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문제 정의
- 결론적으로 영상유도 방사선 치료는 보다 정밀한 환자 셋업을 통하여 종양에 최적의 선량 전달을 시행할 수 있는 현대 방사선 치료의 필수 장치이나 이로 인한 추가 피폭에 대한 측정과 피폭 관리 또한 반드시 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 대표적 영상유도장치인 OBI, CBCT, ExacTrac에 대하여 기본촬영 조건하에서 피폭선량을 측정하였다. 추후 연구에서는 다양한 촬영 조건과 장기별 피폭선량 측정 및 각 방사선 치료 기관에서의 촬영 조건의 편차를 파악하여 비교함으로써 추가 피폭의 감소시키며 최적의 방사선치료가 가능한 프로토콜을 제시하고자 한다.
- 이러한 특수 방사선 치료의 기술들은 치료의 정확성은 향상되었으나 환자가 받는 추가 선량의 증가와 더불어 방사선 장해도 증가되고 있다[7]. 이에 본 연구에서는 다양한 영상유도 방사선 치료기술의 적용으로 인한 환자의 추가 피폭선량의 측정을 통하여 방사선 관리 측면에서 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 입각한 선량의 적정성과 치료의 정확성을 보장할 수 있는 프로토콜을 제시하고자 한다.
제안 방법
- CBCT의 경우에는 100 kVp, 20 mA, 20 ms 촬영조건, ExacTrac 치료부위 확인 촬영의 경우 RPO/LPO 45° 모두 100 kVp, 80 mA, 80 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리 선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다.
- 흉부의 영상유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 25 ms 조건이었으며, 측면에서 95 kVp, 200 mA, 200 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 110 kVp, 20 mA, 20 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다.
- 골반부위의 영상 유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 50 ms 조건이었으며, 측면에서 105 kVp, 200 mA, 400 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 125 kVp, 80 mA, 13 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리 선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다[Table 1]
- 복부의 영상 유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 50 ms 조건이었으며, 측면에서 105 kVp, 200 mA, 400 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 125 kVp, 80mA 13 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다.
- 각 측정 부위에서의 촬영 조건은 두부 OBI 경우 정면(anterior) 0° 촬영 시 100 kVp, 200 mA, 40 ms 조건이었으며, 측면(lateral) 270°촬영 시에는 70 kVp, 200 mA, 25 ms 촬영 조건으로 검사하였다.
- 골반부위의 영상 유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 50 ms 조건이었으며, 측면에서 105 kVp, 200 mA, 400 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 125 kVp, 80 mA, 13 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리 선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다[Table 1]
- 또한 ICRP는 암 위험의 명목확률계수로 전체 인구에 대해 5.5 × 10-2/ Sv, 성인 종사자에 대해서 4.1 × 10-2/ Sv를 제안하였다.
- 복부의 영상 유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 50 ms 조건이었으며, 측면에서 105 kVp, 200 mA, 400 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 125 kVp, 80mA 13 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다.
- 본 연구는 형광유리선량계를 이용하여 임상에서 적용되고 있는 유도 방사선 치료 장치인 OBI, CBCT, ExacTrac 의 영상 촬영 시 환자에게 피폭되는 흡수선량을 팬텀을 통하여 측정하였다. 각각의 영상 유도 장치 중 CBCT의 피폭선량이 크게 나타났으며 특히 OBI와 비교하여 각 부위별 심부 중심 흡수선량이 7.
- 측정은 머리, 가슴, 복부, 골반 등 네 부위로 설정하여 기존의 일반적인 영상유도방사선 치료 시 부위별 영상획득 조건[Table 1]으로 설정하였다. 열형광 선량계의 부착은 네 부위별 팬텀의 심부의 중앙부(center)와 OBI에서 입사점인 앞뒤방향(AP), 우측방향(Rt)과 좌측방향(Lt)의 표면, 추가적으로 ExacTrac에서는 입사점인 우측뒤사방향(RPO), 좌측뒤사방향(LPO)의 표면에 위치 시켜 실제 환자 치료 방법과 동일한 조건으로 조사하였다. 측정의 정확도를 높이기 위해 같은 측정 방법으로 5회 측정하여 결과 값을 분석하였다[Fig.
- 현재 임상에서 사용되고 있는 영상유도 방사선 치료 장치인 OBI(On Board Imager, Clinac ix, Varian, USA)와 CBCT(Cone Beam CT, Clinac ix, Varian, USA), ExacTrac(Novalis Tx, BrainLAB, Germany)을 이용한 환자 셋업과 치료부위 확인 촬영 시 추가피폭을 측정하였다[8-12]. 영상유도 방사선 치료 시 환자가 받을 수 있는 피폭선량은 인체 모형 팬텀(Rando phantom, Salem, NY, USA)으로 대신하여 측정하였으며, 선량의 평가는 형광 유리 선량계 (luminescence glass dosimeter)를 이용하였다. 본 실험에 사용된 형광 유리 선량계의 Χ, γ선 측정 선량 범위는 1 μGy ∼ 10Gy로 재현성은 100μGy에서 ± 2%이다[Fig.
