Ⅰ.서 론

방사선치료는 체내 존재하는 고형암을 대상으로 고에너지 방사선을 조사하여 암세포의 사멸을 유도하는 암치료법 중 의 하나로 조사된 방사선에 의해 체내에 존재하는 암세포뿐 만 아니라 조사범위에 포함되는 정상세포에도 영향을 미치 게 된다[1-2]. 정상세포의 방사선 피폭에 의해 발생되는 다 양한 부작용을 감소시키기 위해 다양한 치료기법 및 치료기 기의 개발이 이루어지고 있다[3]. 가장 대표적이며 일반화된 방법이 세기조절방사선치료로 각 방향에서 다양한 조사범위 를 조합하여 방사선 세기의 적절한 분포를 구현하게 된다[4]. 세기조절방사선치료는 치료계획용 전산화단층촬영영상을 이용하여 전용 컴퓨터로 결과물을 도출하여야하며, 결과물 에 대한 검증을 위해 별도의 치료계획검증과정을 거치게 된 다[5-7]. 그리고 방사선치료 시 치료계획에서 적용된 위치 및 자세를 재현하여 계획한 방사선량이 구현되어져야 한다. 과거에는 방사선 치료 시 적용되어져야 할 위치 및 자세의 재현성 평가를 위해 체표면에 셋업용 선을 표시하는 외삽적 자세잡이를 실시였으며, 이후 보완적인 방법으로 치료용 방 사선과 저감도 필름을 이용한 영상 촬영을 실시하여 평가하 였다[8-9]. 하지만 저감도 필름을 이용한 평가방법은 치료 종료 후 평가가 가능하며, 일부 표식만을 비교하는 단편적인 평가였다. 이후 과거의 필름을 이용한 평가방법에 대한 한계 를 극복하기 위해 환자의 자세확인 촬영시스템인 전자포탈 이미지장치(Electronic Portal Image Device; EPID), 온보 드이미지장치(On Board Imager; OBI) 등의 다양한 방법들 이 개발되었다[10-13]. 특히 온보드이미지장치에서는 각도 별 단순촬영, 전산화단층촬영, 투시영상촬영 등의 다양한 방 법이 적용되어 활용도가 높다. 방사선치료 전 촬영 영상을 이용하여 정확한 위치 및 자세 검증을 실시하는 방법을 영상 유도방사선치료라고 하며, 세기변조방사선치료 시 영상유도 방사선치료는 반드시 병행되어져야 한다[14-15]. 정확한 위 치 및 자세확인을 위해 실시하는 영상촬영은 치료피폭량 이 외에 추가적으로 피폭량이 발생하게 된다. 추가 피폭량은 선 량분포의 변화를 발생시키게 되며, 종양의 치료효과 및 부작 용 발생이 변화하게 된다[16-18]. 기존 선행연구에서는 자세 확인 촬영 방법에 따른 흡수선량 및 유효선량에 대한 평가만 실시하였다. 이에 본 연구에서는 자세확인 촬영방법에 따른 치료용 선량분포의 변화에 대해 평가하여 자세확인 촬영방 법의 적정성을 판단하고자 하였다. 치료선량 및 자세확인 촬 영에 의한 선량을 평가하기 위해 다양한 측정소자를 고려하 였으나 방향의존성 및 선량 의존성이 높지만 에너지 의존성 이 2% 이내로 가장 낮은 광자극발광선량계를 선택하였다 [19-20]. 또한 메가볼트 단층영상촬영(MVCT)의 경우 콘빔 전산화단층촬영(CBCT)보다 최대 1.5배의 선량증가현상을 가지고 있지만 slice thickness에 따른 의존성 및 횟수 제한 을 고려하고 있는 반면 콘빔전산화단층촬영 및 온보드이미 지촬영 영상의 경우 촬영횟수를 메가볼트 단층영상촬영보다 심각하게 고려하지 않고 있다[21-22]. 따라서 본 연구를 통 해 선량분포의 영향에 따른 횟수의 허용기준을 고려하고자 하였다.

