新武器大觀：放射治療「各種刀」的簡介

衛生福利部公佈2014年台灣十大死因統計，國人全年死於癌症人數高達4萬6094人，即平均每11分24秒就有一人死於癌症，已連續33年蟬聯榜首。放射線治療是癌症治療重要的一環，根據美國放射腫瘤學會 (American Society for Therapeutic and Radiation Oncology, ASTRO) 官方網站資料，全美國將近 2/3 癌症患者接受放射線治療，這個數字遠高於國內的統計，就筆者所服務的醫院也僅有 30% 左右，此可能跟本院從事癌症治療相關的醫師缺乏對癌症治療準則 (guideline) 的認知，以及患者家屬對放射線治療 (民間俗稱 “電療” ) 的恐懼與副作用所致。筆者借「癌症新探」雜誌乙隅，介紹放射線治療儀器設備的新進展，有助於民眾對放射線治療的認知。

1895年德國物理學家倫琴 (Roentgen) 發現 X 射線及1898年法國科學家居禮夫婦 (Pierre and Marie Curie) 發現鐳錠後，於1899年首次以鐳錠治療皮膚腫瘤。1902年居禮夫婦發表一篇科學論文提到：在鐳輻射下，病變或腫瘤細胞比健康細胞死得更快，開啟了醫用放射線對腫瘤研究與治療的里程碑。1960年代，直線加速器治療機的相繼問世，取代傳統的鈷-60治療機， 提高放射線治療的精準性與安全性。

拜電腦科技之賜與癌症治療觀念的進步，50多年來直線加速器治療機的硬體設計與電腦的軟體功能不斷增強，從早期以手工2D 切割鉛合金 (Cerrobend alloy) 擋塊嵌入「固定型準質儀」，來阻擋放射線射束，以保護患者照射部位外的正常器官；到1980年代末期，進展到以電腦控制動態「多葉型準質儀」的技術，並同步連線電腦斷層影像系統，發展出 3D CRT放射治療 (3D Conformal Radiation Therapy，順著腫瘤立體形狀放射治療)，大大提高放射線治療的精準性。爾後的 20年，直線加速器治療機不斷的推陳出新，儼如軍事武器競賽，各式各樣的「刀」紛紛出鞘，百家爭鳴。國內各醫療院所也使出渾身解數，斥資購進嶄新放射治療設備，令民眾眼花撩亂的新武器大觀從此展開。

1.加馬刀 (Gamma Knife) 係利用半球形頭盔放置201顆鈷-60射源聚焦腦部「靶點」 (第四代加馬刀已改為192顆鈷-60射源)，患者不須全身麻醉打開顱骨，只要在頭皮局部麻醉 2 cm大小，釘上頭釘，全程治療患者保持清醒。給予一次高劑量的照射，如同以銳利的手術刀劃過腫瘤，因此定位必須精準，誤差小於 0.5 mm，故稱為加馬刀手術，實非真正的手術刀。1993 年台北榮總引進國內首部加馬刀放射治療儀器，目前國內共有6家醫院具此設備。加馬刀治療的適應症包括：聽神經瘤、腦膜瘤、腦動靜脈畸型、腦下垂體瘤、海綿竇腦血管瘤、直徑小於3 cm的各種腦瘤或三叉神經痛及癲癇等功能性病灶。

2.光子刀 (Photon Knife) 係利用直線加速器治療機產生的光子射束，以三度空間立體定位技術，多方向射束聚焦腫瘤病灶，可行少次或一次高劑量照射，因此定位亦必須精準，誤差在 0.75 mm ~ 1 mm。臨床上，光子刀早期如同加馬刀一樣僅用於顱內腫瘤治療，後來才推廣至顱外全身較小腫瘤 (小於 5 cm)。然而胸腹器官如肺、肝因呼吸運動關係，定位相較困難，故照射部位通常須留較大的安全邊緣。

諾力刀 (Novalis)  是光子刀的一種廠牌名稱，配有X光及紅外線影像導引定位技術功能。

3.輻射強度調控放射治療 (Intensity Modulated Radiation Therapy,  IMRT)  如同上述之3D CRT (三度空間順形放射治療) 的精準定位外，還需有一套功能強大的反算式電腦計劃系統，可以計算出患者身體表面幅度不一致 (例如：頭、頸與軀幹) 及體內組織器官密度不同 (例如：骨頭、肌肉、脂肪、空腔 ... 等) ，所造成劑量上的差異性，可以利用「多葉型準質儀」開合時間的快慢，來調控輻射強度並彌補照射劑量的落差，使照射部位的劑量分佈更為均勻；同時，若遇到腫瘤附近有重要器官 (例如：脊髓、腎臟、眼睛晶體 …等)，可以降低劑量照射，減少副作用。「輻射強度調控」就像電燈開關加裝微調裝置， 可以控制燈光的明暗度。

