放射線治療

吐き気と嘔吐

これは放射線療法の一般的な副作用ではなく、機序的には胃や腹部の治療（治療後数時間で反応することが多い）または頭頸部腫瘍の治療中に頭部の特定の吐き気を引き起こす構造（最も一般的には内耳の前庭）への放射線療法にのみ関連しています。^{[ 21 ]}あらゆる苦痛を伴う治療と同様に、放射線療法中にすぐに、あるいは治療を予期して嘔吐する患者もいますが、これは心理的な反応と考えられています。どのような理由であれ吐き気は制吐剤で治療できます。^{[ 22 ]}

上皮表面の損傷

上皮表面は放射線療法によって損傷を受ける可能性があります。^{[ 23 ]}治療部位によっては、皮膚、口腔粘膜、咽頭、腸粘膜、尿管などが含まれます。損傷の発生と回復の速度は、上皮細胞のターンオーバー率に依存します。通常、治療開始から数週間後に皮膚がピンク色になり、痛みが生じ始めます。治療中および放射線療法終了後約1週間まで反応が悪化し、皮膚が剥がれることがあります。この湿性落屑は不快ですが、通常は回復が早いです。皮膚反応は、女性の乳房の下、耳の後ろ、鼠径部など、皮膚に自然なひだがある部位で悪化する傾向があります。

口、喉、胃の潰瘍

頭頸部領域を治療すると、口や喉に一時的な痛みや潰瘍がよく発生します。^{[ 24 ]}重症の場合は、嚥下に影響を及ぼし、患者は鎮痛剤や栄養補助食品/サプリメントが必要になる場合があります。食道も、直接治療された場合、または肺がんの治療中に一般的に起こるように、付随放射線の線量を受けた場合に痛みが生じる可能性があります。肝臓の悪性腫瘍や転移を治療する場合、付随放射線によって胃、胃、または十二指腸潰瘍が発生する可能性があります。^{[ 25 ] [ 26 ]} この付随放射線は、注入された放射性物質の非標的送達（逆流）によってよく発生します。^{[ 27 ]} この種の副作用の発生を減らすための方法、技術、およびデバイスが利用可能です。^{[ 28 ]}

腸の不快感

下部腸管は、放射線で直接治療される場合（直腸がんや肛門がんの治療）や、放射線療法によって他の骨盤構造（前立腺、膀胱、女性生殖器）に照射される場合がある。典型的な症状は、痛み、下痢、吐き気である。栄養介入は、放射線療法に伴う下痢の緩和に役立つ可能性がある。^{[ 29 ]}原発性骨盤がんの抗がん治療の一環として骨盤放射線療法を受けた人を対象とした研究では、放射線療法中の食事中の脂肪、繊維、乳糖の変化が治療終了時の下痢を軽減することがわかった。^{[ 29 ]}

腫れ

全身性炎症の一環として、軟部組織の腫脹は放射線治療中に問題を引き起こす可能性があります。これは、脳腫瘍や脳転移の治療において特に懸念される点であり、特に頭蓋内圧亢進が既に存在する場合や、腫瘍が気管や主気管支などの内腔をほぼ完全に閉塞している場合に顕著です。放射線治療に先立ち、外科的介入が検討されることがあります。手術が不要または不適切と判断された場合は、腫脹を軽減するために放射線治療中にステロイドが投与されることがあります。

不妊

生殖腺（卵巣と精巣）は放射線に対して非常に敏感です。通常の治療線量のほとんどを直接照射されただけでも、生殖細胞を生成できなくなる可能性があります。全身の治療計画は、生殖腺が主要な治療部位でない限り、生殖腺への線量を最小限に抑える、あるいは完全に排除するように設計されています。

晩期副作用は治療後数ヶ月から数年後に発生し、一般的に治療部位に限られます。多くの場合、血管や結合組織細胞の損傷が原因です。治療を分割して小さな部分に照射することで、多くの晩期副作用を軽減できます。

線維症

放射線照射を受けた組織は、びまん性瘢痕形成過程により、時間の経過とともに弾力性が低下する傾向があります。このような線維性瘢痕の長期的な蓄積は、放射線誘発性線維性圧迫と呼ばれ、^{[ 30 ]}間接的な神経麻痺、例えば骨盤放射線と大腿神経ニューロパチーに関連しています。

