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문제 정의
- 자궁암의 방사선 치료에서도 인접한 직장이나 방광의 방사선 조사량이 증가하면 부작용도 증가한다는 보고들이 있어서 근접치료 계획을 세울 때 이들 기관에 조사되는 방사선량을 고려하여 종양에 조사하는 방사선량을 조절한 다I) 고선량율 근접방사선치료가 시작되어 치료에 사용한 지도 수십년 이상 되었고 주변 장기에 대한 방사선량을 측정하는 방법도 다양하게 개발되어 사용되고 있지만 실제로 임상에 적용하기에는 어려운 점이 많고 조사되는 방사선량을 측정하는 방법도 다양하며 직장선량을 직접 측정하는 것이 임상적으로 의미 있다는 주장과 그 반대의 주장들이 공존한다.본원이 보유하고 있는 방사선 조사량 측정장치인 in vivo 다 이오드 검출기를 이용하여 자궁암 환자에서 고선량율강내 방사선치료를 시행할 때 직장에 조사되는 방사선량을 측정하여 전산화 치료 계획 시스템에 의해 계산된 직장선량값과 차이를 비교 분석하기 위해 본 연구를 진행하였다.
제안 방법
- 9명의 환자 당 치료 시마다 다이오드 검출기를 넣고 찍은 엑스선 사진을 토대로 전산화 계획용 시스템으로 직장 기준 점 5개의 선량을 계산하고, 실제로 치료시 직장내 검출기 5개 점에서 측정한 선량과의 차이분포를 백분율로서 각 환자별로 표시하였다(Fig. 3). 총 44회에 걸친 측정이고 각각 5점에서 측정하였으므로 측정값은 총 220개 기준점에서 시행되었으나 전산상 오류로 4개점은 측정이 안 되어 총 216개점에 대해서만 비교할 수 있었다.
- 2001년 6월부터 2002년 2월까지 본원에서 자궁강 내에 tandem을 삽입하고 질상부에 ovoids를 이용하여 3개 채널에 Mdium-192 동 위원소가 삽입되어 고선량율 강 내 방사선치료를 시행받은 자궁경부암 환자 중 in vivo dosimetry 장치인 다이오드 검출기를 무리 없이 삽입할 수 있었던 환자들을 대상으로 하였고, 9명에서 시행한 44회의 강내 치료에서 직장선량 분석이 가능하였다. 강 내 방사선치료를 하기에 앞서 모의치료실에서 강내방사선치료시와 같은 자세로 치료설계를 시행하였다. 환자의 다리 길이에 맞게 조절한 다리걸이를 테이블 양쪽에 걸고 환자가 다리걸이에 다리를 편안히 올려놓은 자세로 눕는다.
- 대상 환자 9명에서 모의 치료 설계시와 강내치료시에 직 장내 다이오드 검출기를 삽입하고 찍은 필름과 강내방사선 치료 중 검출기에 측정된 직장방사선량을 이용하여 결과를 분석하였다. 환자 당 검출기로 측정이 가능하였던 횟수는 2~8회까지였고 9명의 환자에서 총 44회의 강내 치료에서 엑스선 필름 촬영과 측정이 가능하였다.
- 실제로 치료설계 시에 직장에 검출기를 넣고 찍은 필름과 직장 내에 조영제를 넣고 찍은 필름을 비교해 보면 직장 내 검출기는 직장벽 전방부에 밀착되지 않고 약간 떨어진 공간에 위치하게 되므로 직장의 가장 전방부벽에 해당하는 ICRU 38의 기준점과 정확히 일치하지는 않지만 측정치와 비교해야 하는 관계로 편의상 필름상 보이는 검출기의 표시점들을 전산으로 계산하고 비교하였다. 본 연구에 사용한 직장용 검출기는 1.5 cm 간격으로 5점의 점 선 량을 측정할 수 있어서 직장을 따라 R1-R5 점까지 측정하였으며 ICRU 38 의 직장기준점 중 R에 가장 근접한 검출기의 점을 부분을 Rs (simulation시 rectal reference point)로 정하고 이를 기준으로 환자의 매치료 시마다 검출기를 같은 위치에 넣고 전방측방 사진을 촬영하고 이를 다시 전산화 프로그램을 이용하여 계산한 다음 처음 모의치료 설계시와 실제 분할 강내치 료시 검출기에 측정된 선량값과 비교 분석하였다.
