【2026年更新】がん放射線治療の照射位置の決め方を分かりやすく解説。どこに当てるかを決める最新技術と線量計算の仕組み

CTシミュレータ

こんにちは。がん専門のアドバイザー、本村ユウジです。

がんの放射線治療において、照射位置の決定は治療の成否を左右する極めて重要なプロセスです。放射線はがん細胞を死滅させる強力な治療手段ですが、目に見えないため、どこに当てるかを正確に決めなければ、がん病巣を十分に治療できなかったり、逆に周囲の正常な臓器や組織に不要なダメージを与えてしまうことになります。

現在の放射線治療では、CTシミュレータや画像誘導放射線治療（IGRT）など、高度な技術を駆使して、ミリ単位での精密な照射位置決定が可能になっています。この記事では、放射線治療の照射位置がどのように決められているのか、その具体的な方法と最新技術について詳しく解説します。

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放射線治療における照射位置決定の基本的な流れ

放射線治療で照射位置を決める際には、いくつかの段階を経て進められます。

まず、患者さんががん治療のために放射線治療を受けることが決まった後、治療計画用のCT撮影が行われます。この段階では、実際に放射線治療を行う際と同じ体勢で撮影を行います。体勢の再現性を高めるために、固定具やマスク、専用の枕などを使用することもあります。

撮影されたCT画像をもとに、がん病巣の正確な位置、大きさ、形状を把握します。同時に、周囲にある重要な臓器（心臓、肺、脊髄、腎臓など）の位置関係も詳細に確認します。これらの情報をもとに、どの方向から、どの程度の線量を照射するのかを綿密に計画していきます。

照射位置を決定する際には、放射線腫瘍医、医学物理士、診療放射線技師などの専門家がチームを組んで、患者さん一人ひとりに最適な治療計画を立てます。

X線シミュレータによる照射位置の決定

Xレシミュレータは、CTが普及する以前から多くの病院で使用されてきた装置です。現在でも一部の施設では使用されていますが、CT装置の普及に伴い、主流ではなくなっています。

この装置の最大の特長は、X線透視と撮影の両方を同時に実施できることです。患者さんの体内にあるがん病巣の位置をX線で透視しながら、リアルタイムで照射野を決めて撮影を行います。画像はフィルム撮影による二次元画像で表示されます。

X線シミュレータには、線源と装置の架台中心間距離の調節機能、寝台の昇降機能、照射ヘッドの回転機能、照射野の回転機能が備わっており、光照射野と光学距離計、十字レーザポインタなどが装備されています。これらのシステムは、実際の外部照射装置とまったく同じ配置になっているため、治療時の再現性が高くなります。

X線シミュレータの利点は、がん病巣の位置や形状が嚥下（飲み込む動作）や呼吸による移動、消化管の蠕動運動、膀胱の蓄尿状態などによって変化する様子を観察しながら、照射野を決定できることです。照射野の形状は光照射野として患者さんの体表面に投影され、その位置を赤マジックインクでマーキングします。

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CTシミュレータによる精密な照射位置決定

CTシミュレータは、診断用のX線CT装置を放射線治療計画用に応用したもので、現在のがん放射線治療では欠かすことができない重要な装置です。

CTシミュレータは、X線シミュレータと違って、CT画像を用いて体輪郭の線を自動的に描くことができます。このため、臓器や器官などの三次元的な形状も正確に把握できます。結果として、放射線の入射角度や照射野を、患者さんの体内構造に合わせて適切に決定することができるのです。

また、CT値を電子密度に変換することで、人体組織内での放射線の線量分布を正確に計算できます。この線量分布をCT画像、MRI画像、PET画像に重ねて表示すれば、視覚的に照射の状態を評価することができます。

CTシミュレータは内部器官の輪郭も分かるため、器官の面積だけでなく体積の計測も可能です。特に、リスク臓器（照射によって障害を受けやすい重要な臓器）に照射される線量を評価できることは、安全な治療計画を立てる上で重要な利点となっています。

CTシミュレータの技術進化

2025年から2026年にかけて、CTシミュレータの技術はさらに進化しています。AI（人工知能）と機械学習アルゴリズムの統合により、画像処理の強化、輪郭描出作業の自動化、治療計画の精度向上が実現されています。