Ⅱ.대상 및 방법

1.대 상

선형가속기는 Clinac-iX(VARIAN, USA)를 이용하였으며, 자세확인촬영은 단순촬영기법과 콘빔전산화단층촬영기법을 대상으로 하였다. 아크릴 팬텀(IBA, USA)을 이용하여 광자극 발광선량계(Landauer, USA)를 이용한 방사선측정을 실시하 였다. 방사선의 종류는 선형가속기에서 방출되는 치료용 방사 선의 경우에는 고에너지 광자선인 6 MV, 10 MV를 이용하였으 며, 자세확인 촬영의 경우에는 단순촬영기법과 콘빔전산화단 층촬영기법을 적용하였다. 아크릴 팬텀은 300×300×20 ㎤ 1개, 300×300×10 ㎤ 16개, 300×300×5㎤ 2개, 300×300×3 ㎤ 1개, 300×300×2㎤ 1개를 이용하였다. 광자극발광선량계 (Optically Stimulated Luminescent Dosimeter; OSLD)의 나노소자(microStar, USA) 소자는 크기가 2×2×1 ㎤ 45개를 이용하여 전용 계측기인 선량 리더기(microStar, USA)로 계측 하였다.

2.방 법

자세확인촬영영상에 의한 치료선량 분포의 변화를 평가 하기 위해 치료용 선량과 자세확인촬영의 종류별 선량값을 비율적으로 비교하고자 한다. 선량값 측정을 위한 광자극발 광소자는 Fig. 1과 같이 가로 30㎝, 세로 30㎝, 높이 19.5 ㎝의 팬텀에 대해 5 ㎜ 깊이, 1 ㎝ 깊이, 2 ㎝ 깊이, 3 ㎝ 깊 이, 5 ㎝ 깊이, 7 ㎝ 깊이, 9 ㎝ 깊이, 12 ㎝ 깊이, 17 ㎝ 깊이 에서 5개씩 위치한다.

치료선량의 측정은 Fig. 2의 First와 같이 갠트리 각도, 콜리메이터 각도 그리고 카우치 각도를 모두 0°로 고정하여 선속의 중심과 팬텀의 중심축을 일치시킨 후 선원 표면간 거리는 100㎝으로 고정한다.

그리고 조사범위는 20×20㎠하여 100 MU(Monitor Unit)를 조사한다. 방사선치료는 일반적으로 고에너지와 저 에너지를 구분하여 사용하므로 에너지는 6MV 광자선과 10 MV 광자선으로 구분하여 조사한다. 조사 후 각 소자는 리 더기에서 520㎚의 자극광을 조사 후 420㎚의 방출광을 평 가하여 표현된 선량값을 기록한다. 자세확인촬영의 선량값 평가를 위해서는 치료선량 측정과 동일한 조건에서 자세확 인촬영용 방사선을 조사하여 리더기에서 표현된 값을 적용 한다. 자세확인촬영의 종류는 온보드이미지촬영과 콘빔전 산화단층촬영으로 구분한다. 온보드이미지촬영의 경우 측 면(Lateral beam)의 경우 270° 방향에서 105 kVp, 160 mAs의 조건을 적용하며, 전면(Anterior beam)의 경우 0° 방향에서 75 kVp, 20mAs의 조건을 적용한다. 온보드이미 지촬영은 Fig. 2의 Second evaluation과 같이 측면과 전면 2개의 영상을 조합하여 평가하므로 각 1회씩 조사하여 합산 된 값을 이용한다. 콘빔전산화단층촬영의 경우 Fig. 2의 Third와 같이 182°에서 178°까지 80 kVp, 20mAs의 조건 으로 회전하면서 조사를 실시하여 선량값을 측정한다. 이때 조사조건은 Table 1과 같다.