脱毛

1 Gyを超える線量では、毛が生えている皮膚であればどこでも脱毛（毛の抜け落ち）が起こる可能性があります 。脱毛は放射線照射野内でのみ発生します。10  Gyの単回照射では永久的な脱毛が起こる可能性がありますが、分割照射の場合は、線量が45 Gyを超えるまで永久的な脱毛は起こらない可能性があります 。

乾燥

唾液腺と涙腺の放射線耐性は、2 Gy の分割照射で約 30 Gyですが、これは頭頸部がんの根治治療のほとんどで超えられる線量です。口渇（口腔乾燥症）や眼乾燥（眼乾燥症）は、長期にわたる厄介な問題となり、患者の生活の質を著しく低下させる可能性があります。同様に、治療を受けた皮膚（脇の下など）の汗腺は機能しなくなり、本来湿潤な膣粘膜は骨盤照射後に乾燥することがよくあります。  

慢性副鼻腔排液

頭頸部領域への軟部組織、口蓋、または骨の癌に対する放射線療法は、慢性的な副鼻腔排液や骨からの瘻孔を引き起こす可能性がある。 ^{[ 5 ]}

リンパ浮腫

リンパ浮腫は、局所的な体液貯留と組織の腫れの状態であり、放射線療法中にリンパ系が損傷を受けることによって発生する可能性があります。これは、腋窩リンパ節を切除する手術後に補助的な腋窩放射線療法を受けた乳房放射線療法患者で最もよく報告される合併症です。^{[ 31 ]}ほとんどの婦人科癌では、外部照射放射線は、密封小線源療法と比較して下肢リンパ浮腫のリスクが5倍高くなります。^{[ 32 ]}膣密封小線源療法は、婦人科悪性腫瘍に標的を絞った放射線を提供し、リンパ節への関与、線維化、リンパ液の濾過能力の低下、そして最終的にはリンパ浮腫のリスクがある外部放射線療法の広い照射野を回避できます。

癌

放射線は癌の潜在的な原因であり、一部の患者では二次性悪性腫瘍が見られます。癌生存者は、生活習慣、遺伝、以前の放射線治療など多くの要因により、一般人口よりも悪性腫瘍を発症する可能性がすでに高くなっています。これらの二次癌の発生率を単一の原因から直接定量化することは困難です。研究では、放射線療法が二次性悪性腫瘍の原因となるのはごく少数の患者のみであることが判明しています^{[ 33 ] [ 34 ]} 。たとえば、電離放射線への曝露は、その後の神経膠腫の既知のリスク因子です。メイントピック「神経膠腫#原因」を参照してください。最初の放射線療法から15年以内に放射線誘発性膠芽腫または星状細胞腫が発生する複合リスクは0.5～2.7%です^{[ 35 ] 。}

陽子線治療や炭素イオン放射線治療など、健康な組織への線量を減らすことを目的とした新しい技術は、これらのリスクを低減します。^{[ 36 ] [ 37 ]}治療後4～6年で発生し始めますが、一部の血液悪性腫瘍は3年以内に発生する可能性があります。ほとんどの場合、このリスクは、二次性悪性腫瘍の負担が大きい小児悪性腫瘍であっても、原発癌を治療することによってもたらされるリスクの低減によって大きく相殺されます。^{[ 38 ]}

心血管疾患

放射線は、以前の乳がん放射線療法レジメンで観察されたように、心臓病や死亡のリスクを高める可能性があります。^{[ 39 ]} 治療用放射線は、悪化要因を含めて、その後の心血管イベント（心臓発作や脳卒中など）のリスクを、人の通常の発生率の 1.5 ～ 4 倍に増加させます。^{[ 40 ]}この増加は線量依存性であり、放射線療法の線量強度、体積、および位置に関連しています。アントラサイクリンなどの同時化学療法の使用は、悪化リスク要因です。^{[ 41 ]}放射線療法誘発性心血管疾患の発生率は 10 ～ 30% と推定されています。^{[ 41 ]}

