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放射線治療

1. はじめに 

2. 2次元照射から3次元照射へ   (1990年代~)  

3. 高精度放射線治療  

 

      - 強度変調放射線治療 (Intensity Modulated RadioTherapy; IMRT)

      - 強度変調回転照射法 (Volumetric Modulated Arc Therapy: VMAT)  

      - 定位放射線照射 (StereoTactic Irradiation: STI)

      - 画像誘導放射線治療 (Image Guided Radiation Therapy: IGRT)

 

1.  はじめに

 本邦ではがんは生涯で約2人に1人が罹患するという状況で身近な病気です。

 

 本邦の2020年のデータでは、あるがんと診断された場合に治療でどのくらい生命を救えるかを示す指標である5年相対生存率は、がん全体で68%に到達しています。

 

 手術、放射線治療、薬物療法はがん治療の三大療法です。

 各治療法には利点や欠点があります。放射線治療の利点は、病巣を切除せずに治療するため機能や形態の温存に優れていることです。

 

 あらゆる部位に対して治療可能である点も大きな利点です。 合併症がある方や高齢者にも行うことができます。

 

​ 一方、欠点は、手術と比べ病巣を制御できる確率が劣る疾患が少なくないことと、放射線による障害のリスクがある点です。

 

 高精度放射線治療や温熱療法は、 従来の放射線治療の欠点を改善し、より高い治療効果を目指す治療法です。

 

 当院では、2019年7月に新設された南別館に、最新型の高精度放射線治療装置と温熱療法の加温装置が導入されています。

2.  2次元照射から3次元照射へ (1990年代~)

​ 放射線治療は、1990年前半までは単純なX線画像により放射線を照射する部位を把握し、手動で鉛を置くことで、2次元的に照射範囲を調整していました。

 1990年代後半からは、マルチリーフコリメータ(MLC)と呼ばれる照射する範囲を調整する装置とCT画像が導入されました。

 

 両者を用いて、がんと体内の各臓器に照射される放射線量を、3次元的に計画・予測することが可能となりました。これが、3次元照射(3D-CRTと呼ばれる手法です。

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マルチリーフコリメータ(MLC)

3次元CT画像計画

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 放射線を照射する範囲を調整する装置です。

 

​ 5mm幅の放射線を遮蔽する金属板が独立して駆動し、病巣の形状に一致した照射範囲を形成します。

 CT画像を用いて放射線を照射するターゲットとリスク臓器との3次元的な位置関係を把握します。

 

 治療目的、組織型、進行度、併用治療などに基づきターゲットやリスク臓器の線量や照射回数、MLCによる照射範囲、放射線の線質、入射方向などを決定します。

3.   高精度放射線治療

​ 3次元照射を大きく進化させた照射法で、現在では大部分の根治的放射線治療で用いられています。

IMRT

  

強度変調放射線治療 (Intensity Modulated RadioTherapy; IMRT)

  放射線治療は多くの場合、複数の方向から人体に放射線を照射しますが、従来法の3次元照射では各方向(下図の青矢印)で設定するMLCの形状は一定です。

 

​ IMRTでは、各方向のMLCの形状を多数設定することで、より複雑な放射線の線量分布作成が可能となります。

3次元照射(従来法)

IMRT

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3次元照射(左)と比較し、IMRT(右)では腫瘍標的の形状に一致した線量分布の作成が可能で、腫瘍標的の線量増加と正常臓器(上図では直腸)の線量低減がより高いレベルで実現できます。

 

度変調回転照射法 (Volumetric Modulated Arc Therapy: VMAT)

 VMATは各方向からの照射を固定せずに回転させながら行うIMRTです。MLCを回転に合わせて経時的に動かし、かつ回転速度や放射線の線量率を変化させ最適化します。

 

 従来のIMRTと比較し、より良好な線量分布と照射時間短縮の両立が可能です。当院では20197月の導入以降、多くの患者さんに実施しています

VMAT
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当院のVMATが可能な放射線治療装置     (Versa HD™)

​短時間照射を実現する高精度な回転照射と定位照射専用機と同等の小さなターゲットに対する急峻な線量分布を実現可能です。

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VMATを用いて海馬を回避した予防的全脳照射

小細胞肺癌で実施する予防的全脳照射の線量分布です。海馬の照射線量を10Gy以下(青色部分)に軽減することで、認知機能障害の発症リスクを改善します。

定位放射線照射 (StereoTactic Irradiation: STI)

 3cm以下の小さな病変に対して大線量の放射線を腫瘍部位に限局して、短期間に照射する方法です。

 

