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꿈의 암 치료법, 중입자 치료

mizzero 2022. 9. 20. 09:04
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올해 초 연세의료원에 중입자치료센터 건립이 본격화되면서 암환자들의 큰 관심을 받았습니다. 중입자치료기는 치료효과는 탁월하지만 고가장비여서 전 세계에서 10 여기밖에 운영되지 않는 장비입니다. 2023년 완공 예정인 연세의료원의 중입자치료기는 세계에서 15번째로 건설되는 치료기라고 합니다. 현존하는 꿈의 암 치료법이라는 중입자 치료가 무엇인지 알아보겠습니다. 

 

 

이미지 출처: 다이내믹 부산

 

 

중입자 치료란?

중입자치료는 탄소입자를 이용한 방사선 치료의 하나입니다. 기존의 양성자 치료에 사용하는 수소 입자보다 12배 무거운 탄소입자를 가속시켜 암 세포만을 조준하여 파괴하도록 합니다. 중입자가 양성자보다 질량비가 12배 높기 때문에 질량이 무거운 만큼 암세포가 받는 충격도 커지는 것이므로 파괴력이 커집니다. 피부 안쪽 깊숙이 자리 잡고 우리 인체를 파괴하는 암세포를 파괴시키는 꿈의 암 치료방법입니다. 중입자를 암이  있는 부위에 발사하여 중입자 치료기에서 미리 조절된 깊이에 다다르면 주변 암세포를 파괴하고 사라지게 하는 것입니다. 기존의 X-선을 이용한 방사선 암 치료방법은 피부에서부터 인체 내부에 있는 암세포가 있는 곳까지 방사선으로 보내기 위해서는 주변의 생체조직에도 영향을 주기 때문에 암세포 파괴를 위한 강한 충격을 주고 싶어도 정상세포의 손상을 최소화하는 정도로만 에너지를 조정해야 해서 완벽히 암세포를 파괴하는데 어려움이 있었습니다. 또한 어느 정도 생체조직의 파괴는 불가피하여 합병증도 불가피하였습니다. 반면 중입자 치료는 암에 대한 파괴력은 높이면서 생체의 정상세포에 대한 손상은 거의 없어 현존하는 최고의 암 치료 방법으로 꿈의 암치료기라고 별칭으로 불리고 있습니다. 중입자치료기는 간암 90%, 전립선암 100%, 폐암 80%, 재발된 암도 약 42% 완치율을 보이고 있습니다. 중입자치료기는 Bragg peak(브랙 픽) 효과로 인해 암세포만을 조준해 파괴하는 치료법으로 기존의 방사선 치료들이 암 치료 효과 외에 주변의 세포에도 영향을 미쳐 인체에 부작용이나 고통을 동반할 수 없었던 것에 비해 암세포만을 조준하기 때문에 부작용이나 통증 등의 합병증이 거의 없는 것이 장점입니다.

중입자 치료 초전도 회전갠트리

 

방사선, 중입자 치료에 사용되는 광자, 전자, 입자선의 비교

이미지 출처: 연세암병원

 

 

 

Bragg peak(브랙 픽 효과)

탄소 중입자를 빛과 근사한 속도로 가속시켜 암세포를 파괴시키는 과정에서 기존 X-선과는 달리, 인체 내 암 부위에 도달 전에는 20-30 %의 방사선량을 전달하고, 암 부위에는 나머지 70- 80 % 의 방사선량을 전달하여 암세포를 살상시키는 것을 Bragg Peak효과라고 합니다. 암 부위 후에는 방사선량이 없기 때문에 정상 조직이 받는 방사선 손상이 전혀 없는 장점이 있는 것입니다.

중입자의 브랙 픽 효과,    이미지출처: 한국원자력의학원

 

 

중입자 치료과정 및 치료대상 암 부위

 

중입자 치료과정

중입자 치료과정은 다음과 같이 진행됩니다.