心血管系の晩期副作用は、放射線誘発性心疾患（RIHD）および放射線誘発性心血管疾患（RIVD）と呼ばれています。^{[ 42 ] [ 43 ]}症状は線量依存性で、心筋症、心筋線維症、弁膜症、冠動脈疾患、不整脈、末梢動脈疾患などが含まれます。放射線誘発性線維症、血管細胞損傷、酸化ストレスは、これらの症状やその他の晩期副作用症状を引き起こす可能性があります。^{[ 42 ]}放射線誘発性心血管疾患のほとんどは治療後10年以上経過してから発生するため、因果関係の特定がより困難になります。^{[ 40 ]}

認知機能低下

頭部に放射線を照射した場合、放射線療法は認知機能の低下を引き起こす可能性があります。認知機能の低下は、5歳から11歳までの幼児で特に顕著でした。例えば、研究では、5歳児のIQは治療後毎年数ポイント低下することが分かりました。^{[ 44 ]}

放射線腸症

腹部および骨盤の放射線療法後には、消化管が損傷を受ける可能性があります。^{[ 45 ]} 萎縮、線維化、血管の変化により、吸収不良、下痢、脂肪便、出血が生じ、回腸が侵されると胆汁酸性下痢とビタミンB12_吸収不良がよく見られます。骨盤放射線疾患には、出血、下痢、切迫感を引き起こす放射線直腸炎^{[ 46 ]}が含まれ、膀胱が侵されると放射線膀胱炎を引き起こすこともあります。

肺損傷

放射線誘発性肺障害（RILI）には、放射線肺炎と肺線維症が含まれます。肺組織は電離放射線に敏感で、18～20 Gy ^{[ 47 ]}しか耐えられません。これは、通常の治療線量のほんの一部です。肺の終末気道と関連する肺胞が損傷を受けると、効果的な呼吸ガス交換が妨げられます。放射線の有害作用は無症状であることが多く、臨床的に重要なRILIの発生率は文献によって大きく異なり、胸部および縦隔悪性腫瘍の治療を受けた患者の5～25%、乳がんの治療を受けた患者の1～5%に影響を及ぼします。^{[ 47 ]}

神経性下部尿路機能障害

骨盤放射線療法は、後天性神経因性膀胱機能障害と関連付けられており、放射線は尿失禁や排尿に関わる神経や構造に影響を与えます。^{[ 48 ]}随意排尿プロセスは中枢神経系によって制御され、膀胱の排尿筋と内外尿道括約筋を同期させます。脊髄、末梢運動神経および感覚神経、膀胱および尿道括約筋などのプロセスの構成要素への外傷は、排尿困難、頻尿、尿失禁などの機能障害を引き起こす可能性があります。^{[ 48 ] [ 49 ]}

放射線誘発性多発神経障害

放射線治療は、神経組織も放射線に敏感であるため、標的領域付近または照射経路内の神経を損傷する可能性があります。^{[ 50 ]} 電離放射線による神経損傷は段階的に発生し、初期段階は微小血管損傷、毛細血管損傷、神経脱髄です。^{[ 51 ]}その後の損傷は、放射線によって引き起こされる制御不能な線維組織の増殖による 血管収縮と神経圧迫によって発生します。 ^{[ 51 ]}放射線誘発性多発神経障害（ICD-10-CMコードG62.82）は、放射線療法を受けた人の約1～5%に発生します。^{[ 51 ] [ 50 ]}

照射された領域によっては、晩期神経障害は中枢神経系（CNS）または末梢神経系（PNS）のいずれかに発生する可能性があります。たとえば、CNSでは、脳神経の損傷は通常、治療後1～14年後に視力低下として現れます。^{[ 51 ]} PNSでは、神経叢の損傷は、治療後最大30年後に現れる放射線誘発性腕神経叢障害または放射線誘発性腰仙骨神経叢障害として現れます。^{[ 51 ]}

筋線維束攣縮（筋肉のけいれん、痙攣、またはぴくつき）が発生することがあります。放射線誘発性神経損傷、慢性圧迫性神経障害、および多発性神経根障害が、筋線維束攣縮放電の最も一般的な原因です。^{[ 52 ]}臨床的には、放射線療法を受けている患者の大多数は、局所的または分節性の筋線維束攣縮として現れる放射線照射野内に測定可能な筋線維束攣縮放電を有しています。影響を受ける一般的な部位は、神経損傷の部位に応じて、腕、脚、または顔です。筋線維束攣縮は、放射線量が10グレイ（Gy）を超えるとより頻繁に発生します。^{[ 53 ]}

