[사이언스] 체내에서 자궁경부암의 종양부위에만 방사선 쬐어주는 기술 개발

회전하는 방사선 차폐체를 이용해 방사선 방향 조절, 종양의 모양에 맞게 방사선 전달

특허뉴스 염현철 기자 | 기사입력 2019/09/25 [11:53]

[사이언스] 체내에서 자궁경부암의 종양부위에만 방사선 쬐어주는 기술 개발

회전하는 방사선 차폐체를 이용해 방사선 방향 조절, 종양의 모양에 맞게 방사선 전달

특허뉴스 염현철 기자 | 입력 : 2019/09/25 [11:53]

▲ 세기조절 근접방사선치료 삽입기구의 개념도     © 특허뉴스


한국연구재단은 국립암센터 임영경 박사 연구팀이 좌우 비대칭적으로 성장한 자궁경부암을 치료하기 위해 종양부위에 선택적으로 방사선을 조사할 수 있는 세기조절 근접방사선치료기술을 개발하고 치료시스템을 구축했다고 밝혔다.

 

근접방사선치료(Brachytherapy)란 인체 외부에서 방사선을 전달하는 체외방사선치료와 달리 삽입기구(Applicator)를 이용하여 소형의 방사선원을 인체 내에 넣어 치료하는 방법이다. 암 덩어리 속 혹은 주변에 직접 방사선을 조사할 수 있어 정상조직에서의 방사선량은 줄이면서 종양부위에 대한 방사선량은 크게 높일 수 있다.

 

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 방사선기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 상호 밀접한 연관성을 지닌 4건의 특허로 출원하는 한편 918일 미국 방사선종양학회에서 발표하였다.

 

▲ 세기조절 근접방사선치료시스템의 구성과 삽입기구 주변에서의 선량분포     © 특허뉴스

 

비대칭적인 종양에 대해 통상의 근접방사선치료를 실시하는 경우 정상장기에 허용되는 방사선량을 지키면서 종양에 충분한 방사선을 전달하기 어려워 종양의 일부만 치료하는 방식을 사용하거나, 타원체 또는 고리 모양의 기존 삽입기구에 침(needle)을 탑재하여 종양부위에 방사선을 더 잘 전달하고 주변의 정상장기를 보호하는 방식을 사용하였으나, 전자에서는 종양 재발의 위험을, 후자에서는 침 삽입 과정에서의 척수마취와 출혈이나 감염의 위험을 감수해야 했다.

 

연구팀은 일정한 방향으로 방사선을 방출하면서 360도 회전하는 방사선 차폐체를 내부에 장착한 삽입기구를 개발함으로써 종양부위에만 방사선을 집중해서 전달하고 주변 정상장기의 방사선 노출은 최소화하도록 했다.

 

종양의 모양에 맞게 방사선 조사방향을 선택하고 조사시간과 방사선원의 위치를 최적화함으로써 비대칭적으로 자라난 악성종양을 치료하는데 효과적이라는 설명이다.

  

자궁입구가 협소하고 굴절되어 있으며 선원에서 방사선이 넓게 퍼져나오는 문제점을 고려하여 탄성관(hollow flexible shaft)을 도입하고 차폐체 설계를 최적화함으로써 차폐체 회전과 방사선원 이동이 모두 가능한 데다 방사선이 좁게 방출되도록 구현한 것이 핵심이다.

 

또한 기존 근접치료기와의 호환성을 확보하고 안전한 환자치료를 위해 통합제어시스템, 정밀회전구동시스템, 치료계획시스템, 채널전환 어댑터 등을 함께 개발함으로써 실용화 가능성을 크게 높였다.

  

▲ 세기조절 근접방사선치료에 의해 환자에게 전달되는 비대칭 선량분포     © 특허뉴스

 

자궁경부암 치료를 위해 실제 개발된 체내 삽입기구는 방사선이 모든 방향으로 균등하게 방출되는 기존의 삽입기구와 비교하여 35도의 좁은 범위로 방사선 조사가 이루어지기 때문에 종양에 국한된 선량분포 특성이 우수하였다.

 

강보선 한국연구재단 원자력단장은 자궁경부암 뿐만 아니라 체외에서 접근할 수 있지만 해부학적으로 굴절되어 있어 근접방사선치료가 용이하지 않은 부위에 발생하는 다양한 암종, 이를테면 식도암, 직장암 등에도 동일한 치료기술이 적용될 수 있을 것으로 기대한다. ”라고 설명했다.

 

임영경 박사는 개발된 근접방사선치료시스템은 임상적으로 활용할 수 있는 수준에 가까이 있기 때문에 짧은 상용화 과정을 거쳐 자궁경부암 환자들을 실제로 치료할 수 있는 단계로 빠르게 진입할 수 있을 것으로 내다보았다.

 

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