Re:トモセラピーについて教えてください

トモセラピーは「従来のIMRTより高精度で安全性が高いのだろうか?」という質問が、前立腺癌に関するメーリングリストに投稿されていました。なぜそう思ったのか、その情報ソースが気になり調べてみました。
[関連記事] トモセラピーかダヴィンチか?

投稿は次のようなものです

トモセラピーについて、体験された方、検討された方は教えてください。
通常のIMRTでは、一度位置決めをしたらそのまま終わりまでその位置のままで照射を繰り返すが、トモセラピーでは、照射の都度、位置決め修正を行うので、他の臓器への悪影響を減らせるということのようです。※
私は、従来のIMRTよりも安全性が高いのであれば、この治療を受けようかと思いますが、どんなものか情報をおもちのかたは是非教えてください。
  <質問された方に転載を許諾していただきその抜粋を掲載>

トモセラピーの動作

まず、トモセラピーとはどんなものが、これを見ていただきましょう。

Accuray社による、トモセラピーを説明するビデオ


AccurayInternational 2015/06/04 に公開

CTのようなボディーに照射部が内蔵

放射線を長い矩形に整形し、照射部(Ring gantry)が体のまわりをくるくると回転しながら照射しますが、同時に寝台は照射システムの輪の中に吸い込まれるように入って行きます。

AccurayInternational 2015/06/04
ビデオでは背骨に照射していることからわかるように、非常に大きな照射野が一度で得られることが最大の特徴です。(TomoHelicalの動画を御覧ください、TomoDirectは関係しません)、美しい映像を見ていると、どんな病気でも根治させてしまうように感じますね。

トモセラピーの特徴は
バイナリー・マルチリーフ・コリメータと呼ばれる装置で、放射線を長い矩形に整形し照射すると共に、照射中の寝台の移動を移動させることで、スライスされた照射の合成により自在な照射野を作り出している。

AccurayInternational 2015/06/04
トモセラピーの照射中の寝台の移動は見るものに凄さを感じさせるが、動作原理上必要だから移動しているにすぎない。これに対し通常のIMRT(及びVMAT)では照射野を長い矩形ではなく、ターゲットに合わせて自在な形に放射線を整形する(通常のマルチリーフ・コリメータ)であるため、照射中に寝台の移動させるという複雑な動作は必要はない。


およその動作原理がおわかりいただけたと思います。では本題の結論から、ネット上で、トモセラピーだけが優れたシステムのように紹介されている件ですが、その内容を確認してみたところわかったのは
トモセラピーの記事で比較していたのは、旧世代のIMRTでした。高精度の位置決めを行い、他の臓器への悪影響を減らすのはIGRT(画像誘導放射線治療)の特徴であり、現在主要な医療機関の外照射治療であれば普通に画像誘導下でIMRTを行っています。トモセラピーもIMRTの一種であり、トモセラピーという特定のシステムにこだわる理由はあまりないということ。

※ 詳しくは以下を御覧ください。投稿された方が参照したいくつかの記事の内容を確認しました。

参照記事1:ウィキペディア トモセラピー

wikipedia トモセラピー
従来の放射線治療では患者の皮膚表面に記したマーキングを頼りに照射を行なっていたため、各回の治療毎に照射される部位の誤差が大きかったが、トモセラピーではCT(Computed Tomograpy)撮影を各回の治療前に行なって照射位置を修正して、高い精度で放射線治療を行なうため、放射線による正常組織の障害を低減することが期待される。

 
マーキングを頼りに照射していたのは、画像誘導機能を持たない1、2世代前の古いシステムです。「wikipedia トモセラピー」の履歴を調べてみると、2013年7月23日にはすでにこの記述がありました。当時は古いシステムも稼働していたのかもしれませんが、約5年経った今でも古い記述がそのまま残っているため、現実とのズレが生じています。
→ 履歴: wikipedia トモセラピー 2013年7月23日 (火)

