Study of Acute Myelocytic Leukemia Patient Treatment That Used Total Skin Electron Beam

Total Skin Electron Beam을 이용한 급성 골수성 백혈병 환자 치료에 대한 연구

*아주대학교병원 신경외과, ^†영남대학교 의과대학 방사선종양학교실 이상율*ㆍ강민규^†ㆍ김성규^†

선형 가속기의 Total Skin Electron Beam Therapy (TSEBT)는 유용하게 사용 되어왔으며, 2에서 9 MeV 에너지 영역의 전 자는 mycosis fungoides와 cutaneous lymphomas와 같은 신체의 큰 부분을 덮는 표면상의 병변 치료에 사용 되어져 왔다.

본 연구에서는 Stanford technique로 환자를 치료 하였으며, Stanford technique는 선형 가속기로 전자 빔을 수평 방향으로 조사하여 서 있는 환자의 주위에 60^o로 위치한 6개의 조사면(anterior, posterior, 그리고 4개의 obliques)으로 치료하는 TSEBT의 표준이 되는 방법이다. 각 조사면은 수평으로 하고 적절한 각도에 점을 맞춘 두 개 성분의 빔으로 이루어져 있다. 치료시간을 짧게 하기 위해 환자는 하루에 세 개의 이중 조사면으로 치료한다. 첫째 날에는 anterior로 하나의 이중 조사면, posterior에서 두 개의 이중 조사면 그리고 그 다음날에 posterior에서 하나의 이중 조사면 그리고 anterior 경사에 서 두 개의 이중 조사면으로 치료한다. 따라서 6개의 이중 조사면의 완전한 주기는 2일로 완성된다. 환자를 치료하기 전 먼저 선량 측정을 하기 위해 원통형 아크릴 팬텀을 제작하여 그 사이 선량계 필름을 삽입하고 환자가 치료 받는 6개 조 사면 방향으로 조사를 한 후 선량 분포를 알아보았다. 그런 후 Rando 팬텀을 사용하여 열형광선량계(thermoluminescent dosimetry : TLD)를 앞 가슴, 좌우 옆구리, 등에 부착한 후 6개 조사면 방향으로 방사선을 조사한 후 선량을 측정 하였다.

중심단어: Total Skin Electron Beam Therapy, 백혈병, TBI, TLD

이 논문은 2009년 8월 11일 접수하여 2009년 8월 31일 채택되었음.

책임저자：김성규, (705-717) 대구시 남구 대명동 317-1 영남대학교 의과대학 방사선종양학교실 Tel: 053)620-3373, Fax: 053)624-3599

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서 론

선형 가속기의 Total Skin Electron Beam Therapy (TSEBT) 는 유용하게 사용 되어왔으며, 2에서 9 MeV 에너지 영역 의 전자는 mycosis fungoides와 cutaneous lymphomas와 같은 신체의 큰 부분을 덮는 표면상의 병변 치료에 사용 되어져 왔다.^1-5) TSEBT는 먼저 전체 피부 표면에서 약 5 mm의 깊 이를 포함하는 병변의 표적부피(target volume)로부터 계획 을 세워야한다.⁶⁾ 왜냐하면 낮은 에너지 전자는 그 이상의 깊이를 뚫고 지나가는데 한계가 있기 때문이다. 그리고 환 자의 전체 피부에 선량이 균등(±10%)하게 전해지기 위해 서는 X-ray가 전달되는 과정에서 전자와 물질이 상호 작용 하여 X-ray contamination을 일으키기 때문에 이에 대한 주 의도 요구 된다.⁶⁾ TSEBT는 오래전부터 사용 되어왔고 그 에 따라 다양한 기법들이 개발되고 소개되었다. 먼저 환자

몸 표면을 β선원이 방출되는 방사선 동위원소를 이동시켜 치료하는 방법,⁷⁾ 움직이지 않는 전자빔 아래로 환자를 이 동시키는 방법^8,9) 등이 소개되고 그 방법들이 계속 발전을 해왔으나 Stanford technique^10,11)라는 것이 나오면서 대부분 이 방법을 사용하고 있다. Stanford technique는 환자를 하루 에 3개의 위치로 치료하며, 이틀에 걸쳐 6개 방향으로 치료 한다. 또한 수평축에 대해서는 적당한 각을 사용하여 이중 조사면으로 치료를 하는 것을 말한다. 본 연구에서는 이 방 법을 이용하여 급성 골수성 백혈병 환자를 치료하는 과정 과 그에 따른 분석을 통하여 TSEBT를 연구 하였다.

