[논문]비소세포폐암의 방사선 치료기법간의 선량분포의 비교

이승철; 김영재; 장성주

doi:10.7742/jksr.2016.10.4.233

초록
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방사선 치료시 최근 많이 쓰이고 있는 IMRT, Tomotherapy, mArc(modulation arc therapy)의 치료법을 선량적인 측면에서 상호 비교하고자 한다. 비소세포성 폐암의 환자를 대상으로 하여 치료계획용적에 58.0 Gy를 처방선량을 기준으로 설정하였으며 주변 정상장기는 척수, 식도, 간을 설정 하였다. PTVmean는 mArc의 경우 57.60 Gy, Tomotherapy가 61.04 Gy, IMRT는 58.95 Gy이었다. 식도(Esophagus)의 평균선량은 mArc가 2.84 Gy였고, Tomotherapy가 5.14 Gy, IMRT가 1.84 Gy로 나타났다. 간(Liver)은 mArc는 19.44 Gy, Tomotherpy가 12.22 Gy, IMRT는 21.97 Gy이었고 척수(Spinal Cord)은 mArc 5.72 Gy, Tomotherapy가 7.08 Gy, IMRT는 6.15 Gy로 측정되었다. 또한, 선량포함도와 선량체적곡선 등의 자료를 관찰해 본 결과 mArc와 Tomotherapy 그리고 IMRT의 결과와 현저한 차이를 보이지는 않았다. 하지만, 본 연구는 폐암이라는 질환으로 한정하였었고 실험군의 수가 적은 단점을 가지고 있으므로 좀 더 많은 질환과 환자를 대상으로 연구를 폭넓게 진행 한다면 환자 맞춤형 치료기법을 개발하여 적용될 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Comparison of the dose aspect that radiation therapy treatments using IMRT, tomotherapy, mArc (modulated arc therapy). The experimental subject is non-small cell lung cancer patient. The prescription dose is 58.0 Gy to the volume of PTV(planning target volume). and spinal cord, esophagus, and liver ...

Comparison of the dose aspect that radiation therapy treatments using IMRT, tomotherapy, mArc (modulated arc therapy). The experimental subject is non-small cell lung cancer patient. The prescription dose is 58.0 Gy to the volume of PTV(planning target volume). and spinal cord, esophagus, and liver organ is the normal organ(OAR, organ at risk). Average PTV value is 57.60 Gy in mArc and 61.04 Gy in tomotherapy and 58.95 Gy in IMRT. The average dose of the Esophagus is 2.84 Gy in m-Arc, 5.14 Gy in tomotherapy, 1.84 Gy in IMRT. The average dose of the Liver is 19.44 Gy in m-Arc, 12.22 Gy in tomotherapy, 21.97 Gy in IMRT. The average dose of the Spinal cord is 5.72 Gy in m-Arc, 7.08 Gy in tomotherapy, 6.15 Gy in IMRT. Results of this study is no significant difference between mArc and tomotherapy and Linac based IMRT in dose study and also, mArc's dose coverage and dose volume histogram is better than IMRT and tomotherapy. but, This study is limited to a disease of cancer. in addition, fewer number of groups. The wide range the more research can be developed patient-specific treatment techniques and be applied to the patients

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문 또한 3차원 방사선치료를 기반으로 고 정밀방사선치료의 방법인 mArc 치료법과 Tomotherapy 그리고 IMRT의 방법으로 확장하여 폐암의 방사선 치료시 선량분포의 우위성을 확보하며 합병증을 최소화하는 방법을 탐색하려 하였다.
본 논문에서는 이러한 치료기술과 장비의 발전을 배경으로 폐암의 방사선 치료 계획을 mArc (modulated arc therapy)와 Helical Tomotherapy, 그리고 Linac based IMRT로 수립하여 종양 및 정상조직의 흡수선량, 조직의 체적 당 흡수선량 값, 선량체적곡선(DVH, dose volume histogram)을 바탕으로 최적의 치료기법을 구하고자 한다.

