강도 변조 방사선 치료
◼강도변조 방사선치료(IMRT: Intensity Modulated Radiotherapy)란
강도변조 방사선 치료는 방사선 차폐 장치인 다엽 콜리메이터를 컴퓨터로 정밀하게 조절하여, 방사선 조사 범위를 수백 개의 조각으로 나누어 개별적으로 선량을 조사하는 방식의 최첨단 방사선치료 방법이다. 이러한 방식으로 기존의 3차원 입체조형 치료보다 더욱 정밀한 방사선 치료가 가능하며, 정상 조직에 나타나는 부작용을 최소화할 수 있다.
◼강도변조 방사선 치료의 원리
강도변조 방사선치료는 치료 계획, 치료, 치료 검증 등 치료의 전 과정에서 고도의 정밀성이 요구되며 모든 치료 과정은 컴퓨터로 분석된 데이트를 바탕으로 이루어진다. 마치 화가가 정밀한 그림을 그리듯 방사선량을 조절할 수 있어 암 부위만 집중적으로 치료하는 것이 가능하다. 그러므로 강도 변조 방사선 치료는 기존 방사선 치료에 비해 방사선 치료로 인한 부작용 발생은 최소화하면서 암의 완치율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
◼강도변조 방사선치료의 적응증
강도변조 방사선치료는 암 부위에 특이적으로 방사선량을 많이 조사할 수 있으므로 모든 종량이 대상이 되지만, 치료가 복잡하여 치료준비 및 치료시간이 오래 걸리고, 치료비가 매우 비싸다. 따라서 기존 방사선치료에서 심각한 부작용이 나타나는 경우가 특히 강도변조 방사선치료의 대상이 되고 있다.
- 두경부암
비인두암, 인두암, 하인두암, 구강암, 성문암 등은 기존 방사선 치료 시 침샘 파괴로 인한 구강 건조증이 문제가 되는데, 강도 변조 방사선치료를 통해 침샘으로의 방사선량을 최소화하여 구강 건조증을 감소시킬 수 있다.
- 전립선암의 경우에는 전립선과 직장, 방광이 매우 근접하게 위치하여 기존 방사선 치료로는 합병증 없이 전립선암 부위에 충분한 양의 방사선을 조사하여 치료하기가 어려웠다. 이러한 경우 강도변조 방사선치료를 이용하여 직장, 방광 등 정상 장기에 대한 방사선 치료 합병증을 최소화하면서 암 완치율을 높일 수 있게 되었다.
- 최근에는 뇌종양, 자궁경부암, 간암, 폐암, 유방암 등 거의 모든 암에 강도변조 방사선치료가 적용되고 있으며 그 적용 영역이 확대되고 있다.
▶토모 치료 및 영상 유도 방사선 치료
◼영상유도 방사선치료(IGRT : Image quided radiotherapy)란
방사선 치료 기기에 CT, MRI, PET와 같은 영상 장치 기능을 추가시킴으로 치료 전과 후의 신체 내 종양의 이미지 변화를 3차원적으로 비교할 수 있다. 이로 인하여 치료 종양의 크기 및 위치의 치료 시마다 관찰하여 오차를 최소화할 수 있으며, 종양 조직을 정상 조직과 정확히 구별할 수 있어 종양의 비정상 정도나 장기의 기능 중요도에 따라 최적의 치료선량을 부여할 수 있게 되었다. 영상유도 방사선치료란 이러한 방법을 이용하여 시술하는 치료 기술을 총칭하며, 토모 치료도 영상유도 방사선치료 기술을 이용한 치료방법의 하나이다.
◼영상유도 방사선치료의 필요성
장기 분할치료 시에는 환자의 상태와 장기의 위치 변화에 따라 변화하는 치료 부위의 정확한 위치 확인이 필요하다. 또한 방사선치료로 인한 종양의 위치, 크기 및 형태의 변화 등의 표적 변화가 발생하는데, 이로 인한 부정적 효과를 최소화 하기 위해서는 영상촬영을 통해 계속적으로 종양의 크기 및 위치를 확인하는 것이 중요하다.
◼영상유도 방사선치료의 적응증
- 전립선암 - 뇌종양 - 폐암 - 두경부암 - 간암
◼토모치료(Tomography)
토모치료기는 고에너지 엑스레이를 이용한 방사선 치료기와 전산화단층촬영이 가능한 CT(Computerized Tomography)를 접합한 최첨단 방사선 치료기이다. 이 치료기를 이용하여 치료 전 종양 위치를 실시간 확인하고, 영상유도 방사선치료를 시행하는 것이 토모치료이다. 다른 치료기와 달리 CT와 같은 모양을 하고 있어 '토모치료기'라고 불린다. 이 치료기의 특징은 360도 회전하면서 정교히 계산된 5만개 이상의 작은 방사선 조각을 360도 회전하면서 조사하여 나선형의 강도변조 방사선치료를 구현한다는 것이다.
▶양성자 치료
◼ 양성자치료란방사선치료의 하나로, 수소 원자핵을 가속하여 얻은 분리된 양성자를 이용하여 환자를 치료하는 암 치료법을 말한다.
◼양성자의 특징
- 브래그피크
양성자는 물질 내에서 멈추기 직전까지는 방사선을 거의 방출하지 않고 대부분의 방사선량(80% 정도)을 멈출 때 방출한다. 이 특성을 '브래그피크;라고 한다.
- 양성자는 광자나 전자와 달리 신체 표면에서는 빠른 속도로 진행하고 심부에서 느린 속도로 진행하는 특성이 있다. 양성자의 이러한 특성이 치료에 이용하고 있다.