재료 및 방법

본 실험 및 임상에 적용된 선형가속기는 본원이 보유하 고 있는 80개의 Milti-leaf Collimater가 장착된 선형가속기 21Ex (varian, USA)를 사용하였으며, 전신전자선치료를 시 행할 때 사용하는 모드인 high-dose-rate electron mode (HDTS) 를 사용하였으며, TSEBT을 수행할 수 있는 최대거리가 315 cm이었으며, SSD 315 cm에서 치료면적은 107×107 cm 이었다. 전자선의 에너지 특성은 percentage depth dose

Table 1. Calculation of absorbed dose.

▶ Measured dose at SSD 315 cm (34×34 cm, d=1 cm)

D1 3.2 cGy/100 MU

Dose rate 1,000 MU/min at 1 m

▶ On TSEB position (Dmax=0.5 cm)

Dd 105 cGy/500 MU

▶ Dose for one fraction

Df 159.2 cGy/500 MU

TD (total dose) 200 cGy

MU 500×(TD/Df)=628 MU for one portal

▶ Measurement conditions

SSD 315 cm

Field size 107 cm 107 cm at 315 cm

Eeff 3.2 MeV

Em 2.6 MeV

Dmax 0.5 cm

D80 0.8 cm

Fig. 2. A patient treatment atti-

Fig. 1. A patient being treated to dual field.

(PDD)의 측정에서 SSD 100 cm에서 R50은 2.4 cm, Rp 는 3.01 cm, Dmax는 1.34 cm이었으며, SSD 315 cm에서 R50은 1.1 cm, Rp는 1.4 cm으로 나타났다. HDTS의 출력 특성은 1,000 MU/min를 사용하였으며, SSD 315 cm, 치료면적 34×34 cm에서 출력특성은 500 MU 조사 시 105 cG였다 (Table 1).

Stanford technique라는 것은 선형 가속기로 전자 빔을 수 평 방향으로 조사하여 서 있는 환자의 주위에 60^o로 위치 한 6개의 조사면(anterior, posterior, 그리고 4개의 obliques) 으로 치료하는 TSEBT의 표준이 되는 방법이다. 각 조사면 은 수평으로 하고 적절한 각도에 점을 맞춘 두 개 성분의 빔으로 이루어져 있다. 이것은 Fig. 1에 나와 있다. Fig. 1에 서 최대거리 315 cm (field size - 107×107 cm), 중심에서의 각도는 위쪽으로 16.5^o, 아래쪽 방향으로 12^o로 디자인 된 것은 환자의 안전을 위하여 본원에서 제작 사용하고 있는 TBI (Total Body Irradiation) 시스템을 사용하였기 때문이다.

이 각도는 환자에게 overdose가 생기지 않게 하기 위해 환 자를 고정틀 위에 신체를 고정 시킨 후 선형가속기를 수평 축으로 field를 열어 겹쳐지는 부분이 없도록 확인 후 결정 한 것이다. 환자 치료 자세에 대한 조사면 치료 주기가 Fig.

2에 나와 있다. 치료시간을 짧게 하기 위해 환자는 하루에 세 개의 이중 조사면으로 치료한다. 첫째 날에는 anterior로 하나의 이중 조사면, posterior에서 두 개의 이중 조사면 그 리고 그 다음날에 posterior에서 하나의 이중 조사면 그리고 anterior 경사에서 두 개의 이중 조사면으로 치료한다. 따라 서 6개의 이중 조사면의 완전한 주기는 2일로 완성된다. 치

Fig. 4. The dose distribution me-

Fig. 3. Equipment for shielding to

료를 위환 장비로는 먼서 선형가속기(Varian 21- EX)를 이 용하여 high-dose-rate electron mode (HDTS)로 치료를 하고, 전신 방사선치료를 위해 조사선량의 분포를 저해하지 않고 정확한 차폐와 짧은 시간 내에 환자를 고정하여 치료 할 수 있는 장치를 이용하여 환자를 고정 시켰다. 그리고 방사 선 치료 중 환자의 손톱과 발톱(2 mm의 납 차폐물), 눈, 손 을 차폐하기 위한 장비들을 준비하였다(Fig. 3). 환자를 치 료하기 전 먼저 선량 측정을 하기 위해 원통형 아크릴 팬 텀을 제작하여 그 사이 선량계 필름을 삽입하고 환자가 치 료 받는 6개 조사면 방향으로 조사를 한 후 선량 분포를 알아보았으며, 그 과정은 Fig. 4에 나와 있다. 그런 후 Rando 팬텀을 사용하여 열형광선량계(thermoluminescent dosimetry : TLD)를 앞 가슴, 좌우 옆구리, 등 쪽에 부착한 후 6개 조사면 방향으로 방사선을 조사하여 선량을 측정 하였다. 이것은 Fig. 5에 나와 있다(빨간색 원으로 표시 한

