A study of Brachytherapy for Intraocular Tumor

안구내 악성종양에 대한 저준위 방사선요법에 관한 연구

I. Project Title A Study of Brachytherapy for intraocular tumor II. Objective and Importance of the project The eye enucleation or external-beam radiation therapy that has been commonly used for the treatment of intraocular tumor have demerits of visual loss and in deficiency of effective tumor dose. Recently, brachytherapy using the plaques containing radioisotope-now treatment method that decrease the demerits of the above mentioned treatment methods and increase the treatment effect-is introduced and performed in the countries, Our purpose of this research is to design suitable shape of plaque for the ophthalmic brachytherapy, and to measure absorbed doses of Ir-192 ophthalmic plaque and thereby calculate the exact radiation dose of tumor and it's adjacent normal tissue. III. Scope and Contents of the project In order to brachytherapy for intraocular tumor, 1. to determine the eye model and selected suitable radioisotope 2. to design the suitable shape of plaque 3. to measure transmission factor and dose distribution for custom made plaques 4. to compare with the these data and results of computer dose calculation models IV. Results and Proposal for Applications The result were as followed. 1. Eye model was determined as a 25mm diameter sphere, Ir-192 was considered the most appropriate as radioisotope for brachytherapy, because of the size, half, energy and availability. 2. Considering the biological response with human tissue and protection of exposed dose, we made the plaques with gold, of which size were 15mm, 17mm and 20mm in diameter, and 1.5mm in thickness. 3. Transmission factor of plaques are all 0.71 with TLD and film dosimetry at the surface of plaques and 0.45, 0.49 at 1.5mm distance of surface, respectively. 4. As compared the measured data for the plaque with Ir-192 seeds to results of computer dose calculation model by Gary Luxton et al. and CAP-PLAN (Radiation Treatment Planning System), absorbed doses are within ${\pm}10\%$ and distance deviations are within 0.4mm Maximum error is $-11.3\%$ and 0.8mm, respectively. As a result of it, we can treat the intraocular tumor more effectively by using custom made gold plaque and Ir-192 seeds.

연구의 목적 및 중요성 안구에 발생하는 악성종양의 치료에 일반적으로 사용되는 적출술이나 외부 방사선치료법은 시력상실 및 충분한 종양선량을 얻을 수 없는 단점이 있다. 최근 들어 기존치료법의 단점들을 줄이면서 치료 효과를 높이기 위한 치료법으로서 방사성동위원소가 삽입된 기구를 이용한 근접 방사선요법이 외국에서 개발되어 시행되고 있다. 본 연구에서는 안구내 악성종양의 새로운 치료법인 근접 방사성요법을 시행하기 위하여 접합한 형태의 기구를 개발하고, 기구에서 방출되는 방사선의 선량 및 선량분포측정을 통하여 종양 및 주변조직에 분포되는 선량을 보다 정확하게 계산해 보고자 하였다. 연구의 내용 및 범위 안구내 악성종양의 치료를 위한 근접 방사선요법의 연구를 위하여, 1. 안구의 모델을 결정하고, 적당한 방사성동위원소를 선택하였으며, 2. 적합한 형태의 기구를 설계 및 제작하고, 3. 제작된 기구의 방사선 투과계수 및 기구에서 방출되는 방사선의 선량분포를 측정하였으며, 4. 이들 측정 결과와 기존의 컴퓨터 선량계산모델들의 계산 결과와 비교하였다. 연구 결과 및 활용에 대한 건의 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 안구의 모델은 지름 25mm인 구형으로 결정하였으며, 근접 치료에 사용될 방사성동위원소는 크기, 반감기, 발생 방사선의 에너지 및 구입의 용이성 등을 고려하여 Ir-192가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 2. 기구는 인체 조직과의 생물학적 반응 및 피폭 선량 차폐를 고려하여 순금으로 제작하였으며, 기구의 크기는 지름이 15mm, 17mm 및 20mm인 3종류로 하였고, 두께는 모두 1.5mm로 하였다. 3. 기구의 방사선 투과계수를 TLD 및 Film으로 측정한 결과 표면에서 모두 0.71, 표면의 1.5mm거리에서 각각 0.45, 0.49이었다. 4. Ir-192가 삽입된 기구의 선량분포 측정 결과를 Gary Luxton 등의 컴퓨터 선량계산모델 및 원자력병원에서 보유하고 있는 방사선 치료계획장치인 CAP-PLAN의 선량계산모델의 계산 결과와 비교하여, 흡수선량은 ${\pm}10\%$ 이내에서 거리로는 0.4mm 이내에서 대부분 일치하였다. 최대 오차는 각각 $11.3\%$ 및 0.8mm로 나타났다. 이상의 결과들로부터 새로 개발한 금으로 된 기구와 Ir-192 seed를 이용한 근접 방사선 치료법으로 안구의 악성종양에 대한 치료를 보다 효과적으로 시행할 수 있을 것으로 기대된다.