ZAP-X

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ZAP-X in Zürich

Das ZAP-X ist ein bildgestütztes System für die intrakranielle Radiochirurgie von ZAP Surgical Systems, welches 2019 eingeführt wurde. Es ist selbstabschirmend und basiert auf einer gyroskopischen Funktionsweise. Es wurde speziell für die Behandlung von gut- und bösartigen Tumoren sowie funktionellen Erkrankungen (z.B. Trigeminusneuralgie) entwickelt. Zum aktuellen Zeitpunkt (Stand 08/2023) sind weltweit 13 Anlagen im klinischen Betrieb.

Die nicht-invasive Technologie nutzt fokussierte Strahlung, um gezielt Bereiche im Gehirn zu behandeln, ohne dabei gesundes umliegendes Gewebe zu beeinträchtigen. Behandlt werden Tumore, Gefäßanomalien und anderen intrakranielle Läsionen.

Aufbau und Funktionsweise

Das ZAP-X ist ein dediziertes Gerät für die intrakranielle sowie zervikale Radiochirurgie. Das selbstabschirmende System besteht aus einer axialen Gantry an welcher um 45° versetzt eine weitere Gantry kardanisch aufgehängt ist. Durch diese gyroskopische Bauweise kann nahezu jeder Punkt auf einer virtuellen Kugel um das Isozentrum angefahren werden. Als Strahlquelle dient ein kompakter S-Band-Linearbeschleuniger mit einer nominellen Beschleunigerspannung von 3 MeV. Die Dosisleistung beträgt 1500 MU/min im Isozentrumsabstand von SAD 450 mm. Das therapeutische Photonenspektrum ist ähnlich einem Co-60 Photonenspektrum mit einem Dosismaximum in einer Tiefe von ca. 7 mm. Die verschiedenen Feldgrössen werden durch Rundkollimatoren der Grösse 4 mm – 25 mm (in Isozentrumsebene) projiziert. Hierzu lässt sich mit einem speziellen Kollimatorrad die gewünschte Feldgrösse wählen. Gegenüberliegend zum LINACs ist ein MV Detektor für die Echtzeit Dosisüberwachung angebracht. Um 90° versetzt ist die kV Bildgebung für die initiale Positionierung und Lagerungskontrolle montiert. Während der Behandlung wird das Zielvolumen submillimetergenau auf dem 3-Achsen-Behandlungstisch in das Isozentrum gebracht und die zu bestrahlende Läsion durch diesen Fokus geschoben. Dazu wird die Strahlenschutztüre sowie die sogenannte Shell zur Selbstabschirmung geschlossen.

Ablauf der Behandlung

Vor der Behandlung werden mittels Magnetresonanztomographen (MRT) und Computertomographen (CT) diagnostische Bilder angefertigt, welche für die Zielvolumendefinition und Bestrahlungsplanung benötigt werden. Der Kopf wird bei dem Planungs-CT mit einer individuell angefertigten Maske aus Thermoplastik fixiert, um die Rekonstruktion der Bilder bei der Behandlung zu gewährleisten.

Eine zwingende Positions- und Lagerungskontrolle vor und während der Behandlung erfolgt durch eine Röntgenröhre sowie zugehöriger Detektoreinheit. Diese akquirieren in einem frei wählbaren Zeitintervall Röntgenaufnahmen und vergleichen diese mit den vorab berechneten DRRs (engl. Digitally Reconstructed Radiographs) des Planungs-CTs. Translatorische Abweichungen werden vollautomatisch durch Verfahren des Tisches ausgeglichen. Die Bestrahlung erfolgt mittels step-and-shoot Technik. Das Zielvolumen wird multiisozentrisch bestrahlt. Für die Behandlung ist kein stereotaktischer Rahmen erforderlich. Die Behandlung dauert je nach Zielvolumen ca. 15-60 Minuten.

