Ⅰ. 서 론
척추의 전이암(Spine metastases)은 척추에 생기는 종양 중 가장 흔하며, 전체 악성 종양 환자의 약 30%에서 척추의 전이암에 의한 증상을 호소하게 되고 전신 암의 말기에는 증상 유무와 관계없이 말기 암 환자의 약 90%에서 척추에 전이암이 발견된다고 알려져 있다[1,2]. 척추 전이암 환자 중 10%가 신경학적 증상을 보이며 대부분 신경근 압박에 의 한 심한 동통을 호소한다[3]. 이들 대부분의 기대 여명이 길 지 않고 근치적 치료가 불가능하다는 이유로 방사선 치료나 항암 화학요법 등이 선호되었고, 이에 따른 부작용 등으로 인해 환자들의 여명 기간 중의 삶의 질은 낮았으나 방사선 치료 기술의 발달로 점차 개선되고 있다[4]. 최근 방사선치 료 장비의 발전으로 방사선치료 기술도 크게 발전되었다 [5]. 이와 더불어 방사선치료 효율을 높일 수 있는 많은 환 자 고정기구(Immobilization device)들이 개발되었다. 이 런 다양한 환자 고정기구는 방사선치료 목적과 환자의 특성 을 고려하여 제작되며 안정적이고 편안한 자세를 유지 시켜 주고, 자세의 재현성을 높여주며 방사선치료 효율을 더욱더 높여준다[6,7]. 하지만 치료 중 환자 통증 때문에 움직이는 경우 치료대의 위치 오차가 발생하며, 방사선 치료에 영향 을 줄 수 있다[8].
이에 본 연구는 척추 전이암 환자의 신경근 압박에 의한 심한 통증에서 오는 불안정한 자세에 대해 기존의 환자 고정 에 사용되었던 Couch 위에 Carbon fabric blanket을 올려 놓아 움직임에 의한 불안정한 치료 자세를 개선하고, 고에너 지 방사선의 감약에 의한 선량 차이를 분석하고자 한다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 실험방법
Fig. 1과 같이 선형가속기를 이용하여 광자선 6 MV, 10 MV 에너지로 고체 팬텀 5 cm 깊이에 FC-65G 전리함을 설 치하고 선원에서 축까지의 거리(Source Axis Distance) 100 cm, 방사선 입사각도 0°, couch 위에 두께 1 cm의 Cotton blanket, Carbon blanket을 각각 올려놓고 방사선 조사야 크기에 따른 선량을 측정하였다. 측정을 위해 FC-65G 전리함을 전위계에 연결하고, 매회 선량은 100 MU를 400 MU/min의 선량률로 조사하였다.
Blanket을 사용하지 않았을 때와 Cotton blanket을 사 용하였을 때, Carbon blanket을 사용하였을 때의 전하량을 측정하여 TRS-398의 프로토콜에 따라 FC-65G 전리함의 교정계수 ND,W=0.04799 Gy/nC을 적용하고, 온도와 기 압, 극성효과(polarity effect), 그리고 이온 재결합(ion recombination)과 같은 물리량을 모두 보정하여 선량을 계 산하였다[9]. 측정값은 오차를 줄이기 위하여 3회 반복 측정 하여 평균값을 산출하였다.(Fig. 2), (Fig. 3)
2. 실험기기
CLINAC iX(Varian Medical Systems, USA), 고체 팬텀 (Solid water, SP34, IBA, Germany), FC65-G(IBA Dosimetry, Sweden) 전리함, 전위계(Dose 1, Scanditronix-Wellhofer, IBA, Germany), Cotton blanket(대평섬유, Korea), Carbon fiber blanket(CNF, Korea).
Ⅲ. 결 과
1. 조사야 크기에 따른 Carbon과 Cotton의 선량 비교
조사야 10×10 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 0.933 Gy, Carbon에서 0.928 Gy, Cotton은 0.926 Gy로 Cotton에서 가장 낮게 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 0.985 Gy, Carbon에서 0.981 Gy, Cotton은 0.979 Gy로 Cotton에서 가장 낮게 나타났다.