내용 참고: 한국원자력의학원

 

 

 

중입자 치료대상 부위

정상조직에 대한 방사선 부작용이 기존 X-선을 이용한 치료에 비해 훨씬 적기 때문에 방사선량을 집중할 수 있는 거의 모든 암 부위에 중입자 치료를 할 수 있다고 합니다. 즉, 비소세포 폐암, 간암, 전립선암, 직장암, 췌장암, 식도암, 자궁암 두경부암, 뇌종양, 육종, 악성 흑색종 등이 해당됩니다. 특히, 두경부암과 뇌암 같이 수술로 치료를 하기 어려운 부위나, 기존 방사선치료방사선 치료 효과가 거의 없는 난치성 암, 방사선 치료를 받은 후 재발하는 경우, 눈 흑색종양 등 기존의 방사선 치료방법으로는 암 부위에 방사선 집중도를 높일 수 없었던 암 부위 등에 중입자 치료를 효과적으로 적용할 수 있습니다.

하비만 가장 좋은 효과를 보이고 있는 것은 전림선암, 폐암, 간암, 골육종암 등이 있습니다. 또한 암 종류에 따라 6개월에서 2년에 걸쳐 30~40여 차례 받아야 하는 방사선 암 치료에 비해 중입자 치료 횟수 및 기간은 한 달 안팎으로 10여 차례로 단축시킬 수 있다고 합니다. 그리고 1회 치료시간도 20~30분 이내(치료 상담 및 준비시간 20분, 실질적인 중입자 조사시간은 약 2분)로 매우 짧은 것이 장점입니다. 

하지만 중입자 가속기를 모든 암에 적용할수 있지는 않다고 합니다. 기존 방사선 치료 경험이 없고, 암의 최대 직경이 15CM를 넘지 않으며, 광범위한 전이가 없을 경우 등으로 제한을 두고 있기 때문입니다. 또한 기기 한 대당 1,000억 원이 넘는 가격 때문에 암환자에게 비용 문제도 뒤따르게 됩니다. 

 

이미지출처: 한국중입자통역센터

 

중입자 치료의 장점

 

기존 방사선치료에 쓰이는 X선, 감마선 등은 암이 있는 곳까지 가는 동안 방사선량이 급격히 줄어 치료효과가 적으며 또, 중간과정에 위치한 정상세포도 치명적으로 손상시켜, 머리카락이 빠지는 등의 부작용을 동반하게 됩니다. 반면, 중입자 치료는 탄소 속에 있는 중이온을 빛과 비슷한 속도로 만들어 초당 10억 개의 원자핵 알갱이를 몸속으로 보내 암세포를 파괴시킵니다. 이것은 감마선이나 X선을 이용할 때보다 3배 이상으로 암세포를 파괴할 수 있기 때문에 치료기간도 짧고 정상세포의 손상도 줄일 수 있어 부작용도 거의 없는 장점이 있습니다.

중입자 치료기기의 장점은 다음과 같습니다.

  • 암 부위에 방사선량 투여 집중도가 월등히 높아서 방사선치료 효과가 그에 비례해서 높아집니다.
  • 암 부위에 도달하기 전에 위치한 정상조직에 방사선량 손상이 기존 X-선에 비해 70% 이상 적어집니다.
  • 암 부위 주변에 위치한 정상조직에 방사선량 손상이 전혀 없습니다.
  • 암 부위 주변에 있는 중요 장기를 피해서 방사선을 암 부위에 집중적으로 투여할 수 있습니다.
  • 기존 X-선과 같은 방사선량으로 암 부위 치료효과가 월등히 높습니다. 이는 암 치료를 위해 인체 내 투여하는 방사선량이 상대적으로 작아짐을 의미합니다.
  • 방사선을 투여하는 방향 수가 적어져서 방사선치료시간이 단축됩니다.
  • 방사선을 분할하여 조사하는 수가 작아져서 전체 방사선치료에 걸리는 기간이 단축됩니다.

 

 

 

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