방사선 치료 중 종양 및 신체 변화에 맞춰 바로 대응하다
방사선 치료에서 이루어진 가장 최근의 진전은 인공지능을 이용해서 치료 조절이 필요할 때 지체 없이 치료를 조절하는 것인데 컬럼비아 대학교 어빙 의료센터의 선발된 암 환자들에게는 이제 제공될 수 있다. 이 치료 시스템은 뉴욕시 지역에서 이용할 수 있는 최초의 온라인 보정 방사선요법이다.

이 새로운 기술의 진전은 방사선 종양학의 해묵은 문제를 해결해준다. 몇 주간의 치료 중에 환자나 혹은 종양의 해부학적 구조에 변화가 생길 수 있다. 그 변화에 맞추어 치료를 조절하는 것이 어려운데 바로 그 문제를 해결해준 것이다.

컬럼비아 대학교 바젤로스 의대의 방사선 종양학 교수인 토니 왕 박사는 이렇게 말했다. “환자들은 방사선 치료 중에 많은 신체적 변화를 겪을 수 있다. 종양의 크기와 모양이 변하기 시작할 수가 있고, 환자의 체중이 크게 줄어들 수도 있고, 가까운 기관들이 위치를 바꿀 수도 있는 것이다. 방사선 전문의들은 이런 문제를 오래전부터 인지하고 있었지만, 치료를 지연시키지 않으면서 그 변화들을 수용할 수 있을 정도로 신속하게 치료 계획을 다시 계산해낼 기술력이나 컴퓨팅 파워(계산 능력)가 우리에게는 없었다.”

온라인 보정 방사선요법으로 알려진 이 새로운 시스템이 생기면서 몇 주간의 방사선 치료를 받는 환자들은 치료 세션 전마다 자신들의 치료 계획을 재평가 받고 최적화하도록 할 수 있게 되어, 가까운 곳에 있는 건강한 조직에 (방사선을) 조사하는 위험을 줄이면서 최대한의 방사선량을 종양에 조사할 수가 있게 된다.

컬럼비아 대학교 바젤로스 의대의 방사선 종양학 부교수 겸 이 시스템의 설비 책임자인 마이클 프라이스 박사는 다음과 같이 설명했다. “환자가 얻는 이득은 잠재적으로 상당하다. 기존의 방사선 치료로는 몇 주간의 치료 후에 종양이 줄어들어도 환자는 여전히 (줄어들기 전) 원래 크기의 종양에 맞춘 방사선량을 조사받는다. 우리는 그런 변화를 근거로 새로운 계획을 세울 수가 있지만 원점으로 되돌아가서 새로운 계획을 수립하려면 추가적인 CT 검사도 실시하고 시간도 필요했기 때문에 환자의 치료가 중지되는 일이 흔했다.”

마지막 치료 후 변화 찾아 재계산된 치료 실시, 전 과정 5분 소요
새로운 시스템을 이용하면 계획이 치료를 받을 때마다 치료 동안의 환자의 상태에 기초해서 자동적으로 다시 계산이 되어, 고도로 개인 맞춤화된 치료를 제공할 수 있도록 해준다. 이는 방사선의 부작용을 줄이면서 동시에 잠재적으로 암을 더 잘 통제할 수 있는 것을 의미한다.

현재로는 방사선 치료 계획을 수립하는 것은 환자가 첫 번째 선량을 조사받기 전에 준비하고 검사하는데 길게는 2주까지 시간이 걸릴 수 있는 복잡한 과정이다. 일단 치료가 시작되면 환자는 치료 세션 때마다 정확하게 똑같은 방법으로 자세를 취한다. 방사선이 예정된 부위에 확실하게 조사되도록 하기 위해서이다. 치료를 받을 때마다 치료 전에 환자의 자세를 바로잡는데 영상을 이용하는 것이 도움이 될 수는 있지만 스캔한 그 영상을 이용해서 환자의 치료 계획을 신속하게 바꿀 수는 없다.

새로운 시스템은 정교한 3차원 CT 영상을 이용해서 - 종양과 인접한 신체부위를 포함해서 - 환자의 해부학적 구조에 환자가 마지막으로 치료받은 후에 생긴 변화를 찾아낸다. 기계학습 모듈이 환자의 변해버린 해부학적 구조에 기초해서 계획을 자동적으로 다시 계산해낸다. 그렇게 재계산된 치료 계획은 실시하기 전에 매번 방사선 치료팀이 검토하고 승인한다. 이런 전 과정이 5분밖에 걸리지 않는다.

프라이스는 다음과 같이 말했다. “보정 방사선요법 시스템은 치료하는 날에 환자의 해부학적 구조에 변화가 있는 것을 보고 치료팀이 어떻게 할 것인지를 예측해서 우리가 계획을 환자에게 맞출 수 있는 능력을 준다. 이것은 패러다임이 변한 것이다.”

보정 방사선요법 시스템은 방광이나 장이나 결장같이 용적이 빈번하게 변하는 기관에 인접한 전립선이나 자궁경부나 직장의 암을 치료하는 데 사용될 수 있을 것이다. 이 시스템은 또 방사선으로 치료하면 신속하게 줄어드는 경향이 있는 두경부암이나 여타 종양을 치료하는 데도 사용될 수 있다.

왕박사는 이렇게 설명했다. “크기가 큰 두경부암에 방사선을 조사하는 것은 또 시신경이나 뇌간 같은 인접한 구조에 위험이 된다. 보정 방사선요법 시스템을 이용하면 우리는 인접한 구조에 대한 위험을 줄이면서 종양에 세밀하게 초점을 맞춰서 방사선 선량을 조사할 수가 있다.”

프라이스는 다음과 같이 말했다. “자궁경부암이나 직장암 환자에 대한 최근의 연구는 온라인 보정 방사선요법이 상당한 시간이나 자원을 추가하지 않아도 치료의 정확성을 개선하는 것을 밝혔다. 이 새로운 시스템이 치료 결과를 개선하고 전립선암이나 췌장암이나 혹은 항문암 환자들에 대한 부작용을 줄일 수 있는지를 알아보기 위해. 현재 우리는 추가적인 연구를 계획하고 있다.”

참조:
Columbia Univ. Irving Medical Center, December 6, 2021