- 측정은 머리, 가슴, 복부, 골반 등 네 부위로 설정하여 기존의 일반적인 영상유도방사선 치료 시 부위별 영상획득 조건[Table 1]으로 설정하였다. 열형광 선량계의 부착은 네 부위별 팬텀의 심부의 중앙부(center)와 OBI에서 입사점인 앞뒤방향(AP), 우측방향(Rt)과 좌측방향(Lt)의 표면, 추가적으로 ExacTrac에서는 입사점인 우측뒤사방향(RPO), 좌측뒤사방향(LPO)의 표면에 위치 시켜 실제 환자 치료 방법과 동일한 조건으로 조사하였다.
- 열형광 선량계의 부착은 네 부위별 팬텀의 심부의 중앙부(center)와 OBI에서 입사점인 앞뒤방향(AP), 우측방향(Rt)과 좌측방향(Lt)의 표면, 추가적으로 ExacTrac에서는 입사점인 우측뒤사방향(RPO), 좌측뒤사방향(LPO)의 표면에 위치 시켜 실제 환자 치료 방법과 동일한 조건으로 조사하였다. 측정의 정확도를 높이기 위해 같은 측정 방법으로 5회 측정하여 결과 값을 분석하였다[Fig. 3]. 또한 영상유도 방사선 치료 장비의 경우 촬영 조건이나 촬영 방법의 차이로 각각의 표면선량의 기준치에 차이가 발생할 수 있어 부위별 심부 중심에서의 흡수선량을 통계 프로그램(SAS ver 9.
- 현재 임상에서 사용되고 있는 영상유도 방사선 치료 장치인 OBI(On Board Imager, Clinac ix, Varian, USA)와 CBCT(Cone Beam CT, Clinac ix, Varian, USA), ExacTrac(Novalis Tx, BrainLAB, Germany)을 이용한 환자 셋업과 치료부위 확인 촬영 시 추가피폭을 측정하였다[8-12]. 영상유도 방사선 치료 시 환자가 받을 수 있는 피폭선량은 인체 모형 팬텀(Rando phantom, Salem, NY, USA)으로 대신하여 측정하였으며, 선량의 평가는 형광 유리 선량계 (luminescence glass dosimeter)를 이용하였다.
- 흉부의 영상유도 방사선 치료 촬영 조건은 OBI 경우 정면에서 75 kVp, 200 mA, 25 ms 조건이었으며, 측면에서 95 kVp, 200 mA, 200 ms 촬영 조건으로 검사하였다. CBCT의 경우에는 110 kVp, 20 mA, 20 ms 촬영조건, ExacTrac 촬영의 경우 120 kVp, 160 mA, 160 ms의 촬영 조건으로 조사하였으며 4개의 형광유리선량계의 부착 지점에서 피폭선량을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 형광 유리 선량계의 Χ, γ선 측정 선량 범위는 1 μGy ∼ 10Gy로 재현성은 100μGy에서 ± 2%이다[Fig. 2].
데이터처리
- 각각의 영상유도 방사선 치료 장비의 경우 촬영 조건이나 촬영 방법의 차이로 각각의 표면선량의 기준치에 차이가 발생할 수 있어 부위별 심부 중심에서의 흡수선량을 비모수검정법(Kruskal-Wallis test)을 이용하여 통계적 유의성을 비교하였다. 결과 CBCT의 경우 두부 12.
- 3]. 또한 영상유도 방사선 치료 장비의 경우 촬영 조건이나 촬영 방법의 차이로 각각의 표면선량의 기준치에 차이가 발생할 수 있어 부위별 심부 중심에서의 흡수선량을 통계 프로그램(SAS ver 9.3)을 이용하여 비교하였다.
성능/효과
- 골반부위의 흡수선량의 측정 결과도 CBCT의 흡수 선량이 다른 영상유도 방사선 치료 장비들 보다 높게 나타났다. OBI에서 우측 표면 입사점의 흡수선량이 60.95 mGy로 상대적으로 높게 측정되었고, CBCT의 경우 앞쪽 표면 선량이 80.76 mGy로 가장 높게 측정되었으며, ExacTrac의 경우 입사점 표면 선량은 1.97(RPO), 1.56(LPO) mGy로 다른장비들 보다 상대적으로 적은 피폭선량이 측정되었다[Table 5].
- 각 치료부위별 영상 유도방사선 치료 시 추가 피폭의 경우 CBCT의 경우 복부의 흡수선량이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 골반부위, 흉부, 두부의 순이었다. OBI와 ExacTrac의 경우 심부 중심 흡수선량은 CBCT와 같이 복부의 추가피폭이 가장 높게 나타났으나 다음으로 흉부, 골반, 두부의 흡수선량의 높게 나타난 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 OBI의 경우 전면 촬영 영상과 측면 촬영 영상을 통하여 각각의 2차원 영상을 이용하여 3차원적 좌표를 수정하는 방법으로 심부 중심의 흡수선량은 CBCT에 비해 현저히 낮지만 촬영 시 입사점인 전과 우측 입사 피부표면 선량(Enterance skin dose)의 경우 33.
