Le Gamma knife est un appareil utilisé pour des traitements neurochirurgicaux en radiothérapie stéréotaxique, délivrant de façon très localisée une dose élevée de rayonnements ionisants. L’appareil a été inventé sous la direction du neurochirurgien suédois Lars Leksell, en 1967 au Karolinska Institutet de Stockholm. Spécifiquement conçu pour la neurochirurgie fonctionnelle et le traitement de patients souffrant de douleurs, troubles du mouvement, et même certains troubles du comportement qui ne sont pas sensibles à un traitement psychiatrique classique, il est aussi utilisé pour traiter les tumeurs cérébrales.
Le Gamma knife (aussi appelé couteau gamma, scalpel gamma ou Leksell Gamma Knife) est un appareil utilisé pour des traitements neurochirurgicaux en radiothérapie stéréotaxique, délivrant de façon très localisée une dose élevée de rayonnements ionisants.
L’appareil a été inventé sous la direction du neurochirurgien suédois Lars Leksell, en 1967 au Karolinska Institutet de Stockholm après des études débutant dans les années 1940 dérivé de la télécobalthérapie.
Dans les années 1950, les professeurs suédois Borje Larsson de l’Institut Gustaf Werner, Université d’Uppsala, et Lars Leksell à l’Institut Karolinska de Stockholm, en Suède, ont effectué des recherches sur la combinaison des faisceaux de protons avec un dispositif de guidage stéréotaxique capables de repérer des cibles dans le cerveau. Cette approche a finalement été abandonnée car complexe et coûteuse. Au lieu de cela, en 1967, les chercheurs ont entamé la construction du premier dispositif nommé « couteau gamma » en utilisant du cobalt 60 comme source d’énergie. Leksell a appelé cette nouvelle technique chirurgicale « radiochirurgie stéréotaxique ». Ce prototype, utilisé depuis 12 ans en Suède, a été spécifiquement conçu pour la neurochirurgie fonctionnelle et le traitement de patients souffrant de douleurs, troubles du mouvement, et même certains troubles du comportement qui ne sont pas sensibles à un traitement psychiatrique classique.
Réalisant le potentiel de la radiochirurgie stéréotaxique pour traiter les tumeurs cérébrales, le professeur Leksell et ses collègues ont construit un second Gamma knife en 1975. Il a été installé à l’Institut Karolinska et est devenu partie intégrante du service de neurochirurgie. Les troisième et quatrième unités, construites au début des années 1980, ont été installées à Buenos Aires, en Argentine, et Sheffield, en Angleterre. Les deux unités suivantes sont installées à l’Université de Pittsburgh et l’Université de Virginie.
En octobre 2012, le 500e appareil commercialisé par la société suédoise Elekta fondée par Lars Leksell a été installé au Brésil, et plus de 300 appareils sont opérationnels à cette date dans 38 pays et plus de 700 000 patients ont bénéficié d’une intervention chirurgicale Gamma Knife.
Le coût en 2011 est de 4,7 millions d’euros pour un appareil installé à l’hôpital de la Timone à Marseille.
Les rayonnements sont délivrés par des faisceaux focalisés de rayons gamma émis par 201 sources de cobalt 60 pour les appareils de série produits jusqu’en 2006, par 192 sources pour ceux commercialisés depuis cette date. Les faisceaux se concentrent en un point ciblé à traiter, sur lequel les doses de rayonnement délivrées par les différents faisceaux s’ajoutent.
Ses objectifs sont de limiter à la fois les risques d’hémorragie et de séquelles dans les zones saines que causerait une chirurgie classique invasive, ainsi que l’inoculation de germes pathogènes par les points d’entrée.
Son principe est simple : l’application d’un faisceau ionisant externe vers une zone cible permet la destruction de celle-ci, une étude balistique du faisceau permet de savoir à quelle profondeur le faisceau va déposer la dose la plus élevée (elle dépend de la nature du faisceau, en l’occurrence des rayons gamma, de leur énergie, et de la nature et de l’épaisseur des tissus à traverser). La dose est ensuite ajustée par un temps d’exposition.