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문제 정의
- 이처럼 다양한 연구에서 호흡에 따른 십이지장의 위치와 체적의 변화가 발생됨을 파악하고 있다. 본 연구에서도 췌장암에 가장 많이 사용되는 치료 방법인 3D-CRT로 치료 받는 환자의 경우 4D-CT를 촬영하지 않는 환자를 대상으로 호흡에 따른 십이지장의 위치 및 체적의 변화를 연구하였고, 이에 더하여 각 선량에서 포함되는 체적의 변화를 최초의 치료 계획과 비교하여 발생되는 차이를 파악하였다. 그 결과 십이지장위 위치 변화는 좌우(Left-Right Direction) 방향에서 각각 1.
- 이에 따라 본 논문에서는 췌장암의 방사선 치료 시 가장 많이 적용되는 3차원입체조형방사선치료(3D-Comformal Radiation Therapy 이하 3D-CRT)를 받는 환자를 대상으로 본 원에 설치된 CT-on rail System을 이용하여 환자의 Kilovoltage Cone-Beam CT(이하 KVCBCT)를 촬영하여 십이지장의 위치 변화를 파악하고 체적 당 부여받는 선량의 변화를파악하고자 한다.
제안 방법
- CT On-Rail System을 이용하여 획득한 영상은 십이지장의 위치 변화를 파악하고 이에 따른 체적 당 선량의 변화를 파악하기 위해서 치료계획장비(Pinnacle 3, Ver. 8.0, Philips)로 전송되어 변화된 위치에 따른 십이지장의 체적 변화를 계산하였다.
- 127)로 전송하여 치료 계획에서 사용한 모의치료 영상과 영상융합(Image Fusion)을 하였다. SYNGO의 Blendig Image 기능을 이용하여 호흡에 따라서 십이지장이 영향을 받는지 확인하기 위해 먼저 간(Liver)와 횡격막(Diaphragm)의 위치가 변화했는지 비교하였으며, 이 후 십이지장의 위치가 초기 모의 치료 영상과 비교하여 변화된 정도를 정량적으로 파악하였다.[Fig2, 3]
- 또한, 위치의 변화가 발생되어 치료 용적에 포함되는 십이지장의 체적이 치료 계획에서 나타난 것보다 많은 부분이 포함되었다. 따라서 치료 용적에 포함되는 십이지장의 정확한 체적 변화를 파악하고 선량당 포함되는 체적의 양을 파악하기 위해서 KVCBCT에서 획득한 영상에 새로운 장기 윤곽(Contouring) 작업을 시행하였다.
- 십이지장의 경우 췌장의 머리 부분과 해부학적 구조상 인접해 있기 때문에 십이지장의 위치 변화에 따라 치료 용적(Target)에 포함되는 영역이 증가한다. 십이지장의 체적 변화를 파악하기 위해서 일주일에 2회 KVCBCT를 촬영하였으며, 촬영된 영상에서 십이지장의 체적을 분석하여 위치 변화에 따른 치료 용적에 포함되는 체적의 변화를 파악하였다. 그 결과 십이지장의 위치 변화에 따른 치료 용적에 포함되는 십이지장의 체적은 환자 1의 경우는 최초 치료계획에 비해 체적이 최대 약 460%, 최소 122% 증가하였고 환자 2는 최대 490%, 최소 157% 증가하였다.
- 환자들의 평균 나이는 65세였으며, 병기는 모두 T3N1aM0 이상의 병기를 지녔다. 이 중 2명의 환자는 항암 요법을 병행하였고, 나머지 1명의 환자는 방사선 치료만 진행하였다. 환자들에게 처방된 선량은 환자의 병기와 치료 방법에 따라서 50.
- 장기 윤곽(Contouring) 작업을 통하여 치료 용적에 포함 되는 십이지장의 정확한 체적을 파악하고, 변화된 체적과 최초의 치료계획에서 나타난 체적을 비교하여 각 선량에서 나타나는 체적 변화의 차이를 파악하였다.
