独特的团队的成员，他们不竞争，但联合和帮助对方管理前庭神经鞘瘤。不只是新的Perfexion伽玛刀,有很多早期临床评估在他的监督下在Jean的部门进行。除此之外，他的团队还在放射外科的各个方面发表了大量的出版物。

1.10君往何处去（QUO VADIS）

放射外科从20世纪60年代末在斯德哥尔摩谨慎而犹豫地起步，现已发展成为世界各地的标准治疗方法。通过聚焦使正常组织免受辐射损伤是一项诱人的技术，现在几乎可以应用于身体的任何部位。在PubMed上检索“放射外科”，现在会产生超过20,000份出版物，其中大约5000份与伽玛刀有关。伽玛刀以其简单的结构和一致的结果在这一发展中产生了巨大的影响，使许多患者受益；到目前为止，全球超过130万例。但在放射外科这一术语所涵盖的大量活动中，人们可能会忘记其发明和设计的原因。

Leksell伽玛刀被设计为并且仍然是一种神经外科手术工具其功能是提高治疗结果的质量并为患者的长寿做出贡献。它是在其最好的提供单一会话治疗已扩大范围的适应证。还有许多其他的方法可以提供分步治疗，这些方法可以证明是有益的。伽玛刀兄弟会习惯于一种不会停滞不前的方法。它不断地在变化，而且在进步。在本文撰写之时，技术进步的前景中存在着两种新的可能性。首先是扩大改进的逆向剂量计划的应用，其中所有软件需要的是确定目标和有关区域。已经证明，它产生的剂量计划优于经验丰富的用户设计的。现代研究的另一个领域是剂量率对辐射生物学效应的影响。多年来，这一问题没有得到应有的重视。有必要记住，重要的参数不是辐射源的衰减率。这是辐射被组织吸收的时间。特定剂量释放的时间越长，辐射的生物效应就越小。重要的是，处方剂量的形状越接近靶区的形状，就越有可能包含更多的小的等中心，这将增加提供剂量所需的时间。

因此，这种巨大的准确性可能会导致较小的生物效应。伽玛刀使用者的日常经验之一是，有些病人和大多数病人一样反应不佳。人们很容易认为患者在放射敏感性方面存在个体差异。但是，重新评估剂量率的影响可能表明，它与辐射的生物有效性中未观察到的变化有关。因此，我们正在进入一个新的发展阶段，在这个阶段中，逆向剂量计划的影响和更好地认识生物效应剂量可能有助于取得比迄今可能取得的更好的结果。