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문제 정의
- 그러나 얼마나 많은 양이 도달하는 지는 치료방법과 치료 환경에 따라 크게 달라질 수 있으며, 따라서 치료에 앞서 이러한 방사선원의 근원에 관한 조사와 정확한 방사선량의 팬텀 측량을 통한 적절한 차폐 구조체의 설계와 그 효과를 검증하는 것은 환자의 치료에 앞서 반드시 선행되어야 하는 사안이다. 따라서 본 연구에서는 태아에게 도달하는 방사선량을 최소한 5 cGy 이하로 낮추어 주기 위하여, 3가지의 차폐 구조물을 설계하였으며, 차폐물의 효과를 검증하기 위하여, 인간형 팬톰을 이용하여 차폐구조물의 유무에 따른 태아에 도달하는 방사선량의 차이를 측정하였다. 또한 실제 환자 치료기간 동안에 생체내(in-vivo) 선량측정을 수행하여, 차폐구조물의 적합성과, 태아의 방사선 선량의 효과적인 감소 효과를 평가하였다.
제안 방법
- 각 측정은 위에서 언급한 차폐구조물을 설치하였을 경우와, 설치하지 않았을 경우 각각에 대하여 측정함으로써 우선 차폐구조물의 차폐효용성을 검증하였다. 각 측정은 다시 세분화 하여, 1.5 cm 두께의 빌드업 캡(Buildup cap)이 있는 경우와 없는 경우 각각을 나눠서 측정함으로써, 빌드업 캡(Buildup cap)의 유무에 따른 방사선량의 변화와, 도달하는 방사선의 성질도 개략적으로 평가하였다. 측정은 우선적으로 빌드업 캡 이 있는 조건과 없는 조건 각각에 대하여 전리함 측정기를 이용하였으며, 이후 서베이메터1)를 이용하여 조사야 경계선으로부터 30 cm 떨어진 부분에서의 저 에너지 광자선에 의한 피폭선 량(exposure dose)을 측정하였다.
- 방사선량 측정 지점은 치료부위의 조사야 경계선으로부터 환자의 복부 방향으로 표면을 따라 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm 떨어진 부분으로 정의 하였다(Fig 5). 각 측정은 위에서 언급한 차폐구조물을 설치하였을 경우와, 설치하지 않았을 경우 각각에 대하여 측정함으로써 우선 차폐구조물의 차폐효용성을 검증하였다. 각 측정은 다시 세분화 하여, 1.
- 다음으로 임산부의 흉부 및 복부에 도달할 수 있는 방사선원을 차폐하기 위하여, 세로밴드(cerrobend) 금속을 이용한 특수 형태의 목 차폐대(Fig 2)를 성형하였다. 목 차폐대의 경우는 세로벤드를 미리 고안된 성형 틀에 부어서 제작하였으며, 이는 가운데를 중심으로 두 부분으로 분리될 수 있기 때문에 환자의 목에 부착 및 탈착이 매우 용이하다.
- 따라서 본 연구에서는 태아에게 도달하는 방사선량을 최소한 5 cGy 이하로 낮추어 주기 위하여, 3가지의 차폐 구조물을 설계하였으며, 차폐물의 효과를 검증하기 위하여, 인간형 팬톰을 이용하여 차폐구조물의 유무에 따른 태아에 도달하는 방사선량의 차이를 측정하였다. 또한 실제 환자 치료기간 동안에 생체내(in-vivo) 선량측정을 수행하여, 차폐구조물의 적합성과, 태아의 방사선 선량의 효과적인 감소 효과를 평가하였다.
- 측정은 우선적으로 빌드업 캡 이 있는 조건과 없는 조건 각각에 대하여 전리함 측정기를 이용하였으며, 이후 서베이메터1)를 이용하여 조사야 경계선으로부터 30 cm 떨어진 부분에서의 저 에너지 광자선에 의한 피폭선 량(exposure dose)을 측정하였다. 또한 열형광선량계2)를 이용하여 각 측정지점의 선량 및, 조사야 경계로부터 70 cm 떨어진 부분까지 추가로 측정하여 방사선량을 재 확인 하였다.
- 3000 cGy를 조사하였다. 방사선량 측정 지점은 치료부위의 조사야 경계선으로부터 환자의 복부 방향으로 표면을 따라 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm 떨어진 부분으로 정의 하였다(Fig 5). 각 측정은 위에서 언급한 차폐구조물을 설치하였을 경우와, 설치하지 않았을 경우 각각에 대하여 측정함으로써 우선 차폐구조물의 차폐효용성을 검증하였다.
