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ぜんすけさんきち
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はじめにに関して言及し解説する定位的放射線手術の一つであるガンマナイフ現在の脳治療を語るになくてはならない存在となっている脳腫瘍治療としての認知度が高いが実は機能性疾患の一つである三叉神経痛患者をどのように非侵襲的に治癒させるかという目的の元で約 60 年前に開発された機器である現在機器システムや画像技術がかなり進歩発展しいまや0.

1 はじめにに関して言及し解説する定位的放射線手術の一つであるガンマナイフ現在の脳治療を語るになくてはならない存在となっている脳腫瘍治療としての認知度が高いが実は機能性疾患の一つである三叉神経痛患者をどのように非侵襲的に治癒させるかという目的の元で約 60 年前に開発された機器である現在機器システムや画像技術がかなり進歩発展しいまや0.1mm 単位での顕微鏡下手術と同じ概念で照射加療が可能となっているしかし科学テクノロジーの進歩はまだ留まるところを知らず本治療においても再度大きな変革期が到来しつつある本学 TWinsにおいて来年度よりスウェーデンエレクタ社との産学連携をベースにした ELEKTA Medical Innovation laboratory が開設され時代のニーズに沿いその先端をリードすべく研究開発教育に重点を置いた新たなシステムが始動するそれを踏まえ本稿ではガンマナイフ治療の現状および今後果たすべき展望ガンマナイフ治療の現状ここまでやれるガンマナイフ 1) 驚異の技術革新が支えるハイテク最新治療 1990 年国内第一号機ガンマナイフが導入された間接的な治療計画用コンピュータ (KULA system ) を用い手と目で目盛りを合わせるマニュアルシステム (model B ) にて治療が行われていた 1996 年にGamma Plan という画像に直接治療計画を計算させるコンピュータソフトウエアが登場し治療効率がだいぶ向上したさらに 1999 年にAPS(automatic positioning system) が登場 (model C) し 2001 年に国内初導入すべての照射位置はコンピュータ制御下のロボット治療にて遂行可能治療精度も上がり0.1mm で計画が立てられるようになり semi-full automatic ゆえに治療効率も 2 倍以上に向上したこれによりガンマナイフは言うなれば macrosurgery( 肉眼で 54 Future Medicine No

ELEKTA Medical Innovation Laboratory における今後の取り組みガンマナイフ 3D 治療計画 :46 歳女性聴神経腫瘍症例ガンマプランでの詳細治療計画を 3D 化周囲脳神経や血管との関係把握が可能

に変貌を遂げたとも例えられる大きな変革期を迎えたさらに2006 年 model 4Cが導入これにより画像間でのsuperimpose が自由に可能となりたとえばMRIとPETや MEGなどもGamma Plan

治療クオリテイーはこの十年間で飛躍的に向上発展を遂げた同時にMRIおよびCT 画像の撮像技術やアイデアも平行して革新を遂げてきた今では0.

後頭蓋窩脳槽内構造物の確実な描出が可能となり微小解剖学的知識を存分に活かせた治療実践が可能となったのである 2) 脳腫瘍に対するガンマナイフ最新治療戦略ガンマナイフ治療適応となっている脳腫瘍は主に転移性脳腫瘍と原発性良性脳腫瘍 (

1mmレベルでの治療計画まさに microradiosurgery とも言うべきこまかな神経血管脳組織を極限まで過照射せぬ治療を目指している詳しく説明すると各球状照射野 (isocenter と呼んでいる )