것이 TLD 부착 지점이다). TLD는 한곳에 세로로 3개씩 부 착하여 측정하였다.

SSD 315 cm에서 출력특성은 R50은 1.1 cm, Rp는 1.4 cm 이어서 Eo는 3.2 MeV이며, 평균에너지 Em은 2.6 MeV로 나타났다.

선량분포특성을 조사하기 위하여 직경 25 cm 크기의 원 형 펜텀을 사용하여 EBT 필름에 조사하여 선량분포 특성 을 조사하였다(Fig. 4).

TSEBT 수행 시 흡수선량의 측정에서 SSD 315 cm, 치료 면적 34×34 cm에서 Rando 팬텀의 표면 앞 가슴과 뒷 등에 3개씩 6개의 TLD를 부착하고 표면선량을 측정한 결과 500 MU를 조사했을 때 159.2 cGy로 측정되었다(Fig. 5).

환자를 치료한 진행 과정을 Fig. 6에서 잘 볼 수 있다. 윗 줄 사진이 첫날 치료 과정이며, 아랫줄 사진은 그 다음날 치료 사진이다.

Fig. 5. Measurement of dose as it

결 과

선량계 필름을 VXR-16 (Omnipro-Accept 6.0a)을 이용하 여 분포도를 확인 한 결과 50∼100% line이 고른 분포를 나 타내는 것을 확인 할 수 있다. 그리고 환자 치료는 3.2 MeV의 electron을 사용하여 Total tumor dose를 2,000 cGy로 10회 치료 하였다. 환자의 흡수선량을 먼저 Rando 팬텀에 부착한 TLD로 계산 하였으며, 그에 따라 환자에 조사될 선 량을 계산하였다. 계산 과정에서의 세부사항은 Table 1에 나타나 있다. Rando 팬텀에 부착한 TLD에서 MU dose cal- culation은 HDTS 6 portal로 두고 한 fraction에서 dose가 159.2 cGy이므로 앞가슴 3개, 등 3개에 부착한 평균 TLD 측정값은

200 cGy set = 

 ×   MU가 나온다.

실제 TSEBT 한 환자에 TLD를 Fig. 7과 같이 부착하여 조사선량을 측정한 결과 약 −5%에서 +10% 정도에 분포 하였다. 사타구니 부분이 조금 낮은 선량으로 측정되었으

며, 가슴 부분이 10% 정도 높게 측정되었고, 특히 머리 부 분에서는 훨씬 더 낮은 선량이 조사된다는 것을 확인 할 수 있었다(Fig. 7).

TSEBT 시행 시 조직에 대한 차폐는 본원에서 고안하여 제작한 눈차폐체, 손톱, 발톱 차폐체, 손 차폐체 등을 사용 하였다(Fig. 3). 손톱과 발톱의 내구선량은 1,000 cGy이며, 손과 발의 내구선량은 2,100 cGy이며, 정수리의 내구선량 은 2,500 cGy를 언급하고 있다.

조직의 내구선량에서 눈의 차폐는 렌즈에 조사되는 방사 선량 때문에 방사선치료를 시작하면서 차폐하였으며, 손톱 과 발톱의 차폐는 1,000 cGy 조사 후 차폐를 하였다.

