외부 치료 장치, 근접치료기, 모의 치료 촬영기 및 치료계획 장비의 품질보증(QA) 관리

방사선 치료장비의 품질보증(QA)은 치료의 정확성과 환자 안전을 보장하기 위한 핵심 요소로, 외부치료장치, 근접치료기, 모의치료촬영기 및 치료계획장비 각각에 대해 체계적인 관리가 필요합니다. 각 장비의 특성과 사용 목적에 맞춰 기하학적/기계적 정확성, 선량 측정, 안전관리 체계 등을 정기적으로 점검하고, 허용오차 및 검사 주기에 관한 국내외 권고사항을 충실히 반영해야 합니다. 본 글에서는 외부치료장치, 근접치료기, 모의치료촬영기, 치료계획장비의 QA 관리에 대해 작성하겠습니다.

 

외부 치료 장치, 근접치료기, 모의 치료 촬영기 및 치료계획 장비의 품질보증(QA) 관리

 

외부 치료 장치(external radiation therapy unit)

 

 

방사선 치료 장비의 QA에는 최소한 기하학적/기계적 범주, 선량 측정법, 안전관리 체계와 같은 항목이 반드시 포함되어야 합니다. 이들 항목에 관한 허용 범위와 측정 방법, 검사 주기 등은 어떠한 국가 기준이나 권고치에도 부합되도록 실행되어야 하며, 치료 장비의 종류에 맞는 기준과 절차를 적용해야 합니다. 또한 장비를 사용할 때는 환자나 종사자, 일반인에 대한 방사선방어에 관한 규정을 치료 장비의 설치와 운영에 관한 안전관리 규정에 최대한 적합하게 해야 합니다.

 

 

선형 가속장치(LINAC)

 

 

미국 의학 물리 위원회에서 권고하고 있는 선형가속장치에 대한 주기적인 QA 안은 일별, 주별, 월별, 연별 검사 항목과 허용오차 범위를 규정하였습니다. 치료에 직접적인 영향을 주는 요소는 치료 전, 매일 검사를 하며, 전자선이나 X선의 출력 선량(output) 조정과 같은 항목은 월별 검사를 시행할 것을 권고하고 있습니다. 그 외의 사항은 기계적인 특성이나 오차의 가능성에 따라 다릅니다.

 

 

Co-60 원격치료 장치(Co-60 teletherapy unit)

 

 

Co-60 원격 치료 장치의 경우 방사성 물질을 이용하여 치료하기에 전원의 공급과 상관없이 항시 누설 선량이 존재합니다. 따라서 환자와 기술자도 주의해야 합니다. 따라서 방사선 감시기구의 작동 여부를 매일 점검할 것을 권고하며, 방사선원의 문제로 인한 누출 선량을 감시하기 위하여, 연간 2회 이상 선원 용기의 누출 선량을 측정하며 이때 누출 선량은 0.005 µCi 이하여야 합니다.

 

미국핵통제위원회(USNRC)의 권고안은 선형가속치료장치와 마찬가지로 일별, 월별, 연별, 매 5년에 실시해야 하는 검사 항목을 제시하고 있습니다. 특히 핵 통제위원회에서는 Co-60 치료장치가 임상적으로 사용되기 전 출력선량이 5% 이상 차이가 발생시, 선원의 교체나 장비의 이동 설치시, 방사선 조사에 영향을 줄 수 있는 부품의 교체시, 이들 부품 교체 후 1년 이내에 재 교체시에는 반드시 전체적인 정비를 요한다고 권고하고 있으며, 이때 임상적으로 이용되고 있는 조사면과 조사거리에서 출력 선량의 변화는 ±3% 이내인지, 조사 등과 조사선속면은 일치하는지, 조사면 내 선량의 균등도 조사 시간을 정하는 타이머는 정확한지, 전원 공급 및 차단장치는 작동하는지와 환자계측 기구는 정확히 작동되는지에 관한 사항을 반드시 점검할 것을 권고하고 있습니다.

 

 

근접치료기

 

 

근접치료는 조직내조사와 강내조사로 구분합니다. 즉 근접조사는 방사성 동위원소를 종양에 근접한 강(cavity)내나 조직(tissue)내에 가까이 삽입하여 치료하는 것입니다. 근접치료에서 QA는 적당한 선원의 에너지와 종양 내에서의 선원의 공간적 분포, 조사 시간 등과 같은 기본적인 지침이 만들어져야만 수행할 수 있습니다. 특히 조직내 자입치료(interstitial implantation)에 있어서는 더욱 중요합니다. 근접치료에서 QA의 목표는 각각의 환자에게 제공되는 진료의 정확성, 안정성 등이 기존의 기준에 부합하도록 제공하는 것입니다. 외부 치료와 달리 근접치료는 종양 내에 적절한 선량을 조사하기 위한 정확한 기하학적인 위치 판단이 필요합니다. 근접 치료 장치의 QA 프로그램에는 포함되어야 하는 사항은 다음과 같습니다.

 

 

-선원 확인에 관한 사항

 

-사용 원칙과 절차

 

-선원의 수량 및 단위

 

-선원을 재조정하는 데 필요한 시간

 

-선원의 붕괴(decay)

 

-총 선량

 

-특정 선원의 선량 분포

 

-정확한 에너지와 형상을 가진 선원의 선별

 

-선원의 정확한 삽입

 

-각 환자에 대한 선원 배열의 재구성

 

-정확한 선량과 시간의 계산

 

-환자로부터 선원의 안전한 제거

 

-선원의 안전한 취급 및 저장

 

Remote After Loading 장비의 QA 프로그램에는 포함되어야 하는 사항은 다음과 같습니다.