2 ELEKTA Medical Innovation Laboratory における今後の取り組みガンマナイフ 3D 治療計画 :46 歳女性聴神経腫瘍症例ガンマプランでの詳細治療計画を 3D 化周囲脳神経や血管との関係把握が可能外科手術とのコラボレーション :72 歳男性頭蓋底髄膜腫 MRI およびガンマプランでの術前シミュレーションと術中所見が合致している行う脳外科手術 ) から microsurgery( 顕微鏡下で行う脳外科手術 ) に変貌を遂げたとも例えられる大きな変革期を迎えたさらに2006 年 model 4Cが導入これにより画像間でのsuperimpose が自由に可能となりたとえばMRIとPETや MEGなどもGamma Plan 上合成画像を作成することが可能となったさらに過去の治療計画を最新 MRI 画像などへsuperimposeすることも可能となり腫瘍再発や脳動静脈奇形残存症例においても正常脳への過照射を十分に防ぐことが可能となった治療クオリテイーはこの十年間で飛躍的に向上発展を遂げた同時にMRIおよびCT 画像の撮像技術やアイデアも平行して革新を遂げてきた今では0.5mmスライス厚の画像を数百枚程度揃え Gamma Plan にて治療計画を行えるまでに発展した頭蓋底腫瘍や三叉神経痛治療の際現在ではCISS(3D heavily T2) 画像が頻用されるようになり後頭蓋窩脳槽内構造物の確実な描出が可能となり微小解剖学的知識を存分に活かせた治療実践が可能となったのである 2) 脳腫瘍に対するガンマナイフ最新治療戦略ガンマナイフ治療適応となっている脳腫瘍は主に転移性脳腫瘍と原発性良性脳腫瘍 ( 聴神経腫瘍髄膜腫下垂体腫瘍など ) であるとくに原発性良性脳腫瘍に対してガンマ線をまさにメス代わりに用いるがごとく繊細な治療実践を行っている前述の画像技術そしてAPSを駆使しての0.1mmレベルでの治療計画まさに microradiosurgery とも言うべきこまかな神経血管脳組織を極限まで過照射せぬ治療を目指している詳しく説明すると各球状照射野 (isocenter と呼んでいる ) を腫瘍からなるべくはみ出さないようにとくに脳実質内や周囲に脳神経が絡んでいるときには注意して治療計画を立てるよう努力しているこれにより転移性脳腫瘍治療における脳浮腫発生率が当施設内比較で以前の15% から 6 % まで著明に改善 2) 良性脳腫瘍たとえば聴神経腫瘍においては顔面神経温存率が100%( 一過性麻痺 1.7% を含む ) 聴力温存率が85% となっている 240 症例中 3 例でガンマナイフ後外科手術が必要となったがいずれも従来言われてい No

3 特集 Ⅰ TWIns が貢献する日本発先端医療開発る強い癒着は指摘されていなかったこれは周囲への過照射が十分に抑えられている結果に伴うものと推測しており適応症例に限っては積極的に治療を行うことを許容できる方法論と考えているさらに腫瘍内部へは平均線量およびエネルギー量を上げるべく線量分布の高度均一化を目指し実践できているこれにより腫瘍成長制御率は全体で98% に達しさらに腫瘍縮小率は治療後 2 年時には聴神経腫瘍および下垂体腫瘍で早くも75% に達している 3) さらに手術困難な頭蓋底髄膜腫においては硬膜付着部への意図的高線照射 (feeding artery 閉塞を狙う ) を付加することで縮小率は70% を超えるようになった 4) まさに外科手術を基本とした治療計画コンセプトを実践している結果と思われる現在の良性脳腫瘍のゴールは腫瘍コントロールから腫瘍縮小 (= 腫瘍内壊死 ) による再発の絶対的可能性を極めてゼロに近づけるよう意識して取り組めることにある 3) 脳機能を変えるNeuromodulation ( 神経修飾作用 ) 最新治療機能的脳疾患に対して行う治療に定位脳手術があるガンマナイフは実はその治療の源流を十分に汲んだ治療システムであり過去の膨大な神経生理学的データをベースに直接脳を傷つけずに目的とする正常中枢神経に対してピンポイントに高線量照射を行える治療システムである三叉神経痛に対する当施設での臨床成績は98% の初期疼痛寛解率 6 % ほどの完全再発率となっている一方で半数近くになんらかの顔面感覚障害をもたらし 12% ほどにかなり厳しいしびれ (bothersome) をもたらしており今後どのようにして改善させるかが問題となっている 5)6) ほかにがん性疼痛および中枢性疼痛に対する下垂体照射術 7) 内側部側頭葉てんかん (MTLE) 8 ) 視床下部過誤腫 9) パーキンソン病 10) などがガンマナイフで治療されている将来的なテーマでもある治癒作用機序に関する解明が求められているとくに三叉神経痛などは臨床的効果が優先されてしまっているもののなぜ効くのかがいまだに不詳のままであるしかし臨床的には脳腫瘍や血管奇形治療に対して期待している破壊的変化ではないことむしろ正常中枢神経系に対して新たな変化をもたらせているような感覚さえあるこれらをneuromodulative change( 神経修飾的変化 ) と捉えガンマナイフの新たな治癒機序と捉えるべきと考えている実際三叉神経痛治療にて三叉神経へ直接照射しても顔面知覚はほとんどの症例で残っているてんかん治療でも高次機能障害症例は認めておらずがん性疼痛や視床痛症例に対する下垂体照射においても下垂体機能障害を生じるのは30% に満たない結果である 7) ガンマナイフの展望われわれが目指すもの 1) 外科手術とのコラボレーション大きな脳腫瘍は基本的に外科的摘出が勧められているとくに頭蓋底髄膜腫が疑われすでに脳幹小脳や脳神経を強く圧迫してその症状が出ている場合はガンマナイフのみでは太刀打ちができないしかし外科的摘出で最も困難なのは現状脳神経症状を更に悪化させてしまう可能性が少なからず残されているところにあるそこで術前にフレームレスでガンマナイフ治療時に同等 56 Future Medicine No