◼양성자 치료의 장점
- 양성자 방사선이 암 표적 부위에 도달하기 전까지 일반 정상 조직에는 거의 방사선을 조사하지 않기 때문에 정상 조직에 나타나는 방사선부작용을 줄일 수 있다.
- 양성자 방사선이 암표적 부위에만 대부분의 방사선을 조사하고 멈추므로 표적 뒤에 있는 정상 조직은 방사선의 영향을 전혀 받지 않는다.
- 양성자를 인체 내에 조사하여 원하는 부위에 고선량의 방사선을 집중할 수 있다.
- 표적 부위 중에서도 작고 특정한 부위에만 집중하여 원하는 방사선량을 집중적으로 조사하는 것이 가능하며, 양성자의 에너지를 다양하게 조절하여 암 치료에 필요한 깊이 만큼만 방사선량을 조사할 수도 있다.
- 양성자는 방사선 질도가 광자나 전자에 비해 최소한 5배 이상 높아서 동일한 방사선량으로도 광자나 전자에 비해 훨씬 높은 치료 효과를 나타낼 수 있다.
◼양성자치료의 즉응증
- 안종양 : 맥락막 흑색종, 망막모세종, 맥락막 전이암, 안구횡문근육종, 눈물샘 종양
- 복부 종양 : 간암, 췌장암, 연조직 육종(후복막 육종), 절제 불가능하거나 국소 재발된 종양
- 뇌신경계 종양 : 뇌교종, 청신경초종, 뇌하수체선종, 뇌수막종, 두개 인두종, 척색종, 골육종, 연골육종, 뇌전이암, 안구교종, 뇌동정맥 기형
- 두경부 종양 : 구인두암, 비인두암, 연조직 육종, 절제 불가능하거나 재발된 종양
- 흉부 종양 : 폐암, 식도암, 척수 부근 연조직 육종, 연골 육종, 척색종, 절제 불가능하거나 국소 재발된 종양
- 골반부종양 : 전립선암, 자궁경부암, 연조직 육종, 절제 불가능하거나 재발된 대장암, 절제 불가능하거나 국소 재발된 골반종양
◼양성자치료 사례
- 망막모세포종(남아 3세, 오른쪽 눈)의 치료 사례 : 눈 안의 종양이 양성자치료 후 안구손상 없이 치료되었다.
- 간세포암종(여자 59세, 오른쪽 간)의 치료 사례 : 양성자치료 후 10개월 지난 CT상 주변 간손상 없이 종양이 소실되었다.
- 폐암(여자 83세, 오른쪽 폐)의 치료사례 : 양성자치료 후 종양이 흔적만 남앗으며 주변 폐의 손상이 전혀 관찰되지 않았다.
◼양성자치료 순서
- 1. 치료 자세 고정 및 CT 모의치료
방사선 치료 계획을 세우는 단계로 치료 부위와 치료 자세를 결정 후 치료 자세 유지를 위한 고정용구 제작 및 치료 부위 촬영, 치료 부위 표시 등을 하게 된다. CT 모의치료의 경우 CT 모의치료기 (모의치료기와 CT장치를 합쳐서 개발된 최신형 모의치료 장비)를 이용하여 치료계획을 세우는 것으로 이를 통해 적절한 위치 결정과 정확한 선량 분포 계산을 즉시 시행할 수 있다. 소요되는 시간은 환자에 따라 차이는 있지만 약 30분에서 1시간 정도가 소요된다. 종양의 특성에 따라 모의 치료를 여러 번 하게 되는 경우도 있다.
- 2. 컴퓨터 치료계획 수립 및 정도관리
모의치료시 결정된 자료를 토대로 치료 계획용 컴퓨터를 이용하여 가장 효율적이고 최적의 치료방법을 고안하는 과정이다.
전산화 치료 계획을 위해서는 전산화단층촬영(CT)영상, 자기공명영상, 양전자방출단층촬영(PET/CT)영상, 혈관조영영상 등 환자의 종양 위치 및 분포 정보를 파악할 수 있는 모든 정보가 동원된다. 먼저 이들 영상을 치료 계획용 컴퓨터에 입력하고 그 후에는 입력된 영상에 병변과 주변 장기 등을 그려 넣게 된다.
입력이 완료된 후에는 컴퓨터를 이용하여 환자의 종양 및 신체 정보를 삼차원적으로 재구성해서 종양의 모습을 환자의 몸 안에서 직접 보는 것처럼 입체적으로 관찰할 수 있다.
이를 이용하여 종양과 주변 장기와의 위치를 고려하여 종양에 최대한의 선량이 분포되게 하고 주변의 정상 조직에 최소한의 선량이 분포되도록 치료계획을 수립하게 되는데, 이러한 과정에서 통상적으로 2주 정도가 소요된다.
- 3. 디지털 영상 포지셔닝 시스템을 이용한 위치 확인
모든 준비가 끝나면 양성자치료 장치(가속기)를 이용하여 치료계획에 맞춰 치료를 시행하게 된다. 환자는 모의촬영 시와 동일한 자세를 유지하며, 치료 전 양성자치료기는 이러한 영상유도 방사선치료 방법을 채택하여 매일 치료부위의 디지털 영상유도 시스템(DIPS : Digital Image Positioning System)위치를 확인하고 치료를 시행한다.
- 4. 양성자 치료
1회 치료 시 보통 20분에서 40분 가량의 시간이 소요된다. 실제 양성자 빔에 노출되는 시간은 1분 가량인데 이 동안 환자는 양성자 빔에 대한 아무런 느낌도 느낄 수 없다.
