전국 어디서나 정확한 방사선 암 치료

한국 표준 과학 연구원 (KRISS) 방사선 표준 그룹 선량 계측 표준 팀은 방사선 치료의 정확도를 높일 수있는 측정 표준 기술을 개발했다. 이 연구는 .

KRISS 연구팀이 개발 한 흑연 열량계 (오른쪽 블랙 박스).  출처 : KRISS
KRISS 연구팀이 개발 한 흑연 열량계 (오른쪽 블랙 박스). 출처 : KRISS

이 기술의 발전은보다 정확한 방사선 치료를 제공 할뿐만 아니라 병원의 방사선 치료 품질 격차를 좁힐 것으로 기대된다. 미국, 영국, 프랑스, ​​캐나다, 독일, 일본 등 세계에서 자체 기술을 개발하고 확보 한 국가는 7 개국에 불과하다.

방사선 요법, 치료 장치의 선량 유지 필요

방사선 요법은 고 에너지 방사선을 사용하여 암세포를 죽이는 방법입니다. 수술 및 화학 요법과 함께 널리 사용되는 암 치료법 중 하나입니다. 한국에서는 암 환자의 30 % 이상이 방사선 치료를 받고 있습니다. 정확하고 효과적인 방사선 치료를 위해서는 두 가지 주요 사항이 필요합니다. 숙련 된 의료진과 첨단 치료 장비입니다. 첨단 치료 장치의 경우 원하는 위치에 원하는 양의 방사선을 조사하는 것이 중요합니다.

방사선 암 치료는 전국 어디서나 정확하게 받았습니다.  출처 : AdobeStock
방사선 암 치료는 전국 어디서나 정확하게 받았습니다. 출처 : AdobeStock

ICRU (International Committee for Measurement of Radiation Units)는 환자가받는 선량의 불확실성을 5 % 이내로 유지할 것을 권장합니다. 즉, 치료 기기의 정확도는 일정 기준 이상으로 관리됩니다. 비싸고 좋은 기기 라하더라도 기기간에 방사선 학적 차이가 있으며, 시간이 지남에 따라 특성과 선량의 변화가 발생할 수 있습니다. 따라서 지속적인 교정을 통해 치료기의 선량을 정확하게 유지하는 것이 필요하다.

다른 기준 방사선의 문제

문제는 교정에 사용되는 기준 방사선이 치료 장치에 사용되는 기준 방사선과 다르다는 것입니다. 초기 방사선 치료 장치는 방사성 동위 원소 코발트 60에서 방출되는 감마선을 사용했지만 오늘날에는 의료용 전자 선형 가속기에서 방출되는 고 에너지 X 선이 주로 사용됩니다.

KRISS 연구팀에서 개발 한 흑연 열량계의 내부 개략도.  출처 : KRISS
KRISS 연구팀에서 개발 한 흑연 열량계의 내부 개략도. 출처 : KRISS

고 에너지 X-ray는 환자의 체형과 환부의 깊이를 고려하여 에너지를 변화시킬 수 있으며, 건강한 조직에 전달되는 선량을 줄여 효과적인 치료가 가능합니다.

두 방사선 모두 광자라는 공통점이 있지만 에너지가 다르기 때문에 이론적 인 관계를 사용하여 수정해야했습니다. 그 결과 병원에서 실제로 치료에 사용되는 X 선 선량의 불확실성이 불가피하게 증가했습니다. 병원에서 사용하는 치료기 가격 차이도 증가하여 병원 간 치료 품질 격차가 발생했습니다.

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연구팀은 방사선 에너지와 관계없이 치료 방사선 량을 절대적으로 결정하는 기술을 개발했습니다. 상대 비교가 아닌 절대 측정이므로 기존 방법보다 훨씬 더 정확한 측정이 가능합니다. 이 연구의 핵심은 수십 μK의 정밀도로 방사선에 노출 된 매체의 온도 상승을 측정 할 수있는 열량계 기술입니다.

흑연 열량계의 작동 원리.  출처 : KRISS
흑연 열량계의 작동 원리. 출처 : KRISS

연구팀은 흑연을 매체로 사용하여 흑연 매체에 방사선을 조사 할 때 상승하는 흑연 온도를 측정했습니다. 여기에 비열을 곱했습니다. 인체와 가장 유사한 물질 인 물에 대한 정확한 선량은 정확한 몬테카를로 전산 시뮬레이션 연구를 통해 얻은 흑연과 물 사이의 선량 환산 계수를 적용하여 결정되었습니다.

의료용 전자 선형 가속기의 고 에너지 X 선에 대한 흡수 된 물 선량에 대한 국제 비교 연구 결과.  출처 : KRISS
의료용 전자 선형 가속기의 고 에너지 X 선에 대한 흡수 된 물 선량에 대한 국제 비교 연구 결과. 출처 : KRISS

KRISS 김인중 연구원은“현재 열량계 기술을위한 교정 서비스를 제공하고 있으며,이를 사용하면 병원에서 측정 한 선량의 불확실성을 기존 대비 절반으로 줄일 수있다”고 말했다. 결과적으로 참여하겠습니다. “

KRISS 선량 측정 표준 팀.  왼쪽부터 : 김인중 선임 연구원, 김병철 선임 연구원, 김윤호 선임 연구원, 이철영 선임 연구원.  출처 : KRISS
KRISS 선량 측정 표준 팀. 왼쪽부터 : 김인중 선임 연구원, 김병철 선임 연구원, 김윤호 선임 연구원, 이철영 선임 연구원. 출처 : KRISS

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