- 37세의 임산부 환자가 발생하였다. 이를 치료하기 위하여 본원에서는 6 MV의 광자선을 사용하여, 18 cm X 22 cm 크기의 조사야 면적에 전체 30 Gy 의 방사선량을 전뇌 영역에 양측 분할로 조사하기로 결정하였다.
- 인간형 팬톰을 선형가속기 테이블 위에 설치한후, 등 선량 중심 치료법을 적용하여, 6 MV 광자선으로 22 cm X 18 cm 의 조사야 크기에 처방 선량 3000 cGy를 조사하였다. 방사선량 측정 지점은 치료부위의 조사야 경계선으로부터 환자의 복부 방향으로 표면을 따라 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm 떨어진 부분으로 정의 하였다(Fig 5).
- 최종적으로 실제 환자의 전뇌 방사선 치료과정에서는 2개의 납 차폐벽이 우선 환자의 양측에 위치하게 되며, 목 차폐대가 환자의 목 부분에 단단히 고정되며, 마지막으로 아크릴 지지대가 환자의 복부 위에 다리구조로 얹어지고, 그 위를 납시트가 빈틈없이 씌워짐으로써, 대부분의 방사선들이 차폐, 혹은 감쇄 되도록 하였다(Fig 4).
- 5 cm 두께의 빌드업 캡(Buildup cap)이 있는 경우와 없는 경우 각각을 나눠서 측정함으로써, 빌드업 캡(Buildup cap)의 유무에 따른 방사선량의 변화와, 도달하는 방사선의 성질도 개략적으로 평가하였다. 측정은 우선적으로 빌드업 캡 이 있는 조건과 없는 조건 각각에 대하여 전리함 측정기를 이용하였으며, 이후 서베이메터1)를 이용하여 조사야 경계선으로부터 30 cm 떨어진 부분에서의 저 에너지 광자선에 의한 피폭선 량(exposure dose)을 측정하였다. 또한 열형광선량계2)를 이용하여 각 측정지점의 선량 및, 조사야 경계로부터 70 cm 떨어진 부분까지 추가로 측정하여 방사선량을 재 확인 하였다.
- 실제 환자 치료 준비 과정에서의 몇 가지 세팅 문제와 치료조건의 제약 사항으로 인하여 생기는 측정기의 설치 제한 때문에 방사선량의 측정 지점은 30 cm과 40 cm 지점으로만 제한하였다. 치료중의 서베이미터의 눈금은 치료실에 설치된 CCTV를 이용하여 치료빔이 나가는 동안에 제어실에서 실시간으로 확인 하였다.
- 환자에게 방사선이 조사되는 동안에는 위의 팬톰에서 정의하였던 측정 지점들에 대하여 다시 전리함 측정기와 서베이메터를 이용한 측정을 수행하였다. 실제 환자 치료 준비 과정에서의 몇 가지 세팅 문제와 치료조건의 제약 사항으로 인하여 생기는 측정기의 설치 제한 때문에 방사선량의 측정 지점은 30 cm과 40 cm 지점으로만 제한하였다.
대상 데이터
- 본원에서는 유방암에서 두부로의 종양의 전이에 의한 전뇌 방사선 치료를 요구하는 임신 24주차인 37세의 임산부 환자가 발생하였다. 이를 치료하기 위하여 본원에서는 6 MV의 광자선을 사용하여, 18 cm X 22 cm 크기의 조사야 면적에 전체 30 Gy 의 방사선량을 전뇌 영역에 양측 분할로 조사하기로 결정하였다.
성능/효과
- 결과적으로 위의 3가지 차폐 구조물이 설치되었을 경우에, 3000 cGy의 전뇌 방사선 치료 동안에 태아에 도달하는 방사선량은 약 1 cGy로 판단된다.
- 결과적으로, 전리함 측정기로 측정한 복부에 도달하는 방사선량은 위의 세가지 차폐 구조물이 설치되었을 경우 모두 약 1 cGy 이하로 판단되었다.
- 그러나 실질적으로 조사야의 크기가 다르며, 팬텀이 아닌 인체의 기하학적 구조가 적용됨을 고려하고, 또한 제시된 자료가 공기중의 피폭 선량(exposure dose)을 기준으로 한 데이터임을 감안하면, 실질적으로는 더 적은 양이 도달할 것이다. 그러나 그 양을 이론적으로 계산해 내는 것보다는 실측을 통하여 효율적인 산란 및 누설 방사선의 차폐를 유도하는 것이 현실적으로 적합하다.
