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문제 정의
- 이상과 같이 임산부의 방사선치료시 태아에 대한 방사선의 영향과 그 영향을 주는 방사선원에대해 알아보았는데 임산부를 방사선치료 함에 있어 태아선량을 완전히 제거하는 것은 현실적으로 불가능하므로 할 수 있는 한 최소의 선량이 되도록 치료계획을 수립 하는 것이 중요하다 할 것이다. 이에 본원에서는 임신 24주째인 뇌전이 환자의 전뇌조사를 시행함에 있어 태아에 미치는 태아선량을 줄이기 위해 상기 언급된 태아에 미치는 방사선원을 효과적으로 줄일 수 있는 간단하면서도 실용적인 추가차폐방법을 고안하여 치료에 적용하기 전에 인체 팬톰을 이용하여 측정하였고, 또한 실제 치료시에도 같은 방법으로 측정하여 비교하였기에 그 차폐방법과 결과를 보고하고자 한다.
가설 설정
- 그중에도 태아의 피폭선량에 따른 부작용은 특히 더 고려되어야 하는데 그 부작용으로는 기형발생, 태아사망, 유아기의 발암 등이 있을 수 있다.1,2) 이와 같이 태아가 방사선에 특히 민감한 것은 태아의 빠른 세포성장 때문이다. 1) 임산부의 방사선치료시 태아선량을 평가하는데 참고되는 주요 고려인자는 크게 두 가지로 볼 수 있다.
- 3,9) 치료기의 가속관 구조 또한 누설선 및 산란선 발생에 영향을 미치는데 고에너지 기기에 주로 사용되는 굴곡(bending)이 필요하고 길이가 긴 가속관은 상대적으로 굴곡이 필요 없고 짧은 저에너지 전용기기에 비하여 누설선 및 산란선 발생량이 많다.5) 그런데 본 치료에 사용된 치료기가 굴곡이 필요한 가속관을 가진 기기였는데 만약 가속관의 굴곡이 없고 짧은 저에너지전용 기기였다면 상기 결과치보다 상대적으로 적은 선량이 검출 되었을 것이다. 이상으로 볼 때 태아선량을 최소화하기 위해서는 조사야로부터 태아를 최대한 멀리 하거나 가속관이 짧은 저에너지 전용 치료기로 저에너지 및 다엽콜리메터를 사용하여 치료하는 것이 유리할 것이다.
- 둘째, 태아가 받은 “피폭선량”이다.
제안 방법
- (1) 전리함을 이용한 측정: 추가 차폐를 실시한 상태에서 치료를 시행하였는데 이때 조사야 하단 30, 40 cm 지점에서 직접 측정하였다. 이때 볼루스 유무의 차이를 비교 측정하였다.
- (2) 전리함(ion chamber)을 이용한 측정: 측정은 추가차폐 없는 경우와 추가 차폐를 한경우를 나누어 측정하였다. 또한 각각의 경우 볼루스 사용 전후의 선량을 측정하여 비교하였다.
- (3) 열형광선량계(TLD)를 이용한 측정: 열형광선량계를 이용한 측정은 추가 차폐한 상태에서만 측정하였는데 측정점은 조사야 하단에서 30, 40, 50, 60, 그리고 70 cm에서 각각 시행하였다. 측정값의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위하여 총 치료 과정 중 조사하는 MU값의 절반에 해당하는 1620MU를 조사하여 선량값을 구하였다.
- , USA)을 사용하여 평가하였다. 그리고 실제 치료 과정 중에도 비교 측정해 보았다.
- (2) 전리함(ion chamber)을 이용한 측정: 측정은 추가차폐 없는 경우와 추가 차폐를 한경우를 나누어 측정하였다. 또한 각각의 경우 볼루스 사용 전후의 선량을 측정하여 비교하였다. 측정점은 조사야 하단에서 30, 40, 50, 그리고 60 cm에서 각각 시행하였다(Fig.
