선량 계산법

근접치료의 선량 계산법은 Quimby법, Paterson-Parker 법, Paris 법 등 여러 방법이 있으며, 각 방법은 선량 분포 방식과 선원 배열에 따라 차이가 있습니다. 이들 방법은 종양 치료 시 선량을 균등하게 조사하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 이러한 선량 계산법에 대해 알아보겠습니다.

 

선량 계산법

 

선량 계산법

 

 

근접치료의 선량 계산법은 50년 동안 고안되어 왔으며 그 중 Quimby법, Paterson-Parker 법, Paris 법 등이 가장 널리 사용되며, 이 세 가지 방법의 차이는 기존 선량의 규정 방법, 선량 균등성의 정의, 선원의 삽입(implantation) 방법 등에 있습니다. Paris와 Quimby법은 주변보다 중심에 더 높은 선량이 되는 불균등한 선량 분포를 얻는 데 반해 선원 배열은 균등한 방식으로 배치되어 있습니다.

 

 

Quimby법

 

 

Quimby법은 균등한 분포의 선원을 이용하기에 종양의 체적 내에서 균등하지 못한 선량 분포를 볼 수 있습니다. 또한 주변부의 선량보다 중심부의 선량이 더 높게 나타난다.

 

Quimby법으로 라듐 1cm 밑의 병소 중심에 48시간 동안 30Gy를 조사할 경우, 라듐의 양을 알 수 있으며, 이때 여과(filter)는 0.5 mm Pt(Ir)입니다.

 

또한 작은 표면에 applicator를 이용하여 치료할 경우, 큰 applicator를 이용할 때보다 종양에 더 가깝게 있어야 합니다.

 

 

Paterson-Parker 법

 

 

Paterson-Parker 법은 한 면이나 체적(volume)에 균등한 선량을 조사하기 위해 만들어졌습니다. Quimby법에서 1000 cGy를 조사하기 위해 요구되는 mg*h는 Menchester법보다 크다. 그 이유는 Quimby법에서의 1000cGy는 최소선량이지만, Manchester 법은 체적 전체에 약 1000 cGy가 균등하게 조사되는 선량이기 때문입니다.

 

표면 applicator와 평면 implant의 선량 분포 법칙은 다음과 같다.

 

1. 단일 평면에서 라듐 선원은 주변부의 선량 분포를 균등하게 하도록 배열하여야 합니다.

 

2. 가장 일반적인 배열은 침을 평행하게 하고 침과 수직이 되게 침을 배치하는 것입니다. 그러나 대부분의 경우에 implant의 한 교차 되지 못하는 경우가 있으며, 한쪽만 교차한 경우 치료 부위에 흡수되는 선량은 약 90% 정도이며, 양쪽 모두 교차하지 않은 경우 약 80%가 됩니다. 다시 말해 교차하지 않은 말단 부위에는 치료부터 위의 선량에 비해 약 10%가 낮은 선량이 됩니다. 전자의 경우에는 Indian club needle을 사용함으로써 저 선량을 없앨 수 있으며, 후자의 경우에는 양쪽 말단부에 선량이 높은 dumbbell needle을 사용하여 균등한 선량 분포를 얻을 수 있습니다.

 

3. 이처럼 평행하게 침을 배치하는 경우 침과 침 사이는 1cm를 넘지 않게 해야 하며, 종자(seed)인 경우도 마찬가지로 각각의 종자 사이가 1cm를 넘어서는 안 됩니다.

 

4. 양면 implant의 경우 각 면에 implant 하는 라듐 배열은 1, 2, 3의 법칙을 따르며 각각의 면들은 서로 평행해야 합니다.

 

5. 만약 두 면의 면적이 다를 경우 두 면의 면적을 평균하여 나온 값을 적용하며 라듐의 총량은 각 면에 비례합니다. 라듐이 두 면에 분포되어 있을 때 라듐 표에서 얻어진 mg. h 수는 면 사이의 간격이 1cm가 넘는 경우 거리에 따른 인자로 적용해야 합니다.