- 획득한 영상은 ARTISTE CT VISION를 작동하는데 사용하는 Software인 SYNGO(RTT4 Version 4.1.127)로 전송하여 치료 계획에서 사용한 모의치료 영상과 영상융합(Image Fusion)을 하였다. SYNGO의 Blendig Image 기능을 이용하여 호흡에 따라서 십이지장이 영향을 받는지 확인하기 위해 먼저 간(Liver)와 횡격막(Diaphragm)의 위치가 변화했는지 비교하였으며, 이 후 십이지장의 위치가 초기 모의 치료 영상과 비교하여 변화된 정도를 정량적으로 파악하였다.
대상 데이터
- 2012년 12월부터 2013년 5월까지 본 원에서 3D-CRT를 이용하여 치료받는 환자 중 3명을 선정하였다. 선정된 환자는 여성이 3명이였으며, 모두 췌장암의 두부에 종양이 있는 환자를 선정하였다.
- 본 원에서 사용하고 있는 지멘스사의 ARTISTE CT VISION(CT On-Rail System)을 이용하여 일주일에 2회씩 영상을 획득하였다. 획득된 영상의 수는 환자마다 치료 기간이 다르기 때문에 균일한 횟수의 영상을 획득할 수 는 없었으나 치료 기간 중 10 ~ 12번의 영상을 획득하였다.
- 2012년 12월부터 2013년 5월까지 본 원에서 3D-CRT를 이용하여 치료받는 환자 중 3명을 선정하였다. 선정된 환자는 여성이 3명이였으며, 모두 췌장암의 두부에 종양이 있는 환자를 선정하였다. 환자들의 평균 나이는 65세였으며, 병기는 모두 T3N1aM0 이상의 병기를 지녔다.
- 획득된 영상의 수는 환자마다 치료 기간이 다르기 때문에 균일한 횟수의 영상을 획득할 수 는 없었으나 치료 기간 중 10 ~ 12번의 영상을 획득하였다. 총 획득한 KVCBCT 영상의 수는 32회였다.[Fig 1.
- 본 원에서 사용하고 있는 지멘스사의 ARTISTE CT VISION(CT On-Rail System)을 이용하여 일주일에 2회씩 영상을 획득하였다. 획득된 영상의 수는 환자마다 치료 기간이 다르기 때문에 균일한 횟수의 영상을 획득할 수 는 없었으나 치료 기간 중 10 ~ 12번의 영상을 획득하였다. 총 획득한 KVCBCT 영상의 수는 32회였다.
성능/효과
- 2) 전체 평균생존기간이 3-5개월이고 5년 생존율을 비교해 보았을 때 약 3%정도에 불과하다.3, 4) 약 5-25%의 환자에서 수술이 가능하며 이들의 평균생존기간은 앞서 얘기한 수술 불가능한 환자의 경우보다 약 10-15개월 정도 삶의 연장이 가능하다.
- 2) 전체 평균생존기간이 3-5개월이고 5년 생존율을 비교해 보았을 때 약 3%정도에 불과하다.3, 4) 약 5-25%의 환자에서 수술이 가능하며 이들의 평균생존기간은 앞서 얘기한 수술 불가능한 환자의 경우보다 약 10-15개월 정도 삶의 연장이 가능하다.5) 그러나 절반에 가까운 40-45%의 환자에서는 전이암을 가지고 있기 때문에 대부분의 생존 기간은 약 3-6개월의 짧은 생존기간을 나타낸다.