また、コーンビームCT（CBCT）やデュアルエネルギーCT（DECT）などの高度なイメージング技術の開発により、CTシミュレーションの精度と効率が向上しました。これらの技術により、より詳細な画像が得られ、より正確な治療計画の作成に使用できるようになっています。

市場調査によると、世界のCTシミュレータ市場は2025年から2032年にかけて年平均成長率7.25%で成長すると予測されており、がんの発生率増加と高精度治療への需要の高まりが背景にあります。

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画像誘導放射線治療（IGRT）による位置決定の革新

現在の放射線治療では、IGRT（Image Guided Radiation Therapy：画像誘導放射線治療）という技術が広く普及しています。IGRTは、照射の直前や照射中に得られる患者さんの画像情報を基に、日々の放射線治療時の位置誤差を補正しながら正確に治療する技術です。

IGRTでは、放射線治療室内で照射直前にX線撮影やコーンビームCT撮影（CBCT）、X線透視などを行い、画像を取得します。得られた画像情報（治療直前画像）と実際に照射を行う画像情報（治療計画画像）を比較し、照射位置のずれ量をミリ単位で修正します。

診療報酬上、IGRTとは「毎回の照射時に治療計画時と照射時の照射中心位置の三次元的な空間的再現性が5ミリメートル以内であることを照射室内で画像的に確認・記録して照射する治療」と定義されています。

IGRTで使用される画像技術

IGRTの具体的な位置照合方法

IGRTによる位置照合は、照射する部位や治療の目的に応じて、以下のような方法が使い分けられます。

骨構造による位置照合では、2方向以上のX線画像を撮影し、骨の位置を基準に照射位置を調整します。この方法は、骨に近い部位の腫瘍や、体内に金属マーカーを留置した場合に有効です。

腫瘍の位置情報による位置照合では、コーンビームCTを用いて軟組織の詳細な画像を取得し、腫瘍そのものの位置を直接確認します。前立腺がん、肝臓がん、肺がんなど、呼吸や臓器の動きによって位置が変わりやすい部位の治療で特に重要です。

体表面による位置照合では、赤外線カメラで体表面の形状を三次元的にスキャンし、治療計画時との差異を検出します。この方法は放射線を使わないため、乳がんの術後照射など、頻繁な位置確認が必要な治療で有用です。

呼吸性移動への対応

肺や肝臓などの呼吸で動く臓器にあるがんを治療する場合、位置決定はさらに複雑になります。呼吸による腫瘍の動きを考慮して照射位置を決めるために、4次元CT（4D-CT）が使用されることがあります。

4D-CTでは、呼吸のサイクル全体にわたってCT画像を取得し、呼吸のどの段階でも腫瘍がどこに位置するかを把握します。これにより、息を吸うときでも吐くときでも、放射線を当てる範囲から目的の腫瘍が外れないようにすることができます。

さらに高度な技術として、呼吸同期放射線治療や追尾照射といった方法も開発されています。これらは、呼吸による腫瘍の動きをリアルタイムで追跡し、腫瘍が特定の位置にあるときだけ照射を行う技術です。

治療計画装置における線量分布の計算

照射位置が決まった後、治療計画装置と呼ばれる専用のコンピュータで、体内の線量分布を詳細に計算します。

治療計画装置では、照射する容積（腫瘍の範囲とリンパ節などの照射する範囲、および体内の各臓器の位置など）をCT画像を利用して設定します。次に、照射の方向、照射野の大きさ、様々な付属器具などを決めて、体内の線量分布を計算します。

得られた線量分布から、患者さんの腫瘍位置とその他の正常な臓器の線量を様々な角度から検討することで、個々の患者さんごとに最も適した照射角度と照射範囲および照射線量を決定します。

三次元治療計画と標的体積の定義

現在の治療計画では、三次元治療計画が標準となっています。この計画では、以下のような標的体積が定義されます。

IGRTを使用することで、照射位置の精度が向上するため、CTVからPTVへのマージンを小さくすることができます。これにより、正常組織への照射線量を低減しながら、腫瘍には十分な線量を照射することが可能になります。

