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강도변조 방사선치료에 대한 설명

by 부향 2023. 1. 17.

1. 강도변조 방사선치료 IMRT의 개념

기존의 외부 방사선치료(External Radiotherapy)에서 한 조사야 내에 동일한 양의 방사선을 조사한다. 그런데 종양의 형태가 불규칙적이거나 중요한 정상조직이 종양에 매우 인접하여 있는 경우, 한 조사야 내에서도 선량분포에 차이를 두어야 더 효과적인 치료가 가능하다. 이를 위해 방사선을 조사할 때 한 조사야 내에서 어떤 부분은 선량을 많이, 어떤 부분은 적게 전달하는 조사야 내 조사야 기법(field in field technique)이 사용되고 있다. 이 방법은 한 조사야에 대하여 모양이 다른 2개 이상의 차폐블록을 차례대로 사용하여 동일한 조사야 내에 위치별로 전달되는 선량이 달라지도록 조절하고, 필요한 경우에 몇 개의 쐐기필터를 함께 사용하는 방법이다. 이러한 방법은 차폐블록을 여러 개 만들어야 하고 블록과 쐐기필터를 너무 자주 교체해 주어야 하는 단점이 있다. 이에 다엽콜리메이터(Multi leaf collimator; MLC)를 사용하여, 한 조사야를 여러 개의 단위로 쪼개어 조사함으로써 선량분포를 다르게 조절하는 방법이 적용되었으며 이것이 현재 사용되고 있는 강도변조 방사선치료 (Intensity Modulated Radiation Therapy; IMRT)이다.

 

2. 강도변조 방사선치료의 원리

강도변조 방사선치료는 MLC를 이용하여 각각의 방사선 조사야를 여러 개의 beamlet이라는 작은 단위의 조각으로 나누어 조사함으로써, 한 조사야 내에서도 선량의 분포에 차이를 두어 타깃의 모양에 맞춰 선량을 전달하고 타깃에 인접한 정상조직으로의 선량전달을 피하는 방법이다. 3차원 입체조형 방사선치료와 비교하였을 때 종양에 대한 선량 분포가 균일하게 유지하는 것은 동일하지만 정상 조직에 대한 선량은 더 줄일 수 있다.

Beamlet은 한 조사야를 여러 개로 나누었을 때 각각의 조각선속을 의미하며, 소조사야 또는 소조사면이라고도 한다. 또한 이 소조사면들이 모여 하나의 큰 조사면을 형성하며 이는 segment라고 한다.

과거에는 한 조사야에 여러 개의 차폐블록을 사용한 조사야 내 조사야 기법 (Field in Field Technique)을 사용하거나 보상필터 (보상여과기, compensating filter)를 사용하여 선량분포를 조절하였다. 당시에는 MLC를 이용한 IMRT가 획기적인 방법이었으나, 과학과 기술의 발전으로 근래에는 대부분의 선형가속기가 MLC를 장착하고 있으며 기술적으로도 IMRT는 보편적인 치료방법이 되었다.

최근에는 체적변조방사선치료(Volumetric Modulated Arc Therapy; VMAT)가 증가하는 추세이며 기존의 IMRT의 단점인 긴 치료시간을 더 짧은 시간에 치료가 가능하게 되었다.

3. 강도변조 방사선치료의 목적 및 대상 질환

강도변조 방사선치료의 목적은 동일한 조사야 내에서도 방사선이 전달되는 선량이 부분적으로 다르게 부여되도록 조절하여 한 조사야 내의 세기 (강도 또는 방사선 선량분포)를 원하는 모양으로 조절하고 여러 방향의 조사야에 대하여 같은 방법으로 선량분포를 조절한다. 이러한 방법으로 처방선량이 타깃의 모양에 맞춰진 최적의 분포를 형성하고, 인접한 정상조직에 조사되는 선량을 최소화하여, 치료효과 높이고 부작용은 줄이는 것이 IMRT의 목적이다.

강도변조 방사선치료의 대상 질환은 여러 부위에 적용이 가능하지만 종양의 모양이 심하게 오목하거나 볼록하게 불규칙한 모양을 지니고 있는 경우, 또는 정상조직이 종양에 매우 가까이 인접한 경우에 적용하고 있다.

전립샘암은 대표적인 MRT 적용대상으로 전립샘의 앞뒤로 방광과 직장 (rectum)이 인접하고 있으므로 이를 피해서 방사선을 조사하는 것이 중요하다. 또한 척수(spinal cord) 근처의 종양도 척수에 조사되는 방사선을 최소화하기 위하여 IMRT의 좋은 적용대상이다. 두 경부암은 종양 근처의 침샘이나 얼굴신경(안면신경)에 조사되는 선량을 피하기 위해 IMRT를 적용하며 이 외에도 뇌종양이나 재발한 암의 치료에도 매우 효과적인 치료방법이다. 

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