조사야 15×15 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 0.968 Gy, Carbon에서 0.966 Gy, Cotton은 0.963 Gy로 Cotton에서 가장 낮게 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 1.017 Gy, Carbon에서 1.015 Gy, Cotton은 1.013 Gy로 Cotton 에서 가장 낮게 나타났다.
조사야 20×20 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 0.991 Gy, Carbon에서 0.988 Gy, Cotton은 0.985 Gy로 Cotton에서 가장 낮게 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량은 1.037 Gy, Carbon에서 1.035 Gy, Cotton은 1.033 Gy로 Cotton 에서 가장 낮게 나타났다. 표준편차는 조사야 15×15 cm에 서 6 MV에서 Cotton의 경우 0.001로 나타났고, 나머지 모 든 에너지와 조사야에서 0.000으로 나타났다(Table 1). (Fig. 4)
2. Blanket 종류에 따른 선량차이
조사야 10×10 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 -0.54%, Cotton은 –0.75%의 선량 차이가 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 –0.41%, Cotton은 –0.61%의 선량 차이가 나타 났다.
조사야 15×15 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없 을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 –0.21%, Cotton 은 –0.52%의 선량 차이가 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 –0.20%, Cotton은 –0.39%의 선량 차이가 나타났다.
조사야 20×20 cm에서 6 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 –0.30%, Cotton은 –0.61%의 선량 차이가 나타났고, 10 MV에서 표면 위에 blanket이 없을 때(Non)의 선량을 기준으로 Carbon에서 –0.19%, Cotton은 –0.39%의 선량 차이가 나타 났다(Table 2). (Fig. 5)
Ⅳ. 고 찰
악성종양의 골격계 전이는 폐 전이 다음으로 발생빈도가 높고, 모든 악성 질환에서 발생하지만, 특히 유방암, 전립선 암, 갑상선암, 폐암, 신장암 순으로 호발하며 전이 부위로는 척추가 가장 높은 비율을 차지하고 있다[10]. 척추 전이암의 임상 증상으로는 암성 통증과 신경학적 운동 마비, 감각 이 상, 배변 및 배뇨장애 등이 있고, 전이암에 의한 병적 골절 로 인한 신경 압박과 불안정증(instability)이 발생하여 통 증을 유발할 수 있으며, 전이암 자체의 척수 압박 때문에 여 러 가지 신경학적 증상이 나타날 수 있다[11]. 또한, 치료받 지 않으면 많은 수의 환자에서 양측마비가 발생하게 되므로 환자가 보행 가능한 시기에 적절하게 치료해주는 것이 환자 의 삶의 질을 높이는 데 중요하다고 알려졌다[12]. 척추암 환자의 방사선 치료 시 딱딱한 재질의 치료대에 누워 치료 를 받는 경우 신경근 압박에 의한 통증을 호소하거나 움직 이는 경우가 많다. 이에 본 연구는 치료대 위에 blanket을 올려놓아 움직임에 의한 불안정한 치료 자세를 개선하고자 하였다.