ELEKTA Medical Innovation Laboratory における今後の取り組みの詳細 MRI sequenceを撮像オンライン経由でダイレクトにガンマプランへインポートできるシステムを確立したこれにより外科手術術前検討として顕微鏡下での術野シミュレーションや開頭アプローチなどのbest selection 決定のためのツールとしてGamma

4 ELEKTA Medical Innovation Laboratory における今後の取り組みの詳細 MRI sequenceを撮像オンライン経由でダイレクトにガンマプランへインポートできるシステムを確立したこれにより外科手術術前検討として顕微鏡下での術野シミュレーションや開頭アプローチなどのbest selection 決定のためのツールとしてGamma Planを駆使し始めている執刀医およびわれわれチーム内でGamma Planを用い実際 displayしながら手術アプローチの選択術野における解剖学的位置関係の予測および術後腫瘍残存の程度そしてそれに対するガンマナイフ治療の可否と是非を同時に検討することができる利点を持っている 11) 2) 現状における限界と今後の将来展望ガンマナイフ含む定位的放射線手術は高線量一括照射ゆえに周囲正常脳組織もしくは脳神経への影響も決して無視はできないそのため照射体積が大きくなればなるほどそのリスクは高まるとくに転移性脳腫瘍などはサイバーナイフなどで行われるSRT( 低分割照射 ) にて大きくてももしくは頭蓋外に進展していても安全かつ効果的に治療が行われているまた転移性脳腫瘍治療は単発より多発性のものが多く 1 回の治療で何個までの腫瘍を照射できるかという議論が必ずある現在われわれが行っているmodel Cではすべての病変をfull automaticに処理することはシステム的に難しくシステムの関係上治療時間はかなりかかってしまうのが現状である 2006 年 9 月にガンマナイフ世界最新機 PERFEXION(PFX: パーフェクション ) が登場し国内では2008 年に古川星陵病院に初導入されて以来現在 7 台が稼働しているフルモデルチェンジでありコリメターヘルメットの付け替えが不要となり球状以外の形状にも照射野を作ることが可能となったつまりどのような腫瘍の形であってもより正確にかつ線量勾配の均一化に関してもはるかに高性能に実現できるようになったまた PFXの装置内空間はmodel Cの 3 倍となっており頭蓋内どこに病変があっても全ての病変で治療可能となっている 12) これによりガンマナイフでも耳鼻咽喉科領域口腔外科領域そして頚髄病変への治療が可能となり適応疾患はさらに拡大すると思われる将来的には専用のアダプター (EXTEND ) を用いることでフレームレスでのSRTがサイバーナイフ同様にガンマナイフでも可能になると言われている上述した治療の限界をこのPFXが十分に凌駕し得る事は間違いなくその分野での研究開発をわが先端工学外科にてもエレクタ社と共同し責任の一端を担うガンマナイフ世界最新機 PERFEXION ( 写真 :CHU Hopital de La Timone) 3) ガンマナイフ遠隔治療システムにて世界の治療レベルを標準化 PFXに標準装備されたGamma Plan (version 8.3) はイーサーネット経由でのミラーリング機能を有し院内であれば同時に複数箇所での治 No