대상 데이터

실험 대상으로는 2015년 10월부터 2016년 3월까지 비소세포성 폐암(NSCLC, non small cell lung cancer)으로 확진 받은 환자 10명의 영상을 바탕으로 하였다.
실험기기로는 모의치료를 위해 SIEMENS사의 SENSATION OPEN CT를 사용(Fig. 1)하였으며 영상획득 방법으로는 3mm의 절편두께(slice thickness)를 이용하였고 치료영역의 설정은 방사선종양학과 전문의가 시행 하였으며 GTV를 기준으로 하여 2 mm영역을 확장하여 PTV로 설정하였다.
인접정상장기로는 식도(esophagus)와 간(liver), 척수(spinal cord)를 선정하였으며 종양을 제외한 폐(normal lung)의 체적을 설정하였다. 정상장기의 한계선량은 식도의 경우 34.

이론/모형

Linac based IMRT는 10MV의 에너지를 바탕으로 해서 DAPO 알고리즘을 사용하였다.
실험에 쓰인 의료용 선형 가속기로 Artiste CT Vision(SIEMENS)를 이용하였으며 이를 이용하여 m-Arc와 linac based IMRT를 시행하였으며(Fig. 2), 토모테라피 방사선 치료기로는 Helical Tomotherapy를 사용하였다(Fig. 3).