患者の皮膚表面に記したマーキング

実は、現在でも放射線治療では、固定具と体の位置関係の再現性を確保するため、腰の両側などにマジックで目印をつけ、照射時の位置合わせに使います。しかしこれだけでは不十分で、腰骨を一定の位置に合わせた場合でも、体の中心部にある前立腺は、直腸や膀胱などの日々の動きによって位置や形が変化しますから、照射直前に放射線治療システムに内蔵されたレントゲンやCTによって位置を確認し照射位置の補正を行います。これがIGRTと呼ばれる画像誘導放射線治療で、トモセラピーだけでなく、最近のIMRTでは普通に行われているはずです。

参照記事2:がんサポート:強度変調放射線治療の専用機

がんサポート:検査と照射を同一機械で行いピンポイント治療を実現させた「トモセラピー」
「たとえば、7方向から放射線のビームを照射する場合、CTの画像から線量を計算して照射計画をたてるのですが、実際には『計画どおりがんに照射されるだろう』という前提で行っているだけなのです」と浜さんは指摘する。皮膚に照射位置をマークしても、体内の臓器は毎回1.5~3センチぐらい位置がずれる。
体内の臓器やがんの位置が正確に把握できなければ、せっかくの照射計画も絵に描いた餅。不要な部位にも放射線があたる可能性は否めなかったのである。
→ がんサポート:強度変調放射線治療の専用機

 
この場合の、”実際には『計画どおりがんに照射されるだろう』という前提で行っているだけ”というのも、画像誘導の機能を備えていない1、2世代前の放射線治療システムのことを言っています。

皮膚に照射位置をマークしても、体内の臓器は毎回1.5~3センチぐらい位置がずれる。

さらに、ここでは「1.5~3センチぐらい位置がずれる」と言っていますが、前立腺がクルミ程の大きさだというのに、1.5~3センチもズレたら一体何に照射しているのかわからなくなりますから、必要とされる照射範囲よりも、一回り大きい照射を計画し、常に前立腺が照射野からハズレないようにするわけです。(当時でも、同じ治療室内にCTを設置して精度の向上させる対策をされていた医療機関もあると聞く)、このため周辺の臓器にも必要のない照射が行われることになり、放射線障害が起きます。

現在主要な医療機関の外照射治療では、皮膚のマーキングでは「毎回1.5~3センチぐらい位置がずれる」という問題に対して、照射直前にシステムに内蔵されたレントゲン(あるいはCT)などにより前立腺の位置を撮影し、体の位置を寝台ごと移動して照射位置を補正する、というのが当然のように行われているはずです。これにより位置のズレは数ミリ以内になるはずです。この点はトモセラピーでもIMRTでも同じです。

ページ内からこの記事が書かれた日付を探すと、江戸川病院放射線科部長(2011年4月)となっています。江戸川病院は早くからトモセラピーを実施していたことで有名な病院です。2011年では、画像誘導放射線治療(IGRT)下のIMRTが、いまほど一般的でなかったと思われますから、しかたのない記述かもしれませんが、ややミスリードを誘う記事であるかもしません。

参照記事3:姫路医療センター トモセラピー

国立病院機構姫路医療センター  平成29年4月以降の記事
放射線治療装置とCTが一体になっており、治療の度にCTでがんの位置確認、数mmの位置補正を実施できるため照射部位にずれが少なく、正確にがんへ照射することができます。
→ 姫路医療センター トモセラピー

 
これは、その通りです。放射線治療装置と同じ部屋内にCTを設置して画像誘導を行う医療機関もありますが、放射線治療装置に内蔵されているコーンビームCTで撮影するシステムのほうが一般的です。治療は、通常週末を除き週5回行われますが「治療の度に」とは毎日の治療の直前にという意味でしょう。ただしこの記事の内容は、トモセラピーに対してだけ言っているのではなく、通常のIMRTシステムでも同様です。

IMRTで画像誘導(IG)はいつから実施されたか?

