모의 치료(simulation), 모의 치료 촬영 장치

종양 조직을 파괴하여 환자를 치료하기 위해 방사선을 이용합니다. 하지만 바로 방사선을 환자에게 조사하게 되면 잘못된 선량과 위치 선정 등으로 환자가 피해를 볼 수 있습니다. 따라서 환자에게 방사선을 조사하기 위해선 테스트가 필요하고, 이 테스트를 모의 치료라 합니다. 이번 글에선 모의 치료(simulation), 모의 치료 촬영 장치 등에 대해 알아보겠습니다.

 

모의 치료(simulation), 모의 치료 촬영 장치

 

모의 치료(simulation)

 

 

방사선치료 환자의 치료계획 시 최우선적인 목표는 종양 조직의 파괴를 극대화하고 정상 조직의 피해를 최소화하는 것입니다. 따라서 그 목표를 위해 모의 치료를 할 필요가 있습니다.

 

모의 치료를 하기 위해선 방사선 치료 시행할 환자의 임상 진단 정보가 필요합니다. 임상 진단 정보는 핵의학, 임상병리, 영상의학 등에서 얻을 수 있으며, 이를 통해 종양의 치료 방향, 위치, 크기 등을 파악합니다.

 

방사선 치료 조사 부위는 일시적, 혹은 영구적으로 몸에 표시합니다. 몸에 표시할 경우, 잉크 또는 작은 문신으로 표시합니다. 모의 치료를 할 경우, 효과적으로 치료하기 위해, 치료 방향과 환자의 자세를 최적화하고 환자를 편안한 자세로 유지합니다.

 

모의 치료는 방사선 치료 시작 전에 환자의 자세와 종양 조직 및 정상조직의 위치를 파악하여 정확한 치료계획을 수립하기 위해 시행합니다. 모의 치료는 방사선 치료 과정 중 환자의 치료 자세, 표적 위치, 치료 방향 등을 결정하는 초기 과정으로 매우 중요한 역할을 합니다.

 

암 진단 및 방사선 치료 결정(진료과)
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진료 및 치료의뢰(진료과 방사선종양학과)
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임상 정보를 이용한 종양 및 표적 크기, 위치 확인(영상의학, 병리 자료, 핵의학 등)

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Conventional Simulation	CT Simulation
투시 및 촬영을 이용한 모의 치료(종양 및 표적 위치, 치료 방향, 에너지, 정상조직 위치, 치료 조사면, 환자 자세 고정장치, 차폐 부위 설정, 치료 부위 표시, 체포 윤곽도 등)	Computed Tomograph 모의 치료(치료 부위 표시, 환자 자세 고정, axial 영상 및 DRR 영상 획득 등)
차폐물 제작(저용융점 납 합금, MLC)	치료계획 (Hounsfield Unit를 전자밀도로 변환, 치료 방향, 에너지, 조사면, 정상조직 차폐, 가상모의 치료, 표적과 정상조직 위치 확인 및 윤곽도 설정, 선량 계산, 선량 분포 확인, DVH비교평가 등)
치료계획(선량 계산, 선량 분포 확인 등)
방사선 치료(모의치료영상과 치료영상 정확도 확인, 방사선 치료)

 

 

모의 치료의 효과적으로 사용할 경우, 표적 장기의 피폭 선량은 증가하고, 정상조직의 피폭 선량은 감소합니다. 모의 치료촬영을 통해 방사선치료에 관한 여러 정보를 얻는 것은 치료 성적에 중대한 영향을 주며, 치료를 위한 자세, 종양 조직 및 정상조직의 위치와 범위 등을 결정합니다.

 

모의 치료는 투시와 일반촬영을 이용한 모의 치료와 전산화단층촬영장치를 이용한 모의 치료가 있습니다.

 

투시나 일반촬영을 이용한 전통적인 모의 치료는 투시나 일반촬영, 물리적 계측을 이용해서 환자의 정보를 얻습니다. 그리고 투시, 일반촬영, 계측 자료를 이용해서 종양과 정상조직의 위치를 확인한 후, 조사면, 치료 방향, 차폐 블록, 치료 깊이 등을 확인하고 치료 선량을 계산합니다.

 

전산화단층촬영을 이용한 모의 치료는 환자를 횡단면으로 스캔해서, Digital Reconstruction Radiograph(DRR) 영상을 만들고 종양과 정상조직의 3차원적 정확한 위치를 확인합니다. 그 후 전산화 치료계획 장치와 네트워크로 연결하여 치료계획 장치로 환자 자료를 전송하고, CT number를 전자밀도로 전환합니다. 전송된 환자 자료는 치료계획을 위해 부위별 체표 윤곽도 설정, 조사 면의 크기, 선량 계산, 치료 방향, 차폐 모양, 선량 변화 기구(쐐기 필터, 보상체, Bolus 등) 설정 등을 합니다.