- 환자 당 검출기로 측정이 가능하였던 횟수는 2~8회까지였고 9명의 환자에서 총 44회의 강내 치료에서 엑스선 필름 촬영과 측정이 가능하였다. 본 연구에서는 근접방 사선 치료에서의 선량과 부피의 특성에 대한 보고인 ICRU (International Commission on Radiation Units) 38번 보고서에서 10) 권고하는 직장 기준점 중 측방방사선필름 상 자궁강 내 tandem 내부에 부하된 방사선 동위원소 중 가장 아래 부분에서 전후방으로 연결한 연장선에서 후질벽 후방 5 mm를 직 장기준점(R)으로 정하여 점선량을 전산화 계획 시스템으로 계산하였다(Fig. 2). 실제로 치료설계 시에 직장에 검출기를 넣고 찍은 필름과 직장 내에 조영제를 넣고 찍은 필름을 비교해 보면 직장 내 검출기는 직장벽 전방부에 밀착되지 않고 약간 떨어진 공간에 위치하게 되므로 직장의 가장 전방부벽에 해당하는 ICRU 38의 기준점과 정확히 일치하지는 않지만 측정치와 비교해야 하는 관계로 편의상 필름상 보이는 검출기의 표시점들을 전산으로 계산하고 비교하였다.
- 2일이며 점선원의 간격은 5 mm로 하여 계획하고 치료하였다. 분할 강 내 치료시마다 강내 치료기구와 검출기를 넣고 전후방과 측방으로 사진을 찍고 이를 이용하여 다시 전산화 치료 계획 시스템으로 점선량에 대한 계산을 시행하였므 여 이 값을 실제 강내치료 시에 측정된 선량과 비교하였다. 반도체 검출기는 직장 측정용인 fivefold 검출기(PTW사, type 9112)와 방광 측정용인 single fold 검출기(PTW사, type 이13)을 이용하였다.
- 2). 실제로 치료설계 시에 직장에 검출기를 넣고 찍은 필름과 직장 내에 조영제를 넣고 찍은 필름을 비교해 보면 직장 내 검출기는 직장벽 전방부에 밀착되지 않고 약간 떨어진 공간에 위치하게 되므로 직장의 가장 전방부벽에 해당하는 ICRU 38의 기준점과 정확히 일치하지는 않지만 측정치와 비교해야 하는 관계로 편의상 필름상 보이는 검출기의 표시점들을 전산으로 계산하고 비교하였다. 본 연구에 사용한 직장용 검출기는 1.
- 일반적인 자궁암의 고선량율 강내 치료 설계 방법은 강내치료 설계시에 촬영한 필름에서 A점에 처방하는 선량에 따라 직장의 기준점 선량 값이 나오면 이를 계획한 분할 치료 회수만큼 곱하여 강내 치료시의 총 직장선량을 계산한다. 이 값을 외부 치료 선량과 합하여 총직장 선량으로 계산하고 이를 기준으로 치료설계를 최적화한다. 본 결과를 통해 확인된 차이를 고려한다면 처음에 처방하고 계산한 인접 장기선량으로만으로 전체 선량을 계산하여 판단하고 재확인 작업 없이 분할고선량율 강내치료를 진행하는 것은 적절하지 않다고 생각한다.
- 1). 이렇게 촬영한 필름을 기초로 하여 Nucletron 사의 전산화 계획 시스템인 BPS (version 13.7)를 이용하여 직장이나 방광 등 주변 정상조직 에는 적은 선량이 조사되면서 치료하고자 하는 종양 부위와 A점에는 원하는 처방 선량이 충분히 조사되도록 최적화 과정을 통해 전산화강내 치료계획을 수립한다. A점의 처방선량은 환자의 병기, 종양 상태와 주변 정상조직에 조사되는 계획선량에 따라 분할 치료 당 A점에 3.
