방사선 치료학 정리

1.방사선치료의 목적

- 종양치료에 적용되는 치료법

: 수술요법, 방사선요법, 항암화학요법

- 치료계획의 준비

①환자의 병력

②이학적 소견

③각종 검사소견, 수술소견, 병리소견등

- 종양환자의 치료방침 결정(방사선치료성적 좌우인자)

①종양의 위치, 크기

②조직학적 특성(방사선감수성, 종양의 진전상태)

③병기(stage)

④환자의 전신상태(연령, 영양상태, 빈혈의 유.무, 합병증의 유.무)

- 치료목적

①근치적 치료 - 방사선 감수성이 크고, 크기가 작으며, 국소에 국한되어 있고, 전신상태가 별로 나쁘지 않을 때 완치를 목적으로 치료

하루선량-저선량(180-200cGy), 총선량-대선량(5000-7000cGy)

②고식적 치료 : 고통경감, 통증완화

하루선량-대선량(300cGy), 총선량-소선량(3000cGy)

※종양의 치유선량 결정인자

- 종양의 크기

- 침윤범위

- 조직학적 소견 및 분화도

2.

3. 종양의 방사선 감수성

정상피종 〉악성림프종 〉미분화암 〉편평상피암 〉분화형 선암 〉골육종 〉흑색종〉위암

◈악성림프종

세망육종 〉림프육종 〉Hodgkin 씨병 〉신장의 Wilms 종양 〉소뇌수아종 〉송과체 종양

※수술 후 1～2주내 치료

4.방사선 치료방법

①외조사법

- 선량의 정확한 파악과 조절이 용이

- 시술자 피폭이 적다

- 단점 : 정상조직에 조사되는 선량이 많다.

- X-ray, γ-ray, 전자선, 중성자선, 입자선

②밀봉소선원 치료

- 선량계산이 약간 곤란

- 시술자 피폭이 많다.

- γ-ray, β-ray

③비밀봉 RI 요법

- 친화성을 이용하여 종양에 선택적 조사

- 선량계산과 조절이 곤란

- 방사능 오염 문제점

- 32P, 131I, 198Au

5. ①수술에 주체를 두는 종양 : 유암, 폐암, 뇌종양 대다수, 이하선종양, 난소종양. 암의 림프절전이

②방사선 치료가 거의 가치 없는 종양 : 위 ․장의 복부 소화관암, 신장암, 간이나 폐에의 전이

6. 방사선 치료의 시간적 분배의 좌우인자

①전체조사시간

②분할

③선량률

7. NSD(nominal standard dose) : 정상조직의 내용선량에만 적응 - 단위 'ret'

D = NSD × N 0.24 × T0.11

(총선량) (분할횟수) (전체조사시간)

8. BSF(back scatter factor),

※영향인자

①선질

②조사야

③산란체의 조성 및 두께

☞거리는 상관없다.

후방산란선량에서 최대선질은 HVL 0.6mm Cu : 이상이면 전방산란

9. 심부선량 백분율(% DD) : SSD 일정 ⇒ depth 변화

※심부선량백분율(%DD)의 영향인자

①방사선 에너지 ↑

②SSD ↑ ⇒ %DD ↑

③조사야 ↑

☞조사야의 면적이 같더라도 형태에 따라 %DD가 다르다⇒산란부가량이 변하기 때문에

☞SSD가 증가에 따라 PDD가 증가하는 것은 inverse square law의 영향에 기인되고 있다. 비록 한 점에서 실제 선량율은 선원으로부터의 거리가 길어질수록 감소하고 있을지라도 reference point에 대한 상대적인 선량인 심부선량 백분율은 SSD가 증가할수록 커지게 된다.

※TAR, TPR, TMR 비교

①TAR(Tissue-air ratio) : SAD 일정 ⇒ SSD변화

: phantom의 임의의 두께에서의 흡수선량(Dd)과 같은 점에서의 공중선량과의 비를 말한다. - SSD에 의존하지 않는 것이 특징이다.

