教育講演放射線治療における位置的不確かさの影響ずれるとどうなる都島放射線科クリニック / 大阪大学塩見浩也放射線治療を確実に施行するためには, 安全なマージンの設定が不可欠である. ターゲットの設定は,ICRU report 50, 62 3) で規定されている肉眼的腫瘍体積 (GTV; g

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こうたかやぬま
5 years ago
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ターゲットの設定は,ICRU report 50, 62 3) で規定されている肉眼的腫瘍体積 (GTV; gross tumor

volume), 計画標的体積 (PTV; planning target volume) に分けられる.

CTV に対して, 過不足なく線量を投与するための PTV 設定については, 様々な方法が考案されている 3).

1 教育講演放射線治療における位置的不確かさの影響ずれるとどうなる都島放射線科クリニック / 大阪大学塩見浩也放射線治療を確実に施行するためには, 安全なマージンの設定が不可欠である. ターゲットの設定は,ICRU report 50, 62 3) で規定されている肉眼的腫瘍体積 (GTV; gross tumor volume), 臨床標的体積 (CTV; clinical target volume),itv(internal target volume), 計画標的体積 (PTV; planning target volume) に分けられる. このうち,GTV, CTV は, 臨床的判断により設定されるが,PTV は物理的判断によるところが大きい. CTV に対して, 過不足なく線量を投与するための PTV 設定については, 様々な方法が考案されている 3). (ICRU Report 83 4) ) 比較的よく用いられる方法として,x,y,z の各方向で 95% の確率で含まれる範囲をもってマージンとする方法があるが, これでは三次元的には =0.86 となり,86% の確率でしか CTV は PTV 内に完全には含まれないことになる.

しかない. もっとも良く用いられているマージンの設定は van Herk の式 5) であろう.

7σ(Σ: Systematic error, σ: Random error) で表されるが, 前半の 2.

2 さらにこの値は, マージンを直方体として設定した場合のものである. 通常, 放射線治療計画装置で設定されるマージンは, 点に対して球面状に設定されるため,CTV がマージン内に収まる可能性は 72% しかない. もっとも良く用いられているマージンの設定は van Herk の式 5) であろう. van Herk の式を用いる場合でも, 式の前提条件などをよく確認して用いるべきである. この式は,2.5Σ +0.7σ(Σ: Systematic error, σ: Random error) で表されるが, 前半の 2.5Σは, 球形 CTV がの不確かさを持つ場合に,90% 確率で CTV がすべて含まれるためのマージンを示し, 後半の 0.7σは, 無限分割照射における位置誤差により生じる線量分布のボケに対するマージンである. このため, 特に 0.7σに関しては分割回数が十分に多いことが使用条件になる.

スライドの画像は, 脊髄の打ち抜き IMRT の線量分布を用い, 1 次元の誤差を想定し,Random error の SD を 5 mm とし, 分割回数を1~100Fr まで設定した.

3 van Herk の式における 2.5Σ を,Octave を用いて簡単に求める方法を紹介する. フリーで入手できるソフトなので, 実際に試してみてはいかがだろうか? 入手先は, 分割回数が十分に多くはない場合はどのような事が起こるのだろうか? コンピュータシミュレーションを行った. スライドの画像は, 脊髄の打ち抜き IMRT の線量分布を用い, 1 次元の誤差を想定し,Random error の SD を 5 mm とし, 分割回数を1~100Fr まで設定した. 線量分布には, 微小な Hot, Cold スポットを付与した. 赤, 青の線は,5% の確率で起こりうる, 各点での最大, 最小値である. 誤差のサイズは同じでも, その振る舞いは分割回数により大きく変わる. 分割回数が増えるほど

また, 微小な Hot, Cold spot は, 分割回数が増える場合はあまり神経質になる必要がない事がわかる.

比較的分割回数の多い,37Fr での治療を想定した.Σ,σ を van Herk の式に代入し, 位置誤差が 2.5 1+0.7 1 = 3.