- 방사선치료기(Clinac 21EX, Varian, USA)의 6 MV 광자선을 사용하여 측정 및 치료하였고, 측정 장비는 전리함(TN30013, 0.6cc Farmer type chamber, PTW Unidos, Germany), 전리계(PTW Unidos, Germany), 열형광선량계 시스템(4000, Harshaw, Solon Technologies Inc., USA)을 사용하였다. 실제 치료 전 가상의 치료상태를 구현하여 측정하기위해 인체 팬톰을 사용하였다.
- 열형광선량계 측정은 추가 차폐한 상태에서 팬톰으로만 측정하였는데 조사야 하단으로부터 30, 40, 50, 60, 그리고 70 cm 지점에서 각각 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 cGy로 측정되었다. 전리함의 측정값과 차이를 보이긴 하지만 열형광선량계의 측정오차를 감안하면 총선량 대비 큰 차이를 나타내지 않고 있다(Fig.
- (1) 전리함을 이용한 측정: 추가 차폐를 실시한 상태에서 치료를 시행하였는데 이때 조사야 하단 30, 40 cm 지점에서 직접 측정하였다. 이때 볼루스 유무의 차이를 비교 측정하였다.
- 본원에 유방암을 원발로 하여 뇌전이가 된 환자가 임신 24주째인 상태로 내원하였다. 이에 본원에서는 전뇌 방사선치료를 시행하기로 환자의 동의하에 결정하였기에 방사선치료를 시행하기 전에 전 치료과정 동안 태아에 조사될 수 있는 선량을 인체 팬톰(Anderson Rando Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., USA)을 사용하여 평가하였다. 그리고 실제 치료 과정 중에도 비교 측정해 보았다.
- 치료시 직접 측정시에는 추가차폐를 적용한 경우만 측정하여 팬톰측정치와 비교하였다. 직접 측정시 또한 볼루스 유무를 나누어 비교 측정하였다. 측정은 치료시 조건과 동일하게 구현하였으며 6 MV, 조사야크기 22×18 cm2, 다엽콜리메터(MLC)를 사용하였다(Fig.
- 20 cGy로 나타났다. 추가 차폐하여 치료시 직접측정치는 30, 40 cm 지점에서 1.20, 0.47 cGy로 측정되었다(Fig. 10). 이상과 같이 볼루스를 사용하며 추가차폐가 없을 경우에는 선량감약이 크게 나타나는데 그 정도는 조사야에서 멀어질수록 크게 나타나고 있다.
- (3) 열형광선량계(TLD)를 이용한 측정: 열형광선량계를 이용한 측정은 추가 차폐한 상태에서만 측정하였는데 측정점은 조사야 하단에서 30, 40, 50, 60, 그리고 70 cm에서 각각 시행하였다. 측정값의 안정성과 신뢰성을 확보하기 위하여 총 치료 과정 중 조사하는 MU값의 절반에 해당하는 1620MU를 조사하여 선량값을 구하였다.
- 상기 측정점은 금번 치료대상인 임신 24주째의 산모내에서 태아위치를 파악하여2) 태아전신이 충분히 포함되게 측정점을 잡은 것이다. 측정값의 안정을 위해 각 측정시 마다 600 MU를 조사 후 미리 준비한 교정계수(calibration factor)를 이용하여 전체처방선량 3,000 cGy가 환자에 조사되는 조건인 3,240 MU에 대한 선량으로 환산 하였다.
- 측정은 팬톰을 이용한 간접 측정과 치료시 직접 측정으로 나누어 시행하였다. 팬톰을 이용한 간접 측정시에는 본원에서 제작한 추가차폐체(shielding wall, neck supporter, pb sheets)를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우로 나누어 측정하였고, 이때 전리함에 Build-up cap를 사용하였고, 또한 전리함의 조건을 체내 태아와 유사한 환경을 만들기 위해 2cm의 볼루스를 전리함위에 덮은 것과 덮지 않은 것으로 나누어 비교 측정 하였다(Fig.
- 또한 각각의 경우 볼루스 사용 전후의 선량을 측정하여 비교하였다. 측정점은 조사야 하단에서 30, 40, 50, 그리고 60 cm에서 각각 시행하였다(Fig. 7). 상기 측정점은 금번 치료대상인 임신 24주째의 산모내에서 태아위치를 파악하여2) 태아전신이 충분히 포함되게 측정점을 잡은 것이다.
