放射治療的新紀元-多模式螺旋斷層放射治療儀 (TomoTherapy)


阮綜合醫院放射腫瘤科 梁雲主任

2009 元月 15

放射治療設備的古與今
隨著電子、電腦與影像科技的進步,放射治療的設備已從過去機械式操控的鈷-六十時代,進步到現在所謂電腦操控的直線加速器。近年來的直線加速器更配備有多葉式準直儀及電子驗證系統,使治療更靈活、更準確。直線加速器的設計正如其名,是使用直射式x-光照射,其靈活度限制在機械臂的旋轉速度,因此照射的設計多所限制,其照野大多限制在40x40cm範圍內。

明日的放射治療
而明日的放射治療,其x-光照射方式是使用與電腦斷層攝影類似的螺旋斷層掃描方式進行,大大改進照射的靈活度及其可塑性,使照射範圍內劑量分佈更為理想,這就是新一代的“多模式螺旋斷層放射儀”(TomoTherapy)。它的構造原理是在電腦斷層掃描儀內放置六百萬電子伏特的x-光加速管,並配置兩層電腦操控氣動式多葉式準直儀 (multi-leaf-collimator),二邊葉片非常高速的交錯開啟或關閉,此用來調節放射線束的照射強度。目的是在螺旋照射時,準直儀可阻擋不必要的放射線照到正常組織。此時,治療床也同時在移動,緩慢透過這個圓環型機架的中心引導病患,因此每當加速器環型旋轉照射時,它的射束照射在病患不同平面上,達到最理想的真正多角度、多切面的強度調控放射治療,當然多模式放射治療儀與電腦斷層掃描構造一樣具有環狀影像訊號偵測器,它更可把由六百萬電子伏特加速管產生的高能x-光射線穿過人體造成的訊號轉變成影像,號稱為高伏特x-光電腦掃描影像(Mega-Voltage Computer Tomography, MVCT)。如此,當病患每天接受放射治療時,得以先接受MVCT掃描定位,確定治療部位準確無誤後,立刻施行螺旋斷層放射治療。

多模式是指它能執行現代最先進之放射治療技術模式,包括強度調控放射技術:是指在螺旋斷層照射時,成千上萬的分照野,其劑量強度均不一樣,使有腫瘤處可接受高劑量強度放射線,而正常組織或器官接受低強度的照射;以及影像導引放射技術:每次放射前先以電腦斷層掃描取得要治療部位之影像,確認精準無誤後,便立刻進行強度調控技術照射。以多模式放射治療儀執行上述兩種模式的技術,在治療各種不同的癌症,時間花費大多在10到20分鐘內便能完成。因為以螺旋斷層模式照射,並不像傳統直線加速器有照野(field size)大小的限制,螺旋式照射可由頭部旋轉到足部,沒有照野連接的問題。

這項技術的發展,優點為使放射線可順著腫瘤形狀及所在位置照射;可增加準確的程度;並提高照射腫瘤的劑量,增加腫瘤的局部控制率;上可減少正常組織或器官的傷害及減少副作用的發生;並增加癌患存活的機率等。

多模式放射治療儀的治療流程
經電腦斷層(或正子斷層)模擬定位儀取得治療部位影像,由專科醫師繪製腫瘤位置及相關正常器官位置,再設定腫瘤治療劑量與正常器官合理輻射安全劑量,並用多模式治療計劃系統設計治療路徑,再由醫師選擇及評估最合適的治療計劃設計。病患每天治療前使用高伏特X-光電腦掃描影像確認治療位置正確,最後進行螺旋斷層強度調控放射治療

治療適應症
1、於非侵犯性腦部立體放射手術治療—三公分以內病灶針對腦部小病灶或腫瘤需使用伽瑪刀或直線加速器為主的立體定位放射手術時,一般須於病患頭骨釘上侵犯性的固定器,通常會造成病患的疼痛及恐懼感,而其治療照野均為圓形,可塑性也較差,並會增加腦部正常組織的傷害。若使用多模式放射治療儀,1×1公分以上的腦部病灶,在治療前先進行影像導引定位,順著腫瘤形狀,進行立體定位放射手術治療,準確性可達百分之百,且可免除使用侵犯性的固定器,對病患而言是大大的福音。

2、頭頸部惡性腫瘤
  多模式放射治療儀在放射物理表現上,對腫瘤劑量分佈準確性及均勻度極高,使鄰近正常器官或組織確實減低其輻射傷害。因此國外治療經驗認為,多模式放射使用在頭頸部腫瘤可大大減少唾液腺的傷害;及口腔粘膜的炎症反應,病患對治療的耐受性也大幅提高。

3、肺癌
針對肺部惡性腫瘤照射時,治療範圍需涵蓋肺門淋巴腺及肺部腫瘤,其放射線分佈的順形性及可塑性表現極佳,可降低對正常肺臟組織、心臟及脊髓等輻射傷害。

4、攝護腺
攝護腺解剖位置,受膀胱及直腸前後包夾,使用多模式放射治療可減少膀胱及直腸炎之發生率,因每次治療與劑量分佈精準,所以可提高對腫瘤的照射劑量,相對也會增加腫瘤的局部控制率。

5、全身骨髓照射或頭部與脊髓照射
對骨髓移植病患須做全身骨髓照射,或腦部惡性腫瘤轉移至脊髓時,利用多模式放射治療儀,其放射劑量分佈均勻及精確,且治療時間短,為此照射方式之優點。

6、轉移性腫瘤的治療
針對癌症在同一器官多處轉移時,以多模式螺旋照射可在很短時間內,利用斷層方式照射多處轉移病灶,降低對正常臟器的傷害。如在腦部或肺臟內之多發性轉移腫瘤,可以一次治療多處病灶,對正常腦部組織或肺臟影響較少。

結論
多模式放射治療儀另一優點是在每天治療腫瘤過程當中,均可利用斷層掃描影像評估治療腫瘤效果,使專科醫師能在一段時間內,得知腫瘤縮小的程度,進而評估是否可把照射範圍縮小,減少副作用發生的機率。當然,這也是癌病患者及家屬,迫切期望得知療效的資訊來源。此外,對於一些生長在大腦深部或腦幹的腫瘤,或身體內某些的部位,此法可以每天以評估腫瘤對放射線的敏感度及療效,確實對臨床有所助益。多模式螺旋斷層放射治療儀是一個最先進、完全整合性,非常高精密度的放射治療系統,將放射治療設備與技術帶入另一個革命性的新紀元。