がん放射線治療と医学物理が果たす役割

(1)

がん放射線治療と

医学物理が果たす役割

順天堂大学大学院医学研究科放射線医学講座先端放射線治療・医学物理学講座唐澤久美子

(2)

日本人の死因は？

◆ 第１位

◆ 第２位

◆ 第３位

厚生労働省調査の平成17年の死因順位別

では….

(3)

日本人の死因は？

◆ 第１位悪性新生物（がん）

◆ 第２位心疾患（心臓病）

◆ 第３位脳血管疾患（脳卒中）

厚生労働省調査の平成17年の死因順位別

では….

(4)

日本人の死因は？

◆ 第１位悪性新生物（がん）

32万5885人

◆ 第２位心疾患（心臓病）

17万3026人

◆ 第３位脳血管疾患（脳卒中）

13万2799人

厚生労働省調査の平成17年の死因順位別

では….

(5)

がん治療の３本の柱

◆ 外科療法（手術的切除）

◆ 放射線療法

(6)

がんの集学的治療

ーがん治療の３本の柱ー

放射線療法

(7)

放射線療法

外科療法

化学療法

欧米

50－70％

日本

25%前後

しかし…..….日本での放射線治療は大きく

立ち遅れている。

(8)

→ がん対策基本法でも

放射線治療と化学療法に重点!

（厚生労働省HP）本来、放射線治療による恩恵を受けることが出来る患者さんが、損をしていると言うこと！

(9)

日本の放射線治療が立ち後れた

理由は？

◆ 外科偏重の医療

胃がん、大腸がんなど手術に適したがんが

多かった

切らないと治らないと言う思い込み

◆ 放射線に対する拒否的感情

放射線は体に悪い？原爆のようになる？

◆ 専門家の不足

放射線腫瘍医、医学物理士

(10)

日本人に多いがんは？

１位

２位

３位

４位

５位

男性

胃

肺

結腸

肝臓

前立腺

(11)

日本人に多いがんは？

１位

２位

３位

４位

５位

男性

胃

肺

結腸

肝臓

前立腺

女性

乳房

胃

結腸

子宮

肺

放射線療法が良い治療法であるがん

(12)

本邦の放射線治療資源

◆ _{放射線治療施設：約700カ所}

◆ _{日本放射線腫瘍学会認定施設：247カ所}

（認定施設：110〃準認定施設：25〃認定協力施設：112）

◆ _{日本放射線腫瘍学会認定医：542人}

（JRS会員：8,030人〃 JASTRO正会員：1,953人）

◆ _{日本医学放射線学会認定医学物理士：328人}

（日本医学物理学会正会員：904人)

◆ _{日本放射線腫瘍学会認定技師：114人}

（日本放射線技師会会員：31,500人、総技師数：約44,000人)

(13)

放射線腫瘍医・医学物理士

とは？

◆ 放射線腫瘍医

放射線を使いがんの治療をする腫瘍専門

医。放射線診断医とは異なる職種。

◆ 医学物理士

放射線診療が適切に行われるように医療

の現場において、放射線物理の専門家と

して関与する医療職。欧米では医師と対

等の立場で放射線腫瘍科に必ず在籍。

(14)

日本

米国

調査年

2005 2004

人口

₍

x10

_x10

66

₎

127.7 293.9

施設数

_{735 2,010}

新規患者数

約

_{162,000 700,000}

がん患者への適用率

約

25% 60%

放射線腫瘍医

₇₇₆

_FTE

約

4,000

医学物理士

₁₁₅

約

4,000

FTE: full time equivalent (週40時間放射線治療専任業務＝実質的マンパワーを示す。)

日米放射線治療の構造比較

(15)

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 1990 1995 2000 2005 2010 2015 162, 000 • 250,000 日本放射線腫瘍学会構造調査 ●厚生労働省がん研究助成金( 14-6） 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 360,000 ・人

放射線治療患者数の予測

10年で2倍以上！専門スタッフがいないと治療難民が！！

(16)

放射線治療とは？

◆ さまざまな放射線を用いて病気（主にがん）

を治療する方法

◆ _{使われる放射線には、X線、γ 線、粒子線など}

(17)