- 3, 4) 약 5-25%의 환자에서 수술이 가능하며 이들의 평균생존기간은 앞서 얘기한 수술 불가능한 환자의 경우보다 약 10-15개월 정도 삶의 연장이 가능하다.5) 그러나 절반에 가까운 40-45%의 환자에서는 전이암을 가지고 있기 때문에 대부분의 생존 기간은 약 3-6개월의 짧은 생존기간을 나타낸다.6)
- 유미령 교수의 연구에서는 절제 불가능한 췌장암의 방사선 치료 결과로 전체 환자의 평균 생존 기간이 약 11개월, 그 중 중간의 생존기간은 8개월로 치료를 하지 않은 경우보다 높은 생존 기간을 나타나는 것을 확인하였다.7) 또한, Haslam JB, Moertel CG, Dobelbower RR등은 자신들의 연구를 통해 외부방사선치료를 단독으로 또는 항암화학요법과 병행하여 사용 시 약 35-65%의 환자에서 통증의 완화의 증상이 나타남을 확인하였다.8-11)
- 또한 십이지장의 해부학적 구조 상 호흡에 따른 간의 움직임에 영향을 받아 고선량이 조사되는 경우도 발생하게 된다. TAKAYAKI HASIMOTO는 본인의 연구에서 다양한 위치의 장기가 호흡에 따른 움직임이 발생되는지 연구결과를 통해 췌장암 환자의 경우 십이지장의 위치가 변화되는 것을 발표하였다.12) 또한, Cullen MT는 본인의 연구에서 췌장암의 정위적 수술 요법을 적용하여 치료하는 환자를 대상으로 호흡에 따른 선량 분포의 연구를 통해 호흡에 따른 십이지장의 선량 변화에 대한 연구도 발표하였다.
- 0cm의 변화가 나타났다. 각 방향에서의 변화 폭을 분석해본 결과 작게는 0cm, 많게는 1.2cm까지 변화되는 것을 확인하였다. 체적의 변화 역시 각 환자마다 호흡에 따라 포함되는 정도가 달랐지만 가장 큰 차이를 나타낸 경우를 분석하면 환자 1의 경우는 4.
- 이러한 체적의 변화는 환자의 치료 과정에서 각 선량에 따라 포함되는 체적에도 변화가 나타남을 파악할 수 있었다. 각 환자마다 호흡에 따른 십이지장의 위치 변화가 각각 다르기에 포함되는 체적과 그에 따른 선량의 변화 역시 변화됨을 확인할 수 있었다. 이러한 체적의 변화에 대해 각 체적에 부여되는 선량도 최초의 치료 계획과 비교하였을 때 V30와 V40에서 환자 1의 경우 4배, 4.
- 본 연구에서도 췌장암에 가장 많이 사용되는 치료 방법인 3D-CRT로 치료 받는 환자의 경우 4D-CT를 촬영하지 않는 환자를 대상으로 호흡에 따른 십이지장의 위치 및 체적의 변화를 연구하였고, 이에 더하여 각 선량에서 포함되는 체적의 변화를 최초의 치료 계획과 비교하여 발생되는 차이를 파악하였다. 그 결과 십이지장위 위치 변화는 좌우(Left-Right Direction) 방향에서 각각 1.2cm, 1.0cm 변화하고, 머리 다리(Craniocaudal Direction) 방향에서는 0cm, 0.8cm 변화되었다. 또한, 전후(Anterior-Posterior Direction) 방향에서는 0.
- 십이지장의 체적 변화를 파악하기 위해서 일주일에 2회 KVCBCT를 촬영하였으며, 촬영된 영상에서 십이지장의 체적을 분석하여 위치 변화에 따른 치료 용적에 포함되는 체적의 변화를 파악하였다. 그 결과 십이지장의 위치 변화에 따른 치료 용적에 포함되는 십이지장의 체적은 환자 1의 경우는 최초 치료계획에 비해 체적이 최대 약 460%, 최소 122% 증가하였고 환자 2는 최대 490%, 최소 157% 증가하였다. 반면 환자 3은 최대 158% 증가하였으나 최소 값에서는 약 30% 감소함을 나타내었다.
- 또한, 위치의 변화가 발생되어 치료 용적에 포함되는 십이지장의 체적이 치료 계획에서 나타난 것보다 많은 부분이 포함되었다. 따라서 치료 용적에 포함되는 십이지장의 정확한 체적 변화를 파악하고 선량당 포함되는 체적의 양을 파악하기 위해서 KVCBCT에서 획득한 영상에 새로운 장기 윤곽(Contouring) 작업을 시행하였다.