 ピンポイント照射とも呼ばれ、脳転移や早期肺癌などに行います。手術に匹敵するような病変の高い制御効果が得られます。

 

​ 特に脳転移では、前述のVMATと組み合わせることで、多発するような脳転移に対しても短時間で実施することが可能となり、患者さんの負担軽減につながっています。

STI

VMATを用いた脳定位放射線治療 (VMAT-STI) の線量分布図 

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 計4ヶ所の多発する小さな脳転移(赤色の部分)に大量の放射線をピンポイントで同時に照射します。

 

 従来の放射線治療装置では1時間を超す照射時間が必要でしたがVMATにより10分程度で実施することができます。

 

画像誘導放射線治療 (Image Guided Radiation Therapy: IGRT)

 より正確に照射を実施するため照射位置の検証や補正を行う各種の画像誘導放射線治療 (Image Guided Radiation Therapy: IGRT)を用いています。

IGRT
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​照射台で治療の照射直前にCT (cone beam CT)を撮像し、治療計画を実施したCTと重ね合わせることで照射位置のズレを検出し、補正した後に治療を実施します。IMRT​やVMATの精度を担保するために重要な技術です。

 体表面光学式トラッキングシステム(Catalyst™)を用いた深吸気息止め法による乳癌の放射線治療

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体表面光学式トラッキングシステムにより深吸気息止め照射(Deep Inspiration Breath Hold:DIBH)を行うことで心臓の照射線量を低減でき、心臓の晩期障害の発生リスクを軽減します。

 

特に乳癌の手術後に行う放射線治療において有効な技術です。

 このような高精度放射線治療により周囲の正常臓器への放射線量を低減し、腫瘍に放射線を集中させることが可能です。

 

 がんへの強力な局所効果とより少ない副作用の両立が期待できます。

温熱
温熱療法

4.   温熱療法の併用

 標準的治療である抗がん剤を同時併用する化学放射線療法や高精度放射線治療の治療効果の改善が必要な病態に対して温熱療法の併用が選択可能です。

 

​ 局所進行性の子宮頸癌膵癌、非小細胞肺癌、高リスク群の前立腺癌、再発直腸癌などに、週に1~2回、放射線照射後に150分の加温を行います。

 詳細は、温熱療法のページをご参照ください。

5.   少数個の転移(オリゴ転移)・再発の病態に対する高精度放射線治療

 オリゴ転移は、がんの広がりを示す言葉です。オリゴとは、“少数個“を意味します。

 

 がんが発生した場所にとどまっている状況と、がんの転移が全身の広範囲に多発する状況との中間の状況に相当します (下図)。

 

 厳密な定義は確立されていませんが、個数は局所治療が可能である3~5個程度までの病巣数が該当します。

オリゴ転移
図.png

オリゴ転移に相当するがんの状態 

​ 複数の薬剤を併用する強力な抗がん剤治療や、分子標的薬、免疫療法の飛躍的な進歩により、全身治療の効果が高まり、がんの転移が全身の広範囲に多発・進展することを抑制しやすくなっています。

 

 このオリゴ転移の状況に対して、低侵襲で局在する病変への高い治療効果が期待できる ”局所治療” である “高精度放射線治療” の需要が高まっています。

 高精度放射線治療は3cm以下の小さな脳転移に対する定位放射線治療から普及が始まりました。

 

 現在では、脳以外の体幹部(肺、肝臓、骨、腎臓、前立腺、リンパ節など)に対しても、体幹部定位放射線治療(SBRT; Stereotactic Body Radiation Therapy)が普及し、保険収載されています。

 高線量の放射線を用い、周囲の正常組織を損傷することなく腫瘍部位を正確に治療します (下図)。

 

 CTやMRIなどの高度な画像ガイド下で、腫瘍位置と形状をマッピングします。最適な照射角度や放射線の線量分布を決定し、ミリ精度で治療します。

 

 従来の放射線治療と比較し、高い治療効果が期待でき、非侵襲的な局所治療です。

 

 外来治療でも行え、治療回数は3~10回程度と少なく、短期間で終了しますので日常生活への影響が少ないです。

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脳および体幹部のオリゴ転移に対する定位放射線治療の線量分布図 

左上)脳に生じた2個の脳転移(赤色の部分)に大量の放射線をミリ精度で集中して照射します。

  右上)2個の肺転移(赤色の部分)の場合です。

  左下)肝転移(赤色の部分)にも同様に照射可能です。

  右下) 脊椎の骨転移の場合です。 

 