본 연구에서 척추의 심부선량을 측정하기 위해 바로 누운 자세에서 척추의 몸통 앞부분과 바닥까지의 거리를 반으로 나눈 것을 척추의 중심으로 설정하였다. 한국 성인 척추의 길이가 가장 긴 제 3허리뼈(평균 54.4 mm)와 가장 짧은 부 위인 제 2등뼈(평균 28.6 mm)를 기준으로[13], 척추의 평 균 총 길이(67.4 mm)와 바닥까지의 거리를 계산하여 이온 전리함의 중심을 5 cm의 깊이에 위치시켜 척추의 심부선량 을 측정하였다. 기존의 환자 고정에 사용되었던 Couch 위 에 blanket을 올려놓고 척추의 심부 선량을 측정해 본 결과 6 MV, 10 MV와 모든 조사야에서 Cotton blanket의 심부 선량이 가장 낮게 측정되었다. 또한, blanket의 재질에 따른 선량 차이를 비교해본 결과 blanket이 없을 때(Non) 를 기준으로 Carbon blanket과 Cotton blanket의 선량 차이는 각각 최대 –0.54%, -0.75%로 Cotton blanket보다 Carbon blanket에서 감약에 의한 선량 차이가 적게 나는 것으로 나타났다. 특히 Carbon 재질이 Wood, Plate 등 다 른 재질보다 기계적인 강도가 우수하고 밀도가 낮고 방사선 투과성이 좋아 에너지의 감약이 거의 없고[14], 탄소섬유의 수분은 0.05% 이하이기 때문에 섬유 자체는 수분의 영향을 받지 않아 안정하며 뛰어난 내수성을 나타낸다[15]. 또한, 기존의 보고나 연구에서 탄소 섬유의 투과율은 99%이며, 모 의촬영 및 전자포탈 영상 장치(electronic portal imaging device)영상의 왜곡 및 판독성 저하 등의 정밀도 유지에 악영 향을 주지 않는 장점[16]이 있다. 또한, Meara와 Langmack 의 연구에서 방사선 치료에 통상적으로 쓰이는 Carbon, PMMA(polymethylmethancrylate), Cotton blanket의 주 요 성분인 Co polyester의 세 가지 재질을 비교하였는데 Carbon 재질이 다른 두 종류의 재질보다 우수한 방사선 투 과율을 보였다고 보고하고 있으며, 고에너지 방사선 치료에 서는 Carbon 재질을 사용하자고 제안하고 있다[17]. 이러한 특성은 높은 선량을 암 조직에 정확하게 전달해야 하는 방 사선 치료에 매우 이상적이다[18]. 따라서 환자에 전달되는 방사선에 영향을 주지 않는 Carbon blanket의 사용이 유용 할 것으로 생각된다. Cotton과 Carbon 모두 조사야의 크기 가 커짐에 따라 선량이 높게 측정되었다. 또한, 에너지에 따 른 선량 차이는 6 MV보다 10 MV에서 투과 선량 차이가 적 게 나타났다. 이는 10 MV의 투과력이 상대적으로 크기 때 문에 6 MV에 비하여 선량 감쇄 효과가 상대적으로 작게 나 타난 것으로 생각된다[19].
미국의학물리협회 TG-176에서 Couch tops와 고정 장치 들이 환자 선량에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났고, 환자에게 전달되는 선량을 바꿀 수 있다는 연구결과가 발표 되었다. 이에 Treatment planning system 적용 전 정확한 선량 정보를 제공하고, 선량 계산이 반드시 선행되어야 한 다고 권고하고 있다[20]. 일반적으로 생물학적 이론을 고려 한 방사선 치료 결과는 3∼5% 이내의 정확한 선량 전달을 요구한다[21,22]. 또한, ICRU에서는 선량 전달의 정확성을 ±3.5% 이내로 권고하고 있다[23]. 이에 본 연구에서는 고 정 장치 중 하나인 blanket을 적용해 선량 값을 측정해본 결과 두 종류의 blanket 모두 선량 차이가 ±1% 이내의 값 으로 나타났다. 이는 blanket을 투과한 방사선의 선량학적 영향이 적음을 의미하고, Carbon과 Cotton blanket을 적 용하였을 때 선량 감약에 따른 선량 차이는 교정 불확도 기 준 2% 이내의 값을 만족하는 것으로 나타났다[24].
Ⅴ. 결 론
본 연구는 척추 전이암 환자의 신경근 압박에 의한 심한 통증에서 오는 불안정한 자세에 대해 기존의 환자 고정에 사용되었던 Couch 위에 Carbon fabric blanket을 올려놓 아 움직임에 의한 불안정한 치료 자세를 개선하고, 고에너 지 방사선의 감약에 의한 척추의 심부 선량 차이를 분석해 보았다. 두 종류의 blanket 모두 척추의 심부선량에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한, 조사야와 에너 지에 따른 선량 차이는 Cotton blanket보다 Carbon blanket에서 선량차이가 더 적게 나타났다. 특히 Carbon 재질은 우수한 강도와 뛰어난 방사선 투과율, 고에너지 확 인 영상의 영향을 주지 않는 장점을 가지고 있다. 따라서 척 추암의 방사선치료 시 환자의 통증을 줄여주고 환자에 전달 되는 방사선에 영향을 주지 않는 Carbon fabric blanket의 사용이 유용할 것으로 사료된다.
