안구종양치료에서의 안구추적방법
□ 기술적 현황 ○ 국내 현황 - 일반 선형가속기를 이용한 안구종양치료시 안구의 움직임을 확인 하고 치료빔을 자동으로 조절하는 기술이 국내에는 아직 없음. - 또한 현재 본원에 도입된 235 MeV의 양성자치료기는 2007년 3월부터 환자를 전립선, 간암 폐암 및 두경부 종양 등을 치료하고 있으며 현재 안구종양 치료를 위한 준비 중에 있음. - 그러나 현재 양성자치료시 안구의 움직임을 실시간으로 추적하여 치료빔을 조절할 수 있는 기술이 전무함. ○ 국외 현황 - 현재 전 세계적으로 20여 곳에서 양성자 및 중성자치료를 시행하고 있으나 카메라를 통해 모니터로 전송된 영상에 대해 주관적인 정성적 분석을 이용하여 인위적인 치료빔의 조절만 으로 치료하고 있는 실정임. - 최근 선형가속기를 이용한 안구치료용으로 안구추적 프로그램을 개발한 경우는 있으나 극히 소수의 기관에서 자치 제작하여 사용하고 있으며 특히 양성자를 위한 안구추적 및 gating기술을 개발한 곳은 전무함. □ 경제적 현황 - 양성자 및 중이온 입자 치료의 경우 현재 많은 곳에서 설치중이거나 계획이 있다. 국내의 경우 양성자 사업단에서 1단계목표로 안구종양치료가 가능한 양성자 치료기를 개발 중이 있고, 서울삼성병원의 경우 2012년 양성자치료기를 도입할 계획으로 있음. - 경남 기장의 고에너지 중이온 가속기 치료기 및 연세대학교 병원의 양성자치료기의 도입예정 임. - 국외의 경우 현재 미국을 비롯한 여러 곳에서 양성자치료기가 설치중이거나 계획중에 있음. - 이에 대해 양성자 및 중이온 입자의 경우 기존의 X선을 이용한 치료에 비해 exit dose가 없는 장점이 있어 여러 곳에서 준비 중에 있어 그 필요성이 증가하리라 봄. □ 문제점 및 전망 - 양성자치료기를 이용한 안구종양에서 가장 중요한 것은 치료부위의 정확한 위치 확인과 치료 중 치료위치의 움직임을 확인 하는 것임. - 그러나 현재는 정성적인 안구의 움직임만 확인하고 치료시행자가 수동으로 빔을 조절함으로 치료가 이루어지므로 주관적인 분석에 의한 치료로 부정확성이 항상 내재되어있음. - 현재 양성자치료기에 대한 gating 기술이 적용된 안구치료 시스템이 세계적으로도 개발되어있지 않음. - 최근 국내 는 물론 전 세계적으로 급격히 증가하고 있는 양성자 및 중이온 입자치료기의 설치로 이에 대한 기술의 필요성이 증가되고 있으며 이에 대한 기술개발이 시급한 현실임. □ 기술, 시장 및 산업동향 - 국내외적으로 안구추적에 대한 프로그램은 안과에서 외과적 수술 또는 시력교정을 위한 라식수술등에 필요한 안구추적프로그램 또는 X선을 이용한 안구종양치료에 대한 초보적인 단계의 프로그램 만이 개발되어있으며 양성자 및 중이온 입자치료기에 대한 프로그램과 gating system은 전무함. - 이에 대한 기술개발을 현재 본원에서 세계적인 양성자치료기 제조회사인 벨기에의 IBA의 개발팀과 함께 개발가능성을 확인 하였음. - 현재 양성자와 중이온입자치료기는 세계적으로 약 23개가 운용중이며 앞으로 3년 내에 3기의 치료기가 세워질 계획임. - 현재 양성자 및 중이온입자 지료기에 대한 설치는 증가하고 있으며 이에 대한 기술의 필요성이 증가되고 있어 이에대한 기술적 우위를 차지할 필요가 있음. - 이에 대해 앞으로 세워질 치료기와 현재 운영중인 치료기에 대해 모두 적용 가능한 기술의 개발이 필요함.
- 방사선을 치료를 위한 계획된 안구의 위치 영상을 카메라로 촬영한 후 기준 영상의 pattern을 분석하여 방사선치료 중 환자의 안구움직임을 실시간 촬영하여 기준 영상과 비교 위치를 확인 하여 허용오차 범위 밖의 움직임이 확인 될 경우 자동으로 방사선을 멈추게 함으로써 방사선으로 인한 부작용을 줄이고 치료위치에 정확한 방사선 치료가 이루어 지게 함. - 안구와 카메라 사이의 거리변화에 따른 단위픽셀당 실측거리를 교정할 수 있는 calibration 기능 포함. - 치료 전 template image를 정할 수 있는 화면 capture기능. - 치료중 환자의 안구를 매초당 10회 이상 영상을 촬영하여 치료위치를 확인하고 현재의 치료위치에 대한 좌표정보와 트리거 정보등을 사용자가 보기 쉽게 그래픽으로 표현함. - 모든 치료정보는 동영상, text, 및 image 파일로 저장됨. - pattern matching 방법을 사용함으로써 기존의 선형가속기를 위해 개발된 장비에 비해 확장성과 응용성이 뛰어남. - 따라서 안구 추적 뿐아니라 환자의 호흡에 의한 폐암환자의 호흡에 따른 gating 치료에도 응용이 가능함. - 방사선을 이용한 안구종양치료 뿐 아니라 안과용 장비 개발에도 응용 가능.
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