②TPR(Tissue-phantom ratio)

: phantom내에 임의로 주어진 지점의 선량과 고정된 기준점 깊이선량과의 비

(to : 기준점 깊이 - 대개 5cm 깊이)

☞만약 to가 최대선량의 기준점 깊이라면 TPR = TMR 이 된다

③영향인자

- 방사선에너지

- 조사야

10. 최대흡수선량 위치(Dmax=build up point)

에너지	Dmax
137Cs	0.2cm
60Co	0.5cm
4MV	1.0cm
6MV	1.5cm
10MV	2.5cm
15MV	3.0cm
20MV	4.0cm
30MV	5.0cm

◈전자선 특성

- X선등의 전자파에 비해 물질투과성이 작다.

- 심부선량분포특성 : 표면으로부터 어느 정도의 깊이까지는 흡수선량이 거의 같고, 이를 지나면 급격히 감소하여 어느 깊이 이상에서는 거의 도달하지 않는다.

- 조직내 최대비정 : Mev /2 cm

- 유효한 깊이 : 80% 등선량곡선깊이 - Mev / 3cm

90% 등선량곡선깊이 - Mev / 4cm

- 최대비정보다 심부의 경우에도 Bremsstrahlung현상에에 의한 제동 X-선이 발생하므로 전혀 방사선이 미치지 않는 것은 아니다.

- 임상에 사용하는 전자 빔의 skin sparing effect는 있어도 아주 적거나 없다고 할 수 있다.

- photon과 달리 에너지가 증가할수록 표면선량이 증가하여 skin sparing effect는 감소한다.(4Mev이상에서는 80%이상, 12Mev이상에서는 90%)

11. 고에너지 전자선의 심부선량 좌우인자

①가속전압

②scattering foil

③조사통의 종류

④조사야의 크기

12. 선량 분포 측정기

①Reference 선량계

- 모든 시설에 있어서 표준선량계

- 조사선량, 흡수선량의 절대측정에 이용

- 전리용적 : 내경 0.6cc cm ↓, 길이 3.0 cm

②Field 선량계

- 일상적인 측정이나 선량분포 측정

- 물 phantom 안을 원격조정으로 주사

③표면 전리조(평행평판형타입- ‘markus chamber': 전자선의 표면선량에 유용)

-전자선의 절대측정, build up 영역의 표면선량

④film 법

- 파장, 방향의존성이 높은 것이 결점

- 선량분포를 동시에 연속적으로 알 수 있다

- 선량분포의 정량적 파악 편리

⑤TLD(열형광선량계)

- 소형이기 때문에 몸안에 넣어 병소부위의 선량측정

- 파장 의존성이 높다

- 각각 소자에 감도의 불균형

⑥화학 선량계

- 감도가 낮다 : 절대측정에만 사용

- 색소의 색변화 이용

13. 암세포 특징

①혈류가 적고, 영양상태가 나쁘다

②협기적 대사로 유산이 축적되고 있다

③PH가 낮다

④방사선 감수성이 낮고, 열감수성이 높다.

14. 방사선 증감제 : 저산소세포에 방사선 효과의 증감작용을 한다.

①BUdR ②5-Fu ③misonidazole

15. 종양의 RBE는 저산소세포가 존재하기 때문에 정상조직 RBE보다 1회 조사시는 크지만 분할조사가 되면 종양의 RBE는 작아진다.

16. OER(oxygen enhancement ratio) : 산소의 존재유무에 따른 방사선량의 비

☞OER이 같은 종류의 방사선에서는 선량이나 생존확률에 의존하지 않는다.