4.影像導引放射治療 (Image-guided radiotherapy,  IGRT)  在直線加速器治療機的兩側加裝一對機械手臂並配有KV影像系統，可以進行即時性電腦斷層掃描及影像融合。患者常因治療前姿勢或治療中呼吸因素發生照射「靶點」移動，因此在每次行放射線治療前可用影像確認治療部位有無位移，並立即修正；治療中可以透過呼吸調控系統 (respiratory gating system) 做即時性呼吸監測，在設定的呼吸幅度範圍內才能有效執行放射線照射，以減少正常組織不必要的照射。IGRT之優點：除了具有 IMRT的精準定位系統與輻射強度調控等，還加上即時性影像監測及呼吸調控功能。

5.「快弧刀」、「迅弧刀」、「快活光子刀」、「銳速刀」、「 動態弧形刀」這些是國內放射治療儀器代理商自創的名詞，不同廠牌名稱亦不同，其實都是動態體積調控弧形治療 (Volumetric Modulated Arc Therapy,  VMAT) 或強度調控弧形治療 (Intensity Modulated Arc Therapy,  IMAT)。VMAT/ IMAT是結合IMRT、影像導引技術及 360 弧形放射線治療等三合一整合技術的直線加速器治療機，因為動態弧形照射可分成更多細切的照野，因此在腫瘤劑量分佈的順形度比 IMRT更好。VMAT/ IMAT之優點：除了能夠給予腫瘤精準定位與均勻劑量外，並能大幅縮短治療時間。

6.螺旋刀 (TomoTherapy)  是一種全新設計觀念的直線加速器治療機，機頭中的直線加速器可以做360 旋轉，並配合治療床同步移動，放射線射束路徑猷如螺旋般的經過身體，其運作方式與機器外觀非常像電腦斷層掃描儀，故又稱為「螺旋式電腦斷層放射線治療機」。螺旋刀的照射範圍可以長達 160 公分 (傳統直線加速器治療機的照射範圍只有 40公分)，可應用於全身性骨髓移植照射，劑量分佈可均勻投射在全身骨髓上，提高骨髓移植的成功率。由於可做360 旋轉照射且定位誤差只1 mm，因此比傳統直線加速器治療機有更好的劑量分佈與正常組織的保護功能。它除了具有 影像導引放射治療(IGRT)  的優點外，還可同時照射多個腫瘤病灶，縮短治療時間。

7.電腦刀 (Cyberknife)  也是一種全新設計觀念的直線加速器治療機，直線加速器裝置在含有六個關節的機器人手臂上，從三度空間 1560個方向中選擇最有利的100到300條射束進行「非共面」(non-coplanar) 放射線照射，比傳統直線加速器治療機僅能做「共面」照射， 更趨靈活操控，其誤差可以控制到小於1 mm，能精準的避開重要器官，也是一種非侵入性的光子刀放射治療。它同時具有即時影像引導技術 (IGRT) 的功能，治療部位不限於顱內腫瘤，全身實體腫瘤皆為治療範圍。

雖然放射治療儀器設備日新月異，但是癌症治療的成功，不能單靠一種治療方式；而癌症治療的失敗，多肇因於局部控制不好及癌細胞遠端轉移。手術切除、放射線治療、化學藥物及標靶治療是目前治癌標準療法，多重模式 (Multimodality) 治療是必然的選擇，例如手術結合輔助性放化療合併標靶藥物治療，甚至配合中藥免疫調節等；「量身訂做」 (Tailor, mosaic or individulized) 的個人化癌症治療是未來的趨勢。

筆者補充：海福刀 (High Intensity Focused Ultrasound, HIFU, 高強度聚焦超音波)  利用大面積的超音波探頭，發射較強的能量聚焦於腫瘤上，與放射治療的各種「刀」原理不同。目前臨床上可用於攝護腺癌的治療。


衛生福利部彰化醫院放射腫瘤中心 賴易成主任醫師
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