식도암은 병변의 길이가 길고 깊이의 불균질성으로 인하여 방사선의 균일한 선량분포를 얻기 어렵다. 이러한 문제점을 개선해 보고자 Half beam 법을 이용하여 선량분포의 균질성을 극복해 보고자 환자의 영상을 바탕으로 하여 Normal beam과 Half beam을 이용하여 각각 치료계획을 세워 표적체적포함율과 선량체적곡선, 일치성지수와 균질성지수를 상호 비교하고, 인접정상장기인 심장, 척수, 폐를 비교해 보고자 한다. 실험결과 Half beam을 이용한 치료계획이 표적체적포함율과 선량체적곡선 그리고 일치성지수와 균질성지수가 우수하였으며 정상조직 보호측면에서도 미미하지만 우수한 것으로 나타났다. 하지만 정확한 환자자세가 확보되지 않으면 부작용이 발생할 수 있다. 따라서, 기하학적으로 정확한 환자의 위치잡이를 수반한 Half beam의 적용은 선량적으로 유용할 수 있을 것으로 사료된다.
식도암은 병변의 길이가 길고 깊이의 불균질성으로 인하여 방사선의 균일한 선량분포를 얻기 어렵다. 이러한 문제점을 개선해 보고자 Half beam 법을 이용하여 선량분포의 균질성을 극복해 보고자 환자의 영상을 바탕으로 하여 Normal beam과 Half beam을 이용하여 각각 치료계획을 세워 표적체적포함율과 선량체적곡선, 일치성지수와 균질성지수를 상호 비교하고, 인접정상장기인 심장, 척수, 폐를 비교해 보고자 한다. 실험결과 Half beam을 이용한 치료계획이 표적체적포함율과 선량체적곡선 그리고 일치성지수와 균질성지수가 우수하였으며 정상조직 보호측면에서도 미미하지만 우수한 것으로 나타났다. 하지만 정확한 환자자세가 확보되지 않으면 부작용이 발생할 수 있다. 따라서, 기하학적으로 정확한 환자의 위치잡이를 수반한 Half beam의 적용은 선량적으로 유용할 수 있을 것으로 사료된다.
Because of esophageal cancer has the long length of the lesion and also inhomogeneous in depth. So, the radiation dose distribution was inhomogeneous in radiation therapy. To overcomes the dose distribution uniformity using half beam method. Patient's CT image was used radiation treatment planning. ...
Because of esophageal cancer has the long length of the lesion and also inhomogeneous in depth. So, the radiation dose distribution was inhomogeneous in radiation therapy. To overcomes the dose distribution uniformity using half beam method. Patient's CT image was used radiation treatment planning. We used two planning methods that one is the using normal beam and another is using half beam. Than comparing the two radiotherapy planning using target coverage, dose volume histogram, conformity index, homogeneity index and normal tissues - heart, spinal cord, lung -. In results, Treatment planning using half beam is little more than normal beam in target coverage, dose volume histogram, conformity index, homogeneity index and normal tissues covering. However, If the patient is not correct position patients may arise a side effect. Thus, the using in Half beam involving the geometrically exact under lung cancer is considered to advantage.
Because of esophageal cancer has the long length of the lesion and also inhomogeneous in depth. So, the radiation dose distribution was inhomogeneous in radiation therapy. To overcomes the dose distribution uniformity using half beam method. Patient's CT image was used radiation treatment planning. We used two planning methods that one is the using normal beam and another is using half beam. Than comparing the two radiotherapy planning using target coverage, dose volume histogram, conformity index, homogeneity index and normal tissues - heart, spinal cord, lung -. In results, Treatment planning using half beam is little more than normal beam in target coverage, dose volume histogram, conformity index, homogeneity index and normal tissues covering. However, If the patient is not correct position patients may arise a side effect. Thus, the using in Half beam involving the geometrically exact under lung cancer is considered to advantage.
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문제 정의
길이가 비교적 긴 종양의 방사선 치료의 경우 두 개의 조사야를 바탕으로 영역을 설정하게 되는데 이때 겹치는 경우에 특히 이러한 선량오류가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 식도암의 방사선 치료시 깊이와 길이의 불균질성으로 인한 방사선의 선량 분포의 저하를 극복하기 위하여 Half beam을 사용유무를 비교하여 치료계획을 수립, 선량분포를 구하여 치료기법을 비교하고자 한다.
제안 방법
식도암으로 진단을 받고 병변의 길이가 20 cm이상 이며 방사선 치료를 시행받는 환자 중 사전에 연구의 목적과 방법을 충분히 설명 받았으며 모두 본 연구에 동의한 12명을 선택하여 각 환자들에게 두 가지의 치료방법을 계획하고 평가하였으며 계획장비를 사용하여 치료계획을 하였으며 선량분포를 확인하였다.