 

 

모의 치료 촬영 장치(simulator)

 

 

모의 치료 촬영 장치는 치료 목적과 동일한 정보를 얻을 수 있는 장비를 사용하며, 또한 얻어진 정보가 실제 치료 시에 동일하게 적용할 수 있도록 치료 장치와 기하학적 요소를 일치시킵니다.

 

투시와 촬영이 가능한 X선 발생장치를 모의치료 촬영 장치로 가장 많이 사용하며, 최근에는 전산화단층촬영을 이용한 모의 치료촬영도 많이 사용합니다. 전통적인 방식의 모의 치료 장치는 기계적인 변수나 기하학적인 특징이 치료 장치와 유사합니다.

 

 

전산화 단층 모의 치료촬영

 

 

복잡한 해부학적 구조와 많은 윤곽도가 요구되는 모의 치료촬영에서는 위와 같은 방법보다는 CT, MRI 등과 같은 장비를 이용하는 것이 효과적입니다. 치료계획 장치의 발달로 3차원 선량 계획이 보편화되고 있으며 보다 정확한 치료계획 수립을 위해 윤곽도의 수가 늘어나고 있습니다.

 

진단용 CT, MRI에 치료기와 동일한 조건을 갖는 보조기구를 설치하여 많이 사용하고 있고, 최근에는 전산화 단층 모의 치료 촬영 장치가 많이 설치, 사용되고 있습니다. 그리고 전산화 단층 촬영 모의 치료실도 전통적인 방식의 모의 치료실처럼 isocenter에 레이저가 일치하도록 설계되어 있고, 환자 테이블이 치료 장치와 동일하게 평탄하게 구성되어 있습니다.

 

 

CT 모의 치료 촬영의 장점

 

1. 종양 및 주요 장기의 위치 및 크기를 정확히 파악할 수 있습니다.

 

2. 체표의 윤곽 및 내부 장기의 묘사가 정확합니다.

 

3. 주요 장기의 용적 선량을 파악하는데 용이합니다.

 

4. CT 영상에 선량 분포를 직접 그릴 수 있습니다.

 

5. 3차원 선량 계획이 가능합니다.

 

6. 영상을 재구성하여 정확한 조사면을 확인할 수 있습니다.

 

 

CT 모의 치료촬영 과정

 

 

1. 일반 모의 치료촬영과 동일한 방법으로 투시하면서 조사 부위와 스캔할 부위를 결정하고, 환자의 체표에 전, 좌우 측면에 좌표를 표시한 후 환자를 CT실로 보냅니다.

 

2. CT 테이블 위에 모의 치료 촬영 상황과 동일하게 조정합니다.

 

-CT 테이블이 모의 치료장치와 동일하지 않을 경우, 보조기구를 사용하여 동일한 조건이 되도록 조정하며, 환자 위치는 좌우 측면의 좌표가 CT 영상에서 수평이 되도록 합니다.

 

3. 좌표 위에 비투과성 물질인 마크(표시용)를 부착합니다.

 

4. 스캔할 위치를 결정한 후, 더 정확한 진단이 필요한 경우, 조영제를 주입합니다.

 

5. 일반적으로 너무 얇은 슬라이스 두께는 피하는 것이 좋으며, 체표 윤곽은 체형 전체가 잘 나타날 수 있는 크기로 설정합니다.

 

6. 정상적인 호흡 하에, 사진 촬영하여 위치 및 부위를 확인한 후 스캔합니다.

 

7. 스캔 된 영상을 확인한 후 촬영을 끝내고, DRR(Digital Reconstruction Radiography) 영상과 횡단면 영상을 확인합니다.

 

 

진단용 CT와의 차이점

 

 

1. 촬영 목적: CT 모의 치료촬영은 암이라고 확정된 병을 방사선 치료계획에 이용하기 위한 촬영이며, 진단용 CT는 병을 진단하기 위한 촬영입니다.

 

2. 진단용 CT의 hole(bore) 크기가 52cm 이내이며, CT 모의 치료촬영은 보조기구를 사용하면서 촬영하기에 hole 크기가 80~85cm 정도로 큰 편입니다.

 

3. 모의 치료 촬영 장치, 선형가속기의 couch가 평탄해서 CT 모의 치료촬영 장치의 환자가 눕는 테이블도 모양이 평탄합니다.

 

4. 정확한 환자 자세 위치 교정을 위하여 레이저를 이용합니다.