放射治療新知
放射治療新知
強度調控放射治療介紹
腫瘤治療科 葉冠蠲 物理師
本科於民國91年9月1日，正式啟用台中縣第一部強度調控放射治療機，藉由引進放射治療新技術，來提昇放射治療品質、造福鄉里。
綜觀放射治療發展史，由傳統治療到三度空間順形治療，乃至於強度調控放射治療。每一階段都為提昇腫瘤控制率，同時減緩副作用發生而有革命性的進步。期望在維持患者適當的生活品質之下，能進一步提升治癒率。而強度調控放射治療便是目前最蓬勃發展的一項技術。
強度調控放射治療(Intensity Modulated
Radiation Therapy)，簡稱IMRT，是三度空間順形治療的一種延伸，其概念為：「射束強度可依照治療照野的不同部位，而有不同幅度的變化」。相對於傳統治療技術中，在相同的照野內，僅能給予腫瘤及正常組織均等的劑量。IMRT能適度調節腫瘤及正常組織劑量百分比，使腫瘤劑量提升，正常組織劑量降低，藉以達到提高腫瘤控制率及降低正常組織、危急器官的併發症機率的目的。
IMRT是將欲治療區域當成一個靶，利用多種方向的射束對準靶做順形治療。再以射束透視
(Beam’s eye view)的觀點去評定靶厚度大小，依照靶各部位厚薄的不同而給予“最適強度”。所以IMRT是使用多重、複雜的照野劑量給予方式，將加速器所產生的單一射束分成許多可獨立調控的小射束。這些小射束的強度調控可藉由直接調控加速器(modulating
accelerators)本身的動作在各種不同的方向使用多重共平面和非共平面的射束，藉著改變射束輸出時間、旋轉臂的轉動速度以及平檯 (couch) 位置。而輸出不同的射束強度，在靶體積內得到均勻的射束分布。另外也可透過使用準直儀或改變葉片速度、位置的方式來調控由加速器發射出來的射束。故IMRT不僅可以大幅降低週邊器官的劑量，也可提高腫瘤劑量的給予，進而增加患者治癒率及降低副作用的產生。
目前臨床上實施IMRT的基本設備為逆向式治療計畫系統、配置多葉式準直儀的直線加速器、及紀錄與驗證系統。傳統的治療計畫系統是採用正向
(forward) 思考的方式來設計治療計畫，從嘗試與錯誤中，試著給予不同組合的射束方向、比重，然後由電腦計算、畫出所得劑量分布結果，操作者再從這些劑量分布圖，依其經驗去選取出合乎要求的治療計畫，這種正向治療計畫所得的照射治療設計只能說是可行的，並無法保證是最適化的。對於只有幾個入射方向和照野的治療方式，此種正向治療計畫的設計是十分實用的。
但是對IMRT這種技術而言，必須依靠著大量的小照野和不同入射方向來達到順形調控強度的要求。如果再依循傳統的正向思考方式來設計治療計畫，將會花上操作者一整天的時間在嘗試錯誤間去找出適合的劑量分布和治療計畫，因此發展出一種逆向思考的模式去進行治療計畫的設計
。
這種三度空間逆向治療計畫 (inverse treatment
planning) 的方式是先將電腦斷層、磁振造影或正子造影等影像相互融合，結合成具有立體及透視解剖位置、組織對比、及代謝活化功能的影像資訊，以找出最正確的腫瘤位置，同時也將周邊的相關器官標示出來。再輸入醫師所給的腫瘤處方劑量（Dose
description）及正常組織的劑量限制(Dose constraint)，再由電腦反覆對腫瘤及器官堆疊劑量做計算，推演出最佳的射束通量安排，以達到最理想的治療計劃，並將此計畫轉變成可調控的加速器葉片模組進行治療。
其方式是利用電腦控制的準直儀或葉片經由形成狹小的照野或透過照野擋塊和葉片在每一個位置開闔時間的長短來調控照野中各個部位射束的強度。一般來說，
控制照野的準直界定有兩種模式，一是靜態式 (step- and- shoot): 當射束“on ” 時，獨立照野擋塊 (independent jaws)
或多葉式準直儀的葉片已經就定位了，並保持靜止不動的狀態，若要進行下一個照野的照射，則先將射束“off ”，等照野擋塊或葉片移至下一個位置並靜止後，才又將射束“on
”。另一種是動態式 (dynamic delivery)，亦即當射束處在“on ” 的狀況下，照野擋塊或葉片仍舊在動作。利用這些原理，即可進行治療計畫的實施。
圖a、b、c分別表示無強度調控、靜態式強度調控、及動態式強度調控的示意圖，顏色越深代表強度越強，我們可以清楚分辨，圖（a）照野中所有強度均相同，所有器官及靶所受到的劑量都相同；圖（b）照野中的各個區域有強度調節，但因為是靜態式調節，移動到固定位置才開始治療，故強度分佈會呈現階梯狀；圖（c）為動態式調節，其強度分佈較為滑順。在強度較弱的部分則為適應不同危及器官部位所產生的強度調控。
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圖A |
圖B |
圖C |
強度調控放射治療整體計畫的完成，涉及許多照野的照射和不同強度的給予。因此除了在進行治療前，必須將病灶的範圍準確地描繪出來外，對於治療計畫的適合與否、機器的穩定性、輸出值是否和設定值吻合，這些都是必須考慮和注意、檢查的地方。而在治療過程中，病人是否穩定重現與定位時相同的位置、照射部位與治療計畫中所計算的劑量與位置有無偏差、腫瘤內的每一點是否都接受到正確的劑量。換言之，IMRT必須在定位準確的前提下才能發揮功能，以避免失之毫米，劑量分佈卻差之千里的結果出現。本科亦藉由底片、空氣游離腔、2D
array各項劑量計來完成驗證及紀錄，以確保治療品質並發揮強度調控放射治療的功能。
IMRT在近幾年迅速的發展之下已日趨成熟，適用於頭頸部癌（如：鼻咽癌、舌癌）、食道癌、乳癌、攝護腺癌、膀胱癌、肺癌、肝癌、腦癌、胃癌等等其他類癌症疾病的治療。研究報告顯示其對於減少放射治療的急性反應及副作用有明顯的成效；特別是鼻咽癌部分，
IMRT不僅能有效減緩對於口乾、頸部僵硬與聽力損失等副作用的發生，針對初期患者的治癒率也可高達90%。未來的研究方向朝著定位準確度的提升、呼吸及器官運動造成位移的修正
，期能提昇IMRT的品質及應用範圍，使其大規模的應用於癌症治療上。