저산소상태의 종양에서 산소공급이 충분한 상태의 종양에서와 동일한 생물학적 효과를 얻기 위해서는 X-ray, γ-ray에서는 2.5 ～ 3.0배의 방사선량이 필요. α=1(산소효과가 없다)

17. 세포사의 종류

①분열사(증식사) : 10 Gy ↓(방사선 조사후 세포손실의 대부분)

②간기사 : 100 Gy↑

기타 : 거세포형성, 분열지연, 돌연변이

18. TNM(Tumor Node Metastasis)분류

①T : 종양의 국소진전

②N : 임파절 전이상태

③M : 원격전이

※TNM결정(방사선치료계획 작성에 반드시 필요

①과거에 치료받은 일이 없는 것에 한함

②치료전 결정, 치료후 변경하지 않는다

③일반적인 소견, X-선 검사, 일반 임상검사에 의해 결정

※ (외과적 수술 소견은 포함되지 않는다)

19. 등효과곡선(isoeffect curve)

①시간, 선량과의 관계

②횡축-시간, 종축-선량

③직선으로 표현 : 직선의 경사 - 회복지수

(편평상피암-0.22 , 자궁경부암-0.23 ～0.25)

20.방사선 치료장치

①전자선 발생장치 : linac, microtron, betatron

②중성자 발생장치 : cyclotron, synchrocycolotron, D-T generator

③열중성자 : 원자로

④중입자 : cyclotron, synchrocyclotron

21. linac에서 X-ray와 전자선의 발생

X-ray mode electron mode

※linac(선형가속기)

;마이크로파 전원부 - magnetron, kylstron

☞선량조정 : 펄스수

◈특징

①출력선량이 상당히 크다(500cGy/min)

②초점(source)의 크기 3×3mm : 반음영이 작다

③betatron에 비해 출력에너지를 광범위하게 조절할 수 없다

④60CO, 137Cs에 비해 출력의 안정성과 조사야내 선량분포 균등성이 떨어진다.

22. 60CO 선원의 특징

①γ 선의 단일한 에너지(선질 변화가 없다)

②59CO에 중성자 조사하여 값싸게 제조

③금속상태로 자석조작이 용이

④방사선 동위원소중 비방사능이 높고, 출력이 높다

⑤출력의 안정성이 높고, 선량분포가 균등하다(linac에 비해 장점)

⑥trimer사용 - 반음영 제거

23. Betatron(주로 전자선치료에 이용)

①전자를 가속 → X-선, 전자선 발생

②가속관 : doughunt tube

③가속원리 : 자기유도(변압기) - 자속의 변화에 의한 전자가속

④궤도반경 일정

24. Cyclotron(임상적 평가가 높지 않다)

①양자, 중양자 가속 → 속중성자선, 양자선, 중이온선 발생

②가속관 : D자형 가속전극(magnet) → 동위원소 생성

③궤도반경 증가

④Be target 의해 중성자 생성

⑤중양자 가속에너지 : 30 ～50 Mev

※synchrocyclotron : 주파수 변경 가속장치

25. Microtron

①균등한 자장 속에서 전자의 가속으로 X-선, 전자선 발생

②궤도반경 증가

26. Van de Graaff generator : 정전형 고전압 발생장치

①정전계 이용하여 전자, 양자가속 → 중성자 발생

②2MV X-ray 발생

③Q=CV

④고압절연 : Nittogen, CO2 gas 사용

⑤고압의 절연 및 제작상의 문제가 있다

⑥연구용으로 많이 이용

☞ X-ray과 전자선을 발생하는 장치

: linac, betatron, van de graaff, microtron

27. 입자의 가속

①고주파 전계만으로 입자가속 : linac(3000㎒)

②고주파와 전계를 동시에 이용 : microtron, cyclotron, synchrotron synchrocyclotron

③자계를 이용하여 가속 : cyclotron, synchrotron, synchrocyclotron

☞Betatron : 자계만 이용

④정전계 이용 : Van de graaff형, Cockcroft-walton형(배전압 정류회로 중첩시계로 고전계를 만들어 가속)

※궤도반경이 증가하는 장치 : microtron, cyclotron, synchrocyclotron

궤도반경이 일정한 장치 : synchrotron, betatron

28. Collimator를 사용하는 장치는 일치성 검사(광조사야=방사선조사야)를 실시해야 한다.→ 60Co, linac-X선, Betatron-X선

cone을 사용하는 장치 : 일치성 검사가 필요 없다.