- 5, 6). 치료시 직접 측정시에는 추가차폐를 적용한 경우만 측정하여 팬톰측정치와 비교하였다. 직접 측정시 또한 볼루스 유무를 나누어 비교 측정하였다.
- 측정은 팬톰을 이용한 간접 측정과 치료시 직접 측정으로 나누어 시행하였다. 팬톰을 이용한 간접 측정시에는 본원에서 제작한 추가차폐체(shielding wall, neck supporter, pb sheets)를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우로 나누어 측정하였고, 이때 전리함에 Build-up cap를 사용하였고, 또한 전리함의 조건을 체내 태아와 유사한 환경을 만들기 위해 2cm의 볼루스를 전리함위에 덮은 것과 덮지 않은 것으로 나누어 비교 측정 하였다(Fig. 5, 6). 치료시 직접 측정시에는 추가차폐를 적용한 경우만 측정하여 팬톰측정치와 비교하였다.
- 환자(patient or phantom)와 치료기 헤드 사이에 위치시켜 태아선량을 감소시킬 목적으로 Shielding Wall (Pb 3 cm, 90×155 cm)을 제작하여 사용하였다(Fig. 1).
대상 데이터
- 8 cm을 적용하였다. 그리고 셋째, 납판 및 거치대로서 환자의 흉부 및 복부를 차폐하는데 거치대는 아크릴로 제작되었고 납판은 3 mm 두 장(총 6 mm)을 사용하였다(Fig. 3, 4). 치료실내에서 발생된 산란선을 차폐하는 역할로 사용되어 졌다.
- 1). 또한 납합금(Cerrobend, Lipowitz metal, USA)을 이용하여 Neck supporter를 제작하여 체내산란선의 영향을 감소시키는데 사용하였다(Fig. 2). Acrylic bridge는 환자의 흉부와 복부를 납판으로 차폐하기 위한 거치대로 사용되었다(Fig.
- 본원에 유방암을 원발로 하여 뇌전이가 된 환자가 임신 24주째인 상태로 내원하였다. 이에 본원에서는 전뇌 방사선치료를 시행하기로 환자의 동의하에 결정하였기에 방사선치료를 시행하기 전에 전 치료과정 동안 태아에 조사될 수 있는 선량을 인체 팬톰(Anderson Rando Phantom, Alderson Research Laboratories Inc.
- , USA)을 사용하였다. 실제 치료 전 가상의 치료상태를 구현하여 측정하기위해 인체 팬톰을 사용하였다. 환자(patient or phantom)와 치료기 헤드 사이에 위치시켜 태아선량을 감소시킬 목적으로 Shielding Wall (Pb 3 cm, 90×155 cm)을 제작하여 사용하였다(Fig.
- (1) 태아선량감소를 위한 추가차폐방법: 추가차폐에 사용된 것은 크게 3가지이다. 첫째, Shielding wall로서 강철프레임(steel frame)에 3 cm의 납판이 내장되었고 표면은 아크릴로 마감되었다(Fig. 1). 크기는 90 cm×155 cm이고 이동을 위해 바퀴를 부착하였다.
- 측정은 치료시 조건과 동일하게 구현하였으며 6 MV, 조사야크기 22×18 cm2, 다엽콜리메터(MLC)를 사용하였다(Fig. 7).
성능/효과
- 5,8) 그리고 10∼20 cGy의 선량 값을 방사선영향의 ‘역치선량’으로 알려져 있다.1) 상기 결과에서 나타난바와 같이 본원에서 제작한 추가차폐체를 이용한 임산부의 치료시 태아에 부여되는 선량은 최대 약 1 cGy로 나타났다. 물론 추가 차폐를 실시하지 않은 상태에서도 역치 선량보다 적은 최대 약 3 cGy의 태아선량을 보여주지만 추가 차폐에 의해 획기적인 선량감소(70∼80%)를 얻을 수 있었다.