放射線壊死

放射線壊死は、照射部位付近の健康な組織が死滅する状態です。これは凝固壊死の一種で、放射線が直接的または間接的にその部位の血管を損傷し、残りの健康な組織への血流を減少させ、虚血性脳卒中と同様に虚血によって組織が死滅するためです。^{[ 54 ]}治療の間接的な影響であるため、放射線被曝後数ヶ月から数十年経ってから発生します。^{[ 54 ]}放射線壊死は、骨放射線壊死、膣放射線壊死、軟部組織放射線壊死、または喉頭放射線壊死として最も一般的に現れます。 ^{[ 5 ]}

この過程による累積効果は、長期効果と混同してはならない。短期効果が消失し、長期効果が臨床的に顕在化していない場合でも、再照射は依然として問題となる可能性がある。^{[ 55 ]}これらの線量は放射線腫瘍医によって計算され、その後の放射線照射が行われる前に多くの要因が考慮される。

受精後最初の2週間は、放射線療法は致​​死的ですが、催奇形性はありません。^{[ 56 ]}妊娠中に高線量の放射線を照射すると、奇形、成長障害、知的障害が誘発され、子孫に小児白血病やその他の腫瘍のリスクが高まる可能性があります。 ^{[ 56 ]}

過去に放射線療法を受けた男性では、治療後に妊娠した子供に遺伝的欠陥や先天性奇形が増加することはないようです。^{[ 56 ]}しかし、生殖補助技術やマイクロマニピュレーション技術の使用は、このリスクを高める可能性があります。^{[ 56 ]}

下垂体機能低下症は、トルコ鞍およびトルコ鞍傍腫瘍、トルコ鞍外脳腫瘍、頭頸部腫瘍に対する放射線療法後、および全身性悪性腫瘍に対する全身照射後によく発症します。^{[ 57 ]}小児がんの治療を受けた子供の40～50%に何らかの内分泌系の副作用が現れます。^{[ 58 ]}放射線誘発性下垂体機能低下症は主に成長ホルモンと性腺ホルモンに影響を及ぼします。^{[ 57 ]}対照的に、副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）および甲状腺刺激ホルモン（TSH）欠乏症は、放射線誘発性下垂体機能低下症の患者では最もまれです。^{[ 57 ]}プロラクチン分泌の変化は通常軽度であり、放射線の結果としてバソプレシン欠乏症は非常にまれであるようです。^{[ 57 ]}

65 Gyを超える線量を受けた後には、創傷治癒能力が低下した遅発性組織損傷がしばしば発生します。外部照射放射線療法のホログラフィック等線量化 により、びまん性損傷パターンが生じます。標的腫瘍が放射線の大部分を受ける一方で、ビームの拡散により、腫瘍の中心から徐々に離れた健康な組織もびまん性に照射されます。これらの創傷は、進行性増殖性動脈内膜炎、すなわち組織への血液供給を阻害する炎症を起こした動脈内膜を示します。このような組織は、慢性的に低酸素状態、線維化、そして十分な栄養と酸素の供給を受けられなくなります。以前に放射線照射を受けた組織の手術は、非常に高い失敗率を示します。例えば、乳がんの放射線治療を受けた女性は、晩期影響として胸壁組織の線維化と低血管化を発症し、再建と治癒が困難、あるいは不可能になります。^{[ 5 ]}

放射線治療による患者への偶発的な過剰被ばくのリスクを最小限に抑えるための厳格な手順が設けられています。しかし、ミスは時折発生します。たとえば、放射線治療装置Therac-25は、1985年から1987年の間に少なくとも6件の事故を引き起こし、患者に意図した線量の最大100倍の線量が照射されました。2人は放射線の過剰被ばくによって直接死亡しました。2005年から2010年にかけて、ミズーリ州のある病院では、新しい放射線装置の設定が間違っていたために、5年間で76人の患者（ほとんどが脳腫瘍患者）が過剰被ばくしました。^{[ 59 ]}

医療過誤は極めてまれではあるものの、放射線腫瘍医、医療物理学者、その他の放射線治療チームのメンバーは、医療過誤をなくすために努力している。2010年、米国放射線腫瘍学会（ASTRO）は、Target Safely ^{[ 60 ]}と呼ばれる安全イニシアチブを開始した。このイニシアチブは、とりわけ、医師がすべてのミスから学び、再発を防ぐことができるように、全国的にエラーを記録することを目的としている。ASTROはまた、すべての治療が可能な限り安全であることを保証するために、患者が放射線の安全性について医師に尋ねるべき質問リストを公開している。^{[ 61 ]}