→전자선, orthovoltage X선, 표재치료기

29. Collimator의 종류

①원호collimator : 반음영을 적게 한다

②연장collimator(trimer) : 반음영을 제거하는 목적으로 사용 → 60Co

③다분할(원체)collimator : 병소의 형에 맞춰 사용

④다엽collimator(MLC)

30. X-선 선질 표시하는 방법

①관전압 or 가속전압

②반가층

③실효파장 or 실효에너지

④전감약곡선

⑤spectral 분포

31. 선량분포의 변화인자

①선질 ②SSD ③조사야

④피사체 크기, 입사부의 형, 불균질부(골, 폐, 공동의 존재유무)

⑤bolus, compensator ⑥조사방향

☞선량률은 변화요인이 아니다.

32. 등선량곡선을 변화시키는 요인

①방사선의 종류와 에너지

②조사야

③SSD

④입사방향, 사용필터(wedge), 차폐물 유무

☞조사선량, 선량률은 변화 요인이 아니다.

33. 고정 조사법

Ⅰ. 원격조사법

①1문조사 : 표재성 병소(SSD법)-skin ca, node 등

②2문조사 : 심부에 있는 종양

♣외투조사법 : 악성림프종, Hodgkin's 씨병

- mantle 조사법 : 상반신 악성림프종

- 역 Y 자형 조사법 : 하반신 악성림프종

- TLI 조사법 : 전신의 악성림프종

♣분할조사야(split field) : 대향2문조사 중앙에 긴 차폐물

- cervix 치료후 중앙 긴 차폐물

♣절선 조사법 : 종양이 체표면에 넓게 존재하는 경우(유방암)

♣Moving strip fields 조사법 :복부 전체 조사로 field가 너무 클때 전면. 후면에 strip fields를 매일 이동하여 치료하는 방법 : 고정조사법

- seminoma(성인 복부종양), 소아 Wilms 종양(소아복부종양), 난소암

③3문이상 조사법 : 십자화 조사법

Ⅱ. 근접 조사법 : 체강내 병소에 직접 동위원소를 삽입하여 치료하는 방법

Ⅲ. 운동조사법 → 종양에 집중적으로 대선량을 조사할 수 있다.

①회전조사법 : 360°회전 - 중심부에 있는 종양(흉부식도암-종축으로 긴 종양, 국소적 뇌종양, 뇌하수체종양, 전립선암, 방광암)

②진자조사법 : 일부각도를 왕복 조사하는 방법

☞최대선량중심=종양중심≠회전중심

③원체 조사법 : 종양의 형태에 맞추어 조사야 크기, 형태를 변화시키면서 조사하는 방법(3차원적인 치료방법) - 종양부위가 광범위하거나 체표면 종양에는 사용하지 않는다.

◈Hollow out technique → 편심성 다분할 collimator 이용

- 조사구에 금속흡수체 설치 - 특정부위의 선량을 감소하여 치료하는 방법 - 뇌종양, 두경부 종양 치료시에 수정체 보호나 각 영역의 척추 보호하는 방법

④입체조형조사(comformal irradiation)

- 3차적으로 병소의 형태에 맞는 선량분포를 이룬다

- 3차적 치료계획이 필요

- 병소 이외의 정상조직 보호효과가 우수

- 고정조사에도 입체조형조사가 포함

⑤IMRT(Intensity Modulation Radiation Therapy : 세기변조방사선치료)

- 불균등하고 불균질한 병소에 대하여 MLC를 이용

- 환자에게 조사되는 선량 분포를 불균일하게 조사하여 실제 병소에는 이상적인 선량분포가 되게 한다.

