強度変調放射線治療

強度変調放射線治療（IMRT）とは

強度変調放射線治療（Intensity-Modulated Radiation Therapy: IMRT）は、放射線治療の一種で、がん細胞に放射線を照射し、その増殖を抑制する治療法です。従来の放射線治療と比較して、IMRTは腫瘍の形状に合わせて放射線の強度を調節できるため、腫瘍への線量を集中させ、周囲の正常組織への影響を最小限に抑えることが可能です。これにより、副作用を軽減しつつ、より高い治療効果が期待できます。

IMRTの臨床応用

IMRTは、当初、脳腫瘍、頭頸部がん（上咽頭がん、中咽頭がんなど）、前立腺がんに対して保険適用となっていましたが、現在では、限局性の固形悪性腫瘍全般に適用が拡大しています。特に、頭頸部がんでは、IMRTにより唾液腺への放射線照射を減らし、唾液分泌低下による口腔乾燥、嚥下障害といった副作用を軽減できることがわかっています。前立腺がんでは、直腸への高線量照射を避け、晩期の直腸出血を抑えつつ、高い線量を腫瘍に照射することで、局所制御率の向上が期待できます。

その他、IMRTは全身の様々な固形腫瘍に対して試みられていますが、低線量被曝のリスクがあるため、小児がんにおいては陽子線治療が選択される場合もあります。

治療計画の方法

IMRTの治療計画は、従来の放射線治療（3D-CRT）と比較して、より複雑で、コンピューターへの依存度が高いのが特徴です。

1. 画像診断：治療計画には、CT画像が基本となります。必要に応じて、MRIやPET画像を重ね合わせることで、腫瘍の広がりや正常組織との位置関係を把握します。
2. 線量計算：CT画像から得られた情報を基に、治療計画装置で線量計算を行います。高エネルギーX線と物質の相互作用の違いを考慮し、体内各部位の吸収線量を正確に求める必要があります。superposition法やモンテカルロ法といった計算方法が用いられます。
3. 逆方向計画（インバースプランニング）：IMRTでは、まず目標とする線量分布（DVH：線量体積ヒストグラム）を設定し、それに合わせて放射線の照射方法を最適化します。このプロセスを逆方向計画と呼びます。コンピューターによる最適化は、放射線腫瘍医の意図を最大限に反映する照射法を導き出すために不可欠です。しかし、目標関数を設定する際のハイパーパラメータの選択を誤ると、局所最適解に陥ったり、変数の振動が起こったりすることがあります。そのため、数理的な知識も重要になります。
4. 線量処方：従来の放射線治療では、腫瘍内の代表点に線量を処方する「点処方」が一般的でしたが、IMRTでは、腫瘍の一部領域に対する「容積処方」が多く用いられます。例えば、PTV（計画標的体積）の95%に78Gy照射する、といった具合です。

線量制約

放射線治療では、脊髄や耳下腺などの正常組織への線量を一定以下に抑える必要があります。これを線量制約と呼びます。線量制約は、DVHを用いて評価しやすい形で設定されます。例えば、脊髄への最大線量は45Gy以下、耳下腺への30Gy照射体積は50%未満、といった具合です。また、近年では、有害事象の確率を予測するNTCP（正常組織合併症確率）モデルも活用されるようになっています。

IMRTの運用

線量分割：1回線量は、従来の放射線治療と同様に1.8～2Gyが用いられることが多いです。しかし、IMRTのD95処方と従来の点処方では、線量の意味合いが異なるため、注意が必要です。
寡分割照射：治療期間の短縮を目的に、1回線量を大きくし、分割回数を減らす寡分割照射も行われています。
同時併用照射（SIB）：腫瘍を含む領域と予防照射領域で、1回線量を変更する同時併用照射（SIB）という技術も用いられています。
精度管理：複雑な照射を行うIMRTでは、治療計画と実際の照射線量にずれがないかを検証する必要があります。このため、線量計を用いたQA（Quality Assurance）が必須です。

保険収載

IMRTは2008年4月に保険収載され、当初は前立腺がん、頭頸部がん、中枢神経系腫瘍が対象でした。2010年4月からは、全ての限局性固形悪性腫瘍が保険適用となりました。ただし、保険適用には、常勤の放射線治療医2名以上、放射線技師などの人員配置、年間10例以上のIMRT実施といった施設基準を満たす必要があります。人員不足のため、IMRTを実施できない施設も少なくありません。

まとめ

IMRTは、がん治療における放射線療法の重要な進歩であり、患者さんの生活の質を向上させる可能性を秘めています。しかし、IMRTが常に最良の選択肢とは限りません。患者さんの病状、治療目標に合わせて、最適な治療法を検討する必要があります。

参考文献

放射線治療物理学　第3版　2011年
詳説　強度変調放射線治療　2010年

外部リンク

日本放射線腫瘍学会によるガイドライン

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