放射線療法は、がん細胞のDNAを損傷することで作用し、有糸分裂の崩壊を引き起こす可能性があります。^{[ 63 ]}このDNA損傷は、光子または荷電粒子の2種類のエネルギーのいずれかによって引き起こされます。この損傷は、DNA鎖を構成する原子の直接的または間接的なイオン化です。間接的なイオン化は、水のイオン化の結果として発生し、特にヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカルを形成し、それがDNAを損傷します。

光子療法では、放射線効果の大部分はフリーラジカルによるものです。細胞には、一本鎖DNA損傷と二本鎖DNA損傷を修復するメカニズムがあります。しかし、二本鎖DNA切断は修復がはるかに難しく、劇的な染色体異常や遺伝子欠失を引き起こす可能性があります。二本鎖切断を標的にすることで、細胞が死に至る確率が高まります。がん細胞は一般的に分化度が低く、幹細胞に似ています。がん細胞は、ほとんどの健康な分化細胞よりも増殖し、致死に至らない損傷を修復する能力が低下しています。一本鎖DNA損傷は細胞分裂によって受け継がれ、がん細胞のDNAへの損傷が蓄積し、がん細胞が死滅するか、増殖速度が低下します。

光子放射線療法の主な制限の 1 つは、固形腫瘍の細胞が酸素不足になることです。固形腫瘍は血液供給を上回って増殖し、低酸素症として知られる低酸素状態を引き起こします。酸素は強力な放射線増感剤であり、DNA を損傷するフリーラジカルを形成することによって、特定の放射線量の有効性を高めます。低酸素環境にある腫瘍細胞は、通常の酸素環境にある腫瘍細胞よりも放射線損傷に対する抵抗性が 2 ～ 3 倍高くなる可能性があります。^{[ 64 ]}高圧酸素タンクの使用、温熱療法(腫瘍部位への血管を拡張する熱療法)、酸素を多く運ぶ血液代替物、ミソニダゾールやメトロニダゾールなどの低酸素細胞放射線増感剤、チラパザミンなどの低酸素細胞毒性物質(組織毒) など、低酸素症を克服するための多くの研究が行われてきました。放射線増感剤としてトランスナトリウムクロセチン酸塩などの酸素拡散促進化合物の使用に関する前臨床および臨床研究を含む、より新しい研究アプローチが現在研究されている。 ^{[ 65 ]}

陽子やホウ素、炭素、ネオンイオンなどの荷電粒子は、高LET（線エネルギー伝達）によって癌細胞のDNAに直接損傷を与えることができ、これらの粒子は主に直接エネルギー伝達を介して作用し、通常は二本鎖DNA切断を引き起こすため、腫瘍の酸素供給とは無関係に抗腫瘍効果を発揮します。陽子やその他の荷電粒子は質量が比較的大きいため、組織内での側方散乱が少なく、ビームはあまり広がらず、腫瘍の形状に焦点を合わせたまま、周囲の組織への副作用は小さいです。また、ブラッグピーク効果を利用して腫瘍をより正確に標的にします。強度変調放射線療法（IMRT）と荷電粒子療法の異なる効果の良い例として、陽子線治療を参照してください。この手順では、荷電粒子放射線源と腫瘍の間の健康な組織への損傷を減らし、腫瘍に到達した後の組織損傷の範囲を有限に設定します。対照的に、IMRTでは非荷電粒子を使用するため、そのエネルギーが体外に出るときに健康な細胞を損傷します。この既存の損傷は治療効果がなく、治療の副作用を増加させ、二次がんの誘発確率を高めます。^{[ 66 ]}この違いは、他の臓器が近接しているため、迷走電離が非常に有害となる場合（例：頭頸部がん）に非常に重要です。このX線被ばくは、成長期の子供にとって特に有害であり、多くの要因によって異なりますが、放射線療法後に二次悪性腫瘍を発症する感受性は、成人の約10倍です。^{[ 67 ]}