4 5% の確率で起こりうる最大, 最小間の幅は小さくなっている. 逆に分割回数が少ないほど不確かさは大きくなり, この不確かさを補償するためには大きなマージンが必要となる. また, 微小な Hot, Cold spot は, 分割回数が増える場合はあまり神経質になる必要がない事がわかる. van Herk の式を使ってマージン設定を行った場合に,CTV が PTV 外にはみ出してしまうことがどの程度あるのかを Octave を用いて求めた. simulation の条件は, 患者数 10 万人,CTV は球形, マージン設定は van Herk の式に従い,Σ=σ=1 とした. 比較的分割回数の多い,37Fr での治療を想定した.Σ,σ を van Herk の式に代入し, 位置誤差が = 3.2 を超えると PTV 外と判断した. 治療を受けた 10 万人の内,37 回の一連の治療で CTV が常に PTV 内にあるのは,8% しかなかった. 逆に 10 / 37 Fr で PTV 外に出てしまう例は 20% もあった.Fr 毎に見た場合, 約 16% の確率で CTV は PTV 外になる.van Herk の式を使う限り,CTV が PTV 外に出てしまうことはそれほど珍しいことではない.

5 臨床データを用いて, 現在用いている線量分布がどの程度の誤差まで許容できるのかを simulation で求めた. 彩都友紘会病院での治療計画 (11 例 ) で,PTV は,CTV+ 7 mm( 直腸側のみ 5 mm) の設定である. 分割回数は,37Fr. 許容条件としては,CTV D99 のオリジナルプランに対する線量低下率が 5% 以下とした. Σ=2 mm であれば,σ= 3.8 mm(median) まで許容可能という結果であった. しかし, 前立腺癌という均一性の高い症例群で, 治療計画作成者も同一人物であったにもかかわらず, 許容可能誤差は症例により大きく異なっていた. 臨床で用いる線量分布では, マージンを求める一般式を作成することは困難であることが示唆された.

6 IGRT は誤差縮小のための手法として有用であり, 広く用いられるようになっている.IGRT の治療戦略としては,On-line strategy と Off-line strategy がある. IGRT 時代の van Herk の式の利用例を示す. 理論的には Off-line strategy で数回の誤差計測の後, 誤差を補正して照射を行う方法が, 効率が良いと思われる.

7 IGRT の利用により, 理論的にはマージンの縮小は可能であるが, 臨床的には慎重になるべきである. マージンの縮小により, 臨床成績が低下したという報告もある 6). 医師の間違った CTV 設定が広めの PTV により救われている可能性もある. 有害事象が許容範囲内であれば, 無理をしてマージンを縮小するメリットはない.

8 参考文献 1) 放射線治療ガイドライン 2012 年版日本放射線腫瘍学会 ; 金原出版株式会社 2) がん放射線療法 2010 大西洋, 唐澤久美子, 唐澤克之編著篠原出版社 ; 6-9 画像誘導放射線治療 ) International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) Report 62, Prescribing, Recording and Reporting Photon Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50), Bethesda, U.S.A. ICRU Publications, ) International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) Report 83 Prescribing, Recording, and Reporting Photon-Beam Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT), Bethesda, U.S.A. ICRU Publications, ) van Herk M, Remeijer P, Rasch C,et al:the probability of correct target dosage: dose-population histograms for deriving treatment margins in radiotherapy.;int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 47, No. 4, pp , ) Engels B, Soete G, Verellen D et al; Conformal arc radiotherapy for prostate cancer: increased biochemical failure in patients with distended rectum on the planning computed tomogram despite image guidance by implanted markers.; Int J Radiat Oncol Biol Phys Jun 1;74(2): ) Yamazaki H, Shiomi H, Tsubokura T et al:quantitative assessment of inter-observer variability in target volume delineation on stereotactic radiotherapy treatment for pituitary adenoma and meningioma near optic tract; Radiation Oncology 2011, 6:10

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Microsoft Word - 卒業論文筒井final.docx 1 卒業論文題目骨盤部放射線治療における患者固定方法の違いによる患者 set up error の統計学的解析大阪大学医学部保健学科放射線技術科学専攻 ( 指導 : 放射線技術科学研究室松本光弘准教授 ) 05C09702 筒井保裕 ( 平成 23 年 1 月 21 日提出 ) 2 要旨背景目的放射線治療の治療計画時に設定する set up margin( 以下,SM) は患者 set