強度調控放射治療原理

強度調控放射治療(Intensity Modulated Radiation Therapy)，簡稱 IMRT，是三度空間順形治療概念的一種延伸，目前臨床上IMRT的基 本配備，在硬體方面需有配置多葉式準直儀的直線加速器，利用葉片 開合及葉片移動、停留時間，堆疊出立體的劑量分布(圖2)。在電腦 軟 體 方 面 使 用 逆 向 式 治 療 計 畫 系 統(Inverse Treatment Planning system)，可推算出複雜且多重照野形狀達到輻射劑量對腫瘤三度空間 順型最佳化的射束通量安排。在品質保證(Quality Assurance)驗證系統 方面，強度調控放射治療整體的治療計畫涉及許多入射角度照野及小 射束投射(圖3)，做腫瘤的順形治療(Conformal Therapy)，以射束透視 (Beam’s Eye View)(圖4)評估在每一個入射角度下腫瘤的大小、形狀、

厚度以及周圍鄰近的正常組織危急器官之相對位置，給予每一個射束 最佳化(Optimization)劑量強度調控分配[33]。IMRT是一個使用多重複 雜照野射束劑量投射給予方式的技術，將單一照野中又再細分成許多 獨立可調控的小射束，而這些小射束藉由輻射輸出時間長短、多葉式 準直儀的開合或準直儀葉片移動速度，產生不同的劑量堆疊，此外另

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可藉由轉動治療床角度及轉動旋轉臂角度，使用共平面和非共平面射 束，達到不同強度調控目的。所以IMRT技術能更有效提高腫瘤足夠 的治療劑量，又同時可以大幅的減低腫瘤周圍正常組織及危急器官的 輻射劑量。進而提高腫瘤的控制率，並減少正常組織受到輻射劑量的 傷害而產生併發症的機率[34- 36]。

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圖2. 強度調控放射治療設備。(A)為Varian公司所生產之強度調控放 射治療儀器。(B)為多葉式準直儀。(C)與(D)為使用逆向式治療計劃系 統，給予腫瘤多個入射角度的射束安排，並配合多葉式準直儀的變化 及停留時間，達到不同的劑量強度調控變化。[37]

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圖3. IMRT多方向入射角度示意圖。將腫瘤區域視為靶區安排多個不 同方向入射角度的射束投射，做腫瘤的順形治療。

圖4. Beam’s Eye View示意圖。透過射束透視以評估在每一個入射角度 下腫瘤的大小、形狀、厚度及周圍鄰近的正常組織危急器官之相對位 置。

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所謂逆向式治療計畫系統的方式，是電腦斷層模擬攝影影像或磁 振造影、核子醫學造影及正子造影等影像與電腦斷層模擬攝影影像互 相融合之影像，根據解剖位置、組織對比、及代謝活化功能等影像資 訊，圈畫出最正確最適當的腫瘤位置和腫瘤範圍，另外也將周圍正常 組織及危急器官定義出來，再將醫生所給予的處方劑量及正常組織危 急器官的劑量體積限制輸入治療計畫系統，電腦運用逆向演算法則反 覆對腫瘤及周圍組織重要性分配做劑量的計算，依靠不同入射方向的 大照野和許多小射束的通量安排，並配合可調控的多葉式準直儀葉片 模組進行治療，達到最適化的順形強度調控劑量分布要求，以達最理 想的治療計畫目標。

多葉式準直儀系統(Multileaf Collimator System)是直線加速器用 來產生不同射束大小與形狀的配備，簡單的準直儀系統，是由兩個橫 向準直儀互相變化所構成，準直儀移動和劑量輸出方式有兩種模式，

一種是靜態式準直儀(Step-and-Shoot)：當葉片移動時，輻射輸出為

〝Beam Off〞，當葉片移動到就定位並停止不動，輻射輸出為〝Beam On〞，葉片移動時輻射停止輸出。另一種是動態式準直儀(Dynamic Delivery)，即葉片一邊移動一邊〝Beam On〞。

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