- 목 차폐대의 경우는 세로벤드를 미리 고안된 성형 틀에 부어서 제작하였으며, 이는 가운데를 중심으로 두 부분으로 분리될 수 있기 때문에 환자의 목에 부착 및 탈착이 매우 용이하다. 또한 환자의 치료 부위에서 입사 빔이 컴프톤 산란을 거쳐 90도로 꺾이어 오는 내부 산란 방사선의 경우 그 에너지가 6 MV의 입사 빔에 대하여 약 512 keV정도임을 감안할때, 해당 에너지에서의 세로벤드의 HVL는 약 4.6mm로 조사되었으며, 1.8 cm의 두께로 성형된 목 차폐대의 경우 이를 감안하면 내부 산란 방사선의 경우는 약 1/10 이하로 감소시키는 것이 가능하다. 아울러, 입사 빔의 조사 방향이 발산(divergence)되어 나가는 것을 고려할 때 목 차폐대는 치료부위 이외의 목이나 어깨에 도달할 가능성이 있는 입사 빔도 감쇄시킬 수 있다.
- 마지막으로 서베이메터로 방사선 빔이 조사되는 중간에 측정된 피폭선량은 10.9 mR/h로 나타났다. 만일 총 치료 시간을 고려한다면, 총 처방선량 3000 cGy (-3000 MU)를 조사하기 위하여 걸리는 시간은 약 5분이며, 따라서 5분 동안에 산란되어 오는 저 에너지 방사선에 의하여 발생하는 피폭 선량은 0.
- 빌드업 캡을 사용하지 않는 경우를 보면, 3가지의 차폐 구조물을 사용하는 경우에는 사용하지 않는 경우에 비하여 측정된 방사선량이 20%~30% (이는 2장의 HVL과 같음)로 감소하였으며, 이는 조사야 경계선으로부터의 거리에는 무관한 것으로 분석되었다.
- 6 X 10-3 정도가 도달하는 것으로 알려져 있다[5]. 양측 분할 조사시의 심부 선량 백분율곡선(Percent Depth Dose)상의 중심선량과 최고 선량 지점과의 관계와, 두부에서 복부까지의 50 cm 정도의 거리를 감안한다면, 본 치료의 경우 3000 cGy의 선량이 조사될 경우 태아선량은 약 8 cGy 정도로 예상된다. 그러나 실질적으로 조사야의 크기가 다르며, 팬텀이 아닌 인체의 기하학적 구조가 적용됨을 고려하고, 또한 제시된 자료가 공기중의 피폭 선량(exposure dose)을 기준으로 한 데이터임을 감안하면, 실질적으로는 더 적은 양이 도달할 것이다.
- 차폐 구조물이 설치되었을 경우에 열형광선량계(TLD)로 측정한 결과는 조사야 경계선으로부터 거리가 30 cm, 40 cm, 50 cm, 60 cm, 70 cm 떨어진 측정지점의 경우 각각 18 cGy, 1.2 cGy, 0.8 cGy, 1.2 cGy, 0.8 cGy로 나타났다. 실제 태아가 임신 24주차에 자리잡는 위치를 고려할 때, 해당지점은 약 50 cm 에서 60 cm 거리 부분이며, 따라서 이 경우의 측정된 선량 역시 약 1 cGy로 추정된다.
후속연구
- 양측 분할 조사시의 심부 선량 백분율곡선(Percent Depth Dose)상의 중심선량과 최고 선량 지점과의 관계와, 두부에서 복부까지의 50 cm 정도의 거리를 감안한다면, 본 치료의 경우 3000 cGy의 선량이 조사될 경우 태아선량은 약 8 cGy 정도로 예상된다. 그러나 실질적으로 조사야의 크기가 다르며, 팬텀이 아닌 인체의 기하학적 구조가 적용됨을 고려하고, 또한 제시된 자료가 공기중의 피폭 선량(exposure dose)을 기준으로 한 데이터임을 감안하면, 실질적으로는 더 적은 양이 도달할 것이다. 그러나 그 양을 이론적으로 계산해 내는 것보다는 실측을 통하여 효율적인 산란 및 누설 방사선의 차폐를 유도하는 것이 현실적으로 적합하다.
- 이 자료에 따르면 방사선 치료 환자의 경우 5 cGy 이하의 선량이 태아에 도달 할 경우 태아에게 미치는 부정적인 영향은 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 물론 이는 통계적인 근거로 나온 수치임을 감안해야 하며, 또한 좀 더 구체적인 Table 3에서 제시된 자료를 고려할 때 결국 Malignant disease에 의한 종양의 유발 확률을 최소한으로 줄일 필요성이 있기 때문에 실제 태아 선량은 가능한 더 낮게 조치하여 주는 것이 적합할 것이다. 본원의 환자의 경우에는 적절한 차폐구조물의 설치로 약 1 cGy 정도의 태아 선량이 측정되었다.
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