前世紀後半に根治療法として確立した

◆ 1896年放射線療法の開始

◆ 1899年放射線治療での治癒症例

◆ 1950年代高エネルギー治療装置の普及

体のどの部位にでも十分な線量を照射することが可能となった。

後充填法の小線源治療装置の開発

◆ 1957年原体照射法の開発（梅垣、高橋）

◆ 1991年強度変調放射線療法の開発

腫瘍に線量を集中させるので、効果は増強し副作用は軽減。高精度治療の幕開け。

放射線治療の歴史

(18)

高エネルギー治療装置の

進歩

(19)

放射線治療の方法

◆ 外部照射

体外から遠隔照射装置を用いて病巣に放射線を照射する

◆ 小線源療法

腔内照射法自然にある体腔に密封線源を留置して照射する組織内照射法組織内に直接密封線源を挿入して照射する

◆ 内用療法

非密封線源を静脈内あるいは経口投与する

(20)

直線加速器（リニアック）

(21)

1 asymmetric jaws 2 ion chamber 3 10-port carousel 4 achromatic 3-field bending magnet 5 real-time beam control steering system

6 focal spot size 7 energy switch 8 gridded electron

gun

(22)

IMRTには不可欠

(23)

● 治療計画撮影 CTシミュレーターで照射範囲のCTを撮影し、座標軸のためのマークを書く。固定具や位置確認システムなどで照射の際の位置のずれがないよう設定する。 ●治療計画照射計画装置にデータを転送し、線量計算をして、PTVのカバーが良く、正常組織の線量が少ないプランを選択。 ●治療週５回で2-6週間の通院。通常の照射時間は数分だが、IMRTでは数十分の場合も。

外部照射の手順

(24)

CTシュミレーターで照射範囲のCTを撮影し、

患者の皮膚に座標軸のためのマークを書く。

(25)

照射計画装置にデータを入力し線量計算をする

(26)

線量分布が等高線のように描かれる

(27)

(28)

(29)

通常の照射時間は数分以内

頭部の照射ではシェルにて頭部を固定する

(30)

装置本体

アプリケーターの色々

上咽頭癌症例に対し鼻腔から線源を挿入している

(31)

肺がん口腔底がん食道がん _{子宮頸がん} _{子宮体がん} 頸部リンパ節 _{前立腺がん} _膀胱がん上咽頭がん胆道がん脳腫瘍乳がん

さまざまな部位の小線源治療

(32)

◆ 機能と形態を温存する

手術によるがんの切除は、がんのあった臓器がなくなったということ。不必要な臓器はないはず！臓器温存の利点。

◆ 侵襲が尐ない

がんの手術は、体にとって「大けが」です。

◆ 対象は大部分が悪性腫瘍

正常細胞は放射線を感じ難く、がん細胞が選択的に死ぬ仕組み。

放射線治療の特徴

(33)

線量 Gy 60 70 80 50 40 90 95% 5% 照射効果発現率 50%

Favorable Therapeutic Ratio

Desirable Tumor Control

Acceptable Risk of Normal Tissue Complication

腫瘍治癒線量正常組織耐容線量

(34)

線量 Gy 60 70 80 50 40 90 腫瘍制御率正常組織障害 95% 5% 照射効果発現率 50%

Optimal Therapeutic Ratio

Desirable Tumor Control

Acceptable Risk of Normal Tissue Complication

(35)

放射線治療が有用ながん

■

乳がん

■

前立腺がん

■

食道がん

■

肺がん

■

頭頸部がん

■

悪性リンパ腫

■

脳腫瘍

■

膵がん

■

子宮頸がん

(36)

6% 11% 7% 19% 19% 4% 5% 6% 12% 5% 3% 1%2%_脳・ 脊髄 頭頸部 食道 肺、気管・縦隔 乳腺 肝・胆・膵 胃・小腸・ 結腸・直腸 婦人科 泌尿器 造血器・リンパ系 皮膚・骨軟部 N = 162,000 ( 2005 )

2005年本邦での施行割合

日本放射線腫瘍学会構造調査

(37)

組織内照射

舌に小線源を刺入

舌癌 I期

頭頸部癌

(38)

T4N1M0 扁平上皮癌

照射前 66Gy照射後 66Gy照射後 照射前

食道癌

外部照射

(39)