고찰 및 결론

Electron beam은 전형적인 특성상 피부 표면에서 최대 선 량을 보이며, 그 이후로는 급격히 감소하는 패턴을 보이므 로 TSEBT에 적합하며, 치료 시에는 단일 조사면으로 치료 를 했을 경우가 이중 조사면 보다 X-ray contamination이 적 다.¹²⁾ 하지만 치료실 공간이 좁기 때문에 이중 조사면으로 치료 하는 경우가 많다. ±10%의 표면 선량 균일도를 치료

Fig. 6. A acute myelocytic leuk-

거리에서 이룰 수 있지만, 수평축에 수직적인 평면과 환자 의 용적에 대해 동등한 영역 내 환자 피부에서 선량이 극 도로 비 균질한 영역이 있을 수 있다. 여기서 비 균질한 영 역이란 예리한 신체 투사(projection), 곡면 표면 또는 다중 조사면 겹침 영역으로 된 영역에서 일어나는 과도한 선량 (120%에서 130%) 또는 피부가 신체의 다른 부분으로 차폐 되거나 신체 접힘으로 겹칠 때 일어 날 수 있는 저 선량 영 역을 말한다. 특히 정수리부분과 겨드랑이나 사타구니, 발 바닥 등의 겹친 부위에는 선량이 제대로 조사되지 않으며 손끝 귀, 코 등과 같은 첨단 부위에는 고선량이 들어가는 것으로 보고하고 있다.

실제 TSEBT 한 환자에 TLD를 Fig. 7과 같이 부피에 부 착하여 조사선량을 측정한 결과 약 −5%에서 +10% 정도 에 분포하였다. 사타구니 부분이 조금 낮은 선량으로 측정 되었으며, 가슴 부분이 10% 정도 높게 측정되었는데 AP 방향과 RPO와 LPO의 3개 방향에서 RPO와 LPO의 각도의 영향으로 생각된다. 특히 머리 부분에서는 훨씬 더 낮은 선 량이 조사된다는 것을 확인 할 수 있었는데 머리 쪽의 치 료가 필요한 환자에서는 추가 치료가 필요함을 시사하고

있다.

환자를 치료하기 전에 먼저 선량계 필름을 이용하여 선 량 분포를 알아보고, Rando 팬텀에 TLD를 부착하여 환자 를 1회 치료 시 선량을 계산 하였다. 그리고 환자의 몸이 완전한 원통형이 아니므로 전, 후, 좌우의 4개의 field를 사 용하는 대신 oblique 방향 조사를 사용한 Stanford technique 로 환자를 치료하였다. 정확한 회전 방향을 잡기 위해서 고 정틀 바닥에 발모양으로 60^o각도로 위치를 표시하여 그 방 향에 맡게 위치하도록 하였고, 사진 촬영을 통해 팔 위치와 환자의 얼굴 방향 및 위치도 확인 하며 치료를 하였다. 하 지만 정확한 위치를 잡고 환자를 치료 한다고 해도 완벽하 게 고정되어 있지 않기 때문에 오차는 생길 수밖에 없다.

그러므로 환자의 각도를 일정하게 유지할 수 있는 새로운 고정틀 및 선량조사 방법 개발이 필요하다.

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Study of Acute Myelocytic Leukemia Patient Treatment That Used Total Skin Electron Beam

Sang Ryul Lee*, Min Kyu Kang^†, Sung Kyu Kim^†

*Department of Neurosurgery, Ajou University Medical Center, Suwon,

†Department of Radiation Oncology, Yeungnam University College of Medicine, Daegu, Korea

Total Skin Electron Beam Therapy (TSEBT) of linear accelerator has become use so as to be useful, 2∼9 MeV of energy territories came to be used with mycosis fungoides and cutaneous lymphomas in the superficial lesion treatment which covers the major portion of the body. I treat a patient to Stanford technique in this study, and it is 60^o around the patients whom Stanford technique irradiated electronic beam to a linear accelerator in horizontal directions and there is a way a standard of TSEBT treat it to six located field (anterior, posterior, and four obliques) becoming. An each field does horizontally it and consist to beam of the two component which fitted the center to a suitable angle. a patient treats it to three dual field a day in order to make short treatment time. when a first day, we treat one dual field at anterior position and two dual field at posterior position. when the second day, treat one dual field at posterior position and two dual field at anterior position. Therefore, six dual field is finished in perfect periodic two days. we made cylindrical acrylic phantom, and I inserted a dosimeter film between phantom. in order to measure a dose distribution calculation before treat a patient, and a patient checked it in six field directions that got from a treatment. It is after that thermoluminescent dosimetry (TLD) as it uses Rando phantom and then measurement dose distribution in six field directions after attaching at chest, the right and left flank, a back after irradiation.

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Key Words: Total Skin Electron Beam Therapy, Myelocytic leukemia, TBI, TLD photopheresis in the management of patients with erythrodermic

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