光子線治療で使用される放射線量はグレイ（Gy）で測定され、治療対象となる癌の種類と病期によって異なります。根治を目的とする場合、固形上皮性腫瘍に対する典型的な線量は60～80Gy  、リンパ腫に対する線量は20～40Gyです 。

予防的（補助的）照射線量は、通常、 1.8～2  Gyの分割照射で総線量45～70 Gy程度です（乳がん、頭頸部がんの場合）。放射線腫瘍医は、照射線量を選択する際に、患者が化学療法を受けているかどうか、患者の併存疾患、放射線療法が手術前か手術後に行われるか、手術の成功度など、その他多くの要因を考慮します。

処方線量の照射パラメータは、治療計画（線量測定の一部）の段階で決定されます。治療計画は通常、専用のコンピュータと専用の治療計画ソフトウェアを用いて行われます。放射線照射方法によっては、必要な総線量を得るために複数の角度や線源が使用される場合があります。計画担当者は、腫瘍に均一な処方線量を照射し、周囲の正常組織への線量を最小限に抑えるような計画を設計しようとします。

放射線治療では、ゲル線量測定法として知られる線量測定技術を用いて三次元線量分布を評価することができる。^{[ 68 ]}

以下の3つのセクションでは、X線を用いた治療について説明します。

従来の外部照射放射線療法

従来型の外部照射放射線療法（2DXRT）は、キロボルト治療用X線装置、高エネルギーX線を生成する医療用リニアアクセラレータ、または外観はリニアアクセラレータに似ているが、上に示したような密閉された放射性線源を使用する装置を用いて、2次元ビームを介して照射されていました。^{[ 80 ] [ 81 ]} 2DXRTは主に、患者に複数の方向（多くの場合、前方または後方、および両側）から照射される単一の放射線ビームで構成されています。

従来型とは、リニアアクセラレータの動作を再現するシミュレータと呼ばれる特殊な校正済みの診断用X線装置（または目視による）上で治療計画やシミュレーションを行う方法、および、目的の治療計画を達成するために通常確立されている放射線ビームの配置を指します。シミュレーションの目的は、治療対象となる体積を正確に標的化または特定することです。この技術は確立されており、一般的に迅速かつ信頼性があります。懸念されるのは、高線量治療の一部が、標的腫瘍体積の近くにある健康な組織の放射線毒性によって制限される可能性があることです。

この問題の一例として、前立腺への放射線治療が挙げられます。隣接する直腸の感受性により、2DXRT計画で安全に処方できる線量が制限され、腫瘍の制御が容易に達成できない場合があります。CTが発明される以前は、医師や物理学者は、癌組織と正常組織の両方に実際に照射される放射線量について限られた知識しか持っていませんでした。このため、3次元原体照射療法は、ほぼすべての腫瘍部位の標準治療となっています。最近では、MRI、PET、SPECT、超音波などの他の画像診断法も使用されています。^{[ 82 ]}

強度変調放射線療法（IMRT）

強度変調放射線療法 (IMRT) は、3DCRT の次世代である高精度放射線の高度なタイプです。^{[ 86 ]} IMRT は、腫瘍が脊髄や主要臓器、血管などの脆弱な構造を包み込んでいる場合など、凹状の腫瘍形状に治療体積を適合させる能力も向上させます。 ^{[ 10 ] [ 87 ]}コンピュータ制御の X 線加速器は、悪性腫瘍または腫瘍内の特定の領域に正確な放射線量を分配します。放射線の照射パターンは、最適化と治療シミュレーション (治療計画) を実行するために高度にカスタマイズされたコンピューティング アプリケーションを使用して決定されます。放射線ビームの強度を制御または変調することにより、放射線量は腫瘍の 3 次元形状と一致します。放射線量の強度は、腫瘍の体積の近くで高くなり、隣接する正常組織への放射線は減少するか完全に回避されます。これにより、3DCRT よりも優れた腫瘍ターゲティング、副作用の軽減、および治療結果の改善が実現します。