照射位置決定における品質管理

放射線治療の照射位置決定においては、厳格な品質管理が求められます。

放射線照射装置および位置照合装置のそれぞれの座標中心（照射系座標中心、照合系座標中心）が一致することで、その精度が担保されます。そのため、放射線照射装置および位置照合装置の品質保証（QA）および精度管理（QC）が適切に行われない場合、誤った位置照準となり、治療成績の低下や有害事象を引き起こす危険性があります。

日本放射線腫瘍学会では、「画像誘導放射線治療の臨床施行のためのガイドライン2022」を策定し、安全かつ適切なIGRTの実施基準を定めています。また、「放射線治療計画ガイドライン2024年版」では、最新の治療計画手法や品質管理の方法が詳しく解説されています。

患者さんの体位固定とマーキング

正確な照射位置決定には、毎回同じ体勢を再現できることが必要不可欠です。

治療計画用CT撮影時には、毎回の放射線治療で同じ体勢がとりやすく、かつ治療中の苦痛も少ない体勢を考慮します。基本的な体勢は仰向けですが、照射する部位によっては腕を挙上したり、特殊な体勢をとることもあります。

体勢を再現しやすくするために、固定具（マスクや体を包み込むベッドなど）を作成します。頭頸部の治療では、顔面を覆うシェル（お面のような固定具）を使用することが一般的です。胸部や腹部の治療では、専用の枕や体位固定クッションを使用します。

体勢が決定した後、体の前面や両側面に油性ペンなどでマーキングをします。このマーキングは、治療当日に治療室内でも治療計画用CT撮影時と同じ体勢を取るために必要な目印となります。マーキングは強くこすったり拭いたりすると消えてしまいますので、治療期間中は消えないように注意が必要です。

最新技術の展望

放射線治療の照射位置決定技術は、今後もさらに進化していくと考えられます。

AIを活用した自動輪郭描出や線量計算の高速化、MRIガイド下放射線治療（MR-IGRT）による軟組織のリアルタイム可視化、即時適応放射線治療（ART）による日々の腫瘍変化への対応など、新しい技術が次々と開発されています。

これらの技術により、より個別化された精密な治療が可能になり、がん患者さんの治療成績向上と副作用軽減が期待されています。

がんの放射線治療における照射位置の決定は、患者さんの治療効果を最大化し、副作用を最小限に抑えるための重要なプロセスです。X線シミュレータから始まり、CTシミュレータ、そして最新のIGRTへと技術は進化し続けており、現在では極めて高精度な照射が可能になっています。

実際の治療では、放射線腫瘍医を中心とした専門チームが、患者さん一人ひとりの状態に合わせて最適な照射位置を決定しています。放射線治療を受ける患者さんは、担当医からこれらの技術について説明を受け、治療の目的や方法、副作用への対処法などについて十分に理解した上で治療を受けることが大切です。

参考文献・出典情報

1. 放射線治療の手順 - 北海道がん放射線治療研究会 http://www.hgrt.org/presentation/presentation_RT_4.html
2. 日本放射線腫瘍学会 放射線治療計画ガイドライン https://www.jastro.or.jp/medicalpersonnel/guideline/2020/01general_remarks.pdf
3. 国立国際医療研究センター病院 放射線治療計画 https://www.hosp.jihs.go.jp/s036/010/index.html
4. 国立がん研究センター東病院 X線治療 https://www.ncc.go.jp/jp/ncce/division/radiation_technology/treatment_technique/PhotonBeamTherapy/20180704194704.html
5. 京都大学医学部附属病院 画像誘導放射線治療（IGRT） https://radiotherapy.kuhp.kyoto-u.ac.jp/introduction/%E7%94%BB%E5%83%8F%E8%AA%98%E5%B0%8E%E6%94%BE%E5%B0%84%E7%B7%9A%E6%B2%BB%E7%99%82igrt.html
6. 日本放射線腫瘍学会 画像誘導放射線治療の臨床施行のためのガイドライン2022 https://www.jastro.or.jp/medicalpersonnel/guideline/20221126.pdf
7. 国立がん研究センター がん情報サービス 放射線治療の種類と方法 https://ganjoho.jp/public/dia_tre/treatment/radiotherapy/rt_03.html
8. 慶應義塾大学医学部放射線科学教室 定位放射線治療について http://rad.med.keio.ac.jp/rx/medical/cont09/