유효체적 방법과 임상분석을 통한 방사선에 의한 정상 폐조직의 부작용 확률에 관한 연구
The Study of Normal Tissue Complication Probability(NTCP) for Radiation Pneumonitis by Effective Volume Method

대한치료방사선과학회지 1997년 15권 3호 p.243 ~ p.250

안승도(Ahn Seung-Do) - 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 방사선종양학과
장혜숙(Chang Hye-Sook) - 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 방사선종양학과
이병용(Yi Byong-Yong) - 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 방사선종양학과
최은경(Choi Eun-Kyung) - 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 방사선종양학과

Abstract

목 적: 방사선에 대한 정상 폐조직의 부작용에 관한 확률은 폐암의 방사선 치료에 있어서 중요한 지표가 됨에도 불구하고 잘 알려져 있지 않다. 더구나 표적 부위와는 달리 정상 폐조직의 방사선량 분포는 매우 불균일하므로, 대표 선량값을 찾아 내는 것조차 어렵다. 본 연구에서는 Dose Volume Histogram(DVH)과 유효체적방법(Effective Volume Method)을 통하여 정상 폐조직의 선량을 정량화하고 정상 폐조직 부작용 확률(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)을 구하여 임상결과와 비교하므로서 이 방법이 치료 결과를 예측할 수 있는 주요 지표로서 가능할 수 있는지에 대하여 살펴 보고자 하였다.

대상 및 방법: 1993년 8월부터 1994년 12월까지 비세포성 폐암으로 방사선과 복합항암약물요법을 병행하여 치료받은 환자 중에서 36명을 무작위 추출하여, DVH 분석을 통한 정상 폐조직의 NTCP를 구하였다. 36명의 환자는 Mitomycin C, Vinblastine, Cisplatin을 사용한 2회의 복합항암약물요법과 동시에 다분할 방사선치료(120cGy/fx, bid)를 6480cGy까지 병행 치료하였다. 각 환자의 치료전 CT scan을 사용하여 우측폐, 좌측폐 그리고 전체폐 각각의 DVH를 구하였다. Kutcher 등의 Effective Volume Method로 Nonuniform Histogram을 Uniform Histogram으로 변환시켰고, TD50은 Emami 등의 자료에 의거하여, Lyman 공식을 이용하여 NTCP를 구하였다. 방사선 폐렴의 Grade는 SWOG의 Toxicity Criteria에 따랐다.

결 과: 대상환자 36명중 6명이 Grade I, 2명이 Grade II의 방사선 폐렴이 발생하였다. 부작용이 발생한 환자군의 NTCP와 발생하지 않은 환자군의 NTCP는 전체폐를 대상으로 28.4와 23.4, 병소 부위의 폐를 대상으로 66.0과 26.4로 통계적으로 유의할 만한 차이를 보였으나 치료 전후에 시행한 폐기능 검사 소견에서는 두 군 사이에서 통계학적으로 유의한 차이를 찾지 못하였다.

결 론: 부작용이 있는 군과 부작용이 없는 군의 NTCP는 통계적인 유의한 차이가 있었으며NTCP와 임상적인 부작용 확률은 정량적으로 일치하였다. 그러나 NTCP는 순수하게 방사선의 효과만을 고려하고 있으나 본 연구에서는 항암약물요법을 병용하였다는것과 다분할(Hyperfractionation) 방사선 치료에 의한 방사선 생물학적 변화에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구결과 유효체적 방법을 이용한 NTCP는 향후 입체조형 치료에서의 선량증가(Dose escalation) 가능성에 대한 부작용 예측 지표로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
Purpose: In radiation therapy, NTCP is very important indicator of selecting the optimal treatment plan. In our study, we tried to find out usefullness of NTCP in lung cancer by comparng the incidence of radiation pneumonitis with NTCP.

Methods and Materials: From August 1993 to December 1994, thirty six patients with locally advanced non-small cell lung cancer were treated by concurrent chemoradiation therapy. Total dose of radiation therapy was 6480cGy (120cGy, bid) and chemotherapeutic agents were mitomycin C, vinblastine, cisplatin (2 cycles, 4 weeks interval). We evaluated the development of radiation pneumonitis by CT scan, chest x-ray and clinical symptoms. We used grading system of South Western Oncology Group (SWOG) for radiation pneumonitis. Dose Volume Histograms (DVH) were analyzed for ipsilateral and whole lung. Non uniform DVH was translated to uniform DVH by effective volume method. With these data, we calculated NTCP for ipsilateral and whole lung. Finally we compared the clinical results to NTCP.

Results: Eight of thrity six patients developed radiation pneumonitis. Of these 8 patients, 6 had grade I severity and 2 had grade II. The average NTCP value of the patients who showed radiation pneumonitis was significantly higher than that of the patients without pneumonitis (66% vs. 26.4%). But the results of pulmonary function test was not correlated with NTCP.

Conclusion: NTCP of lung is very good indicator for selecting rival treatment planning in lung cancer. According to the results of NTCP, it may be possible to adjust target volume and optimize target dose. In the near future, we are going to analyze the effect of hyperfractionation and concurrent chemotherapy in addition to NTCP.

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Radiation pneumonitis, NTCP
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The average (Normal Tissue Complication Probability, NTCP) value of the patients who showed radiation pneumonitis was significantly higher than that of the patients without pneumonitis (66% vs. 26.4%).
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