방사선 치료계획의 배경과 과정, 구성원의 역할과 체계

방사선 치료계획은 표적에 최대한 선량을 조사하면서 정상 장기에는 최소화하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 치료 장비, 방법, 조사 변수 등을 고려해야 하며, 2차원과 3차원 치료계획으로 나뉩니다. 현재는 3차원 치료가 주를 이루며, 여러 의료진의 협업이 중요합니다. 방사선종양전문의, 의학물리학자, 선량계측사, 방사선사 등이 참여하여 최적의 치료계획을 수립합니다. 이번 글에선 방사선 치료계획의 배경과 과정, 구성원의 역할과 체계에 대해 적어보겠습니다.

 

방사선 치료계획의 배경과 과정, 구성원의 역할과 체계

 

방사선 치료계획의 배경

 

 

방사선 치료계획의 기본 목표는 치료의 대상이 되는 표적에 최대한 선량을 조사하면서 인접된 정상 장기에는 정상조직의 기능이 저하되지 않을 만큼 선량을 최소화하는 데 있습니다. 따라서 방사선 치료계획을 수립하기 위해선 치료 장비의 선택 및 방법의 결정, 전산화 치료 계획과정을 통한 조사 방법, 범위, 방향, 에너지, 선량 같은 변수를 고려해야 합니다.

방사선 치료계획은 2차원적 치료계획과 3차원 치료계획으로 분류합니다.

 

2차원적 치료계획은 기하학적 조사 변수가 단순하여, 대다수의 경우, 진단용 CT, MRI 영상 등을 기준으로 치료계획, 전용 방사선 투시 장치(conventional simulator)를 이용하여 모의 치료 과정이 이루어집니다. 이때 모의 치료 시 얻은 체표 윤곽(body contour)을 입력하여 선량 변형기구(EG. Wedge)를 결정하거나 여러 방향의 빔들의 에너지나 비중(dose weight)을 결정하고 선량 분포를 결정하는 과정으로 치료계획을 구성합니다.

 

방사선 치료계획 전용 영상을 이용한 치료계획이 아니므로 체표 윤곽을 얻고 체내의 치료 표적과 결정 장기들을 대입하는 과정에서 많은 오차를 내포하므로 최근에는 사용 빈도가 거의 없습니다.

 

따라서 현재는 거의 모든 기관에서 3차원 치료를 위한 시스템이 구축되어 있으며, 고에너지 광자선을 이용한 치료는 대부분의 경우, 치료 표적의 선량 균등도를 높이고 인접한 정상 장기에 가해지는 선량을 최소화하기 위해 여러 방향에서 빔을 조사하는 경우가 많습니다.

 

 

방사선 치료 계획

 

 

방사선 치료 계획은 정확성을 높이기 위해 여러 단계를 거치며, 각 단계마다 품질 관리(QC, QA)가 중요합니다. 전체적인 과정은 다음과 같습니다.

 

 

환자 의뢰 및 자세 설정

 

 

타 임상 진료과에서 환자 치료 의뢰가 시작되면, 치료 자세 및 고정 보조기구를 적용하여 치료 계획용 CT 및 기타 영상을 획득합니다. 모의 치료 시 환자 자세 결정은 진단 영상을 통해 충분히 검토하고, 방사선종양학과 전문의, 의학 물리학자, 모의 치료 방사선사가 협의하여 최적의 자세를 결정합니다.

 

 

표적 설정 및 치료 계획 수립

 

 

치료 계획을 위한 표적 설정 및 주요 장기의 컨투어링을 진행합니다. 환자 상태와 종양 조건에 따라 치료 방법을 결정하고, 치료 계획 시스템을 이용하여 최적의 치료 계획을 수립합니다. 이때, 치료 목적, 표적 설정, 주요 정상 장기의 선량 제한, 처방 선량, 조사 방법, 물리적 파라미터 등을 설정합니다. 선량 체적 히스토그램, 선량 분포, 분할 치료에 따른 임상적 효과 등을 면밀히 검토합니다.

 

 

라이벌 플랜 및 치료 계획 수정

 

 

여러 개의 라이벌 플랜을 수립하고, 치료 계획 변경 가능성을 고려하여 합산된 전체 치료 계획을 수정 및 선택합니다.

 

 

치료 계획 유효성 확인

 

 

모의 치료기를 이용하여 치료 계획의 유효성(환자와의 충돌, 기하학적 이상 유무)을 확인합니다.

 

 

품질 관리

 

 

일반적인 치료 계획은 장비 도입 시 입력한 빔 데이터를 기준으로 장비 성능을 주기적으로 점검하고, 치료 계획 시스템에서 계산된 ML 값을 독립적인 시스템을 통해 확인합니다. 세기조절 방사선치료(IMRT)와 같이 비 균일 플루언스를 사용하는 경우 환자 맞춤형 품질 관리(patient-specific QA)를 수행합니다. 이는 치료 계획에서 생성된 플루언스를 팬텀을 이용하여 선량을 재계산하고, 관심 지점의 점 선량과 전체적인 선량 분포를 검증하는 과정입니다.

 

 

치료 정보 전달 및 확인

 

 

확정된 치료 계획 관련 정보는 Record & Verify system(R & V system)을 통해 방사선종양학과 네트워크에 전송됩니다.

 

 

치료 시행

 

 

R&V 시스템에 전자 기록철 정리를 하고 입력된 정보를 확인한 후 치료를 시행합니다.

 

 

방사선 치료계획에 관한 인력구성과 역할

 

 

방사선 치료계획은 방사선치료의 가장 핵심적인 단계이기에 여러 의료진이 협업해서 계획을 세웁니다. 치료계획에 참여하는 주요 의료진은 방사선종양학 전문의, 의학 물리학자, 선량계측사. 모의 치료 방사선사로 구성됩니다.