중심점으로 설정된 x, y, z축을 이용하여 각각 Upper, Lower로 나누어 Half beam치료계획을 수립하였고 10회 방사선치료를 수행한다는 가정 하에 냉점(Cold area)를 없애기 위하여 위치이동(Junction Moving)을 시행(1 cm 위쪽 방향으로 중심점을 이동함)한 후 10회 추가 방사선을 조사하는 조건으로 치료계획을 수립하였다. 같은 조건으로 Half beam 치료계획 후 결손 부위를 mm 단위로 실측하였다.
환자는 5 mm 간격으로 3차원 모의치료장치(CTsimulator)을 이용하여 모의치료를 하였다. 치료계획용적은 육안적종양체적을 기준으로 0.7 cm의 영역을 설정하여 MLC로 설정하였으며 처방선량의 95%를 포함하도록 확인하였다. 이때 선량의 결손 부위를 mm 단위로 실측하였다.
치료계획의 평가는 두 가지의 치료계획의 결과를 바탕으로 하여 프로그램을 이용하여 선량포함도(Dose coverage)를 바탕으로 한 치료계획부분 내의 선량의 균질성을 나타내주는 균일도(homogeneity), 일치성(conformity), 그리고 선량체적곡선(DVH, dose volume histogram)을 토대로 비교하였다.
환자는 5 mm 간격으로 3차원 모의치료장치(CTsimulator)을 이용하여 모의치료를 하였다. 치료계획용적은 육안적종양체적을 기준으로 0.
환자의 영상을 얻는 CT 모의치료장치로는 GE사의 BrightSpeed(Bright speed excel, GE, China)의 16 채널을 이용하여 영상을 획득하였으며 Map CHECK2(SunNuclear: Melbourne, Florida, USA) 를 이용하여 선량 분포를 확인하였다. [Fig.
데이터처리
획득된 영상을 바탕으로 치료계획은 Eclipse software (varian medical system Ver.13)를 사용하여 치료 계획을 하였다[Fig. 3].
이론/모형
일치성지수(CI, conformity index)는 Nedzi 등[14]에 의해 다음과 같이 정의되었으며는 표적 범위에서의 품질을 평가하기 위해 사용하였다.
성능/효과
Normal beam과 Half beam 치료법의 일치성지수를 관찰해 보면 Normal 기법에서는 1.15 ± 0.03로 나타났으며 Half 기법은 1.06 ± 0.03 으로0.09정도의 차이를 보인 것으로 나타났다[Table 4].
인접 정상조직인 심장(heart)의 경우 60%의 체적에 6 Gy정도 추가선량이 입사되었고 정상조직에도 약간의 초과 선량을 보인 것으로 관찰되었다. 반면, 척수(Spinal cord)의 경우 Normal 기법과 half 기법의 선량흡수양상이 저선량영역에서는 Half 기법이 다소 효과적으로 방어하였지만 고선량영역에서는 Normal 기법이 5 Gy 정도의 추가선량을 보였다. 폐(lung)의 경우 식도의 조사야에 대부분의 면적이 포함되어있지 않아 선량체적곡선의 양상이 양호하며 양쪽 치료법 모두 동일 양상으로 관찰되었다[Fig 8-11].
선량포함양상(dose coverage)를 확인해본 결과 축방향(axial plane)에서는 Normal 기법과 Half기법의 큰 차이가 보이지 않았지만[Fig 4.] 관상면(coronal plane)에서는 Normal 기법을 시행하는 것이 중간부분의 선량겹침영역이 관찰되었다[Fig 5.].
식도와 같은 비교적 긴 장기를 치료함에 있어서는 두 가지 방사선 조사야의 결합을 필요로 하는데 이러한 조사야를 결합시키는 방법으로는 방사형 빔을 사용하는 방식(Normal beam)과 Half beam을 사용하는 방식으로 크게 나뉠 수 있다. 이러한 방식을 선택하여 두 가지의 치료기법의 비교를 통해 선량분포도와 선량균일성, 척수와 폐 그리고 심장의 피폭선량을 관찰해본 결과 선량분포의 양상은 Normal beam을 사용하는 방식보다 Half Beam을 사용하는 방식이 표적포함도(target coverage)가 우수하였고 선량체적곡선(DVH)상선량적으로 우수한 치료효과를 보일 것으로 예상되었다. 선량의 균일성을 뜻하는 균질성지수(HI)와 일치성지수(CI)의 경우 Half beam을 이용한 방식이 다소 우수한 점으로 사료되며 이는 Normal beam을 이용한 치료계획시 빔의 겹침현상 때문에 나타나는 과선량효과(hotspot)의 방지 때문인 것으로 추측된다.
선량체적곡선에서는 전체적으로 명확한 차이는 보이지 않으며 동일한 양상으로 관찰되고 있다[Fig 7]. 치료계획용적(PTV)에서는 Half 기법이 Normal 기법보다 80%의 체적에 7 Gy정도 추가선량이 입사되는 것이 관찰되었다[Fig 7].
