[논문]유방암 근접치료 시 나노입자의 밀도에 따른 흡수선량 평가

이득희; 남지희; 김정훈

doi:10.17946/jrst.2019.42.2.131

[국내논문] 유방암 근접치료 시 나노입자의 밀도에 따른 흡수선량 평가
Evaluation of Absorbed Dose According to Nanoparticle Density During the Breast Cancer Brachytherapy 원문보기

방사선기술과학 = Journal of radiological science and technology, v.42 no.2, 2019년, pp.131 - 135

이득희 (인제대학교 부산백병원 방사선종양학과) , 남지희 (인제대학교 부산백병원 영상의학과) , 김정훈 (부산가톨릭대학교 보건과학대학 방사선학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate the efficacy of brachytherapy of breast cancer by dose assessment which a steady increased in Korea women. The dose assessment was performed using the MCNPX program, a MonteCarlo simulation technique. The sources used for brachytherapy was 192Ir. And nanoparticle which used for dose enhancement was gold. The density of nanoparticle was 7, 18 and 30 mg. Evaluation of absorbed dose according to distance is measured at a distance of 30, 50, 100 and 200 cm from the patient. As a result, The breast absorbed dose results increased in proportion to the density of nanoparticle. And the surrounding organs were not significantly different according to the density. But, in some organs, the absorbed dose decreased as the density of nanoparticles increased. Absorbed dose according to the distance was in inverse proportion to distance.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그리하여 본 연구에서는 우리나라 여성에게서 많이 발생하는 유방암을 대상으로 근접치료 시 나노입자 밀도에 따른 흡수선량 차이를 측정하였다. 그 결과 나노입자의 밀도가 높아질수록 표적장기의 흡수선량이 증가하는 결과를 보였다.
이에 본 연구는 유방암의 근접방사선치료 시 표적장기 및 인접장기의 흡수선량을 수학적 모의피폭체를 통하여 예측하고, 선량증가물질인 금 나노입자 밀도에 따른 차이를 검증하고자 한다. 또한 간병인 및 주변인에 대한 피폭의 평가를 위해 거리에 따른 흡수선량을 평가하고자 한다.
이에 본 연구는 유방암의 근접방사선치료 시 표적장기 및 인접장기의 흡수선량을 수학적 모의피폭체를 통하여 예측하고, 선량증가물질인 금 나노입자 밀도에 따른 차이를 검증하고자 한다. 또한 간병인 및 주변인에 대한 피폭의 평가를 위해 거리에 따른 흡수선량을 평가하고자 한다.

제안 방법

거리에 따른 선량평가를 위해 30 ㎝, 50 ㎝, 100 ㎝ 그리고 200 ㎝에 공기 벽을 설치하여 흡수선량을 평가하였으며, Fig. 2에 왼쪽 유방암 근접치료 상황을 나타내었다. 그리고 밀도에 따른 선량평가와 동일하게 나노입자 밀도에 따른 차이도 평가하였다.
국내 여성에게 발생하는 암 중 지속적으로 발생률이 증가하는 유방암을 대상으로 근접치료 시 나노입자 밀도에 따른 선량평가를 하였다. 나노입자의 밀도가 증가할수록 표적장기의 흡수선량이 증가하는 결과를 보였다.
2에 왼쪽 유방암 근접치료 상황을 나타내었다. 그리고 밀도에 따른 선량평가와 동일하게 나노입자 밀도에 따른 차이도 평가하였다.
. 나노입자의 밀도는 Ghorbani 등, Mesbahi 등의 선행 연구를 참고하여 7, 18, 30 ㎎/g으로 하여 동일하게 표적장기와 인접장기의 선량증가 효과를 측정하였다[14-15].

대상 데이터

국내 근접치료에서 대중적으로 사용되는 일시적 삽입 선원 ¹⁹²Ir을 대상으로 하여 표적장기와 인접장기의 흡수선량 평가를 수행하였으며[9,12], ¹⁹²Ir의 제원은 Table 1에 나타내었다.
0, USA) 프로그램을 사용하였다. 수학적 모의피폭체는 플로리다 대학(University of Florida, UF)에서 수정을 마친 MIRD(Medical internal radiation dose committee)형 팬텀을 사용하였으며, Fig. 1에 모식도를 나타내었다.

데이터처리

모의모사를 위해 수치의 확률적 분포를 반복실험의 통계를 통하여 구하는 몬테카를로 방식의 MCNPX(Monte carlo N-Particl Extended, ver.2.5.0, USA) 프로그램을 사용하였다. 수학적 모의피폭체는 플로리다 대학(University of Florida, UF)에서 수정을 마친 MIRD(Medical internal radiation dose committee)형 팬텀을 사용하였으며, Fig.