 

치료계획에 참여하는 주요 전문인의 세부 역할과 책임을 요약하면 다음과 같습니다.

 

 

방사선종양전문의

 

 

환자 치료의 궁극적인 책임을 있는 방사선치료의 주치의로서 종양 용적의 정의 및 구획화, 처방 선량의 결정, 치료계획의 선택과 부작용 방지에 대한 모든 면을 총괄합니다. 의뢰된 환자에 대한 방사선 치료 여부를 결정하고 모의 치료 및 치료계획에 주도적으로 참여하며, 매회 치료를 감독하고 치료 환자의 정기검진 및 상태를 확인합니다.

 

방사선종양학과에서 치료되는 모든 환자에 관한 감독 권한을 가지고 있기에 모든 과정에 대해 충분히 이해하고 있어야 하며, 각 파트의 특성과 역할을 고려하여 운영과 품질관리에 최종적인 권한과 책임이 있습니다.

 

 

의학 물리학자

 

 

방사선치료기 및 치료계획 장치를 설치하고 빔 데이터를 측정하고 임상에 사용할 수 있도록 물리학적 측면에서의 품질관리 및 방사선 안전에 관련된 제반 사항을 책임지는 역할을 담당합니다.

 

다양한 종류의 고에너지 방사선을 인체에 응용하는 분야를 연구하고, 임상에서는 환자의 치료계획과 선량 검증에 관한 의학 물리학적 측면에서의 역할을 수행함으로써 최적의 시스템 유지 및 방사선 안전에 관한 책임이 있습니다. 장비의 인수검사(commissioning) 및 고정밀 방사선치료의 전반적인 검증 과정이나 수행 과정을 수립하고 환자치료에 관한 의학, 물리학적 컨설팅을 통해 안전하고 효율적인 치료 방법을 제안하고 개발합니다.

 

기관에 따라 치료계획을 확인하고 검증하는 역할 외에도 IMRT, SRS, SBRT, 중입자 치료와 같은 고정밀 치료 계획은 직접 치료계획을 수립하고 검증하기도 합니다.

 

치료계획을 컨설팅하는 역할 외에 직, 간접적으로 확인하고 검증하는 감독자 같은 역할을 하기에 임상 의학 물리학자의 경우 연구개발뿐만 아니라 의학 물리에 관한 지식과 능력을 충분히 배양하고 있어야 합니다.

 

 

선량 계측사

 

 

방사선 치료계획을 실질적으로 수행하고 선량 계산 및 측정 업무에 책임이 있는 전문 인력으로서 임상 치료계획, 선량 측정 및 분석, 치료 방법의 최적화 등 실질적인 임상 선량계측 및 의학 물리 업무를 담당합니다.

 

의학 물리학자와의 차이점은 의학 물리학자는 임상 업무 외에 교육 및 연구개발, 전반적인 감독이 주요한 역할이지만, 선량 계측사의 업무는 정해진 프로토콜에 따라 환자의 치료계획을 수행하고 의학 물리학자를 도와 장비 및 환자맞춤형 QA를 수행하는 임상 위주의 역할을 합니다.

 

 

방사선사

 

 

국내에서 방사선사의 역할은 진단, 핵의학, 치료에 걸쳐서 매우 광범위하며, 방사선종양학 분야에서도 실질적으로 환자를 치료하고, 모의 치료 및 치료계획에 참여합니다.

 

대부분의 방사선사는 방사선치료사로서의 역할을 담당하고 있으며, 일부 모의 치료 담당 방사선사는 CT 및 투시 형 모의 치료기를 운용하고 치료계획을 담당하기도 합니다.

 

방사선사는 국가 면허시험을 통해 의료기사의 자격을 취득하며, 방사성 동위원소 취급 일반자격이나 감독자면허를 취득하여 방사선 안전 업무에 종사하기도 합니다.

 

치료계획 측면에서는 CT 및 투시 형 모의 치료기를 운용하여 환자의 고정 기구를 제작하고 치료계획에 필요한 영상획득 및 환자의 기본 정보를 기록하고 정리합니다.

 

 

치료계획을 수립하기 위한 인적 구성에 따른 협력체계

 

 

치료계획을 수립하기 위한 인적 구성 및 협력체계는 크게 세 가지로 분류합니다.

 

1. 방사선종양학 전문의가 선량계측사나 의학 물리학자의 도움 없이 단독으로 치료계획을 수립하는 체계입니다.

 

이 경우 치료계획 시 발생할 수 있는 선량 오류나 최적화되지 않은 선택이 나타날 수 있으며, 특히 세기조절 방사선치료(IMRT)와 같은 고도의 의학 물리학적 접근이 요구되는 경우 부적절한 결과를 야기할 수 있으므로 바람직하지 않습니다.

 

2. 의학 물리학자가 배제된 상황에서 선량 계측사와 전문의만으로 치료계획을 수립하는 체계입니다.

 

이 경우는 의학 물리학자가 없거나 있더라도 임상 수련 과정을 통한 지식이 부족하거나 연구나 교육의 역할만을 담당하여 치료계획에 참여하지 못하는 경우입니다.

 

업무의 효율은 높을 수 있지만 의학 물리학적 지원의 미비로 인한 systemic error의 발생 원인이 될 수 있습니다.

 

3. 모든 전문의가 협력하여 계획을 수립하는 체계입니다. 이는 가장 최적의 체계로 환자의 치료계획을 위해 다원적인 접근이 가능하며 잠재적 문제에 관해 사전에 조치하여 처리할 수 있고 다양한 관점으로 최적의 치료계획을 수립할 수 있습니다.