術中電子線治療技術

  [概要】 目的 四肢の関節周囲骨軟部悪性腫瘍に対する四肢温存手術における術中電子線照射法の有用性を評価すること。 方法 2008年10月から2012年4月までに,四肢の関節周囲の骨・軟部組織の悪性腫瘍患者19例に対して,術中電子線放射線治療と四肢温存手術を併用した。その内訳は,膝関節周囲8例,股関節周囲6例,肘関節周囲4例,肩関節周囲1例である。 全例に四肢温存手術が行われ.R0切除18例.R1切除1例が含まれた。 術中照射線量は10〜22Gy,中央値は19Gyであり,単野照射が9例,多野照射が10例であった。 1名(5.3%)は術後15ヶ月目に放射線透過性潰瘍を発症し.動脈瘻を形成し緊急切断に至った。 1993年米国骨腫瘍学会スコアリングシステムによる四肢機能スコアは(26.26±4.04)であり.全体の関節機能優秀率は94.7%(18/19)。局所再発は4例(21.1%).1.2.3年後の局所制御率はグループ全体でそれぞれ81.9%. 73.7% 73.7% 死亡例7例(36.8%)であった。 7名(36.8%)が死亡し.全症例の1年.2年.3年生存率は.それぞれ76.3%.61.2%.51.0%でした。 結論 四肢の関節周囲骨軟部腫瘍に対する術中電子線放射線治療と四肢温存手術の併用は,急性および慢性毒性作用がより軽度で,臨床安全性が高く,腫瘍の局所制御率が高く,四肢および関節機能を可能な限り温存し,患者のQOLを改善することができる。  [課題】骨腫瘍.軟部腫瘍.関節.術中放射線治療 四肢の関節周囲は.骨腫瘍や軟部腫瘍の発生が多い部位である。 四肢の関節周囲領域の位置と解剖学的構造から.この領域に位置する悪性腫瘍は管理が難しく.腫瘍切除の範囲は比較的限定されることが多いため.局所再発のリスクが高い可能性があり.患者によっては切断のリスクさえあります[1-2]。 これまで臨床医は.局所制御率を向上させ.四肢温存治療の可能性を高めるために.術後補助放射線治療で補うことが多かった。 しかし.関節周囲腫瘍の場合.術後の放射線治療には限界があります。 近年.新しい術中電子線治療法(モベトロン術中放射線治療法)が臨床で使われ始めている[3]。 腫瘍床と照射する部位を正確に特定できるだけでなく.電子線照射の長所を生かして.正常な組織を照射から最大限に保護したり.不必要な照射を最小限に抑えたり.放射線治療の副作用を軽減したりすることができます。 本研究では,2008年10月から2012年4月までに当院で術中電子線放射線治療と四肢温存手術を併用した四肢関節周囲の骨・軟部組織の悪性腫瘍患者19例の臨床データと治療成績についてレトロスペクティブに解析した。  データおよび方法 1.臨床データ:2008年10月から2012年4月にかけて.男性9名.女性10名.17歳から80歳の四肢関節周囲の悪性腫瘍患者19名に.中国医学科学院がんセンターで術中電子線照射療法と四肢温存手術の併用が行われました。 腫瘍の位置は.膝関節周辺が8例.股関節周辺が6例.肘関節周辺が4例.肩関節周辺が1例であった。 腫瘍径は3~20cmで.そのうち腫瘍径5cm以上が17例.10cm以上が9例であった。 単発の腫瘍が14例.多発の腫瘍が5例であった。 病期分類は2010年米国がん合同委員会第7版TNM病期分類基準[4]を参照し.I期2例.II期3例.III期12例.IV期2例(腎明細胞癌の術後上腕骨遠位転移1例.手術時に肺転移を疑い.原発腫瘍が大きく倒れそうだった1例)である。 骨腫瘍は5例で.そのうち原発性腫瘍は4例(骨肉腫3例.軟骨肉腫1例).転移性腫瘍は1例(腎明細胞癌の上腕骨遠位部への術後転移).軟組織腫瘍は14例(滑膜肉腫3例.悪性末梢神経鞘腫瘍2例.線維肉腫2例.平滑筋肉腫2例.悪性線維組織球腫1例.未分化高等級多形肉腫1例.脂肪肉腫1例)である。 軟部組織明細胞肉腫1例.小円形細胞悪性腫瘍1例。  2.術前治療:19例中.10例が外部病院での手術後に再発(1回手術5例.2回手術3例.3回手術2例).2例が外部病院での予定外の切除後にさらに広範囲な切除.7例が当院での治療。