성능/효과

그리하여 본 연구에서는 우리나라 여성에게서 많이 발생하는 유방암을 대상으로 근접치료 시 나노입자 밀도에 따른 흡수선량 차이를 측정하였다. 그 결과 나노입자의 밀도가 높아질수록 표적장기의 흡수선량이 증가하는 결과를 보였다. 이러한 결과는 Mesbahi 등의 선행연구의 결과와 같은 경향성인 것으로 나타났다[15].
양쪽 유방을 각각 기준으로 하여 나노입자의 밀도에 따른 주변장기의 선량을 Table 2에 나타내었다. 나노입자 0 ㎎ 시 피폭선량이 가장 높은 장기는 치료하는 유방과 인접한 폐로 나타났으며, 왼쪽 유방 기준 왼쪽 폐에서 9.87E-16 ㏉/e의 결과를 보였으며, 오른쪽 유방 기준으로 오른쪽 폐에서 9.82E-16 ㏉/e로 나타났다. 다음으로 심장에서 5.
27E-18 ㏉/e의 결과를 보였다. 나노입자 밀도가 높아질수록 가까운 거리에서 미세하게 감소하는 경향성을 보였으나, 거리가 멀어질수록 감소폭은 줄어드는 것으로 나타났다.
국내 여성에게 발생하는 암 중 지속적으로 발생률이 증가하는 유방암을 대상으로 근접치료 시 나노입자 밀도에 따른 선량평가를 하였다. 나노입자의 밀도가 증가할수록 표적장기의 흡수선량이 증가하는 결과를 보였다. 주변장기에서는 밀도에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 일부장기 및 거리에서는 나노입자의 밀도가 증가할수록 흡수선량이 감소하였다.
그리고 주변 장기에 대한 흡수선량은 선원 측과 인접한 페, 심장, 식도 순으로 나타났으며, Park 등의 선행연구에서의 인접장기에서 선량이 높게 나타나는 결과와 비슷한 경향성을 보였다[19]. 또한 나노입자 밀도에 따른 큰 차이는 없었지만 표적장기와 인접한 장기의 흡수선량은 밀도가 증가할수록 미세하게 감소하는 경향으로 나타났다. 이러한 현상은 나노입자를 사용함으로써 방사선치료의 궁극적 목표인 치료가능비를 높여 정상장기의 피폭을 줄이는 결과를 나타낼 것으로 생각된다.
03E-16㏉/e로 높은 값을 보이며 왼쪽, 오른쪽 치료여부와 상관없이 비슷한 결과를 나타내었다. 또한 두 장기에 있어서는 밀도가 높아짐에 따라 미세하지만 감소하는 경향성을 보였다. 다음으로 식도, 기관, 치료 반대 측 폐의 순으로 나타났으며, 나노입자 밀도에 따른 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다.
나노입자의 밀도가 증가할수록 표적장기의 흡수선량이 증가하는 결과를 보였다. 주변장기에서는 밀도에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 일부장기 및 거리에서는 나노입자의 밀도가 증가할수록 흡수선량이 감소하였다. 그러므로 유방암의 근접치료 시 나노입자의 활용은 치료가능비를 상승시켜 치료효과를 증가시킬 수 있을 것으로 판단되며, 환자의 환경 및 만족도 향상에 기여할 것으로 생각된다.

후속연구

주변장기에서는 밀도에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 일부장기 및 거리에서는 나노입자의 밀도가 증가할수록 흡수선량이 감소하였다. 그러므로 유방암의 근접치료 시 나노입자의 활용은 치료가능비를 상승시켜 치료효과를 증가시킬 수 있을 것으로 판단되며, 환자의 환경 및 만족도 향상에 기여할 것으로 생각된다.
하지만, ¹²⁵I (Iodine-125)과 ¹⁰³Pd(Palladium-103)의 경우는 정상조직에 대한 피폭선량은 감소하지만 비방사능이 낮아 치료에 많은 시간이 소요되어 영구적 삽입 선원으로 이용되고 있다. 따라서 이에 대한 연구를 동반하여 차 후 환자에게 적절한 치료계획 및 선원을 적용할 수 있도록 하여야 할 것이다.
반면 밀도에 따른 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 거리가 증가함에 따라 선량이 감소하는 결과를 보이나 환자의 몸속에 동위원소가 주입 될 시 그 순간부터 선원으로 관리하는 만큼[20], 소량이라도 나올 시 적절한 관리 및 대처방안이 필요할 것이다.
방사선치료 시 나노입자를 사용하는 것은 반응단면적을 크게 하여 흡수선량을 증가 시키는 것으로 보고되고 있다[16-18]. 이러한 효과로 유방암의 근접치료 시 나노입자의 사용은 치료가능비의 향상으로 치료효과를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유방암 치료는 어떻게 이루어 지는가?	최근 중앙암등록본부의 발표에 따르면 국내 암 발생률은 과거에 비해 감소했지만 여성의 대표 암인 유방암은 서구화된 생활습관과 유방암 조기 검진 효과로 증가하는 경향성을 보였다[1-3]. 이러한 유방암 치료는 발생연령, 병기, 암의 병리학적 특성, 환자의 심리상태 등을 고려하여 수술, 방사선치료, 항암화학요법, 내분비치료, 표적치료 등 적절한 치료법을 적용한다[4]. 방사선치료는 크게 외부방사선치료(External beam radiotherapy, EBRT)와 근접방사선치료(Brachytherapy)를 각각 시행하거나 병행하여 치료한다[5].
	근접방사선치료란 무엇인가?	외부방사선치료는 조사영역에 있는 정상장기의 방사선 선량한도 때문에 종양에 충분한 선량을 조사하는데 어려움이 있다[6]. 이에 반해 근접방사선치료는 밀봉 방사성 동위원소를 여러 형태로 종양에 삽입하여 고 선량을 국부적으로 집중 조사할 수 있는 방사선 치료 방법이다[7]. 이러한 방사선치료의 궁극적 목표는 치료가능비를 향상시켜 종양조직에는 최대한의 선량을 주고, 정상조직에는 최소한의 선량을 주는 것이다[5,7].
	나노입자를 활용한 유방암의 근접치료에 대한 선량평가는 어떻게 이루어지는가?	이에 본 연구는 유방암의 근접방사선치료 시 표적장기 및 인접장기의 흡수선량을 수학적 모의피폭체를 통하여 예측하고, 선량증가물질인 금 나노입자 밀도에 따른 차이를 검증하고자 한다. 또한 간병인 및 주변인에 대한 피폭의 평가를 위해 거리에 따른 흡수선량을 평가하고자 한다.

참고문헌 (20)

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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