Ⅲ.결 과

고에너지와 저에너지용 치료선량과 자세확인촬영의 방법 별 측정선량 값은 Table 2와 같이 고에너지의 경우 5 ㎜ 깊 이에서 평균 66.86 cGy ± 0.052915로 저에너지 5 ㎜ 깊이 에서 평균 84.558 cGy ± 0.058907에 비해 적은 선량값을 나타내었으며, 30 ㎜ 깊이부터는 고에너지의 경우 평균 98.918 cGy ± 0.060166로 저에너지에서 평균 94.474 cGy ± 0.050299로 높은 선량값을 나타내었다. 또한 온보드이미 지촬영의 최대 2.64 cGy에 비해 콘빔전산화단층촬영의 최 대 17.18 cGy이 높은 선량값을 나타내었다. 치료선량값 대 비 자세확인촬영 방법별 선량값의 비율은 온보드이미지촬 영의 경우 Fig. 3와 같이 6MV에서 5 ㎜ 깊이에서 2.74%, 170 ㎜ 깊이에서 0.44%가 나왔으며, 10MV에서 5 ㎜ 깊이 에서 3.47%, 170 ㎜ 깊이에서 0.37%가 나왔다. 콘빔전산화 단층촬영의 경우 Fig. 4와 같이 6MV에서 5 ㎜ 깊이에서 17.9%, 170 ㎜ 깊이에서 1.21%가 나왔으며, 10MV에서 5㎜ 깊이에서 22.64%, 170 ㎜ 깊이에서 1.03%가 나왔다. 깊이 에 따른 비율값은 온보드이미지촬영의 경우 저에너지 광자 선에 비해 고에너지 광자선이 5 ㎜ 깊이에서 +0.73%, 10㎜ 깊이에서 +2.9%만큼 높았으며, 20 ㎜ 깊이에서는 –0.03%, 30 ㎜ 깊이에서는 –0.1%, 50 ㎜ 깊이에서는 –0.11%, 70 ㎜ 깊이에서는 –0.1%, 90 ㎜ 깊이에서는 –0.1%, 120 ㎜ 깊이에 서는 –0.09%, 170 ㎜ 깊이에서는 –0.07%만큼 낮았다. 콘빔 전산화단층촬영의 경우도 마찬가지로 고에너지 광자선이 5 ㎜ 깊이에서 +4.74%, 10 ㎜ 깊이에서 +1.9%만큼 높았으 며, 20 ㎜ 깊이에서는 –0.16%, 30 ㎜ 깊이에서는 –0.63%, 50 ㎜ 깊이에서는 –0.62%, 70 ㎜ 깊이에서는 –0.57%, 90㎜ 깊이에서는 –0.59%, 120 ㎜ 깊이에서는 –0.43%, 170 ㎜ 깊 이에서는 –0.18%만큼 낮았다.