3例に放射線治療歴あり.うち2例で65Gy.1例で正確な線量不明.3例に術前治療歴あり。 3人の患者は術前に化学療法を受けており.2〜4サイクルの化学療法を行い.平均は3サイクルであった。  3.手術療法:全例に四肢温存手術を施行した。 腫瘍は18例でR0切除(肉眼でも顕微鏡でも腫瘍が残っていない).1例でR1切除(肉眼では腫瘍が残っていないが顕微鏡で見ると腫瘍が残っている)された。 5例は重要な構造物の切除を併用したもので.脛骨神経+N動脈複合切除1例.脛骨神経+N静脈切除1例.恥骨枝切除1例.腸骨部分切除1例.上腕骨部分切除1例であった。  修復・再建方法は.フラップまたは筋皮弁移植修復5例(胸部臍帯フラップ移植2例.腹直筋フラップ移植2例.大引筋貫通フラップ移植1例).人工腫瘍膝関節置換4例.人工腫瘍肘関節置換1例.同種移植骨移植+髄内ピン・プレート内固定1例.人工血管置換1例である。  4.術中放射線治療:全例手術前に病理診断を行い.腫瘍の広範囲切除または腫瘍切除終了後.直接手術室で米国Intraop社のMobetron1000移動型術中放射線治療特殊電子線リニアック装置を用いて術中放射線治療を実施した。 術中の放射線治療のモダリティと線量は.腫瘍の種類.大きさ.深さ.病期によって.また術後の外部照射と併用するかどうかによって.放射線治療医と外科医が決定します。  必要な照射深度に応じて.6Mev電子ビームを6例.9Mev電子ビームを13例と.異なる電子ビームエネルギーを使用した。 腫瘍の大きさや照射角度によって.直径6~10cm.傾斜角0~30°のものを使い分けました。 このグループは腫瘍のサイズが大きく.リミッティングシリンダーの最大径が10cmしかなかったため.1フィールドで照射した9名を除き.他の10名はすべて多フィールドで照射し.そのうち4名は2フィールド.3名は3フィールド.3名は4フィールドで照射した。 5.術後補助療法:1例は50Gyの術後外部照射.4例はアントラサイクリン.プラチナ.イソシクロホスファミド.メトトレキサート.アズールフィラムによる2〜3サイクルの補助化学療法を施行した。  6.副作用と四肢・関節機能の評価:放射線治療後の副作用は.放射線治療腫瘍学共同グループ-欧州がん研究治療機関(RTOG-EORTC)の急性・慢性放射線障害の等級評価基準[5]を参考に患者を評価しました。 晩期有害事象は.術中電子線照射治療後3ヶ月目に初めて発現した症状.または治療終了後3ヶ月以上症状が持続するものと定義した[5]。 患者さんは.1993年の米国骨腫瘍学会のスコアリングシステム[6]を参考に.治療後の四肢と関節の機能を評価されました。  7.フォローアップ:外来での診察.電話などで2012年4月30日までのフォローアップを行った。 同グループの19名全員がフォローアップされ.フォローアップ率は100%であった。 追跡期間は1ヶ月から42ヶ月で.追跡期間の中央値は17ヶ月であった。  統計方法:統計解析にはSPSS 19.0を使用し.Kaplan-Meier法により局所再発率.生存率等を算出した。 検定水準はα=0.05とした。 結果1 合併症・副作用の発現状況:(1)最近:全19例中,創傷治癒不良,感染,皮下浸水が7例(36.8%),出血性ショックが1例(5.3%)にみられた。 全群でグレードIII以上の急性放射線障害を発症した患者はいなかった。 (2) 後期:1例(5.3%)が術後15ヶ月で放射性潰瘍.動脈瘻.創感染.出血性ショックを発症し.皮膚と皮下組織のグレードIVの進行性放射線障害に属し.緊急切断を実施した。  2.四肢・関節機能評価結果:術後四肢・関節機能スコアは全例15~30点(50~100%).平均(26.26±4.04)点(87.5%±13.5%)。 全体の優れた肢体と関節の機能率は94.7%(18/19)であった。  3.局所再発と遠隔転移:全群で4例(21.1%)が術後に局所再発を経験した。 1年後.2年後.3年後の局所制御率はそれぞれ81.9%.73.7%.73.7%でした。