3DCRTは依然として多くの部位で広く使用されていますが、IMRTは中枢神経系、頭頸部、前立腺、乳房、肺などのより複雑な部位での使用が増加しています。残念ながら、IMRTは経験豊富な医療従事者による追加の時間を必要とするため、制限があります。これは、医師が病変部位全体にわたってCT画像を1枚ずつ手動で腫瘍の輪郭を描出する必要があり、3DCRTの準備よりもはるかに時間がかかるためです。その後、実行可能な治療計画を作成するために、医療物理学者と線量測定士が関与する必要があります。また、IMRT技術は最先端の癌センターでさえ1990年代後半から商業的に使用されているため、研修プログラムの一環としてIMRTを学んでいない放射線腫瘍医は、IMRTを実施する前に追加の教育を受ける必要があります。

これらの 2 つの技術のいずれかが従来の放射線療法 (2DXRT) よりも生存率の向上に寄与するという証拠は多くの腫瘍部位で増えつつありますが、毒性を軽減できる能力は一般的に認められています。これは特に頭頸部癌の場合で、ロイヤル マースデン病院のクリストファー ナッティング教授が行った一連の重要な試験で確認されています。どちらの技術も線量増加を可能にし、有用性を高める可能性があります。特に IMRT では、正常組織への放射線被曝の増加とそれに伴う二次悪性腫瘍の可能性について懸念があります^{[ 88 ]}。画像診断の精度に対する過信は、計画スキャンで見えない (したがって治療計画に含まれない) 病変や、治療の間または治療中に移動する (たとえば、呼吸や不十分な患者の固定による) 病変を見落とす可能性を高める可能性があります。この不確実性をより適切に制御するための新しい技術が開発されています。たとえば、リアルタイム画像診断とリアルタイム治療ビーム調整の組み合わせです。この新しい技術は、画像誘導放射線療法または 4 次元放射線療法と呼ばれています。

別の技術としては、腫瘍の内部または近くに埋め込まれた 1 つ以上の小型埋め込み型電気デバイスのリアルタイム追跡と位置特定があります。この目的で使用される医療用埋め込み型デバイスにはさまざまな種類があります。これは、複数の送信コイルによって生成された磁場を感知し、測定値を位置特定システムに送信して位置を決定する磁気トランスポンダである可能性があります。^{[ 89 ]}また、埋め込み型デバイスは、RF 信号を送信する小型無線送信機である可能性があり、その信号はセンサーアレイによって受信され、腫瘍の位置の特定とリアルタイム追跡に使用されます。^{[ 90 ] [ 91 ]}

IMRT でよく研究されている問題の一つに「舌と溝効果」があり、これは重なり合った MLC (マルチリーフコリメータ) リーフの長い舌と溝を通して照射することで、望ましくない線量不足を引き起こします。^{[ 92 ]} この問題に対する解決策は開発されており、TG 効果を無視できる量まで減らすか、完全に除去することができますが、それらは使用されている IMRT の方法に依存し、その一部には独自のコストがかかります。^{[ 92 ]} 一部の文献では、開口部の両側または片側が遮られているかどうかに応じて、「舌と溝エラー」と「舌または溝エラー」を区別しています。^{[ 93 ]}

接触X線近接照射療法（「CXB」、「電子近接照射療法」または「パピヨン法」とも呼ばれる）は、低エネルギー（50 kVp）のキロボルトX線を腫瘍に直接照射して直腸癌を治療する放射線療法の一種です。このプロセスでは、まず内視鏡検査で直腸内の腫瘍を特定し、次に治療用アプリケーターを肛門から直腸に挿入して癌組織に当てます。最後に、治療用チューブをアプリケーターに挿入し、4週間にわたって2週間間隔で3回、腫瘍に直接高線量（30 Gy）のX線を照射します。これは通常、手術の適応とならない可能性のある患者の早期直腸癌の治療に使用されます。^{[ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]} 2015年のNICEのレビューでは、主な副作用は症例の約38%で発生した出血と、症例の27%で発生した放射線誘発性潰瘍であることがわかりました。^{[ 112 ]}

近接照射療法は、治療が必要な部位の内部または近傍に放射線源を配置することによって行われます。近接照射療法は、子宮頸がん^{[ 115 ]}、前立腺がん^{[ 116 ]}、乳がん^{[ 117 ]}、皮膚がん^{[ 118 ]}の効果的な治療法として一般的に使用されており、他の多くの身体部位の腫瘍の治療にも使用できます^{[ 119 ] 。}