Ⅳ.고 찰

방사선치료 시 의료용 방사선 이외에 추가조사를 실시하 는 것이 자세확인 촬영이다. 하지만 이러한 자세확인 촬영 역시 방사선으로 환자의 피폭선량에 포함이 되며, 방사선치 료선량에 영향을 주어 효과의 영향을 주게 된다. 자세확인 촬영에 의한 방사선량이 방사선치료선량이에 미치는 영향 을 평가하기 위해 6MV 광자선과 10MV 광자선에 대해 단 순촬영기법과 콘빔전산화단층촬영기법을 실시하여 피폭선 량의 변화량을 광자극발광선량계를 이용하여 평가하였다. 자세확인 촬영의 방사선량에 관한 선행연구에서는 인체가 받는 유효선량 및 흡수선량의 절대값만을 평가하였지만 kV 단위의 X선이 미치는 영향은 크지 않았다. 하지만 자세확인 촬영에 의한 방사선 단독으로만 피폭되는 것이 아니라 치료 선량에 합산되는 것으로 치료선량 분포에 대한 변화를 판단 할 필요성이 있다. 즉, 국제방사선방호위원회 Publication 112에서 권고하고 있는 목적 외 방사선 피폭에 대한 선량적 측면 뿐만 아니라 미국의학물리협회 TG-142에서 권고하고 있는 치료선량 분포의 오차에 관한 기준을 적용한 비교가 필요한 것이다. 따라서 TG-142에서 권고하고 있는 선량분 포의 오차한계인 5%를 적용하여 치료선량 대비 치료선량과 자세확인촬영의 방사선량 합산값의 차이가 5%를 넘는지 확 인하게 되었다. 선량측정에 이용되는 광자극발광선량계의 특성 중 에너지 의존성의 경우 다른 검출기에 비해 비교적 높은 편이지만 ±2% 이내로 결과에 유의한 영향을 주지 않 을 것으로 판단하였다[19]. 그리고 선형가속기마다 선량분 포의 근소한 차이가 발생하므로 이를 보정할 필요성이 없 다. 따라서 저에너지와 고에너지의 선량변환은 실시하지 않 았다. 연구 결과에 따르면 온보드이미지촬영의 경우 6MV 광자선에서 최소 0.42%에서 최대 2.76%의 선량증가가 발 생되며, 10MV 광자선에서 최소 0.36 %에서 최대 3.49%의 선량증가가 발생하였다. 콘빔전산화단층촬영기법의 경우에 는 6MV 광자선에서 최소 1.19%에서 최대 17.91 %의 선량 증가가 나타났으며, 10MV 광자선의 경우에는 최소 1.01 % 에서 최대 22.65 %의 선량증가가 나타났다. 온보드이미지 촬영의 경우 TG-142에서 권고하고 있는 5% 이내의 차이를 보였으며, 콘빔전산화단층촬영의 경우 5%를 초과하는 경우 도 발생하였다. 따라서 온보드이미지촬영 및 콘빔전산화단 층촬영 시 TG-142에서 권고하고 있는 5% 이내의 차이를 유지하기 위해서 치료 1회당 허용 촬영횟수 기준을 제시할 필요성이 있다. 각 지점별 최대 차이값을 적용하여 허용 촬 영횟수을 고려한 기준은 식(1)부터 식(4)까지와 같다. 이때 6MV 광자선 치료 시 온보드이미지촬영의 경우에는 식(1)과 같으며, 10MV 광자선 치료의 경우에는 식(2)와 같다. 또한 6MV 광자선 치료 시 온보드이미지촬영과 콘빔전산화단층 촬영기법을 복합적으로 적용할 경우에는 식(3)과 같으며, 10MV 광자선 치료의 경우에는 식(4)와 같다.

Ⅴ.결 론

자세확인 촬영에 의한 환자의 피폭선량은 확률적 영향에서 만 고려되어질 정도로 매우 적다. 하지만 본 연구에 따른 자세 확인 촬영에 의한 치료선량분포의 변화를 고려한다면 매우 의미있는 값을 나타내었다. 미국의학물리협회 TG-142에서 권고하고 있는 방사선치료 선량분포의 오차에 관한 기준인 5%를 적용한 결과 온보드이미지촬영의 경우 치료 1회당 최대 2회 이내로 촬영을 실시하여야 하며, 콘빔전산화단층촬영의 경우에는 치료 5회 당 최대 1회 이내로 촬영을 실시하여야 한다. 또한 온보드이미지촬영과 콘빔전산화단층촬영을 병행 할 경우에는 허용 횟수가 더욱 감수될 수 있으므로 본 연구에 서 제시간 관계식을 적용하여야 할 것이다. 하지만 이러한 기준은 자세확인촬영의 제한으로 인해 자세의 재현성이 저하 된다면 선량분포의 오차가 더욱 차이가 날 수 있으므로 촬영 주기와 자세의 오차정도를 비교하여 적용할 필요성이 있을 것으로 사료된다.