선량의 균일성을 뜻하는 균질성지수(HI)와 일치성지수(CI)의 경우 Half beam을 이용한 방식이 다소 우수한 점으로 사료되며 이는 Normal beam을 이용한 치료계획시 빔의 겹침현상 때문에 나타나는 과선량효과(hotspot)의 방지 때문인 것으로 추측된다. 한편, 주위조직의 결정(정상)조직인 척수, 폐, 심장의 피폭선량의 V20, V30, V40을 각각 살펴보면 폐에서의 흡수선량은 거의 동일하였으나 척수, 심장의 경우 Half beam을 사용할 때 우수한 선량분포곡선을 나타낸 것으로 보아 정상조직 보호측면에서 다소 유리할 수 있을 것으로 생각된다. 이렇듯 Half beam을 이용하여 긴 조직의 방사선치료를 공간적으로 분할 조사할 때 다방면으로 유리할 수 있으나 이는 환자 위치잡이(set-up)시 기하학적으로 정확하게 환자가 위치해야 할 것으로 생각되며 이를 방지하기 위해서 일정 치료를 시행 후 조사면적의 이동(junction moving)을 해야 할 것으로 생각된다.
후속연구
Normal beam과 Half beam을 사용하여 비교적 길이가 긴 장기인 식도에 발생한 암의 치료법을 관찰해 본 결과 종양조직의 흡수선량, 정상조직의 보호선량 및 HI, CI는 모두 양호하였으며 선량분포양상과 정상조직(척수, 폐, 심장) 흡수선량에서는 Half beam을 이용한 치료계획이 다소 양호하게 나타났으며 Normal beam을 이용한 치료법과 큰 차이가 없는 것으로 나타나 실제적인 치료효과를 보기위해선 기하학적 일치성의 확보, 선량전달의 실제적 확인 등의 연구가 진행되어야 할 것으로 생각되고, 이러한 확인과정을 거친다면 Half beam의 치료효과는 더욱 효과적일 것이라 사료된다.
대표적으로 치료의 실패, 폐전이, 인접림프절의 전이, 골전이 등이 있을 수 있다는 보고가 있으며 식도의 과선량 부여로 식도협착 부정확한 방사선조사로 인해 방사성폐렴이 발생하여 식도내 삽관술 및 풍선확장술을 시술 받기도 하였다. 이러한 부작용을 조금이라도 감소시키려 두 가지의 치료계획을 수립하여 비교해본 결과 Half beam 법을 이용한 방사선 치료가 선량분포, 정상조직 흡수선량 감소 등 선량적으로 이점이 있었지만 큰 차이를 보이지 않았으며 Half beam 치료법으로 선량적인 이점을 회복하기 위해서는 선형가속기의 기하학적인 정확성이 확보되어야 할 것이며, 치료계획상의 선량이 실제 치료에 정확하게 전달되는 점을 면밀히 관찰해볼 필요가 있을 것이다.
한편, 주위조직의 결정(정상)조직인 척수, 폐, 심장의 피폭선량의 V20, V30, V40을 각각 살펴보면 폐에서의 흡수선량은 거의 동일하였으나 척수, 심장의 경우 Half beam을 사용할 때 우수한 선량분포곡선을 나타낸 것으로 보아 정상조직 보호측면에서 다소 유리할 수 있을 것으로 생각된다. 이렇듯 Half beam을 이용하여 긴 조직의 방사선치료를 공간적으로 분할 조사할 때 다방면으로 유리할 수 있으나 이는 환자 위치잡이(set-up)시 기하학적으로 정확하게 환자가 위치해야 할 것으로 생각되며 이를 방지하기 위해서 일정 치료를 시행 후 조사면적의 이동(junction moving)을 해야 할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
식도암의 치료법은?
식도암은 우리나라에서 발생하는 위장관 악성 종양으로 높은 발생 빈도를 보이는 종양으로서 최근 발생 빈도가 증가하고 있다[1-3]. 식도암의 치료법으로는 수술, 항암요법 및 방사선치료를 병행하여 치료하고 있으나, 절반 이상의 환자에서 치료 후 부작용이 발생하며, 5년 생존율 또한 35% 미만으로서 예후가 좋지 않은 것으로 알려져 있다[4-8].
방사선치료의 목적은?
방사선치료는 정상조직에는 최소한의 선량을 흡수하도록 하면서 동시에 종양조직에 처방선량에 근접한 선량값을 흡수되도록 하는 것이 방사선 치료에 목적이라고 할 수 있다. 정상조직의 견딤선량을 높게 하고 종양조직의 치사선량을 낮게 하여 치료가능비(TR, treatment ratio)의 값을 최대로 하는 것을 목적으로 치료기법도 개발되어왔다.
방사선치료를 이용하여 식도암을 치료하기 어려운 이유는 무엇인가?
식도암은 병변의 길이가 길고 깊이의 불균질성으로 인하여 방사선의 균일한 선량분포를 얻기 어렵다. 이러한 문제점을 개선해 보고자 Half beam 법을 이용하여 선량분포의 균질성을 극복해 보고자 환자의 영상을 바탕으로 하여 Normal beam과 Half beam을 이용하여 각각 치료계획을 세워 표적체적포함율과 선량체적곡선, 일치성지수와 균질성지수를 상호 비교하고, 인접정상장기인 심장, 척수, 폐를 비교해 보고자 한다.
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