성능/효과

PTV체적 내의 흡수선량을 관찰해 본 결과 mArc 치료법은 평균 57.75 Gy의 흡수선량을 보였으며 Tomotherapy와 IMRT는 각각 61.04 Gy, 58.70 Gy의 선량을 보였다. 최대값은 각각 62.
본 연구에서 3가지의 다른 방식을 이용하여 폐암의 치료계획을 수립한 결과 정상조직의 부작용 발생을 일으키지 않는 범위에서 치료계획이 완료되었다. 각기 다른 3가지의 치료법을 상호 비교해 보면 mArc가 선량적인 측면에서 다소 유리하였으며 PTV에 대한 선량체적 포함률(dose coverage), 선량체적곡선(dose volume histogram) 또한 다른 치료계획보다 다소 유리하였다. 하지만 기존의 Tomotherapy와 IMRT의 결과와 현저한 차이를 보이지는 않았다.
본 연구에서 3가지의 다른 방식을 이용하여 폐암의 치료계획을 수립한 결과 정상조직의 부작용 발생을 일으키지 않는 범위에서 치료계획이 완료되었다. 각기 다른 3가지의 치료법을 상호 비교해 보면 mArc가 선량적인 측면에서 다소 유리하였으며 PTV에 대한 선량체적 포함률(dose coverage), 선량체적곡선(dose volume histogram) 또한 다른 치료계획보다 다소 유리하였다.
비소세포성 폐암의 방사선 치료시 방사선 치료법을 분류하여 치료계획을 세운 결과 mArc와 Tomotherapy, Linac based IMRT의 세 가지 치료법 모두 종양조직에 적합한 처방선량이 부여되었으며 정상조직에 방어적선량을 나타내었다. 본 실험적 연구를 토대로 병변의 위치를 감안하여 적합한 치료법을 적용한다면 향후 환자의 생존률에 긍정적 효과를 가져올 것으로 사료된다.
종양조직과 정상조직의 흡수선량을 분석한 결과 mArc와 Tomotherapy 그리고 linac based IMRT 치료에서 종양조직의 흡수선량은 각각 57.75 Gy, 61.04 Gy, 58.70 Gy의 선량을 보이며 장비의 종류에 따라 종양조직에 흡수되는 선량값은 큰 연관성이 없었다.
하지만 기존의 Tomotherapy와 IMRT의 결과와 현저한 차이를 보이지는 않았다. 즉, 3가지 치료법 모두 정상조직의 보호측면이 우수하였으며 종양조직에 처방선량의 흡수 또한 오차범위 이내로 충족(± 3%)하여 양호한 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구의 제한점으로는 실제 환자의 부작용 관찰을 위해 추적 관찰이 필요하며 현 논문은 단순한 선량관찰을 하였다는 점, 같은 폐암이더라도 호발부위가 달라지면 인접장기의 종류와 선량이 달라진다는 점 등의 한계점을 보였다. 또한, 선량평가의 비교방법을 팬톰을 이용하여 비교하였다면 좀 더 객관적인 결과를 도출하였을 수 있을 것이라 생각된다. 앞으로 이러한 한계점을 극복하기 위해 연구의 범위와 깊이를 확대 한다면 보다 정확한 방사선치료의 효과를 알아볼 수 있을 것으로 사료된다.
비소세포성 폐암의 방사선 치료시 방사선 치료법을 분류하여 치료계획을 세운 결과 mArc와 Tomotherapy, Linac based IMRT의 세 가지 치료법 모두 종양조직에 적합한 처방선량이 부여되었으며 정상조직에 방어적선량을 나타내었다. 본 실험적 연구를 토대로 병변의 위치를 감안하여 적합한 치료법을 적용한다면 향후 환자의 생존률에 긍정적 효과를 가져올 것으로 사료된다.
본 연구의 제한점으로는 실제 환자의 부작용 관찰을 위해 추적 관찰이 필요하며 현 논문은 단순한 선량관찰을 하였다는 점, 같은 폐암이더라도 호발부위가 달라지면 인접장기의 종류와 선량이 달라진다는 점 등의 한계점을 보였다. 또한, 선량평가의 비교방법을 팬톰을 이용하여 비교하였다면 좀 더 객관적인 결과를 도출하였을 수 있을 것이라 생각된다.
또한, 선량평가의 비교방법을 팬톰을 이용하여 비교하였다면 좀 더 객관적인 결과를 도출하였을 수 있을 것이라 생각된다. 앞으로 이러한 한계점을 극복하기 위해 연구의 범위와 깊이를 확대 한다면 보다 정확한 방사선치료의 효과를 알아볼 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폐암 환자의 치료를 위하여 정상 폐 조직에 직·간접적으로 불필요한 방사선이 조사되는데 이 때 발생하는 문제점은?	폐암 환자에 있어서 원발 병소에 적합한 처방선량의 흡수를 위해서는 정상 폐 조직에 직·간접적으로 불필요한 방사선이 조사되는데 이는 방사성독소를 야기 시켜 차후에 부작용을 발생 시킬 수 있다.[2] 폐암에서의 대표적 부작용으로는 2차적 폐암의 발생, 인접한 정상장기의 선량과다가 대표적이다.
	방사선 치료의 목적은?	방사선 치료의 궁극적인 목적은 종양에 적합한 처방선량이 전달되면서 동시에 정상조직에 방사선 흡수를 줄이는 것이라 할 수 있다.[1] 방사선 치료의 기술은 이를 극복하기 위하여 과거 2차원적 치료에서 나날이 발전해왔으며 현재에는 고 정밀 치료기술이 적용되며 치료 장비 또한 거듭 발전해 왔다.
	폐암에서의 대표적 부작용을 극복하기 위해 무엇이 시행되고 있는가?	[2] 폐암에서의 대표적 부작용으로는 2차적 폐암의 발생, 인접한 정상장기의 선량과다가 대표적이다. 이를 극복하기 위해 고정밀 방사선 치료법이 시행되고 있다. 대표적인 고 정밀 방사선치료의 예로서는 세기조절 방사선치료(IMRT, intensity modulated radiation therapy)를 들 수 있으며 이는 불규칙한 종양이나 정상조직과 인접한 종양의 방사선 치료에 적합한 치료법이다.

참고문헌 (16)

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