放射線の種類を変えて照射をおこなう技術


放射線の種類を変えて照射をおこなう技術

さて、これまで現在注目されている3つの照射技術、『がんの形や動きに合わせて照射をおこなう技術』、『放射線の強さを変えて照射をおこなう技術』の2つについて解説してきました。今回は、最後の1つ『放射線の種類を変えて照射をおこなう技術』について説明させて頂きます。
放射線の種類を変える技術とは、放射線そのものを変えて治療をおこなう技術です。これまでは、リニアック(直線加速器)を使用したX線や電子線を用いた放射線治療を紹介してきましたが、今回は話題の粒子線治療について紹介いたします。

○粒子線治療とは?

粒子線(荷電重粒子線(かでんじゅうりゅうしせん))治療とは、粒子放射線ビームを用いた放射線治療法の総称です。陽子線治療、重粒子(炭素イオン)線治療が有名で世界の各地で臨床応用や研究が行われています。

○粒子線治療の特徴

粒子線治療は、サイクロトロンやシンクロトロン等の加速器から得られる陽子線や重粒子(炭素イオン)線を病巣に照射します。

ガンマ線、エックス線、電子線などは体外から照射すると、体の表面近くで線量が最大(ピーク)となり、それ以降は深さとともに減少します。一方、粒子線はそのエネルギーによって飛程(体内で到達する深さ)が一定で、その飛程の終端近くでエネルギーを急激に放出して止まります。この現象をブラッグ・ピークと呼びます(図1)。実際の治療では特殊なフィルター(リッジフィルター)を使用し、このブラックピークの幅を拡げて照射を行います(図2)。

RT図1図2

粒子線治療は病巣の部分で粒子が止まり、体表面から照射の道筋にある正常な細胞にあまり影響を与えず照射をすることが可能な治療なので、とても体に優しく、今までのX線治療では効かなかった病気も治ると期待されています(図3)。

RT図3

○実際の粒子線治療

陽子線や重粒子(炭素イオン)線は病巣に限局して照射できることから、進行していない限局した病巣の治療に適していると考えられています。病巣の周りに放射線に弱い組織がある場合に、特に有効性が発揮できると言われています。(図4)

料金の方は高額で300万円程かかってしまいます。しかし近年、ある特定の疾患で保険診療が使用できるようになりました。

図4.粒子線治療装置と症例
図4.粒子線治療装置と症例

○現在の粒子線治療施設

現在、日本には粒子線がん治療施設が15ヵ所(重粒子線:5ヵ所、陽子線:11ヵ所)あります。粒子線治療施設数においては世界で一番多い国となっています(世界の39箇所で稼働、内15箇所は日本で稼働)。特に重粒子線治療については、治療患者数、治療成績の観点からも世界の最先端技術を誇っています。
神奈川県内では、神奈川県立がんセンターでH27年12月より重粒子線治療を行っています。詳しくは神奈川県立がんセンター重粒子線治療施設「 i-ROCK 」のページをご参照下さい。
ご紹介した通り、粒子線治療はとても体に優しく、夢の治療だと言われています。まだまだ高額な料金がかかってしまうという問題等もありますが、近い将来必ず身近な治療になると思います。

当院の放射線治療装置も順調に稼動しています

ご無沙汰しております、放射線技術科の江川です。

待ちに待った放射線治療が10月よりついに始まりました。ご心配お掛けしましたが、治療患者数も順調に増えており、年内中(12月28日現在)には50名を超える患者数となりそうです。

当院は放射線治療が初めての経験と言うことで、現在通常の照射方法で対応していますが、来年は新たに高精度な治療も取り組んでいく予定でおりますのでご期待頂ければと思います。

先生の施設において放射線治療適応の患者様がおいでになりましたら是非とも当院への受診をお勧め下さい。よろしくお願い致します。

 

放射線治療専門技師 江川 俊幸

図1

放射線治療始動!(横浜栄共済病院の放射線治療装置のご紹介)


お世話になります、放射線技術科の江川です。
長らくお待たせしておりました放射線治療設備ですが、9月に治療装置の設置および調整が完了しついに10月1日よりスタートすることができました。現在、順調に運営が進んでおります。
そこで今回は予定を変更し、当院に導入された放射線治療装置および関連機器について紹介させて頂きます。

〇放射線治療装置(直線加速器:LINAC)

elekta-synergyこのたび当院に設置されたのはスウェーデンに本社をおくElekta社の装置で、Elekta Synergy®(エレクタ シナジー)と呼ばれる装置です。この装置では従来の治療ビームでの位置照合装置の他、リニアックのガントリ部にCT画像が撮影できるX-ray Volume Imaging (XVI)を搭載し、画像誘導放射線治療(Image Guided Radiation Therapy:IGRT)が可能な治療装置です(写真)。治療ビームに対して垂直方向に kV電圧(CTで利用されるエネルギー)のX線管球とフラットパネル検出器を装備しており、2D撮影や連続撮影(透視撮影)だけでなく、コーンビーム技術による3次元のCT(Cone Beam CT:CBCT)を撮影できる機能を備えています。(図1)