Behandlungsspektrum

Gutartige Hirntumore

• Vestibularis-Schwannome / AKN
• Meningeome
• Hypophysenadenome
• Neurinome anderer Hirnnerven
• Glomus-jugulare Tumore

Bösartige Hirntumore

• Hirnmetastasen
• Glioblastom-Rezidive
• Chondrosarkome
• Chordome

Funktionelle Erkrankungen

• Trigeminusneuralgien

Gefässmalformationen

• Arteriovenöse Malformationen (AMV)
• Cavernome

Tumore der Augen

• Aderhautmelanome
• Retinoblastome

Literatur

• Weidlich G A., Bodduluri M, Achkire Y, et al. (March 19, 2019): Characterization of a Novel 3 Megavolt Linear Accelerator for Dedicated Intracranial Stereotactic Radiosurgery. Cureus 11(3): e4275. DOI 10.7759/cureus.4275
• Weidlich G A., Schneider M, Adler J R. (February 02, 2018): Characterization of a Novel Revolving Radiation Collimator. Cureus 10(2): e2146. DOI 10.7759/cureus.2146
• Jenkins C H, Kahn R, Weidlich G A., et al. (November 29, 2017): Radiosurgical Treatment Verification Using Removable Megavoltage Radiation Detectors. Cureus 9(11): e1889. DOI 10.7759/cureus.1889d
• Weidlich G A, Schneider M, Simcic V, et al. (March 02, 2021): Self-Shielding for the ZAP-X®: Revised Characterization and Evaluation. Cureus 13(3): e13660. doi:10.7759/cureus.13660
• Weidlich G A., Chung W, Kolli S, et al. (March 18, 2021): Characterization of the ZAP-X® Peripheral Dose Fall-Off . Cureus 13(3): e13972. doi:10.7759/cureus.13972
• Romanelli, P., Chuang, C., Meola, A., Bodduluri, R. M. C. & Adler, J. R. (2020). ZAP-X: a novel radiosurgical device for the treatment of trigeminal neuralgia. Cureus. https://doi.org/10.7759/cureus.8324
• Pan, L., Qu, B., Bai, J., Huang, L., Wang, J., Wang, Y., Dai, X., Weidlich, G. A. & Adler, J. R. (2021). The ZAP-X radiosurgical system in the treatment of intracranial tumors: a technical case report. Neurosurgery, 88(4), E351–E355. https://doi.org/10.1093/neuros/nyaa550
• Srivastava, S., Jani, S., Pinnaduwage, D., Yan, X., Rogers, L., Barranco, F. D., Barani, I. J. & Sorensen, S. (2021). Treatment Planning system and beam data validation for the ZAP‐X: a novel self‐shielded stereotactic radiosurgery system. Medical Physics, 48(5), 2494–2510. https://doi.org/10.1002/mp.14740
• Conti, A. & Tuleasca, C. (2021). LetTEr: The ZAP-X radiosurgical system in the treatment of intracranial Tumors: A Technical case report. Neurosurgery, 88(6), E577–E578. https://doi.org/10.1093/neuros/nyab080
• Hendricks, B. K., DiDomenico, J. D., Barani, I. J. & Barranco, F. D. (2021). ZAP-X Gyroscopic Radiosurgery System: A Preliminary analysis of clinical applications within a retrospective case series. Stereotactic and Functional Neurosurgery, 100(2), 99–107. https://doi.org/10.1159/000519862
• Adler, J. R. (2021). IL-1 SRS Without the Bunker: Introduction and clinical experience of ZAP-X Gyroscopic Radiosurgery. Neuro-oncology advances, 3(Supplement_6), vi1. https://doi.org/10.1093/noajnl/vdab159.000
• Frank, N. A., Mack, A. F., C, P., Weber, C., Taub, E., Mariani, L. & Guzman, R. (2022). Operieren mit dem Strahlenmesser. Schweizerische Ärztezeitung =. https://doi.org/10.4414/saez.2022.20806

Siehe auch

• Gamma-Knife
• Cyberknife
• Stereotaktische Hirnoperation

Weblinks

• [(https://zapsurgical.com Website]
• ZAP-X: Neue ambulante Technologie in der Hirntumorbehandlung, medinside.ch