- 3차적 치료계획이 필요하다

34. bolus, compensator, wedge비교

①bolus

- build up point를 skin쪽으로 이동 : 피부선량 증가 - skin sparing effect 상실

- 불균등한 조직 보상

- skin 위에 직접 놓인다

- 재질 : 물, paraffin, 바세린, polyethlene, Mix-D

②compensator

- skin sparing effect를 유지하면서 불균등한 선량분포 보상

- skin에서 15～20cm 이격하여 설치

- 재질 : paraffin, 구리, 얇은 납판

③wedge filter

- 중심축과 50% 등선량곡선이 이루는 경사각도에 따라 wedge 선택

- 불균등한 선량분포 보상

35. wedge beam의 3요소

①wedge angle ②hinge angle ③separation

◈ universal wedge system : linac beam,

individual wedge system : cobalt beam

dynamic(virtual) wedge system

☞ wedge angle : 중심축에 수직인선과 50% 등선량곡선이 이루는 경사각도

☞고에너지의 경우에는 50% 등선량곡선보다는 10cm 의 단일 기준점 깊이에서의 내각을 사용하고 있다.

☞Hinge angle은 wedge filter를 사용하여 두 방향에서 조사할 때 두 방향의 중심축이 교차하는 내각을 말한다

36. 조사야의 종류

①기하학적 본영 = 90% 조사야

- 조사야내의 선량분포가 균등하다.

- 조사야외의 피폭이 많다

②기하학적 조사야 = 50% 조사야

- 경계부근의 선량분포가 균등하다

- 임상에서 주로 사용

37. non-coplane 조사에서 결정되어야 할 parameter

☞ BEV(beam's eye view) : 3차원 치료계획

①table angle ②gantry angle ③collimator angle과 개도

④isocenter 설정 ⑤선량률 변동 ※선질 변동은 아니다

	1HVL(mmPb)	5HVL(mmPb)
137Cs	0.6mmPb	3cm
60Co,	10～11mmPb	5cm
4MV	12mmPb	6cm
6MV	13mmPb	6.5cm
10MV	14mmPb	7cm

38. 저용융점 납합금(Lipowitz metal) = cerrobend

①bismuth - 50%

②lead(Pb) - 26.7%

③tin(Sn) - 13.3%

④Cd - 10%

※5HVL(95%이상)차폐

※전자선 : MeV의 1/2 mm정도이면 95%차폐

39. 하전입자선의 성질

①조직 중에서 속도가 느려지면서 정지한다

②정지깊이는 입사에너지가 좌우한다

③정지위치의 전리밀도는 입사부의 수배가 된다

④정지위치에서의 선량분포가 최대가 된다.

⑤정지위치에서 생성되는 peak를 “Bragg peak"라 한다.

40. 방사선 에너지의 종류

①한계선(grenz rays) : 10 ～ 50 kv →Dermopan

②연선(superficial X-ray) : 50 ～ 100 kv

③경선(orthovoltage X-ray) : 150 ～ 500 kv

④고에너지 X-ray(high E) : 1MV이상

※고 LET 방사선 : 10 kev/㎛ ↑

저 LET 방사선 : 10 kev/㎛ ↓

☞양자선, α : 2.6 ～ 3.0 kev/㎛(저 LET방사선)

41. Brachytherapy

①이용핵종

- γ : 60Co, 137Cs, 198Au, 125I, 192Ir, 182Ta, 222Rn, 226Ra

- β : 90Sr-90Y

- 중성자 : 252Cf, 239Pu

②선원의 형상

- needle : 226Ra

- tube : 226Ra, 60Co, 137Cs 198Au → 주로 강내조사에 이용

- seed : 198Au, 222Rn, 125I

- wire : 182Ta

③Manchester 시스템(paterson - parker 방식)

- A point

: 자궁 체축기준, 상방 2cm, 측방 2cm →원발병소, 방광, 직장의 장애선량 지표

- B point

: 신체 체축기준, 상방 2cm, 측방 5cm →자궁의 조직침윤, 골반벽내의 전이선량 지표

☞ 자궁강내 선원 : tandem 질강내 선원 : ovoid

	선원	방사선		반감기	선원형태
		종류	에너지(MeV)
일 시 삽 입	60Co	γ선	1.25	5.27년	tube, needle
	192Ir	γ선	0.37	74.3일	seed
	137Cs	γ선	0.66	30년	tube, needle
	226Ra	γ선	0.78	1620년	tube, needle
영 구 삽 입	198Au	γ선	0.41	2.7일	seed, grain
	222Rn	γ선	0.83	3.83일	seed, grain
	125I	γ선	0.08	60.2일	seed, grain
	32P	β선	0.69	14일	용액
	166HO	β선	0.61	26.8시간	용액