- 폴리 요도관을 삽관하여 조영제 7 cc를 넣어 부풀리고 직장 내에 7 mm 직경의 직장용 다이오드 검출기를 특수 제작된 얇은 고무 튜브에 넣어 직장에 가능한 깊이 삽입한다. 자궁 입구 부위를 중심 회전축으로 하여 전후방과 측방에서 각각 엑스선 필름을 촬영한다. 폴리요도관으로 부풀린 부위를 확인한 후 빼고 대신 직경 3 mm 인 방광용 검출기를 방광 내로 같은 위치에 삽입하고, 직장용 검출기를 빼고 직장 튜브를 통해 50cc의 조영제를 넣고 같은 중심축에서 다시 전후방과 측 방향의 엑스선 사진을 촬영한다(Fig.
- 한편 Deshepande 등21)은 자궁암 환자에서 Cs-137 저선량율 강 내 방사선 치료를 182회 간 치료하면서 최대 직장선량 기준점에 대해 자료를 분석하였다. 직장 표시기(rectal marker)를 넣고 5 mm 전방에서 ICRU 38에서 권고하는 직장선량 기준점 R1과 R2를 표시하고 추가로 2개의 직장선량점을 R3, R4로 정하여 선량값들을 비교하였다. R1 보다 1 cm 두경부 방향인 직 장 기준점을 R3로 R2보다 1 cm 항문 쪽을 R4로 정한 후 전산화 계획 시스템에서 선량을 계산하고 판톰에서 LiF 리본을 이용하여 방사선량 열형 광 측정법으로 측정한 결과를 비교하여 양쪽값이 어느 정도 일치한다는 사실을 확인하였다.
- 자궁 입구 부위를 중심 회전축으로 하여 전후방과 측방에서 각각 엑스선 필름을 촬영한다. 폴리요도관으로 부풀린 부위를 확인한 후 빼고 대신 직경 3 mm 인 방광용 검출기를 방광 내로 같은 위치에 삽입하고, 직장용 검출기를 빼고 직장 튜브를 통해 50cc의 조영제를 넣고 같은 중심축에서 다시 전후방과 측 방향의 엑스선 사진을 촬영한다(Fig. 1). 이렇게 촬영한 필름을 기초로 하여 Nucletron 사의 전산화 계획 시스템인 BPS (version 13.
대상 데이터
- 2001년 6월부터 2002년 2월까지 본원에서 자궁강 내에 tandem을 삽입하고 질상부에 ovoids를 이용하여 3개 채널에 Mdium-192 동 위원소가 삽입되어 고선량율 강 내 방사선치료를 시행받은 자궁경부암 환자 중 in vivo dosimetry 장치인 다이오드 검출기를 무리 없이 삽입할 수 있었던 환자들을 대상으로 하였고, 9명에서 시행한 44회의 강내 치료에서 직장선량 분석이 가능하였다. 강 내 방사선치료를 하기에 앞서 모의치료실에서 강내방사선치료시와 같은 자세로 치료설계를 시행하였다.
- Table 1은 모의치료 시 촬영한 필름을 기준으로 한 직장기 준점 Rs와 매강내치료시 찍은 필름으로 검출기의 위치에 따라 다시 전산화 계획 시스템으로 계산한 직장기준점 Rc 값과의 차이를 보여주는 것으로 환자 1~4번에서는 차폐되는 부분이 있는 ovoid (gold shielded ovoids)를 사용하였고 환자 5~9번 환자에서는 질이 좁아서 차폐가 없는 소형 ovoids (non-shielded mini ovoids)를 사용하였다. Nucletron 사의 전산화 계획 시스템인 BPS (vereion 13.