近接照射療法では、放射線源が癌性腫瘍の部位に直接正確に配置されます。これは、照射が非常に限られた領域のみに影響を与えることを意味し、放射線源から離れた健康な組織への放射線被曝が軽減されます。近接照射療法のこれらの特徴は、外部照射療法に比べて利点があります。腫瘍を局所的に非常に高い線量の放射線で治療できる一方で、周囲の健康な組織への不必要な損傷の可能性を低減できます。^{[ 119 ] [ 120 ]}近接照射療法は、他の放射線療法よりも短い時間で完了できることがよくあります。これにより、各放射線療法の間隔で生き残った癌細胞が分裂して増殖する可能性を低減できます。^{[ 120 ]}

乳房近接照射療法の局所的な性質の一例として、SAVI装置は複数のカテーテルを通して放射線量を照射し、それぞれのカテーテルは個別に制御できます。このアプローチは、外部照射療法や従来の乳房近接照射療法と比較して、健康な組織への被曝とそれに伴う副作用を軽減します。^{[ 121 ]}

放射性核種療法（全身放射性同位元素療法、放射性医薬品療法、分子放射線療法、標的放射性核種療法とも呼ばれる）は、標的療法の一種です。標的化は、放射性ヨウ素のように、甲状腺に他の臓器よりも1000倍も吸収されやすい同位元素の化学的性質を利用することによって実現できます。また、放射性同位元素を抗体などの別の分子に結合させて標的組織に誘導することによっても標的化が可能です。放射性同位元素は、点滴（血流への注入）または経口投与によって投与されます。例としては、神経芽腫の治療のためのメタヨードベンジルグアニジン（MIBG）の点滴、甲状腺癌または甲状腺中毒症の治療のための経口ヨウ素131 、神経内分泌腫瘍の治療のためのペプチド結合ルテチウム177（ルタセラ）およびイットリウム90（ペプチド受容体放射性核種療法）、前立腺癌の治療のためのペプチド結合ルテチウム177（プルビクト）などがある。2024年4月、米国食品医薬品局（FDA）は、ノバルティスが開発したルタセラを、ソマトスタチン受容体（SSTR）陽性の消化管膵神経内分泌腫瘍（GEP-NET）を有する12歳以上の小児患者向けに承認した。成人における同じ適応症については、2018年に承認された。^{[ 122 ]}ノバルティスが開発したPluvictoは、2022年3月に転移性去勢抵抗性前立腺癌の治療薬として承認された。^{[ 123 ]}

別の例として、放射性イットリウム90またはホルミウム166マイクロビーズを肝動脈に注入して肝腫瘍または肝転移を放射線塞栓する方法があります。これらのマイクロビーズは、選択的内部放射線療法として知られる治療法に使用されます。マイクロビーズの直径は約30μm （人間の髪の毛の約3分の1）で、腫瘍に血液を供給する動脈に直接投与されます。これらの治療は、脚の大腿動脈からカテーテルを誘導し、目的の標的部位まで移動させて治療を行うことから始まります。腫瘍に血液を供給する血液がマイクロビーズを腫瘍に直接運ぶため、従来の全身化学療法よりも選択的なアプローチが可能になります。現在、 SIR-Spheres、TheraSphere、QuiremSpheresの3種類のマイクロビーズがあります。 

全身放射性同位元素療法の主な用途は、癌の骨転移の治療です。放射性同位元素は損傷した骨の部位に選択的に移動し、正常な損傷のない骨を温存します。骨転移の治療によく使用される同位元素は、ラジウム-223 ^{[ 124 ]} 、ストロンチウム-89、サマリウム（¹⁵³ Sm）レキシドロナムです。^{[ 125 ]}

2002年、米国食品医薬品局（FDA）は、イットリウム90に結合した抗CD20モノクローナル抗体であるイブリツモマブチウキセタン（ゼバリン）を承認した。[126] 2003年、FDAは、ヨウ素131標識抗CD20モノクローナル抗体と非^{標識抗CD20} モノクローナル抗体の組み合わせであるトシツモマブ/ヨウ素（^{131I ）トシツモマブ療法（ベキサー）を承認した。 [ 127 ]}これらの薬剤は、放射免疫療法 として知られる最初の薬剤であり、難治性非ホジキンリンパ腫の治療薬として承認された。

術中放射線療法（IORT）とは、手術中に露出した部位（癌腫瘍など）に治療レベルの放射線を照射することである。^{[ 128 ]}