IMRT法により前立腺がんの照射線量を70 Gyから90Gyに増加し、直腸出血率を30%から 3%に減少させ、治癒率を70%から90%に改善することができた。

前立腺癌

強度変調放射線治療(IMRT) ヨウ素125シード密封小線源治療 _{小線源治療} （シード）を選択 Guiliani元ニューヨーク市長

(40)

照射前照射後

脳腫瘍

聴神経鞘腫に対する治療計画

(41)

正常組織の有害反応

高線量を投与できない

◆ 線量集中性に問題

◆ 腫瘍範囲の決定の問題

解剖学的

画像診断の限界

（CT、MRI、血管造影）

20世紀の放射線療法の問題点

(42)

原体照射、定位放射線療法、小線源の多様化、強度変調放射線療法(IMRT)、粒子線

◆ 生物学的画像診断

◆ 遺伝子治療との併用

◆ 線量集中性の改善

Positron Emission Tomography (PET) MR Spectroscopy (MRS)

(43)

◆ 定位放射線照射法

定位手術的照射法 (Stereotactic Radiosurgery: SRS) 定位放射線治療 (Stereotactic Radiotherapy: SRT)

◆ 強度変調照射法

(Intensity Modulated Radiotherapy)

(IMRT)

(44)

放射線診療が適切に行われるように医療の

現場において、放射線物理の専門家として関

与する医療職。

The medical physicist is a professional

who specializes in the application of the

concepts and methods of physics to the

diagnosis and treatment of human

disease.

(45)

70 0 17 5 79 4 35 10 86 6 86 19 97 11 113 26 98 26 152 27 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年理工系保健学修士技師医師

本邦の医学物理士数

(46)

• 装置の導入

• 施設の設計

• 機器のCommissioning

• 機器の維持管理

• Calibrationと品質管理(QA)

• 治療計画の立案

• 線量計算

• 治療の管理

• 新しい技術の開発

• 規制に対する準拠

臨床物理士が担保する治療の技術的側面

(47)

米国での医学物理士は？

1. 以下の４つに分類される。

治療物理士 Therapeutic Radiological Physics 診断物理士 Diagnostic Radiological Physics 核医学物理士 Medical Nuclear Physics、医学健康物理士 Medical Health Physics

2. The American Board of Radiology(ABR)によって認定される。

3.The American Association of Physicist in Medicine (AAPM)は、5000名以上の会員を有する。

(48)

米国の医学物理士が従事している分野

78% 9% 4% 4% 3% 2% ó’è• ã•àÁ å§ãÜ çsê° ãKêßä«óù êªïiäJî°

(49)

78% 16% 3% 2% 1% _0% ïÝéÀê¸é°ó¦ âÊëúêfíf äjà„äw åíçNï™ñÏ çHäw çsê°

Source: 2004 AAPM Survey

(50)

医学物理の修士または博士物理に関連する領域の博士医学物理レジデントプログラム医学物理のポスドク訓練物理に関連する領域の学士働きながらの臨床訓練働きながらの臨床訓練物理に関連する領域の修士 ( 物理) (医学物理) (臨床訓練) 臨床で活躍する医学物理士 1 2 3 3 1 1,2 75% 5〜10% 10〜15%

米国での医学物理士への道

(51)

医学物理教育の要件

• 講義 – 放射線物理学 – 医学物理学 – 放射線生物学、放射線防護学 – 解剖学、生理学、腫瘍学 • 臨床トレーニング (Clinical Pathway) – 臨床医学物理のレジデント – 監督下における医学物理の実地研修 • 研究経験 (Academic Pathway) – 放射線治療、画像診断、核医学物理

(52)

日本の医学物理士認定

http://www.radiology.jp/ 筆記試験：物理工学と基礎・臨床医学以下の資格を有する者理工農薬学修士または博士で医学の経験１年以上理工農薬学士で医学の経験３年以上放射線技術系もしくは医学物理系の修士または博士その他４項目認定申請資格筆記試験合格後5年以内、業績点30点理工農薬学修士または博士で医学の経験3年以上理工農薬学士で医学の経験5年以上医学物理系の修士または博士で医学の経験2年以上その他４項目

