본 논문은 현재 세기변조 방사선 치료를 시행 시에 일반적으로 사용 되고 있는 환자 치료 전 품질보증의 방법 중, 2차원 선량분포를 측정하여 품질을 보증하는 방법들에 관한 이슈들을 최근 3~4년 간 발표된 논문들을 중심으로 살펴보고, 향후 품질보증 방법의 개선방향에 대하여 조명해 보고자 하였다.
식품의약품안전청은 1978년 12월 방사선 분야의 국가교정검사기관으로 지정되어 현재까지 Co-60선원을 이용 치료준위 방사선측정기에 대한 교정을 수행하고 있다. 식약청의 에어커마와 물 흡수선량 측정값은 국제도량형국(BIPM)과 측정소급성을 유지하고 있으며, 교정계수의 확장불확도는 0.9 %(k=2)이다. 식약청에서는 외부방사선에 대한 선량보증의 일환으로 1999년 전리함을 이용하여 방사선치료기관의 선량측정을 수행하였으며, 2002년부터 열형광선량계(TLD)를 이용한 선량측정체계를 확립 ${\cdot}$ 운영하고 있다. TLD 판독에 대한 측정불확도는 1.6 %(k=1)이며, 측정불확도를 감안하여 선량보증의 허용한계를 ${\pm}$ 5 %로 설정하였다. TLD 판독값을 선량으로 전환하는 과정에서 선질, 비선형성, 홀더사용 등의 영향을 보정하기 위한 보정정수를 사용하였다. 2003년도 치료방사선 선량보증사업에는 53개 기관(71개 선질)이 참여하였다. 선량보증 결과 71개 선질 중63개 선질(89 %)이 1차 측정에서 허용한계를 만족하였다. 허용한계 초과기관에 대해서는 재측정을 수행하였고, 그 결과 모두 허용한계 이내의 값을 나타냄을 확인하였다.
이 연구는 플라토 치료계획시스템의 치료계획에서 Ir-192 선원에 대한 처방점의 처방선량과 선원 주위의 선량분포상의 선량점들의 선량이 정확하게 계산되는지를 확인하는데 그 목적이 있다. 선원의 중심축의 전후방향에서의 평면의 직교좌표계와 측면방향에서의 평면의 직교좌표계 및 선원을 A4 용지 위에 그려서 치료계획시스템에 입력하였다. 처방선량은 선원중심으로부터 극각 $90^{\circ}, $270^{\circ}의 방향으로 반경 1 cm인 두 지점에 400 cGy를 처방하였다. 처방점과 선량점들의 선량은 치료계획시스템에서 출력된 선량과 파울 킹 등이 유도한 기하학 함수식으로 계산된 선량을 분석하였다. 본 실험의 분석에서 처방 점의 선량은 오차 없이 정확하게 일치하였고, 선량 점들의 선량은 1.85% 이내의 오차를 얻었다. 그리고 플라토 치료계획시스템의 선량계산은 허용오차 ${\pm}2%$ 범위 이내의 정확성으로 분석되었다. 파울 킹 등이 유도한 기하학 함수식을 사용하여 손으로 계산한 선량은 높은 정확성의 품질보증과 편리성에 기인하여, 임상에서 사용하는데 유용할 것으로 생각된다.