9名(47.4%)に肺.縦隔.脳.軟部組織などの遠隔転移が認められました。  4.生存率:追跡調査終了時までに全群で7例(36.8%)が死亡し.全群の1年.2年.3年生存率はそれぞれ76.3%.61.2%.51.0%であった。  四肢の大関節とは.股関節.膝関節.足関節.肩関節.肘関節.手首関節など四肢の骨と骨の間の関節で.屈曲.伸展.回転など様々な活動を行う重要な部位であり.日常活動を行う上で重要かつ基本的な身体の単位です[1-2]。 四肢の関節周辺は.重要な筋肉や腱が集まっており.また重要な血管や神経が通っているため.解剖学的に複雑な構造になっています。  四肢の関節周囲に発生した悪性腫瘍の管理は困難である。 腫瘍を切除した後.四肢の機能を維持するために.関節や軟部組織の修復・再建が必要になることが多い。 例えば.骨腫瘍セグメント切除後の関節機能再建.人工関節置換.同種骨移植.腫瘍セグメントの不活性化骨再植.血管付き自家骨移植など;血管先端または遊離皮膚フラップまたは筋皮質フラップ移植被覆による軟組織腫瘍切除など;また血管または神経の修復・再建(血管置換.血管移植.神経移植など)を伴う場合もあります。 このグループの19例のうち.フラップまたは筋皮弁の変位が5例.関節置換が5例.同種骨移植と内固定が1例.人工血管置換が1例であった。  関節周囲の悪性腫瘍は.自然のバリアーを欠いた間質外の場所に存在することが多く.腫瘍の外科的病期分類では間質外腫瘍に分類され.腫瘍組織は神経血管腔や組織腔に沿ってなどあらゆる方向に容易に広がっていきます[1]。 したがって.これらの腫瘍に対しては.広範な切除を行う必要があります。 しかし.関節周囲の悪性腫瘍では.重要な血管や神経.筋肉や腱が制限されるため.従来の外科的アプローチ(広範切除や関節間切除など)は困難な場合が多く.広範切除による巨大な破壊はほとんど修復不可能または困難で.四肢や関節の重大な機能障害.あるいは四肢や関節の非機能を引き起こす可能性があります。 その結果.関節周囲の骨軟部組織の悪性腫瘍は.切除範囲が狭く.カプセル内であっても切除できないことが多く.局所再発の危険性が高くなる可能性があります。 関節周囲腫瘍の局所制御が不十分な場合.重度の四肢機能障害や切断の危険性さえ生じることが多い。 したがって.関節周囲悪性腫瘍の局所制御には周術期の補助治療が重要な役割を果たし.その中でも放射線治療は効果的で重要な補助治療である[7]。  これまで.四肢腫瘍切除後の局所制御率を向上させるために.術後補助放射線治療が行われてきました。 しかし.関節周囲腫瘍の場合.術後の放射線治療には一定の限界がある。(1)人工関節置換術.同種骨移植.腫瘍セグメントの不活性化骨移植.血管を用いた自家骨移植後など関節機能の再建を伴う場合.術後の放射線治療では重度の骨溶解や骨破壊が起こり.再建された関節機能に壊滅的な打撃を与える可能性がある。 そのため.関節再建を行った患者さんには.術後の放射線治療は事実上不可能です。 (2) 血管先端型フラップや遊離型フラップ.筋皮質フラップによる移行被覆後など軟部組織の修復を伴う場合.創傷治癒に時間がかかり.術後放射線治療が適時に行われず.術後放射線治療の効果を損なうことが多い [8]。 (3) 術後の放射線治療は.腫瘍床を限局して広範囲に照射するため精度が低く.関節周囲に広範囲な線維化が生じ.関節の機能に重大な影響を与えるか.あるいは非機能的な関節に至る可能性がある。 さらに.照射は皮膚や皮下組織を通して腫瘍床に到達する必要があるため.皮下のリンパドレナージシステムや静脈還流システムが悪くなり.遠位肢に重度の水腫を引き起こし[9].四肢関節の機能障害をさらに悪化させることになる。  術中電子線治療は.標的部位を正確に特定し.周囲の正常組織を効果的に保護し.放射線治療による毒性の副作用を最小限に抑えることができます。 本研究では.四肢の関節周囲腫瘍の患者に対して.術中電子線放射線治療と四肢温存手術を併用し.腫瘍の治療効果の向上.関節機能の改善.ひいては患者のQOLの向上を図ることを目的としています。  その結果.