調べてみると、例えばNovalis Txを例にしますと、2008年4月の記事にNovalis Txが紹介されていましたから、少なくとも江戸川病院の記事が書かれた2011年にはすでに稼働していたと思われます。しかし、あまり一般化していなかったのかもしれません。以下の記事を参照してください。

Novalis Tx  2008年4月の記事
■治療精度の向上
従来のX線画像と赤外線による患者位置決め装置「ExacTrac X-Ray」に加え,CT画像撮像装置「On-Board
Imager」を搭載したNovalis Txは,病変部を3D画像として取り込むことで,画像誘導による精確な位置決めを行う。
→ Novalis Tx  2008年4月

 
IMRT 前立腺癌の治療の説明ビデオ
Varian Truebeam IGRT

Saint Joseph Mercy Health System 2012/06/04 に公開
Varian TruebeamによるIGRT :放射線治療装置に内蔵されているコーンビームCT(緑のビーム)で撮影し、照射計画との誤差を寝台を移動して調整後、赤のビームで放射線治療

TruebeamによるIGRTのイメージビデオは通常のIMRTではなく、VMATによる回転照射です。VMATはIMRTよりも短時間で照射が完了するためより高精度の照射が可能となっています。次のelekta versa hdによるアニメーションもVMAT。IMRTからVMATへというのが治療システムの進化です。

elekta versa hd animation

Francisco Herrera 2014/09/01 に公開
Elektaのシステムによる放射線治療 VMAT

記事がいつ書かれた、比較対象は妥当なのか?

これらからわかるのは、トモセラピーに比較しているのは、1、2世代前の古いシステムであるということ、これらの記事は古い記事ではあるものの、その時点では高精度なIMRTも運用を始めていたはずです、それには触れず、トモセラピー以外はすべて精度の低いシステムであるかのような説明はやや不適切だと思われます。自分の病院に導入されたシステムがいかに優れたものであるかを示すために書かれた紹介ページということもある、としてご覧になったほうが良いよいと思います。

現在、主要な医療機関では、トモセラピー以外にも、画像誘導(IG)を使ったIMRTシステム、さらにはその進化型であるVMATが普通に使われているはずです。もし、前立腺癌の初回治療に画像誘導を使わない医療機関があったとすれば、治療に対する本気度が足りない病院です。
参照:→ 多根総合病院 放射線治療装置について

毎日の照射前に、画像誘導で位置合わせをしてから照射する、これはトモセラピーでも通常のIMRTでも同じです。CTは複数にスライスした画像の合成によって全体の画像を得ますが、トモセラピーもCTと同様に独特のコリメータによって整形された長い矩形のビームの照射を回転にとともに変化させ、その総和が前立腺全体への照射となるため、照射が高精度でないと成立しない技術です。これに対しIMRTは、多数の方向から、マルチリーフコリメータによって前立腺の形状に合わせた照射を行い、それをを合成したものが全体の照射となります、これも高い精度が必要とされます。
ちょっとわかりにくいかもしれませんが、前立腺を帯状にスライスした形状の照射を回転しながら行うのがトモセラピー、前立腺の形状に合わせた照射を複数の方向から行うのがIMRT。照射方法に違いがありますが、どちらもIMRTです。

精度が同程度なら外照射の治療の効果は総照射線量で決まる

精度が同程度の外照射システムであれば、治療の効果は総照射線量によって決まるはずです(1回あたりの照射線量が同じと仮定した場合)
副作用は、高精度のシステムを使って、ぎりぎりまで照射野を絞れば、少なくなりますが、病期によって被膜外浸潤にも対応しようとすれば、照射野を広めに取る必要があり、副作用は大きくなります。よって、システムの違いより照射計画の違いのほうが副作用に影響すると思われます。

私が外照射治療を検討したとき、トモセラピーも検討しましたが、結局トモセラピーにこだわることなく通常の外照射システムで治療(実際には小線源併用)を受けました。

インターネットの情報でどれが正しい情報なのかを見分けるのは難しい。書かれた時から、時間が経過すると、現状とずれてしまうこともあるのはしかたのないことですが、多くの情報の中から、確度の高いものを探すには専門的知識が必要なのかもしれない。しかし癌と告知された時、そのような知識を持っているはずがないので、多くの記事を読みその中から妥当と思える情報を探すのは容易ではないが、自分で探し考えることで前立腺癌への理解が深まり、どのような治療をすべきか自ずと決まるかもしれません。

ichi