- 2) 10 ∼20 cGy에서는 약간의 기형위험이 동반되어 이 선량 값을 방사선영향의 ‘역치선량(threshold dose)’으로 볼 수 있다.
- 2) 10∼20 cm에서는 체내산란선이 주를 이루고 헤드 누설방사선과 콜리메터 산란선이 약간 기여한다.
- 2) 환자에 대한 추가 차폐가 있는 경우 팬톰 측정치는 0.88, 0.60, 0.35, 0.25 cGy로 추가 차폐에 의해 약 70∼80%의 선량감소 효과를 보여주고 있다.
- 2-4) 그리고 고에너지(＞10 MV) 광자선의 경우에는 치료기헤드나 환자체내에서 발생되는 중성자선 또한 고려대상이 된다.2,5) 주변부 선량의 분포는 에너지, 조사야크기, 깊이, 거리 등에 따라 변하는데 그중 가장 영향이 큰 것은 조사야로부터의 거리(distance from field edge)이고 나머지는 영향이 미미하다.2,5) 일반적으로 주변부 선량은 조사야 내 중심의 최대선량에 대해 조사야로부터 10 cm 거리에서 1%, 30 cm 거리에서 0.
- 3)20∼50 cGy에서는 임신단계에 따라 효과가 다양하게 나타나는데 특히 8∼15주에서는 지능지수저하를 초래한다.
- 3)20∼50 cGy에서는 임신단계에 따라 효과가 다양하게 나타나는데 특히 8∼15주에서는 지능지수저하를 초래한다. 4) 50cGy 이상의 피폭은 고위험도의 성장장애 및 중추신경계장애가 발생 한다.1)
- 5) 또한 본 치료에 사용된 에너지가 상대적으로 저에너지에 해당하는 6 MV라는 것도 고에너지(＞10 MV)에 비하여 헤드누설선 및 산란선 발생을 줄여 태아선량을 감소시키는 요인이 될 것이다.5) 그리고 다엽콜리메터(MLC)의 사용은 콜리메터 투과선량에 의한 주변부 선량기여에 감소효과를 주어 태아선량 감소에 영향을 미치기도 한다.3,9) 치료기의 가속관 구조 또한 누설선 및 산란선 발생에 영향을 미치는데 고에너지 기기에 주로 사용되는 굴곡(bending)이 필요하고 길이가 긴 가속관은 상대적으로 굴곡이 필요 없고 짧은 저에너지 전용기기에 비하여 누설선 및 산란선 발생량이 많다.
- 조사야내 및 콜리메터에서 발생된 산란선을 차폐하는 역할을 한다.6) 태아에 영향을 미치는 산란선은 주로 일차선에 대해서 90o 정도의 각을 이루는 측방산란선인데 메가볼테지(MV)급의 광자선에서 측방산란선의 최대 에너지는 511 KeV이다.7) 이 정도의 에너지를 갖는 광자선을 차폐하는데 납 밀도의 약 80%를 유지하는 납합금 1.
- 6) 태아에 영향을 미치는 산란선은 주로 일차선에 대해서 90o 정도의 각을 이루는 측방산란선인데 메가볼테지(MV)급의 광자선에서 측방산란선의 최대 에너지는 511 KeV이다.7) 이 정도의 에너지를 갖는 광자선을 차폐하는데 납 밀도의 약 80%를 유지하는 납합금 1.8 cm은 충분하다고 여겨지고 너무 얇으면 제작 및 관리상의 어려움이 예상되어 납합금 1.8 cm을 적용하였다. 그리고 셋째, 납판 및 거치대로서 환자의 흉부 및 복부를 차폐하는데 거치대는 아크릴로 제작되었고 납판은 3 mm 두 장(총 6 mm)을 사용하였다(Fig.
- 물론 추가 차폐를 실시하지 않은 상태에서도 역치 선량보다 적은 최대 약 3 cGy의 태아선량을 보여주지만 추가 차폐에 의해 획기적인 선량감소(70∼80%)를 얻을 수 있었다.