- 05(복부)배의 차이를 보였다[Table 6]. 각 치료부위별 영상 유도방사선 치료 시 추가 피폭의 경우 CBCT의 경우 복부의 흡수선량이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 골반부위, 흉부, 두부의 순이었다. OBI와 ExacTrac의 경우 심부 중심 흡수선량은 CBCT와 같이 복부의 추가피폭이 가장 높게 나타났으나 다음으로 흉부, 골반, 두부의 흡수선량의 높게 나타난 결과를 얻을 수 있었다.
- 각각의 영상 유도 장치 중 CBCT의 피폭선량이 크게 나타났으며 특히 OBI와 비교하여 각 부위별 심부 중심 흡수선량이 7.29(흉부) ∼ 22.62(골반부)배의 차이를 보였다.
- 결과 CBCT의 경우 두부 12.57 mGy(p<0.0018), 흉부 20.82 mGy (p<0.0018), 복부 82.93 mGy (p<0.0019), 골반부위 52.70 mGy(p<0.0019)로 측정되었으며 OBI는 0.76 ~ 8.58 mGy, ExacTrac의 경우 0.14 ∼ 0.63 mGy로 CBCT의 피폭선량이 다른 장비에 비해 월등히 높게 나타나는 것을 알 수 있었다[Table 6].
- 골반부위의 흡수선량의 측정 결과도 CBCT의 흡수 선량이 다른 영상유도 방사선 치료 장비들 보다 높게 나타났다. OBI에서 우측 표면 입사점의 흡수선량이 60.
- OBI와 ExacTrac의 경우 심부 중심 흡수선량은 CBCT와 같이 복부의 추가피폭이 가장 높게 나타났으나 다음으로 흉부, 골반, 두부의 흡수선량의 높게 나타난 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 OBI의 경우 전면 촬영 영상과 측면 촬영 영상을 통하여 각각의 2차원 영상을 이용하여 3차원적 좌표를 수정하는 방법으로 심부 중심의 흡수선량은 CBCT에 비해 현저히 낮지만 촬영 시 입사점인 전과 우측 입사 피부표면 선량(Enterance skin dose)의 경우 33.45와 60.95 mGy로 CBCT와 차이가 거의 없는 결과를 얻을 수 있었다.
- 두부의 흡수선량의 측정 결과 OBI에서는 입사점인 앞쪽 표면과, 우측 표면에서 4.01, 3.65 mGy로 측정되었으며, CBCT의 경우 앞쪽과 측면 표면 선량은 9.63 ∼17.38 mGy로 다른 영상유도 방사선 치료 장비들 보다 높게 나타났다.
- 복부의 흡수선량의 측정 결과도 흉부에서의 측정 결과와 같은 패턴을 보였으나 OBI에서 입사점인 우측 표면의 흡수선량이 24.41 mGy로 가장 높게 측정되었고, CBCT의 경우 앞쪽 표면 선량이 89.16 mGy로 가장 높게 측정되었으며, 복부에서도 마찬가지로 다른 영상 유도 방사선 치료 장비들 보다 CBCT의 흡수선량이 높게 나타났다. ExacTrac의 경우 입사점 표면 선량은 1.
- 흉부의 흡수선량의 측정 결과는 OBI에서 입사점인 우측 표면의 흡수선량이 22.03 mGy로 가장 높게 측정되었고, CBCT의 경우 앞쪽 표면 선량이 28.26 mGy로 가장 높게 측정되었으며, 흉부에서도 마찬가지로 다른 영상유도 방사선 치료 장비들 보다 CBCT가 높게 나타났다. ExacTrac의 경우 입사점 표면 선량은 1.
후속연구
- 이는 암 환자의 생존율이 높아지는 치료 상황에서 영상유도장 치를 이용한 추가 피폭은 치료의 처방선량에 비해 현저히 낮으나 확률적 영향인 2차 암 발생률이나 유전적 영향 등의 만발계 반응이 존재할 수 있음을 의미한다[14][15]. 결론적으로 영상유도 방사선 치료는 보다 정밀한 환자 셋업을 통하여 종양에 최적의 선량 전달을 시행할 수 있는 현대 방사선 치료의 필수 장치이나 이로 인한 추가 피폭에 대한 측정과 피폭 관리 또한 반드시 필요할 것으로 사료된다. 본 연구에서는 대표적 영상유도장치인 OBI, CBCT, ExacTrac에 대하여 기본촬영 조건하에서 피폭선량을 측정하였다.
- 본 연구에서는 대표적 영상유도장치인 OBI, CBCT, ExacTrac에 대하여 기본촬영 조건하에서 피폭선량을 측정하였다. 추후 연구에서는 다양한 촬영 조건과 장기별 피폭선량 측정 및 각 방사선 치료 기관에서의 촬영 조건의 편차를 파악하여 비교함으로써 추가 피폭의 감소시키며 최적의 방사선치료가 가능한 프로토콜을 제시하고자 한다.
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