 

두면 사이의 간격이 클수록 흡수 선량은 감소하며, 따라서 선량의 균등성은 낮게 됩니다. 침이나 종자를 사용한 단일평면을 치료할 경우 만족할 만한 조직의 두께는 라듐 선원면이 중앙에 위치할 때 약 1~1.25cm입니다.

 

만약 더욱 두꺼운 조직을 치료할 경우에는 양면 조사가 필수적이며 약 2.5cm 정도까지 만족할 만한 치료가 가능합니다.

 

이것은 선원의 방사능이 균등할 경우, implant의 중심부 선량이 주변부보다 높은 것을 보여줍니다.

 

volume implant plant는 3차원 Implant이며, Paterson Parker에 의한 선량 분포 법칙은 원통(cylinder), 구(sphere), 육면체(cuboid) 등의 모양으로 제한되어 있습니다.

 

 

Paris 법

 

 

Paris 법도 Quimby 법과 마찬가지로 1920년대에 고안되었으며, 균등한 분포의 방사능 선원을 이용하여 모든 형태의 체적에 적용합니다. 선원 사이의 간격은 작은 부피일 경우에는 5~10mm이고, 부피가 클 경우, 15~22mm입니다. 선원의 길이가 길면 길수록 선원 주변의 선량이 증가하므로 선원 사이의 간격도 크게 됩니다.

 

표적에 조사되는 조직의 내용선량(tolerance dose)은 선원 사이의 간격을 결정하면서 고려하여야 합니다. 선원에 인접된 부위와 고선량 체적은 직경 1cm를 초과해선 안 됩니다.

 

Quimby법과 마찬가지로 Paris 법의 균등한 선원 간격은 implant의 주변부보다 중심부에 고선량이 분포하는 이유가 됩니다.

 

Manchester 법에서는 implant needle이 교차하지 않는 부분의 치료 부위에 조사하는 선량보다 약 10% 정도 줄어드는 반면, Paris 법에서는 약 15% 정도 감소합니다.

 

이러한 선량 감소를 보상할 경우, 표적 용적(target volume)이 피부(skin)나 점막(mucosa) 등을 포함하고 있을 때는 loop 나 hairpin(unsharped needle) 등을 권장한다. loop 나 hairpin은 needle이 교차하지 않는 부분의 선량 부족을 보상하는 역할을 합니다.

 

각 선원의 외곽선 때문에 생성된 틀 안에 있는 여러 개의 저선량 지점들의 평균 선량으로 결정되는 선량을 기저 선량(basal dose)이라 하고 이 기저 선량의 85%에 해당하는 선량을 기준 선량(reference dose)이라 합니다. 선원에 바로 인접된 부위의 고선량 체적은 기준선량의 약 2배가 되는 등선량 곡선으로 되어 있습니다.

 

 

Computer system

 

 

근접치료의 선량 계산법은 컴퓨터의 소프트웨어 개발로 발전한 implant 계산법이 여러 병원에서 이용되고 있습니다. implant의 선원 배열법은 간단합니다. 균등한 강도의 선원을 사용하여 균등한 간격(예를 들어, 1~1.5 cm, 크기가 클수록 간격이 크다)을 두며, 표적 용적(target volume) 전체를 포함합니다.

 

균등한 강도의 선원을 사용하는 implant는 Quimby나 Paris 법의 경우와 마찬가지로 주변부보다 중심부에 고선량이 되지만 이러한 선량의 불균등성은 표적(target)의 주변부보다는 중심부에 고선량을 조사하게 됩니다

 

computer system에서 표적 용적은 주변부 선원(peripheral source)이 종양을 적절히 포함할 수 있도록 표적 경계 부위를 충분히 크게 해야 합니다. 종양을 충분히 포함하기 위해 낮은 값의 등선량 곡선을 결정하는 것보다 충분히 큰 부피로 implant 하는 것이 중요합니다.

 

만약 표적 용적이 충분한 경계를 두고 설정했다면 주변부 선원 (periperal source)는 표적 용적의 외곽부위에서 자립(implant)해야 합니다. 또한 선 선원(line source)의 실효 길이(active length)는 표적의 길이보다 약 40% 길게 해야 합니다.