(53)

がん診療連携拠点病院における

放射線治療の体制整備

都道府県がん診療連携拠点病院における放射線治療の体制整備 1）放射線治療の専門医が常勤2名以上 2）放射線治療に専任の診療放射線技師が常勤2名以上 3）医学物理学の専門家が常勤1名以上 4）放射線療法機器と治療計画・実施全過程に対する品質管理プログラム地域がん診療連携拠点病院における放射線治療の体制整備 1）放射線治療の専門医が常勤1名以上または他の医療機関からの協力体制確保 2）放射線治療に専任の診療放射線技師が常勤2名以上 3）医学物理学の専門家が常勤1名以上または他の医療機関からの協力体制確保 4）放射線療法機器と治療計画・実施全過程に対する品質管理プログラム

(54)

平成18年1月1日付けで発足。本邦の放射線療法における問題点を解決するために、本講座は以下の４つの目標を掲げる。 1.本邦において初めて、米国標準の大学院医学物理コース、医学物理レジデント訓練プログラムを開講し、質の高い医学物理士を養成する。 2.放射線治療の現場に従事する医学物理士、診療放射線技師、医師等のための医学物理の教育トレーニングコースを開講する等、教育的支援を行なう。 3.順天堂大学附属病院群における QA/QCプログラムを確立し、本邦の放射線療法のQA/QC確立のための基礎的研究を行なう。 4.先端的装置を用いて高精度放射線治療を実行し、そのQA/QCプログラムを確立し、高精度放射線治療に関する最先端的研究を行なう。

順天堂大学大学院医学研究科

先端放射線治療・医学物理学講座の目標

Faiz Kahn客員教授 (ミネソタ大学名誉教授) James Purdy客員教授 (カリフォルニア大学教授) Qu ickT im eý Ç²ÉvÉçÉO Lí£j êµÅ»Ç • èkÇiàFÅTIF ÉâÉÄ Ç™Ç ±Ç ÃÉs ÉNÉ`ÉÉÇ ¾å© ÇÈÇ žÇ ½Ç…Ç ÕïKó vÇ Ç•Å B Jatinder Palta客員教授 (フロリダ大学教授)

(55)

順天堂大学大学院医学研究科

がん生涯教育センター

◆ がん専門医コース

（放射線療法、化学療法、緩和医療）

◆ がん専門看護師コース

◆ がん専門薬剤師コース

◆ 医学物理士

コース

文部科学省がんプロフェショナル養成プラン選定

(56)

博士課程大学院教育

医学物理士コース（4年制）

◆順天堂大学に設置され、立教大学との連携で養成を行い、本学附属病院群のほかに国立がんセンター東病院と臨床実習に関して連携し、単年度5名を受け入れる。 ◆養成に当っては、医学物理士資格取得のための学習のみではなく、医療チームの一員としてのチーム医療を学ぶ実践的な教育を行う。 ◆_{在学中4年間の放射線治療の医学物理に関する教育と研修、} 邦文と英文での学会あるいは研究会における筆頭発表者として研究発表、筆頭演者としての論文を発表することを義務付け、医学物理士業績評価実施要綱に従った業績30単位以上を取得し、在学中に医学物理士の資格取得を目指す。 ◆高い臨床能力と研究能力を備えた、世界に通用する医学物理士を養成することが目的である。

(57)

医学物理士養成コース学年進度表

1）Faculty Development 6コマ+合宿時 2）Medical English 月2回

3）Multidisciplinary Approach Teaching 38コマ 4）選択実習（チーム作業）合宿時 授業時間 18：15～20：00 １泊２日合宿研修：年１回。全ての研究科の大学院生が参加。基礎医学概論放射線診断学外科療法・病理放射線療法化学療法緩和ケアその他の腫瘍学大学院教育レクチャー・シリース、e-Learning ユニット１コア実地修練Ⅰ（チーム医療）ユニット２ユニット３ 順天堂大学 1) 放射線治療医学物理学 2) 放射線物理学演習 3) 治療カンファレンス 立教大学 1) 原子・分子物理特論 2) 原子核特論 3) 放射線生物学特論・インテンシブ基礎物理コース共通科目 4) 放射線医療物理学１（主に基礎物理） 5) 放射線医療物理学２（主に計測） 6) 放射線医療物理学３（集中講義） 順天堂・立教大学共同 1) 輪講ユニット４実習科目 順天堂大学インテンシブ臨床コース共通科目 1) シミュレーション実習 2) 放射線計測実習 立教大学 1) 基礎物理実験 臨床実習インテンシブ臨床コース共通科目・研修施設 1) 附属病院 2) 国立がんセンター東病院陽子線治療施設 3) University of Florida Shands Cancer Center 4) University of California Davis Medical Center

