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문제 정의
- 감마나이프 방사선수술의 치료계획은 감마나이프에 특화된 치료계획시스템 렉셀 감마플랜 LGP를 사용하여 반복적인 시행착오 과정을 거쳐 유경험자에 의해 통상 Forward planning으로 이루어진다. 치료계획자의 주된 목표는 치료표적에 얼마나 일치되게 선량분포를 구현하느냐에 있는데 방사선 조사에 관련된 인자들 즉 조사 수, 조사 위치, 조사 시간, 각 조사마다의 시준기 배치 및 가중치 등을 적절히 활용해서 최상의 치료계획을 실현하고자 한다. 그래서 치료계획으로 산출된 결과물로부터 과연 양질의 치료계획인지를 확인할 수 있는 객관적인 검토가 무엇보다 중요하다.
제안 방법
- 새로이 정의된 기울기 지표 차이의 평균에 대해서도 통계적 유의성은 없었다. GI와 더불어 라이낙 방사선수술에서 후유장애 확률과 직접적인 연관성을 지닌다고 평가되는 일치성/기울기 지표 CGI 와 감마나이프 방사선수술에 적합하게 수정된 CGIN를 치료계획 방법 LGP 와 VEMT로 계산하여 두 방법의 차이를 검정하였다. 한계값 0.
- 감마나이프 방사선수술에 최적화된 새로운 Wagner 지표는 일치성 부분 CGIC 점수가 부정확하여 Paddick의 지표를 이용한 CGINe 로 대체하고 기울기 부분에서 한계 기울기를 통상 감마나이프 방사선수술 시 GI ≤ 3 이고 적합한 적응 증 크기가 지름이 3 cm 이하임을 고려하여 지정 기울기를 0.66 cm 로 설정하여 CGIN 를 정의하였다.
- 그래서 양질의 치료계획 평가 도구로서의 네 지표들, 즉 기존에 간편히 활용되고 있는 GI, LGP 결과물에서 바로 적용 가능한 새롭게 정의한 기울기지표, Wagner 등이 제시한 CGI, 저자에 의해 새로이 정의한 CGI를 LGP과 VEMT로 계산하고 그 차이를 통계적으로 비교 분석하였다.
- 감마나이프 수술 절차는 삼차원적 좌표계의 설정을 위하여 환자의 머리 네 군데에 국소 마취하여 정위틀(stereotactic frame)을 고정한다. 두부 내의 위치를 정의하기 위해 MR 지시자(indicator)를 이용해서 축상면 자기공명영상(MRI) 영상을 얻고, 이 영상을 바탕으로 치료계획 시스템 렉셀 감마플랜(Leksell GammaPlan: LGP)을 이용해서 치료계획을 수립한 후 그 결과물을 토대로 치료가 이루어진다.[2]
- 같은 일치성 지표를 가지더라도 상대적으로 GI 가 작은값을 가지는 치료계획 즉 처방 등선량 경계(통상표적 경계)에서 급격한 선량 변화를 보이는 치료계획을 선택하는 것이 후유증을 최소화하기 위해서 매우 중요하다. 또한 저자는 Fig. 1에 나타난 바와 같이 렉셀 감마플랜을 이용한 치료계획 결과물중에 쉽게 적용 가능한 등선량 30% 이상의 체적이 초기 설정으로 Physics Protocol에 주어지는 관계로 본 연구에서는 새로운 GI를 기존의 GI와 유사하게 다음과 같이 정의한다.
- 3 cm 보다 더 가파르면 100을 넘어선다. 저자는 Wagner 등이 제시한 지표를 감마나이프 방사선수 술에 적합한 형태로 수정 보완하여 새롭게 정의한 지표 CGIN 를 다음과 같이 제안한다.
- 최상의 치료를 실현할 수 있는 치료계획의 평가도구로 사용되는 여러 지표들이 다수 문헌에 제안되었다. 제안된 지표값들은 세가지 인자: 병변 체적, 처방 등선량 이상의 체적, 처방 등선량 절반 이상의 체적을 선량 체적 히스토그램(Dose-volume histograms: DVH) 곡선들을 이용해서 간단히 계산 된다. 일반적으로 흔히 사용되는 지표들 가운데 방사선수술에 대해 방사선치료 종양학 그룹 가이드 라인에서 Shaw 등이 제안한 일치성 지표 CIS = VP/ VT 가 있다.
대상 데이터
- Table 2에 보인 바와 같이 본원에서 감마나이프 B모델을 이용해서 감마나이프 방사선수술을 받은 10명의 환자를 무작위로 선택하여 연구 데이터를 수집 검토 분석하였다.
- 네 종류의 반구형 콜리메이터(collimator)를 가지는 렉셀 감마나이프 B모델로 치료한 10명의 환자 자료들이 본 연구에 사용되었다. 방사선 측정관련 인자들은 감마나이프 방사선수술로 치료받은 환자들에 대해서 렉셀 감마플랜과 가변 타원체 모형화 기술을 사용하여 얻어진 임상 치료 결과물로부터 모아졌다.
