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문제 정의
- 본 연구에서는 동일한 시스템 내에서 기하학적 모델이 다른 Ir-192 선원을 사용한 두 치료계획의 선량차이를 비교하고, 치료계획시스템 간 차이에 대해서 동일 선원을 사용할 경우 제조사별 프로그램 및 선원들의 위치결정방법에 따른 선량계산결과의 차이와 그 영향을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 7,8) 이를 치료계획에 적용하기 위하여 같은 시각에 동일한 공기커마세기(air kerma strength, Sk)를 갖도록 각 선원의 선량특성인 선량률 상수(Dose rate constant, Λ), 비등방성 함수(Aniso-tropy function, F (r, Θ)), 방사상 선량함수(radial dose func-tion, g (r)) 등을 선량계획시스템에 입력하여 생성하였다.
- 선원의 위치결정방법에 따른 치료계획시스템 간 차이를 평가하기 위해 BrachyVision의 경우 각 선원의 좌표 및 직장과 방광의 ICRU reference point의 좌표를 치료계획프로그램으로 전송된 디지털 이미지 상에서 도시하였고, PLATO의 경우는 출력된 film에 digitizer를 이용하여 각각의 좌표를 입력하였다. 각 시스템에는 동일 선원(microSelectron Ir-192)이 사용되었고 같은 처방선량에 대한 각 치료계획시스템의계산결과 차이를 분석하였다. 계산된 선량의 백분율 차이(Percent difference)는 다음의 수식으로 표현가능하며 reference는 본원에서 임상에 사용 중인 선원과 치료계획시스템을 기준하였다.
- 2 (Nucletron, the Netherlands)와 BrachyVision을 이용하였다. 각 치료계획프로그램에 선원 경로의 위치 및 각 위치에서의 조사시간, 각 선량평가지점의 위치좌표를 동일하게 입력한 후 계산결과의 차이를 분석하였다.
- 환자 치료계획에서의 선량분포 차이를 비교하기 위해 2007년 10월에서 2008년 1월까지 본원에서 Ovoids와 Tan-dem을 이용하여 자궁경부암 근접치료를 시행 받았던 10명 환자의 치료계획에 대하여 적용하였다. 각 환자의 치료계획을 위하여 환자의 환부에 삽입한 applicator에 모형선원(dummy source)을 장착한 후 본원에서 사용하고 있는 Acui-ty digital Simulator (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)를 이용한 직교영상을 획득하였다. 획득 영상을 바탕으로 선원을 5 mm 간격으로 배치하였고 MRI 등 다른 영상에서 평가하여 치료하고자 하는 목적부위에 처방선량이 분포하도록 각 선원의 조사시간(dwell time)을 결정하였다.
- 또한 치료계획시스템 간에도 발생할 수 있는 예측결과의 차이에 대해서도 평가하였다. 그 차이는 주로 선원의 결정위치 차이에서 기인하는 것으로 제조사별 프로그램상의 차이는 대체로 1% 이내, 직교좌표 상에서 선원의 경로좌표를 결정하는 방법론적인 차이에서는 치료계획자의 주관적인 판단이 더해져 최대 5.
- 이를 이용한 각각의 치료계획에 있어서 직교영상상에 모형선원들이 지시하는 일련의 선원들 위치(dwell position)에 동일한 좌표값들을 대입하였고, A-point에 대한 처방선량 및 각 선원의 위치에서 조사시간의 분포를 일치시켰다. 선원의 기하학적 특성에 따라 다르게 나타나는 선량분포의 차이는 B-point 및 ICRU에서 권고한 방광과 직장의 reference point에서의 선량계산결과를 통해 비교하였다.
- 2에 각각 나타내었다. 이를 이용한 각각의 치료계획에 있어서 직교영상상에 모형선원들이 지시하는 일련의 선원들 위치(dwell position)에 동일한 좌표값들을 대입하였고, A-point에 대한 처방선량 및 각 선원의 위치에서 조사시간의 분포를 일치시켰다. 선원의 기하학적 특성에 따라 다르게 나타나는 선량분포의 차이는 B-point 및 ICRU에서 권고한 방광과 직장의 reference point에서의 선량계산결과를 통해 비교하였다.
- 각 환자의 치료계획을 위하여 환자의 환부에 삽입한 applicator에 모형선원(dummy source)을 장착한 후 본원에서 사용하고 있는 Acui-ty digital Simulator (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)를 이용한 직교영상을 획득하였다. 획득 영상을 바탕으로 선원을 5 mm 간격으로 배치하였고 MRI 등 다른 영상에서 평가하여 치료하고자 하는 목적부위에 처방선량이 분포하도록 각 선원의 조사시간(dwell time)을 결정하였다.