 他の臓器に転移を生じた場合には、潜在的に全身にがんが存在しうると推定し、全身の臓器を対象とした全身治療(抗がん剤、分子標的薬、免疫療法)を中心とした治療が行われます。

 

 根治的な局所治療(手術や放射線治療)を行うメリットは乏しいと考えられていました。しかし、シカゴ大学の放射線腫瘍医であるWeichselbaumとHellmanらは、少数個に転移がとどまる“オリゴ転移”の状況では、局所治療を行うメリットがありうることを1995年に提唱しました。 

 その後の基礎研究で、放射線治療を追加し腫瘍量を減量することで、転移能力を有するがん細胞クローンが減少することや、転移を促進するサイトカインの分泌が抑制されることが報告されています。放射線治療の追加によって、新たな転移が出現するリスクの抑制が期待される知見です。

 

 また、放射線治療により局所のがんに対する特異的な免疫が活性化し、全身的な免疫の誘導を生じるアブスコパル効果が知られています。この特性をより活かすため、近年、広く普及した免疫療法(免疫チェックポイント阻害薬)との併用治療の開発に注目が集まっています。

 

 近年、オリゴ転移に対する臨床試験が盛んに実施されています (下表)。様々ながんを対象 1)上咽頭癌 2)前立腺癌 3)非小細胞肺癌 4)などで、オリゴ転移の病態では全身治療に加え遺残する病変に対して放射線治療を追加する有効性が確認されています。

オリゴ転移の患者さんに対する放射線治療の有効性を検討した臨床試験

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 臓器別の各種がんに対する治療法を科学的に評価した診療ガイドラインが作成されています。ガイドラインは、上述のような臨床試験の結果などを科学的に解析し、定期的に改訂が行われます。

 

 最新版の肺癌、乳癌、前立腺癌、膵癌など臓器別診療ガイドラインでは、オリゴ転移の状況ではSBRTなどの局所治療の追加を検討すべきとする記載が加わっています。

 

 当科でも、オリゴ転移に対する高精度放射線治療の実施に取り組んでいます。少数個のがんの転移に対する治療に関してお困りの際は、是非ともご相談ください。 

 今後、研究が進み、どのような治療過程を経て生じたオリゴ転移か、また原発病巣の種類や組織型・遺伝子変異、転移の最大個数など、高精度放射線治療を追加するメリットの高いオリゴ転移の病態が、より詳細に解明されていくものと思います。 

緩和

6.   緩和的放射線治療

 他の臓器へ多数個の転移を生じている状況では、緩和的な放射線治療(緩和照射)が適応となり得ます。

 

 がんによる出血の止血や疼痛、呼吸苦、また骨転移に伴う疼痛や神経症状といった症状の緩和に有効性が高いです。

 

​ 緩和照射に必要となる放射線量は少ないため、治療に伴う副作用は非常に軽微です。

 

 治療期間は2週間以内が多く、病態に応じて1回のみの治療も選択可能です。生活の質 (QOL)の低下要因となっている病変に緩和照射を行うことでQOLの向上や全身治療の長期継続を目指します。

 

 緩和照射を施行した病変は、がんの種類によって差異はありますが、特に骨転移では症状緩和に加えて数年単位で増大を回避できます (下表参照)。

 他病院に入院中の方や通院が難しい場合は、当科で入院治療も対応させて頂きます。

 

​ ​特に下記のような状況でお困りの際は、是非ともご相談下さい。

​​緩和的放射線治療の施行を急ぐべき因子


 QOL低下の主因となっている

 神経への進展

  麻痺・脱力、神経障害性疼痛(放散痛)  

  脊髄(脊柱管内)、骨盤神経叢、腋窩神経叢

 腫瘍出血 (血痰、血尿、血便、血性帯下)

 気道狭窄・無気肺

 骨転移

  疼痛が強い、鎮痛剤の使用量が多い
  溶骨が強い
  荷重骨(脊椎、四肢骨、骨盤骨など)


 全身治療の奏功が期待しにくい
  多剤耐性例、全身治療の感受性低い


 増大によりQOLの低下が容易に予期される

緩和照射前

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脊椎の骨転移

疼痛・しびれ・歩行困難

緩和照射後

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骨転移の消失・骨再生

疼痛消失・歩行可能に

緩和的放射線治療による骨転移の局所制御

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7.   当科で可能ながん種別の放射線治療の適応

​関連内容

産業医大通信 ~高精度放射線治療と温熱療法~
日本放射線腫瘍学会
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