- 0 Gy로 처방하였으며 총 강내선량은 A 점에 28 - 32 Gy 조사되도록 하였다. 사용한 동위원소인 Iridium-192 선원의 반감기는 74.2일이며 점선원의 간격은 5 mm로 하여 계획하고 치료하였다. 분할 강 내 치료시마다 강내 치료기구와 검출기를 넣고 전후방과 측방으로 사진을 찍고 이를 이용하여 다시 전산화 치료 계획 시스템으로 점선량에 대한 계산을 시행하였므 여 이 값을 실제 강내치료 시에 측정된 선량과 비교하였다.
- 3). 총 44회에 걸친 측정이고 각각 5점에서 측정하였으므로 측정값은 총 220개 기준점에서 시행되었으나 전산상 오류로 4개점은 측정이 안 되어 총 216개점에 대해서만 비교할 수 있었다. 치료 시 엑스선 사진상의 점 선량과 측정선량 간 차이의 범위는 측정치가 더 많았던 쪽은 +0.
이론/모형
- 분할 강 내 치료시마다 강내 치료기구와 검출기를 넣고 전후방과 측방으로 사진을 찍고 이를 이용하여 다시 전산화 치료 계획 시스템으로 점선량에 대한 계산을 시행하였므 여 이 값을 실제 강내치료 시에 측정된 선량과 비교하였다. 반도체 검출기는 직장 측정용인 fivefold 검출기(PTW사, type 9112)와 방광 측정용인 single fold 검출기(PTW사, type 이13)을 이용하였다. 반도체 검출기는 에너지의존성이 있는 단점이 있으나 사용이 간편하고 감도와 공간분해능이 뛰어난 것으로 알려져 있다.
성능/효과
- 7)은 아직까지 차폐형 ovoids 내에 있는 차폐부가 선량에 미치는 영향을 전산시스템에 반영하지 못하고 있다. (Rc-Rs)/Rs를 백분율(100)로 비교한 것이므로 Rs 값보다 Rc 계산치가 더 작았던 경우들은 (-) 로 표시되고 더 많았던 경우는 (+) 로 표시되는데 환자 당 오차의 평균은 -0.3~+29.8% 까지로 환자별로 그 차이가 상당히 달라지며 강내 치료 분할당으로 살펴보면 차이가 적게는 2.6%이고 가장 큰 경우는 치료시 찍은 필름으로 계산한 직장선량이 모의 설계 시보다 79.2%나 많은 경우도 있었다. Table 2는 모의치료 시 필름상 직장기준점(Rs) 과 강내치료 시 검출기에서 측정된 값(Rm)을 백분율로[100(Rm-Rs)/Rs]비교한 값들이다.
- 1%)로 가장 많았으며 ICRU 38에서 권고하는 직장기준점 2가지 중에 질 삽입기구인 colpostat의 중간점을 기준으로 하는 점(R2)이 직장 최대 방사선량 기준점으로 더 적절하며 또 다른 직장선량 기준점인 R1 보다는 오히려 항문 쪽 에 가까운 점인 R4에서 최대 선량이 나온 경우가 많았다는 결과가 나와 이 전 Lahtinen의 결과와는 상이하였다.21) 본 연구에서는 ICRU 38의 직장 기준점 중 위에서 설명한 R1에 해당하는 점을 기준으로 자료를 분석했는데 검출기의 5개의 기준점 중위에서 언급한 R1 (본연구에서는 Rs 라고 하였슴) 기준점이 5점 중 최대 선량점과 일치하는 경우가 9명 중 2명에 서 있었고 7명에서는 다른 지점의 선량이 직장 최대 선량점으로 나와 일치율이 22.2%에 불과하였다. 본 연구 결과와 Lahtinen 등20)의 결과를 통해서 ICRU 38의 직장 기준점인 R1 이나 R2 등 하나의 직장 기준점만을 가지고 직장 최대 선량을 계산하고 이를 기준으로 선량을 최적화하는 것은 적당하지 않다고 생각하며, 가능하면 여러 개의 직장 기준점에 대해서 전산상계산 및 실측이 이루어져야 한다고 생각한다.