図1:IGRT機能搭載
図1:IGRT機能搭載 XVI(kV撮影による照合)およびiView System(MV撮影による照合) FPD:フラットパネルディテクタ

治療患者を寝台上でポジショニングした後、ガントリを1回転させCBCTを撮影することにより、実際の治療位置で3次元CT画像を得ることができます。得られた3次元画像を専用のワークステーション上で治療計画のCT画像と重ね合わせを行い、位置誤差を計算し、得られた位置誤差を自動で補正することが可能で以前より正確な位置で照射を行うことができます。また、6軸補正が可能な治療寝台HexaPOD™ evo(図2)を搭載しておりますので、より高精度な照射時にもスムーズな位置照合を行い照射をするすることができます。

図2:6軸補正が可能な治療寝台HexaPOD
図2:6軸補正が可能な治療寝台HexaPOD

〇放射線治療計画CT

写真2 放射線治療計画専用CT TOSHIBA AquilionLB 16列MDCT
写真2 放射線治療計画専用CT TOSHIBA AquilionLB 16列MDCT

放射線治療計画専用CTは、東芝AquilionLBを導入しました(写真2)。LBとはLarge Bore(ラージボア)の略で、開口径(内径)900mm、画像化領域850mmΦを実現した16列マルチスライスCTになります。
画像化領域が診断用のCTに比べ350mmも広いため、放射線治療計画に重要な、体表面まで確実に含んだ撮影が可能です。ラージボアCTは、ポジショニングの自由度が広がるため、患者固定具を使用した撮影や通常の体位が困難な場合の撮影時などに大きな威力を発揮します。
CT寝台も治療寝台と同じカーボンファイバーのフラット天板を採用しているため、位置の再現性も高精度に保たれます。
アプリケーションでは、被ばく低減技術である逐次近似計算ソフトを搭載しており、最大50%のノイズ低減と、75%の被ばく低減効果を実現しています。
また、呼吸同期撮影機能も搭載しているので、呼吸に合わせた撮影も可能です。

〇放射線治療計画装置 Pinnacle3

放射線治療計画装置 Pinnacle3
放射線治療計画装置 Pinnacle3

高度な処理による治療計画の時間を大幅に短縮することができ、自動臓器輪郭抽出ソフトウェアや3Dボリューム抽出ソフトウェアを搭載しており膨大な輪郭作成の時間を大幅に短縮し、治療計画を行うことができます。
また計画時にマルチモダリティ(CT & MRI・CT & PET・CT & CT 等)な画像を活用し、ワンクリックで画像の自動重ね合わせ(オートイメージフュージョンソフトウェア)を実現できるため、より正確な治療計画を可能とします。

〇装置の品質管理について

放射線治療を安全に行うための品質管理機器も充実しております。線量測定に必要なファントムや線量計、ビームチェック装置や投与線量検証プログラム、治療計画線量分布確認システムなど、日常の管理ツールから高精度な品質管理ツールまで多数導入することができました。これらのツールを有効に使用し、放射線治療が安全に提供できるよう品質管理に努めていく予定です。

安全で安心できる放射線治療の提供を目標に、地域密着の放射線治療を目指して参りますので、先生におかれましては、適応の患者さまがいらっしゃいましたら、是非とも当院にご紹介して頂ければと思います。よろしくお願い致します。

次回は、今回紹介の予定であった放射線の種類を変る技術(粒子線治療)について紹介させて頂きます。

(放射線治療認定技師 江川 俊幸)

IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)とは?


さて今回は、放射線の強さを変える技術について説明させて頂きます。IMRT(Intensity Modulated Radiation Therapy)という治療技術です。日本語では強度変調治療と呼ばれます。お聞きになったことがあるのではないでしょうか?
IMRTは、照射野内で不均一な線量分布を作成しながら照射をおこないます。通常の照射方法では、正常組織にも同じように放射線が照射されてしまいますが、IMRTは放射線の強度を変化させ、多方向から照射をおこなうことで、病巣へ線量を集中させ、正常な所に照射される量を少なくすることができます。つまり、IMRTは病巣への線量集中と正常組織の線量低下を一変にかなえることが可能な高精度な照射技術となります(図3、図4)。この技術の登場により、従来では実現不可能であった放射線治療が展開できるようになったため大幅に悪性腫瘍の治療方法の選択が拡がりました。

IMRTにはSMLC-IMRT、DMLC-IMRT、Compensating filter IMRTなどの手法があります。それぞれ紹介致します。
(1) SMLC-IMRT(Segmental MLC-IMRT)
別称step and shoot法と呼びます。MLC形状の異なった複数の照射野を重ね合わせることにより、1つの照射野を作成し照射をおこないます。多数のMLCパターン(セグメント)の合成による照射方法です。
(2) DMLC-IMRT(Dynamic MLC-IMRT)
別称sliding window法と呼びます。照射中にMLCを連続的に動かし、左右1対のリーフの運動速度の差により強度を変調させ照射をおこないます。
(3) Compensating filter IMRT
別称physical modulator IMRT(補償フィルタ強度変調放射線治療)法と呼びます。専用の補償フィルタを用いてビーム強度プロファイルを作成し照射をおこないます。