방사선치료에서는 정상조직에 대한 피해를 최소화하면서도 종양조직을 죽이기 위하여 정확한 정도관리 품질보증이 요구된다. 이를 위해서 치료 방사선을 정확하게 계측할 수 있는 선량계가 요구된다. 본 연구에서는 기존 사용되는 검출기 재료로 사용되는 물질보다 저렴하고 제조 공정이 간단하여 기존 물질들을 대체할 수 있는 페로브스카이트 물질에 제조단가를 낮출 수 있고 공정을 간소화 시킬 수 있는 particle in binder(PIB) 방법을 적용하여 민감도가 높은 고효율의 방사선 선량계를 개발하고자 하였다. 고에너지 광자선에 대한 반응특성을 평가함으로써 방사선치료분야에 정도관리 품질보증선량계로 적용 가능한지 적용가능성을 평가하였다. 재현성 평가 결과, 6 MV 에너지에서의 RSD 1.178%로 제시되었고 15 MV에너지에서는 1.141%로 제시되었다. 선형회귀분석에 따른 선형성 평가결과, 6 MV, 15 MV 에너지 각 조건에서 0.9999의 R2값을 제시하였다. 재현성, 선형성 평가결과를 바탕으로 제작된 CsPbBr3 선량계의 치료방사선 분야에 정도관리 품질보증 선량계로의 적용가능성이 높은 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 CsPbBr3 선량계는 재현성, 선형성 평가에서 기준이상의 성능을 제시하였으며, 개선을 통하여 치료방사선 정도관리 품질보증 선량계로 활용 가능한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 열형광선량계에 대한 전자선에너지 보정인수를 구하여 이온함을 이용한 물 흡수선량과 상호 비교 분석하여 열형광선량계를 이용한 전자선의 품질보증 프로그램을 개발하고자 한다. 열형광물질은 분말형태인 $^7LiF$을 사용하였고 판독기는 Fimel사의 PCL-3 모델을 사용하였으며 전자선 선량측정에 이용되는 홀더는 PMMA 재질로 제작하였다. 열형광선량계는 선형가속기(Varian CL 2100C)에서 방출되는 전자선 에너지 6, 9, 12, 16, 20 MeV를 이용하여 각 에너지에 해당하는 기준깊이 $Z_{ref}$에 위치시켰으며 물 흡수선량 2 Gy가 되도록 조사하였다 이때 기준선량은 IAEA TRS-398 프로토콜에서 권고하고 있는 절차에 따라 식품의약품안전청에서 교정 받은 Roos형 평행평판형이온함을 사용하여 결정하였다. 열형광선량계의 물 흡수선량을 결정하기 위해 열형광선량계의 교정계수 및 선량 반응도에 대한 보정인수, 퇴색보정인수, 에너지보정인수 등을 산출하였다. 또한 본 연구를 통해 결정된 교정계수 및 각각의 보정인수의 정확도를 검증하기 위해 백지정사(blind test)를 실시하였으며 그 결과, 에너지 9, 16, 20 MeV전자선에서 상대 표준편차가 각각 $2.98\%,\;3.39\%$ 그리고 $0.01\%$로 나타났다 이는 전자선의 허용수준인 $\pm5\%$이내 포함되는 결과로 향후 국내 의료기관에서 사용하고 있는 전자선의 출력 선량측정에 대한 주기적인 품질보증을 위해 열형광선량계가 적극 활용될 것으로 기대한다.
보건의료 분야에서 방사선은 의료기기 등의 멸균을 목적으로 빠르게 기존 방법을 대체하고 있으며 국제적으로, 정립된 엄격한 품질기준을 적용하고 있다. 방사선 멸균의 품질관리는 조사된 제품의 흡수선량이 요구 조건 및 기준에 부합하고 있음을 보증하는 것인데, $Co^{60}$ 동위원소를 이용하는 감마선 조사와는 달리 기계 전기적 방법에 따른 전자빔 조사는 더욱 많은 공정인자에 대해 기술적인 접근 방법이 필요하다. 국내에서는 2000년대 초반부터 전자빔 가속기의 보급이 시작되어 연구 및 산업분야에 이용되고 있으나 국제적 품질체계에 부합한 흡수선량의 품질에 관련된 연구는 매우 미흡한 실정이다. 서울방사선서비스는 2008년 10 MeV, 8 kW 사양의 대단위 전자빔 조사시설을 설치, 운영하기 시작하였는데, 전자빔 가속기, 제품운송장치, 안전장치, 기록관리 및 하위 구성장치가 통합시스템을 구성하여 우수제조기준에서 요구하는 공정품질 및 제품추적이 가능하도록 설계되었다. EN ISO11137로 대표되는 국제 표준의 이행을 위해서는 표준이 의도하는 바를 정확히 이해하고 장치의 설계기준부터 운영단계 별로 요구되는 품질시험을 정해진 절차 및 기준에 부합하도록 수행하여야 한다. 본 연구에 사용된 조사시설의 설계 시방을 제시하고 이를 구현하는데 필요한 핵심 장치의 설계 기준 및 특징에 대해 소개하였다. 또한 흡수선량 품질보증이라는 목적을 달성하기 위해 다양한 공정인자에 대한 품질시험결과를 제시하고 제시된 기준과 비교, 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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