- 이러한 위치 변화는 앞서 언급한 것과 같이 최초의 치료 계획에서 부여한 선량 당 체적에서 보다 많은 체적이 포함된다. 본 연구에서 파악한 십이지장의 위치 변화는 좌우(LeftRight Direction) 방향에서 좌측 방향으로는 1.2cm, 우측 방향으로는 1.0cm 변화하고, 머리 다리(Craniocaudal Direction) 방향에서는 머리 방향으로 0cm, 다리 방향으로 0.8cm 변화되었다 . 또한, 전후 (Anterior-Posterior Direction) 방향에서는 앞쪽으로 0.
- 이에 따라 췌장암의 방사선 치료에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 유미령 교수의 연구에서는 절제 불가능한 췌장암의 방사선 치료 결과로 전체 환자의 평균 생존 기간이 약 11개월, 그 중 중간의 생존기간은 8개월로 치료를 하지 않은 경우보다 높은 생존 기간을 나타나는 것을 확인하였다.7) 또한, Haslam JB, Moertel CG, Dobelbower RR등은 자신들의 연구를 통해 외부방사선치료를 단독으로 또는 항암화학요법과 병행하여 사용 시 약 35-65%의 환자에서 통증의 완화의 증상이 나타남을 확인하였다.
- 각 환자마다 호흡에 따른 십이지장의 위치 변화가 각각 다르기에 포함되는 체적과 그에 따른 선량의 변화 역시 변화됨을 확인할 수 있었다. 이러한 체적의 변화에 대해 각 체적에 부여되는 선량도 최초의 치료 계획과 비교하였을 때 V30와 V40에서 환자 1의 경우 4배, 4.5배, 환자 2의 경우는 1.8배, 2배, 환자 3의 경우는 1.01배, 1.1배로 나타나 실질적으로 치료 계획과 같은 체적 당 선량의 비율이 나타나지 않고 더 많은 체적이 선량에 포함되는 사실을 알 수 있었다.[Table 4, Fig 5]
- 2cm까지 변화되는 것을 확인하였다. 체적의 변화 역시 각 환자마다 호흡에 따라 포함되는 정도가 달랐지만 가장 큰 차이를 나타낸 경우를 분석하면 환자 1의 경우는 4.6배, 환자 2는 4.9배, 환자 3의 경우는 1.5배의 큰 차이를 나타내었고, 이러한 체적의 변화에 대해 각 체적에 부여되는 선량도 최초의 치료 계획과 비교하였을 때 V30와 V40에서 환자 1의 경우 4배, 4.5배, 환자 2의 경우는 1.8배, 2배, 환자 3의 경우는 1.01배, 1.1배로 나타나 실질적으로 치료 계획과 같은 체적 당 선량의 비율이 나타나지 않고 더 많은 체적이 선량에 포함되는 사실을 알 수 있었다. 이러한 같은 선량에서의 체적의 차이는 치료 과정에서 발생될 수 있는 부작용을 증가시킬 수 있으며 더 나아가 십이지장의 천공(Perforation)을 발생 시킬 수 있는 위험성이 증가할 수 있다.
후속연구
- 이러한 같은 선량에서의 체적의 차이는 치료 과정에서 발생될 수 있는 부작용을 증가시킬 수 있으며 더 나아가 십이지장의 천공(Perforation)을 발생 시킬 수 있는 위험성이 증가할 수 있다. 따라서 현재 3D-CRT를 이용한 방사선 치료 시 4D-CT를 이용한 모의치료를 통해 환자의 호흡에 따른 십이지장의 위치 변화에 대해 파악하고 정확한 치료계획용적(Planning Target Volume)의 설정을 통해 호흡에 따른 십이지장의 체적 변화를 예측하고 이에 맞는 적합한 치료 계획을 세워 십이지장에 부여될 수 있는 선량을 최소화 시켜야 할 필요성이 있다고 사료된다.
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