데이터처리
- 5 임을 고려해서 산출된 이상적인 기울기이다.[9] 저자는 식 (5) 와 (6)에서 정의한 일치성/기울기 지표 CGI, CGIN 을 LGP 와 VEMT로 계산해서 나온 데이터를 이용해서 평가하고 통계적으로 비교 분석하였다.
- ) 통계 프로그램을 이용하였다. 두 치료 및 검증시스템 렉셀 감마플랜과 가변 타원체 모형화 기술에 의해 얻어진 데이터의 일치성(평균의 비교)을 분석하기 위해서 Paired t-test를 시행하였으며 p-value 0.05이하로 유의성 검증하였다. 평균치는 ± SD 로 주어진다.
이론/모형
- 포함된 인자들은 병변체적(target volume), 처방 선량(prescription dose), 처방 등선량 체적(prescription isodose volume), 최대 선량 (maximum dose), 일치성 지표(Conformity Index: CI), 기울기 지표(Gradient Index: GI), 일치성/기울기지표(Conformity/Gradient index: CGI)등이다. 병변체적, 처방 선량 및 그와 관련된 체적은 선량-체적 히스토그램(Dose-Volume Histogram: DVH)을 이용해서 결정되었다.
성능/효과
- 66 cm 로 설정하여 CGIN 를 정의하였다. CGIN 를 두 치료 및 검증시스템으로 통계 분석한 결과 일치성 부분의 보완으로 좀 더 정확한 점수를 산출할 수 있었고 한계 기울기를 달리 잡은 관계로 CGIN 점수가 높게 계산되었다. 그러나 후유장애 관련 사항을 파악함에는 CGI 와 동일할 거라 사료된다.
- 5 이하의 값을 가진다. LGP와 VEMT로 부터 얻은 GI 차이에 대한 통계적 분석 결과 독립적인 검증 시스템 VEMT의 유용함을 확인할 수 있었다. Table 4에 보인 바와 같이 LGP의 치료계획 결과물 Physics Protocol에서 얻을 수 있는 데이터(등선량 30% 이상의 체적)를 이용해서 쉽게 적용 가능한 기울기 지표값도 표적 주변에서의 선량의 기울기의 가파름 정도를 잘 파악할 수 있는 좋은 지표임을 알 수 있다.
- LGP와 VEMT 사이의 차이에 대해 평가하기 위해서 이루어진 Paired t-test의 결과가 Table 3 에 요약되어 있는데 통계적 차이는 관측되지 않았다. 그리고 손쉽게 적용 가능하다는 연유로 새롭게 도입된 기울기 지표 GIN 에 대한 LGP와 VEMT의 계산 결과, 평균 차이는 -0.001(95% CI) 이고 표준편차는 0.05 이었다. 차이의 95% 신뢰구간은 -0.
- 두 치료계획 방법에 의해서 계산된 평균 처방 등선량 체적은 -0.16 ± 5.16% 만큼 차이를 보였다.
- 렉셀 감마플랜으로 계산한 GI의 평균은 2.79 ± 0.30 를 보인 반면 가변 타원체 모형화 기술로 계산된 GI의 평균은 2.81 ± 0.29 를 나타내었다.
- 평균치는 ± SD 로 주어진다. 본 연구에서 통계적인 차이의 유의성을 고려한 것은 GI, CGI 그리고 처방 선량 체적의 차이이었다.
- 감마나이프 방사선 수술에서 최상의 치료계획을 수립할 수 있는 객관적 기준 잣대로서 일치성 지표, GI, GIN, 일치성/기울기 지표 CGI와 CGIN를 LGP와 검증시스템 VEMT의 DVH를 이용해서 구한 처방 등 선량 체적,처방 등선량 절반의 체적, 병변 체적와 처방 등 선량내 병변 체적인자들만을 손쉽게 구해서 빠르게 평가할 수 있다는 것은 활용도를 더욱더 높일 수 있는 점이라 생각된다. 성공적인 치료를 위한 치료계획 평가 도구인 필수 불가결한 지표들 GI, GIN, CGI, CGIN 에 대한 검토와 통계적 분석을 통해 이차적인 검증시스템 VEMT의 유용성을 확인할 수 있었고, 후유장애를 유발하는 확률을 최소화하는 최적의 치료계획를 구현할 수 있는 토대를 구축 할 수 있다고 여겨진다. 각 감마나이프센터마다 틀에 박힌 자체적인 시스템이 운용되고 있는 현 상황에서 실제 임상에서 양질의 치료계획 평가 도구의 활용도를 높일 수 있도록 센터 간에 다각적인 논의가 필요하고 또한 VEMT처럼 PC 상에서 구동하는 독립적인 검증 도구는 양질의 감마나이프 방사선 수술을 수행하는데 훌륭한 보조 수단이기 때문에 감마나이프 정도관리의 한 부분으로 널리 보급 활용 되어야 된다고 여겨진다.
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