대상 데이터
- 환자 치료계획에서의 선량분포 차이를 비교하기 위해 2007년 10월에서 2008년 1월까지 본원에서 Ovoids와 Tan-dem을 이용하여 자궁경부암 근접치료를 시행 받았던 10명 환자의 치료계획에 대하여 적용하였다. 각 환자의 치료계획을 위하여 환자의 환부에 삽입한 applicator에 모형선원(dummy source)을 장착한 후 본원에서 사용하고 있는 Acui-ty digital Simulator (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)를 이용한 직교영상을 획득하였다.
데이터처리
- Ir-192 선원별 차이를 평가하기 위해 microSeletron HDR classic과 Varian HDR new 선원을 비교하였으며 치료계획에는 BrachyVision version 7.5.51 (Varian Oncology Systems, Palo Alto, CA)을 이용하였다. 이들 선원의 기하학적 특성과 선량 특성은 ESTRO6)에서 권고하는 선량정보를 이용하였고 추가적인 정보는 관련 문헌들을 참조하였다.
- 제조사별 치료계획프로그램 간 선량계산결과의 차이는위와 동일한 환자들의 치료계획에 대해서 microSelectron Ir-192 선원을 사용하였으며 치료계획시스템으로는 PLATO version 14.2 (Nucletron, the Netherlands)와 BrachyVision을 이용하였다. 각 치료계획프로그램에 선원 경로의 위치 및 각 위치에서의 조사시간, 각 선량평가지점의 위치좌표를 동일하게 입력한 후 계산결과의 차이를 분석하였다.
이론/모형
- 51 (Varian Oncology Systems, Palo Alto, CA)을 이용하였다. 이들 선원의 기하학적 특성과 선량 특성은 ESTRO6)에서 권고하는 선량정보를 이용하였고 추가적인 정보는 관련 문헌들을 참조하였다.7,8) 이를 치료계획에 적용하기 위하여 같은 시각에 동일한 공기커마세기(air kerma strength, Sk)를 갖도록 각 선원의 선량특성인 선량률 상수(Dose rate constant, Λ), 비등방성 함수(Aniso-tropy function, F (r, Θ)), 방사상 선량함수(radial dose func-tion, g (r)) 등을 선량계획시스템에 입력하여 생성하였다.
성능/효과
- 각 A-point, B-point, 방광 및 직장에서 선량값의 차이는 평균 −0.61±0.59%, −0.77±0.45%, −0.72± 1.70%, 0.35±2.82%로 환자의 측면에 위치한 A 및 B-point의 선량 차이보다 환자의 전방과 후방에 위치한 방광과 직장에서의 선량 차이에서 그 편차값이 더욱 크게 나타났고 1번 환자의 직장에서 최대 5.87%의 차이를 나타냈다.
- 또한 치료계획시스템 간에도 발생할 수 있는 예측결과의 차이에 대해서도 평가하였다. 그 차이는 주로 선원의 결정위치 차이에서 기인하는 것으로 제조사별 프로그램상의 차이는 대체로 1% 이내, 직교좌표 상에서 선원의 경로좌표를 결정하는 방법론적인 차이에서는 치료계획자의 주관적인 판단이 더해져 최대 5.87%의 선량계산결과 차이가 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 선원의 위치차이는 주로 환자의 AP방향에 위치한 직장과 방광의 선량에 더욱 민감하게 반영되었다.
- 3에 나타내었다. 대부분의 영역에서 처방선량의 1%인 5 cGy 이하의 차이를 나타내고 있으나 A-point와 B-point가 위치한 applicator의 측면방향으로는 microSelectron 선원을 사용한 경우의 선량이 높고, 직장이 위치한 applicator의 끝에서는 Varian 선원을 사용한 경우의 선량이 더 높은 것으로 나타났다. 각 applicator 주변에 나타난 검정색과 흰색의 복잡한 차이 값의 분포는 각 선원의 유효길이(active core length) 차이에서 기인한 것이다.
- 동일한 Ir-192 선원을 사용하더라도 제조사별 캡슐과 선원의 상이한 기하학적 특성의 차이가 각 선원 선량특성의 차이로 나타난다. 이러한 차이는 환자치료에 있어서도 치료계획에 반영되어 실제 선량분포에 있어서도 유효한 차이를 유발할 수 있으며 본 연구에서는 실제 환자에 적용된 치료계획을 바탕으로 평가한 결과 선원의 기하학적 특성의 차이로 발생할 수 있는 임상의 영향이 1.43% 이내로 나타났다.
- 전체 조사시간의 차이 및 B-point, 방광과 직장에서의 선량차이는 평균 -0.91±0.09%, -0.27±0.07%, 0.22±0.39%, 0.88±0.37%로 나타났다.
후속연구
- 하지만 동일한 처방이라 하더라도 제조사별 선원의 선량특성의 차이는 주위 정상조직에 미치는 실제 선량분포의 차이를 유발하고 시스템간의 선원위치결정방법의 차이는 예측 선량분포에 있어서 차이를 유발한다. 분할조사당 높은 선량이 부과되고 그로 인한 주변 정상장기의 영향 등을 고려할 때 이에 대한 정량적 평가가 필요할 것으로 보인다.
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