- 전체 처방선량 3,000 cGy가 환자에 조사될 때 조사야 하단 30, 40, 50, 60 cm 지점에서 각각 추가 차폐가 없는 상태에서 팬톰 측정치는 3.20, 3.21, 1.44, 0.9 cGy로 나타났다. 이는 일반적인 주변부 선량(PD) 분포에 해당하는 30 cm 지점에서 3,000 cGy의 0.
- 조사야 하단으로부터 30, 40, 50, 60 cm 지점에서 추가 차폐 없는 상태에서의 팬톰 측정치는 각각 2.91, 1.95, 0.29, 0.20 cGy 이었고, 추가 차폐한 상태에서는 각각 0.91, 0.50, 0.29, 0.20 cGy로 나타났다. 추가 차폐하여 치료시 직접측정치는 30, 40 cm 지점에서 1.
- 최종적으로 임산부에 대한 전뇌조사로 3,000 cGy가 조사되는 전 치료 과정 중 실제 치료시 태아가 받을 수 있는 선량은 본원에서 자체 제작한 추가 차폐를 실시할 경우 약 1cGy 이하가 되는 것으로 측정되었다.
- 25 cGy로 추가 차폐에 의해 약 70∼80%의 선량감소 효과를 보여주고 있다. 추가 차폐하여 치료시 직접 측정치는 30, 40 cm 지점에서 0.98, 0.56 cGy로 측정되어 팬톰 측정치와 유사하게 측정돼 팬톰 측정치의 신뢰성을 얻을 수 있었다(Fig. 9).
후속연구
- 5) 또한 본 치료에 사용된 에너지가 상대적으로 저에너지에 해당하는 6 MV라는 것도 고에너지(＞10 MV)에 비하여 헤드누설선 및 산란선 발생을 줄여 태아선량을 감소시키는 요인이 될 것이다.5) 그리고 다엽콜리메터(MLC)의 사용은 콜리메터 투과선량에 의한 주변부 선량기여에 감소효과를 주어 태아선량 감소에 영향을 미치기도 한다.
- 그러나 거리나 치료기의 선택에 제한이 따를 경우에는 추가적인 방법이 동원되어야 할 것이다. 그 추가적인 방법으로 금번 본원에서 적용한 추가차폐체는 그 효과(70∼ 80% 선량감소)가 클 뿐만 아니라 적용 또한 간단하여 그 유용성이 입증되었다 할 것이다. 그리고 임산부의 방사선치료가 불가피할 경우에는 반드시 치료시행 전에 태아선량을 예측하고 경감할 수 있는 방법을 모색하는 것이 중요하다고 사료된다.
- 이상과 같이 임산부의 방사선치료시 태아에 대한 방사선의 영향과 그 영향을 주는 방사선원에대해 알아보았는데 임산부를 방사선치료 함에 있어 태아선량을 완전히 제거하는 것은 현실적으로 불가능하므로 할 수 있는 한 최소의 선량이 되도록 치료계획을 수립 하는 것이 중요하다 할 것이다. 이에 본원에서는 임신 24주째인 뇌전이 환자의 전뇌조사를 시행함에 있어 태아에 미치는 태아선량을 줄이기 위해 상기 언급된 태아에 미치는 방사선원을 효과적으로 줄일 수 있는 간단하면서도 실용적인 추가차폐방법을 고안하여 치료에 적용하기 전에 인체 팬톰을 이용하여 측정하였고, 또한 실제 치료시에도 같은 방법으로 측정하여 비교하였기에 그 차폐방법과 결과를 보고하고자 한다.
- 5) 그런데 본 치료에 사용된 치료기가 굴곡이 필요한 가속관을 가진 기기였는데 만약 가속관의 굴곡이 없고 짧은 저에너지전용 기기였다면 상기 결과치보다 상대적으로 적은 선량이 검출 되었을 것이다. 이상으로 볼 때 태아선량을 최소화하기 위해서는 조사야로부터 태아를 최대한 멀리 하거나 가속관이 짧은 저에너지 전용 치료기로 저에너지 및 다엽콜리메터를 사용하여 치료하는 것이 유리할 것이다. 그러나 거리나 치료기의 선택에 제한이 따를 경우에는 추가적인 방법이 동원되어야 할 것이다.
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