42. Afterloading technique의 특징(이용선원 : 60Co, 137Cs, 192Ir)

①술자의 피폭선량이 적다

②환자의 고통이 적다

③정확한 선량분포를 얻을 수 있다

④분할조사의 이점이 있다

⑤외래로 치료가 가능하고, 마취 없이도 시행이 가능하다

◈장치

①selectron

②ralstron(선원:60Co)

③gamma Med Ⅲ

- 192Ir-seed 선원 사용

- 방사능 10Ci이며, 고선량률 source 1개 이용

- 한번에 다채널 치료가능(18～24채널)

43. 온열요법(Hyperthermia 방식)

①42。C 이상

②RF파, microwave, ultrasound, hat wax 이용

③1일 2회/1주, 3 ～ 5시간 간격으로 하는 것이 치사효과가 높다

④저산소상태, 저 PH상태, 저영양상태에서는 열감수성이 높다

⑤발암성이 없고, 그 자체가 암세포 치사효과가 있다

⑥치료가능비 = RD50 /TCD50

44.

A(GTV-gloss target volume) : 촉지 또는 영상에 보이는 용적

B(CTV-clinical target volume) : GTV를 포함한 종양부위의 미세확장부위

C(PTV-planning target volume) : CTV를 포함한 장기 및 환자의 움직임 또는 set-up에 의한 오차를 포함하는 용적

D(TV-treatment volume) : 치료용적으로 95% 등선량곡선을 포함하는 용적

E(IV-irradiation target volume) : 조사용적으로 일반적 20% 등선량곡선을 포함하는 용적

◈SSD법과 SAD법 비교

①SSD법

- 표재성종양, 전자선치료 1문 조사, 고정조사

- 선량계산 : PDD 곡선, 표 필요

②SAD법

- 심부성종양, 고에너지 X선의 고정조사 및 운동조사

- 선량계산 : TPM(TMR)

43. 선량효과 곡선(sigmoid curve)

A : 방사선에 의한 생물학적 영향.

B : 발암과 유전적 영향

방사선 치료의 효과를 기대하려면 어느 정도 이상 의 선량을 조사하지 않으면 안되며 선량을 증가하면 효과는 증가하나 무제한으로 증가하지는 않고 차차로 포화하는 경향이 있다.

*이 곡선이 만들어지는 것을 설명하기 위한 가설 ... Target theory

*Target : 세포내의 어떤 특정한 부위로서 그 부분을 파괴해야 만이 방사선 효과가 나 타난다.(세포의 사멸 , 증식의 억제 등) . single hit, multy hit

◈Tolerance dose of normal Tissue

- TD5/5 : 치료후 5년내에 5%의 중증 후유증을 유발시키는 방사선량

- TD50/5 : 치료후 5년내에 50%의 중증 후유증을 유발시키는 방사선량

여러주요 장기의 조직 내선량

Organ	Injury	TD5/5	TD50/5	Field,length
Bone marrow	Aplasia, pancytopenia	250	450	Whole
		3000	4000	Segmental
Liver	Acute, chronic	2500	4000	Whole
	Hepatitis	1500	2000	Whole
Stomach	Perforation, ulcer	4500	5500	100cm
	hemorrhage
Intestine	Ulcer, perforation	4500	550	400cm
	hemorrhage	5000	6500	100cm
Brain	infarction, necrosis	5000	6000	Whole
Spinal cord	infarction, necrosis	4500	5500	10cm
Heart	pericardotis, pancarditis	4500	5500	60%
		7000	8000	25%
Lung	Acute, chronic	3000	3500	100cm
	pneumonitis	1500	2500	whole
Kidney	Acute, chronic	1500	2000	Whole
	nephrosclerosis	2000	2500	Whole
Fetus	death	200	400	Whole