創傷合併症の発生率は全例で36.8%と高いことがわかった。 その理由は.関節周囲腫瘍の手術がより複雑で.外傷性が高く.ほとんどが修復・再建手術を必要とすることと関係があると思われます。 一方.非関節炎群の創傷合併症の発生率は同期間で6.7%(1/15)であり.文献で報告されている結果よりも低かった[7,9-11]。 Kunosら[12]は.四肢の軟組織肉腫に対する術中電子ビーム放射線治療と四肢温存手術の併用は.患者の急性および慢性毒性の副作用の発生率を著しく増加しないことを明らかにした。 我々のグループでも脛骨神経切除術を受けた1名が術後15ヶ月で放射線潰瘍を発症し動脈瘻を形成したが.これは術中放射線治療による晩期放射線障害(血管の平滑筋層の破壊)が関係していると考えられている[8]。 しかし.血管や周辺組織の局所的な神経支配の喪失が放射線潰瘍の発生に寄与しているかどうかは.今後の研究課題である。  この患者群における術後の四肢の関節機能は比較的満足のいくものであり.(94.7%)の優秀なものであった。 これは.術中電子線治療の位置がより正確であること.照射面積が比較的小さいこと.関節周囲.皮膚.皮下組織の線維化がより抑制されることなどが関係していると思われます。  このグループの局所制御率は.1年後.2年後.3年後にそれぞれ81.9%.73.7%.73.7%と満足できる結果であり.文献で報告されている結果と同様である[7,9-11]。 しかし.遠隔転移の発生率と死亡率は満足できるものではなかった。これは.このグループの患者のほとんどが再発患者で.進行した病気で腫瘍のサイズが大きかったことと関係があるかもしれない。skandarajahら [13] は文献レビューを通じて.術中放射線療法は固形腫瘍患者の局所制御率を有意に改善するが.患者の全生存率を改善しないかもしれないことを見いだした。  本研究では.術後外部放射線治療の有無により.術中放射線治療のみ群と術後補完放射線治療群に分け.術中放射線治療と術後補完放射線治療を併用することで.術後外部放射線治療の効果を検証した。 術中放射線治療のみの患者に対しては.関節腔や重要な血管等への放射線による重篤な副作用の可能性を考慮し.最初の8例で10Gyから20Gyまで段階的に線量を増加させたが.この線量範囲内での線量の増加は最近の合併症を有意に増加させないためである。 現在までに.20Gyの放射線療法を行った患者さんで1例だけ局所再発がありました。 術後補助放射線治療群では.3名に対して術中照射線量10-13Gyの術後補助放射線治療を提案したが.関節周囲腫瘍の術後合併症が比較的高いため.術後補助放射線治療が成功したのは1名のみ.他の2名は術後創に皮下液を生じ治療を延期.結局それ以降の術後放射線治療は断念した。 したがって.関節周囲悪性腫瘍に対しては.現在.より適切な術中照射線量は20Gyと考え.当面は術後の補助的な外部放射線療法は推奨しない。 術中線量をさらに上げる必要性については.まだ検討中である。  また.骨や軟部組織の悪性腫瘍は比較的サイズが大きく.電子線リニアック「Mobetron 1000」の最大径が10cmしかないため.患者さんによっては多領域の照射テクニックが必要となり.複雑な治療となる場合があります。 まず照射する領域を決め.リミッティングシリンダーの形状に合わせていくつかのフィールドに分け.フィールド間の境界を縫合し.非照射領域をリードブロックで塞ぎます。 照射中は照射野の接合部を厳密に観察し.照射野の接合部に繰り返し照射したり.照射を見落としたりしないように.照射前に再び遮光筒の上からリードブロックとマーク縫合部を明確に遮光しなければならない。  以上.関節周囲悪性腫瘍に対する四肢温存手術に術中電子線放射線治療法を適用し.腫瘍の局所制御率を著しく高め.関節合併症の発生を抑制し.四肢機能の改善と患者のQOLを高めることができ.治療成績が期待できることを明らかにしました。 しかし.術中電子線照射療法が患者の生存率を有意に向上させることができるかどうかについては.まださらなる検討が必要です。