- Lahtinen 등20)은 치료 설계용 전산시스템을 이용하여 자궁암 환자에서 직장의 기준점 선량을 계산하고 이를 열형 광 측정법 (Thermoluminescent dosimetry) 으로 측정한 선량과 비교했다. ICRU 38에서 정의하는 2가지의 직장선량의 기준점을 각각 R1 (측방방사선필름에서 자궁강 내 부하된 방사선원 중 가장 아래 부분을 기준점으로 하여 전후방으로 연장한 선상에서 후질벽 후방 5 mm 지점)점과 R2 (측방방사선필 름상 질상부에 삽입되는 colpostat 중간부위를 기준점으로 하여 전후방으로 연장한 선상에서 후질벽 후방 5mm 지점)점으로 정하여 (Fig. 1) 비교해본 결과 두 점 모두 최대 직장 선량점 값을 잘 반영하므로 자궁암의 강내방사선치료 설계시 ICRU 38에서 권고하는 2가지의 직장 기준점 모두 최대 직장선량 기준점으로 생각하여도 타당하다고 주장하였다. 한편 Deshepande 등21)은 자궁암 환자에서 Cs-137 저선량율 강 내 방사선 치료를 182회 간 치료하면서 최대 직장선량 기준점에 대해 자료를 분석하였다.
- 직장 표시기(rectal marker)를 넣고 5 mm 전방에서 ICRU 38에서 권고하는 직장선량 기준점 R1과 R2를 표시하고 추가로 2개의 직장선량점을 R3, R4로 정하여 선량값들을 비교하였다. R1 보다 1 cm 두경부 방향인 직 장 기준점을 R3로 R2보다 1 cm 항문 쪽을 R4로 정한 후 전산화 계획 시스템에서 선량을 계산하고 판톰에서 LiF 리본을 이용하여 방사선량 열형 광 측정법으로 측정한 결과를 비교하여 양쪽값이 어느 정도 일치한다는 사실을 확인하였다. 총 182회의 강내 치료 중 최대 직장선량이 측정된 기준점을 순서대로 보면 R2에서 최대 직장기준선량이 나온 경우가 113회(62.
- 즉 측정선량과 계산선량의 차이가 그리 심하지 않고 20% 이내에 측정치의 80% 이상이 포함된다는 것을 고려할 때, 직접 직장선량을 측정할 수 없는 경우에라도 최소한강 내 치료시마다 측방 투시에서 직장 표시기 등을 넣어 직장의 위치를 모의치료 시에 찍은 필름과 비교하여 위치와 거리를 확인하는 것이 고선량 강내 치료에서 필수적인 중요한 과정이라고 생각한다. 또한 본 연구에서는 직장의 기준점을 일단 ICRU 38에서 기준으로 하는 점 중에 측방방사선 필름상 강내동위원소 중 가장 아래쪽에 위치한 점에서 전후방 연결선상의 질 후벽 5 mm 를 기준으로 한 점을 가지고 컴퓨터로 계산을 시행하여 보았는데 직장검출기의 5점에서 계산한 결과 5점 중 Rs가 직장검출기 5점 중 최대 선량점과 일치하는 경우가 2명(2/9=22.2%)에서 있었고 7명에서는 그 점의 선량보다 오히려 다른 점의 선량점이 최대 조사 지점으 로 나왔으며 오차범위는 12.5~34.2% 정도였고 이와 같은 결과로서 한 개의 직장 기준점만 계산하여 설계 시 최적화하는 방법은 가장 적절한 방법은 아니라고 생각한다.