5 特集 Ⅰ TWIns が貢献する日本発先端医療開発療計画および閲覧が可能となったこの機能に着目しエレクタ社およびNTT 社と共同研究を行い多施設間においても専用光回線にて治療計画および閲覧ができるようにシステムアップすることに成功した現在までに 300 症例が本システムにより有用性および安全性の確認が行われた今後は国内にてガンマナイフ未導入地域や既導どとさらにアジア地域を中心とした海外発展途上地域などとも積極的にシステムをつないでいく予定である将来的には遠隔治療システム普及発展により治療計画サポートが完全となりどの国どの施設であっても世界レベルの治療が全ての患者にもたらされる日が現実となることを強く望んでいる入施設であっても経験ある治療医が不在の施設な参考文献 1)Hayashi M, et al: Image-guided microradiosurgery for skull base brain tumors: advantages of the use of gadolinium-enhanced constructive interference in steady state imaging. J Neurosurg [Suppl]. 105:12-17, ) 林基弘ほか : 転移性脳腫瘍のガンマナイフによる治療. VIII 転移性脳腫瘍. 脳腫瘍の診断と治療.( 監修 ) 高倉公朋. 日本臨床 ; 63(9): , )Hayashi M, et al: Current treatment strategy for vestibular schwannoma: Image-guided robotic microradiosurgery. J Neurosurg [Suppl] 105: 5-11, )Hayashi M, et al: Gamma Knife robotic microradiosurgery for benign skull base meningiomas: tumor shrinkage may depend on the amount of radiation energy delivered per lesion volume(unit energy). Stereotact and Funct Neurosurg. 89(1):6-16, ) 林基弘ほか : 本態性三叉神経痛に対するガンマナイフ治療. 総説. 脳外誌 36(11); , )Hayashi M, et al: Stereotactic radiosurgery of essential trigeminal neuralgia using Leksell Gamma Knife model C with automatic positioning system : Technical nuances and evaluation of outcome in 130 patients with at least 2 years follow-up after treatment. Neurosurg Rev. 34(4): , )Hayashi M, et al : Gamma Knife Radiosurgery to the Pituitary for Thalamic Pain Syndrome: clinical evaluation of recent our institutional series. Int.J. Radiation Oncology Biol. Phys. 69 (3): , )Bartolomei F, et al: Long-term efficacy of gamma knife radiosurgery in mesial temporal lobe epilepsy. Neurology 70(19): , )Régis J, et al: Gamma knife surgery for epilepsy related to hypothalamic hamartomas. Acta Neurochir [Suppl] 91; 33-50, )Ohye C, et al: Treatment of functional disorders with gamma knife thalamotomy. Prog Neurol Surg.22: , ) 林基弘他 : 頭蓋底髄膜腫に対する外科手術 / ガンマナイフ統合治療戦略 : 治療シミュレーションとしてのガンマプランの有用性について. 定位放射線外科 14:1-10, )Yomo S, et al: A quantitative comparison of radiosurgical treatment parameters in vestibular schwannomas: the Leksell Gamma Knife Perfexion versus Model 4C. Acta Neurochir (Wien). 152(1):47-55, Future Medicine No

59 2. 病期分類による放射線療法の適応腫瘍の切除範囲を定義した Simpson grade 分類とその再発率を表 2 に示す 1) 術後照射では, 残存腫瘍や未処置におわった硬膜付着部に対しての照射が考慮される通常分割外照射による術後照射は, 腫瘍増殖の抑制に有効であり, 生存期間の延長をも

59 2. 病期分類による放射線療法の適応腫瘍の切除範囲を定義した Simpson grade 分類とその再発率を表 2 に示す 1) 術後照射では, 残存腫瘍や未処置におわった硬膜付着部に対しての照射が考慮される通常分割外照射による術後照射は, 腫瘍増殖の抑制に有効であり, 生存期間の延長をも 58 Ⅷ. 髄膜腫 1. 放射線療法の目的意義髄膜腫は, くも膜細胞から発生する腫瘍で, 硬膜に付着しゆっくり発育するほとんどが, 組織学的悪性度分類であるWHO grading system(2000 年 ) 上の gradeⅠに相当する良性髄膜腫であるが, 浸潤性発育を示したり再発のリスクの高いグループとしてatypical meningioma( 髄膜腫全体の4.7~7.2% の頻度