 

-선원 위치의 정확성과 재현성

 

-장비의 안전한 사용

 

-조사타이머의 정확한 기능

 

 

모의치료촬영기(simulator)

 

 

모의치료촬영기(QA) 관리의 중요성

 

 

모의치료촬영기에 대한 QA 프로그램은 외부치료기에 적용되는 기계적 및 기하학적 검사항목과 유사하게 작성되어야 합니다. 특히 중요 변수에 대한 허용오차와 측정 주기 또한 외부치료기와 유사하게 적용하는 것이 바람직합니다. 이러한 QA 과정을 체계적으로 연결하는 것은 전체 치료 과정 동안 환자에게 지속적이고 정확한 치료를 제공하기 위해 필수적입니다. 이 과정에서 결정된 치료 부위, 선속 방향, 치료 범위 등은 실제 외부 치료 시 적용되므로, 모의치료촬영기의 정확한 관리가 매우 중요합니다.

 

 

모의치료촬영기의 적정 관리 기준

 

 

모의치료촬영기는 치료장비와 계기들이 상호 호환성을 가질 때 가장 이상적인 기능을 수행할 수 있습니다. 이때 고려해야 할 사항에는 기계적 정확성, 기하학적 변수, 레이저 정렬 등이 포함됩니다. 또한, 모의치료에 사용되는 전산화단층촬영기(CT), CT 모의촬영기, MRI, 초음파 검사장비 등 영상진단장비의 정확성과 안정성도 관리 대상에 포함되어야 합니다. 테이블, 레이저 표시장치, 자료 전송 시스템 등과 관련된 인자들의 정확성 역시 중요하게 관리되어야 합니다.

 

 

화질 관리와 부속 과정

 

 

화상 품질과 관련해서는 진단용 방사선발생장치와 동일한 기준을 적용하여야 하며, 화질관리 및 필름 현상, 보관 과정 등에서도 일관된 품질관리가 이루어져야 합니다. 모의치료 촬영기 역시 사용 목적은 다를 수 있지만, 기본적인 화질관리 기준은 진단 장비와 동일하게 적용해야 합니다. 주기적인 검사를 통해 장비의 각종 계기와 부품이 기준치에 적합한지 여부를 확인할 수 있으며, 이를 통해 장비의 성능 저하를 조기에 발견하고 조치할 수 있습니다.

 

 

검사 주기와 항목 설정

 

 

연별 주기적 검사는 수일이 소요될 수 있지만, 모든 기계적, 기하학적, 화질 관리에 필요한 변수를 반드시 검사해야 합니다. 검사 주기와 항목 설정은 권고안에 의존하기보다는 사용 빈도, 장비의 특성, 운영 경험 등을 고려하여 유동적으로 조정하는 것이 바람직합니다. 필요에 따라 주간 또는 월간으로 세분화하여 시행하는 것이 치료의 질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

 

 

주요 검사 항목

 

 

방사선 조사면과 선속 중심선의 정확성은 모의치료의 성공을 좌우하는 핵심 요소입니다. 이를 위해 중심선을 기준으로 각 레이저의 위치를 조정하고, 방사선 조사축 및 겐트리 축과의 정렬을 정확히 맞추어야 합니다. 광조사면과 방사선 조사면의 일치 여부 역시 꼼꼼히 확인해야 하며, 정확성과 재현성을 확보하기 위해 각종 계기의 점검이 병행되어야 합니다. 충돌 방지 장치 및 기타 안전장치에 대한 점검 또한 정기적으로 시행해야 합니다.

 

 

치료계획장비(Treatment Planning System) 관리

 

 

AAPM TG40 권고사항

 

 

AAPM TG40에서는 치료계획장비의 주기적 QA 검사 항목으로 하드웨어 점검, 정보 출력장치 관리, 선량정보와 환자정보 관리, 사진 전송장치 점검 등을 제안하고 있습니다. 또한 저장된 선량자료의 안전성, wedge 및 차폐물 적용 정확성, 비균등성 및 비표준 치료거리 적용 정확성 등도 선량 알고리즘 점검에 포함되어야 한다고 권고하고 있습니다.

 

 

치료계획장비 QA의 필요성

 

 

정확한 치료계획을 수립하고 이를 검증하기 위해선 반드시 체계적으로 치료계획장비를 관리해야 합니다. 이를 위해 알고리즘과 시스템에 대해 상세한 정보를 보유하고 적절히 운용해야 합니다.

 

 

치료계획 검증 방법

 

 

정확한 치료계획 장비 검증을 위해서는 기존에 입력된 자료를 이용해 선량계획을 수립하고, 별도로 측정한 값과 비교하는 절차가 필요합니다. 이를 통해 두 결과 간의 차이를 분석하여 시스템의 정확성을 평가할 수 있습니다. 또한, 조사 시간 계산 결과를 컴퓨터 계산값과 수작업 계산값 간 비교하여 차이를 검토하는 것도 필수적인 과정입니다.

 

 

표준 자료 활용의 중요성

 

 

주기적인 검사를 효율적으로 시행하기 위해서는 전형적인 표준 선량 계획을 수립한 후, 주기적으로 비교 검사를 수행해야 합니다. 동일한 환자, 선량 범주, 기준 자료를 이용하여 변동성을 최소화하고 장비의 일관된 성능을 확보해야 합니다.