学位論文指導課題研究 1) MLC厚と治療計画精度 2) 放射線生物学的効果を考慮した治療計画 3) モンテカルロによる線量計算の高速化 4) 重粒子線発生用超多価イオン源 5) Cone Beam CT の位置照合精度 6) Cone Beam CTの線量と画質に関する研究 7) リニアックコミッショニング 8) 放射線治療における QM(Quality Managemnet) 9) IMRT治療計画検証に関する研究他大学院教育実践教育コース大学院共通科目臨床腫瘍学総論Ⅰ 臨床腫瘍学総論Ⅱ 特別講義方式 授業時間 18：15～ 20：00 授業コマ数合計 29コマユニット５学位認定医学物理士講義・演習科目がんプロフェッショナル養成プラン「実践的・横断的がん生涯教育センターの創設」 1）理工農薬学修士または博士で医学における経験年数３年以上 2）過去２年間に日本医学放射線学会医学物理士業績評価実施要綱に従った業績評価の合計が３０単位以上 3）医学物理士認定試験に合格していること日本医学放射線学会２単位２＋２単位２単位以上２単位４単位５単位４単位合計３０単位以上基礎腫瘍学概論医学物理士認定機取得者のためのインテンシブコース（科目等履修生登録）基礎物理研修コース（放射線医療物理学１・２・３）７単位臨床研修コース（基礎物理実験を除く実習科目）３単位以上 7単位

(58)

課題研究２年次３年次４年次１年次大学院教育レクチャーシリーズ大学院実践教育コース大学院共通科目放射線生物学関連科目放射線物理学関連科目原子・原子核物理学関連科目研究成果討論会・抄読会・学会発表・研究集会参加シミュレーション実習医学物理士養成コース学年進行表放射線治療物理学関連科目放射線診断関連科目臨床実習（陽子線_** ・光子線）課題研究学位論文作成（必修）学位論文作成（必修）課題研究立教大学医学物理士認定既取得者ためのインテンシブコース（各ユニットの修得時期は任意）（科目等履修生登録）実習科目講義・演習科目医学物理士認定試験受験順天堂大学講義・演習科目実習科目 *順天堂大学と立教大学の共同で実施。 **国立がんセンター東病院にて実施。 ***選考審査あり医学物理士基礎研修コース医学物理士臨床研修コース輪講_* 基礎物理系医学物理系基礎物理実習放射線計測実習_* 立教大学順天堂大学米国臨床実習_*** 臨床医学関連科目基礎医学関連科目医学系

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医学物理士への基礎物理あるいは臨床の再教育（インテンシブコース）（6ヶ月） ◆基礎研修コース：立教大学に設置され、工学系あるいは医療技術系出身で、医学物理士としての認定は受けているが基礎物理を十分に履修していない者を対象とし、医学物理士の臨床業務における基礎物理に関する集中講義を土曜日と夏期に行う。基礎物理的な知識を身につけることで、基礎物理の理論に基づく臨床判断を可能とし、マニュアル化、ルーチンワーク化された医学物理士業務を見直すきっかけとすることが目的である。 ◆臨床研修コース：順天堂大学に設置され、理工系博士課程を修了し、医学物理業務に従事している者を対象に臨床の集中訓練を行もので、米国認定レジデンシーを修了した教員により米国標準の臨床研修を行う。すでに医学物理士業務を実践している者が米国標準の臨床研修を受講することで、これまでの医学物理士業務の問題点を考え受講者が勤務する施設への波及効果を図る。授業は、博士課程医学物理コースにおいて開講されている9つの授業を受講し、さらに、チーム医療コア実地修練も履修する。

がん放射線治療と 医学物理が果たす役割