現在IMRTの適応は、頭頸部腫瘍や前立腺がんが主流ですが、乳がんや肺がんなど、その他の疾患でも積極的に検討がなされています。近い将来、IMRTが通常の照射法となるかも知れません。また、IMRTの照射技術も日々進化しております。最近ではより高技術なVMAT(Volume Modulated Arc Therapy:強度変調回転照射)※3と呼ばれる照射法もおこなわれる様になっています。
当院でもIMRT可能な治療装置を導入しました。こちらの方も順次準備を整えていきたいと考えていますので、ご期待頂ければと思います。

次回は、既に放射線治療が開始していると思います。順調にスタートしていれば良いのですが…
ということで次回は、放射線治療の開始報告と放射線の種類を変る技術について紹介させて頂きます。

(放射線治療認定技師 江川 俊幸)

IMRT1IMRT2

※1コミッショニング
各施設に納入された高エネルキー放射線治療機器特有の放射線出力の状態について、測定・数値なとの登録・確認を行い、品質か管理されていることを確認すること.受入れ試験に引き続きおこなう一連の作業行程.
※2モデリング
治療計画装置にビームデータや加速器のパラメータを登録し、計算アルゴリズムに応じた関数の設定をビームデータに合わせ込み、最終的にビームデータを承認するまでの作業.
※3VMAT
IMRTの進化形であり、ガントリーを回転しながらX線量を加減し治療を行います.IMRTより良好な線量分布を達成しつつ、治療時間の短縮が可能のため患者の負担が軽減できる.

IGRT :画像誘導放射線治療について


さて今回も前回に引き続き、がんの形や動きに合わせて照射をおこなう技術Part2をお送りします。
今回は、IGRTと呼ばれる治療技術をご紹介致します。IGRTはImage Guided Radiation Therapyの略で、日本語では画像利用放射線治療もしくは画像誘導放射線治療と訳されます。
放射線治療では、照射時に患者自身の位置変化であったり、体内臓器の大きさの違いや動き(腸管のガスや膀胱の容量、呼吸による肺や肝臓の動き)などで、照射位置がずれる場合があります。IGRTは、これらの位置ずれを、X線画像を利用して修正を行い、放射線を正確に病巣に照射する治療技術です。
IGRTでは、放射線治療室内で照射直前に、X線撮影やコーンビームCT撮影(CBCT)、X線透視などを行い、画像を取得します。得られた画像情報(治療直前画像)と実際に照射を行う画像情報(治療計画画像)を比較し、照射位置のずれ量を1mm単位で修正し、照射を行います(図2)。照射直前に位置照合をするため、精度高い放射線治療が行えます。また、IGRTを利用することにより、正常組織への照射を最小限に抑えながら、病巣への放射線の集中性を高めることが可能になります。現在、最も注目されている治療技術です。
IGRTは通常治療から高精度治療で幅広く利用されており、最近では呼吸による病巣の動きにも対応した照射(追尾照射や迎撃照射)も可能になっています。
当院に導入される放射線治療装置(LINAC)もX線撮影、CBCT、X線透視全ての機能を搭載しておりますので、IGRTが可能です。治療する疾患や照射部位により適切な位置照合方法を選択し、精度の高い照射を行っていきます。安全で安心できる(身体にやさしい)放射線治療を目指して行きますので、ご期待して頂ければと思います。

次回は放射線の強さを変えて照射をおこなう技術(強度変調放射線治療:IMRT)についてお送りします。

図13

図14

図2 画像誘導放射線治療(IGRT:Image Guided Radiation Therapy) 画像は東芝メディカルシステムズより提供

高度化する放射線治療


今回は放射線治療の進化した背景についてご紹介したいと思います。現在の放射線治療の進化は目覚ましく、以前と比べることができないくらいに進化しています。その中で最も変化をもたらしたのが、マルチリーフコリメータが登場したことです。以前の照射では、照射をおこなう部位に対し、固形の鉛ブロック(モノブロック)を複数使用し照射野を形成し(図1)、これを照射装置のヘッド部分に取り付けて照射をおこなっていました。現在はマルチリーフコリメータがヘッド部内に装備され、一枚一枚の板を動かすことで病巣の形に合わせた照射がおこなえるようになりました(図2)。また安全面においても、以前のように治療中にブロックが落下するなどの心配もなくなりました。
マルチリーフコリメータの一番の利点は、リスク臓器への線量を減らす照射野が容易に作成できるようになったことです。この技術を利用することで、最近注目されている、SRT(定位的放射線治療)、IMRT(強度変調治療)、IGRT(イメージガイド下放射線治療)などの高精度で高技術な放射線治療が可能となりました。こちらの方は随時紹介していく予定であります。さらに現在では、マルチリーフコリメータも進化しており、放射線遮蔽能力の向上や運動性能の向上(移動スピード)などが大幅に進化しております。
当施設に入る治療装置にも最先端の技術が搭載されたマルチリーフコリメータが装備されていますので体に優しく安心できる放射線治療がご提供できると思います。

マルチリーフコリメータ