the state-of-the-art methods of radiation therapybml.pusan.ac.kr/resources/medeng/ivt_2.pdf · ·...

방사선 치료의 최신 기법들The State-of-the-art methods of Radiation Therapy

2012. 11. 28양산부산대학교병원 방사선종양학과

전호상

목차

1. 방사선 치료?

2. 고전(2D) 방사선치료

3. 입체(3D) 방사선치료

4. 최신 방사선치료

- 세기변조치료 (IMRT)

- 영상유도치료 (IGRT)

6. 최신 방사선 치료장비들

7. 의학 물리 분야

방사선 치료 ?

암 ?

1. 암이 뭐지?• 종양(tumor) : 신체 조직 일부가 비정상적으로 과잉 성장한 것

• 양성 종양 : 성장 속도가 느리고 전이가 없음

• 악성 종양 : 성장 속도가 빠르고 전이가 있음 “암(cancer)”

• 암세포는 주변 조직에 침윤하고 다른 조직으로 전이되어 생명 위협

2. 치료는 어떻게?• 수술 : 암조직을 직접 떼어내는 것.

• 항암치료 : 독성의 항암제를 주사하여 온몸을 돌며 세포 공격.

• 방사선치료 : 암조직에 방사선을 조사하여 DNA 파괴.

방사선치료 ?

• 저격총 : 치료용 선형가속기

• 총알 : electron, x-ray 등

• 목표물 : 환자 내부의 종양 (암)

• 조준경 : X선 영상

• 저격과 방사선 치료의 닮은 점

• 매우 높은 정밀도를 요구한다.

• 한 건을 위해 많은 시간/비용/노력이 필요하다.

• 실수는 용납되지 않는다!

방사선치료 ?

• 종양세포는 일반세포에 비해 방사선에 약함 (방사선 감수성이 높음)

• RT 목표 : 종양에는 최대의 선량을, 주변에는 최소의 선량을!

< CT image of liver cancer >

고전 (2D) 방사선 치료

2D RT

• CT 가 없던 초기 방사선 치료는 2-D X선 영상을 이용한 2차원 치료

• 종양 주변 일반 세포에 큰 피해 합병증 등 치료 부작용이 큼

Compensator

입체 (3D) 방사선 치료

3D RT

• TCP : Tumor Control Probability (치료 개념)

• NTCP : Normal Tissue Complication Probability (보호 개념)

• RT의 지상목표 “종양에는 최대선량, 주변조직에는 최소선량”

3D RT

• CT 의 도입에 따라 3-D X선 영상을 이용한 3차원 치료 가능

• 합병증 등 치료 부작용의 획기적 감소

100

3D RT



50

50

3D RT



25

25 25 25

3D RT

• 3차원 치료를 위해 회전 가능한 방사선 치료기의 도입!

세기변조 방사선치료 (IMRT)

IMRT

• 세기변조 방사선치료 (IMRT, Intensity Modulated RT)

<3차원 치료설계> <IMRT 설계>

IMRT


전립선(prostate) : 종양세포

직장(rectum) : 일반세포

IMRT


IMRT

• Compensator 를 이용한 세기변조 방사선치료

Compensator

• 초기의 세기변조 기법• 금속 보상체 제작 및 이용• 오차 발생 확률 높음• 고비용 / 저효율

Radiation Beam

Dynamic MLC

• 동적 다엽 콜리메이터(MLC)• 오차 발생 확률 최소화• 치료 시간의 최소화• 방사선발생기의 안정적 동작• Segment : 100개 이상

Dynamic MLC, Varian

Static MLC

• 다엽 콜리메이터(MLC) 이용• 오차 발생 확률 감소• 치료 시간이 길어짐• 방사선발생기의 Load 증가• Segment : 10~15개

Radiation Beam

IMRT

• 동적 다엽 콜리메이터 (MLC, Multi Leaf Collimator)

영상유도 방사선치료 (IGRT)

IGRT

• 정확한 방사선치료를 방해하는 요소들

• 환자의 부정확한 위치/자세

• 호흡 등에 따른 실시간 위치 변화

Plan Actual

IGRT

• 영상유도 방사선치료 (IGRT, Image Guided RT)

• AP/Lateral kV imaging, CBCT

< Conventional LINAC > < LINAC with kV-imager >

IGRT


• AP/Lateral kV imaging

< 방사선 치료를 위한 환자 set-up> < 환자의 2D 위치 확인>

IGRT


• CBCT (Cone-beam CT)

IGRT


• Gating : 종양의 위치에 따라 치료 빔을 ON/OFF 하는 기법

IGRT


• Tracking : 움직이는 종양을 따라가며 치료하는 기법

최신 방사선 치료장비들

Modern RT devices

• General LINACs

• IMRT : static and dynamic MLC

• IGRT : kV-imaging, MV-imaging, CBCT

• Gated radiotherapy (no tracking)

< Elekta, England> < Varian, USA >

Modern RT devices

• Tomotherapy

• Helical radiotherapy (high TCP, low NTCP) : think CT principle!

• IMRT : binary MLC

• IGRT : MV-CT (no metal artifact, high reproducibility)

< Accuray, USA >

Modern RT devices

• Cyberknife

• High degree of freedom (robotic arm)

• IMRT : binary MLC (from 2012)

• IGRT : kV stereo imaging Positioning, gating and tracking

< Accuray, USA >

Modern RT devices

• Vero (compare with tomotherapy!)

• IGRT : kV stereo imaging, CBCT

• Tracking : gimbaled collimator

• Non-coplanar beam : gantry tilting

< Mitsubishi, Japan >

의학물리학자 (Medical Physicist)

Medical Physicist

물리학, 원자력공학, 기타 관련 전공..

Medical Physicist

• 한국의학물리학회 (www.ksmp.or.kr)

• 의학물리학자의 역할

• 방사선장비의 인수검사

• 방사선치료기 사용준비

• 방사선치료설계 및 치료법 연구개발

• 정확한 방사선량 측정

• 주기적 품질관리 (QA, Quality assurance)

• 환자 맞춤 정도관리 (Patient QA)

중앙일보, 2011.06.24

the state-of-the-art methods of radiation therapybml.pusan.ac.kr/resources/medeng/ivt_2.pdf · ·...

Documents