- R1 보다 1 cm 두경부 방향인 직 장 기준점을 R3로 R2보다 1 cm 항문 쪽을 R4로 정한 후 전산화 계획 시스템에서 선량을 계산하고 판톰에서 LiF 리본을 이용하여 방사선량 열형 광 측정법으로 측정한 결과를 비교하여 양쪽값이 어느 정도 일치한다는 사실을 확인하였다. 총 182회의 강내 치료 중 최대 직장선량이 측정된 기준점을 순서대로 보면 R2에서 최대 직장기준선량이 나온 경우가 113회(62.1%)로 가장 많았으며 ICRU 38에서 권고하는 직장기준점 2가지 중에 질 삽입기구인 colpostat의 중간점을 기준으로 하는 점(R2)이 직장 최대 방사선량 기준점으로 더 적절하며 또 다른 직장선량 기준점인 R1 보다는 오히려 항문 쪽 에 가까운 점인 R4에서 최대 선량이 나온 경우가 많았다는 결과가 나와 이 전 Lahtinen의 결과와는 상이하였다.21) 본 연구에서는 ICRU 38의 직장 기준점 중 위에서 설명한 R1에 해당하는 점을 기준으로 자료를 분석했는데 검출기의 5개의 기준점 중위에서 언급한 R1 (본연구에서는 Rs 라고 하였슴) 기준점이 5점 중 최대 선량점과 일치하는 경우가 9명 중 2명에 서 있었고 7명에서는 다른 지점의 선량이 직장 최대 선량점으로 나와 일치율이 22.
- 대상 환자 9명에서 모의 치료 설계시와 강내치료시에 직 장내 다이오드 검출기를 삽입하고 찍은 필름과 강내방사선 치료 중 검출기에 측정된 직장방사선량을 이용하여 결과를 분석하였다. 환자 당 검출기로 측정이 가능하였던 횟수는 2~8회까지였고 9명의 환자에서 총 44회의 강내 치료에서 엑스선 필름 촬영과 측정이 가능하였다. 본 연구에서는 근접방 사선 치료에서의 선량과 부피의 특성에 대한 보고인 ICRU (International Commission on Radiation Units) 38번 보고서에서 10) 권고하는 직장 기준점 중 측방방사선필름 상 자궁강 내 tandem 내부에 부하된 방사선 동위원소 중 가장 아래 부분에서 전후방으로 연결한 연장선에서 후질벽 후방 5 mm를 직 장기준점(R)으로 정하여 점선량을 전산화 계획 시스템으로 계산하였다(Fig.
- Table 2는 모의치료 시 필름상 직장기준점(Rs) 과 강내치료 시 검출기에서 측정된 값(Rm)을 백분율로[100(Rm-Rs)/Rs]비교한 값들이다. 환자 당 오차의 평균은 +6.7~+60.8% 까지로 다양하며 총 44회의 강내 치료 분할당으로 살펴보면 1.5%에서 많게는 계획시 선량의 2배에 가까운 99.1%까지 많이 측정된 분할도 있었다. Table 3은 각 환자의 모의 치료 시 검출기를 넣고 찍은 필름을 기준으로 전산화 계획 시스템에서 계산한 5개의 직장기준점 계산값들과 매 강내 치료 시 찍은 필름 상 계산된 직장 기준점 5개의 선량들을 비교하여 그 차이를 백분율로 분석한 표로서 5개의 직장 기준점에서 모의치료 시 필름상 계산한 값보다 치료시 계산한 값이 작았던 경우들은 (-)로 표시되고 많았던 경우는 (+)로 표시되는데 환자들에 따라 그 차이가 매우 다양하여 -0.
후속연구
- 이 값을 외부 치료 선량과 합하여 총직장 선량으로 계산하고 이를 기준으로 치료설계를 최적화한다. 본 결과를 통해 확인된 차이를 고려한다면 처음에 처방하고 계산한 인접 장기선량으로만으로 전체 선량을 계산하여 판단하고 재확인 작업 없이 분할고선량율 강내치료를 진행하는 것은 적절하지 않다고 생각한다. 분할 강내치료를 할 때에 매번 환자에서 직장의 선량을 실측하는 것이 가장 좋겠지만 각 치료기관의 여건상 불가능하다면 최소한 매분할 치료 직전에 강내치료기구를 삽입한 후 투시 가능한 직장 표지기 (rectal marker) 를 삽입하고 전후방과 측방투시를 하거나 엑스선 사진을 촬영하여 강내 치료기구와 직장 표지기의 위치와 거리를 확인하는 과정을 거쳐야 한다.
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