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방사선치료의 정도관리 -quality assuranceSung Jin.Kim 위험 발생과 관련한 비용 및 의학적, 법률 적인 문제와 관련-전 반적으로 병원 경영과 밀접한 관련 환자의 안 전 QA 작업 종사 자의 안전 병원 경영 관리적 측 면 • 무작위적 불확실한 상황 및 구조적 불확실성, 검출되지 않은 오류에서발생하는 문제들 을 줄이기 위한 체계적인 활동 • 윤리적 측면의 고려와 법규 제정의 필요성, 의료 종사자 스스로의 방어수단으로 중요 성이 강조 • 신뢰를 바탕으로 양질의 서비스 생산 및 제공을 위해 취하는 모든 계획과 행동 : ISO, 국제표준기구 • 방사선치료의 최종 결과가 정상조직에는 최소선량을, 종양부위에는 최대선량을 조사 하는 것이며 또한 개인 피폭 선량을 최소화하고 적절한 환자 감시장치를 마련하여 이 를 일관되고 안전하게 환자에게 제공하는데 필요한 관련된 모든 절차 : WHO, 세계 보 건기구 • 보다 우수하고 적절한 진료를 환자에게 제공하기 위한 객관적이고 체계적인 감시활동: ISCRO, 방사선치료학 역내위원회 • 방사선 발생장치는 많은 단위 구성부품들로 구성 • 각각의 부품들의 사용빈도와 사용 환경조건, 일부 부품의 교체에 따른 선질의 변화 등 일관되고 정확한 진료를 제공함에 변수들이 존재하므로 이에 관련한 일관된 기준과 관 리가 필요하다. • 이러한 기준을 제시하고, 기준에 따른 정도를 유지하는 것이 품질보증, 즉 정도 관리의 목표이다. • 1973년 방사선 진단분야에서 진폐증을 진단하기 위해 촬영한 흉부 엑스선 사진의 40%가 매우 부적합하게 촬영되었다는 보고 이후, 진폐증 진단을 위한 엑스선 사진의 질을 향상시키려는 노력을 한 결과, 부적합한 엑스선 사진의 비율이 9%로 현저히 감 소하였음 • 1970년대 후반 미국에서 방사선 진단 및 핵의학 검사에 대한 QA 프로그램을 제정하 는 회의가 열렸으며, 이 회의에서 각국의 제도와 규격에 적합한 QA를 시행할 것을 권 고하여 방사선 진단분야에서의 적정관리는 급속히 발전함 • 방사선치료학 분야에서는 1976년 ICRU 보고서 24에서 방사선 치료 시 조사되는 방 사선량은 정확한 치료계획 선량과, 처방된 선량의 ±5% 이내의 오차범위에서 조사되 어야 한다고 권고한 것이 QA의 효시가 되었음 • 환자의 진단 및 치료 방법 결정 전문의 임상적 평가 • 적절한 치료계획 수립 및 평가 치료계획 의학물리사 • 장비의 정도 관리 • 환자 치료 및 치료 중 환자 안전과 관련사항 관리 환자치료 방사선사 치료 후 예후 관찰 간호사, 행정인 력 • 장비의 정도 관리 • 진료 지원 적절한 물리 적 장원 및 장 비 정의된 절차 와 과정 교육훈련프로 의료의 질 평 그램 가 QA program • QA • QC : 전 과정을 통하여 실제적인 품질관리 활동을 측정하고, 설정된 기준과 비교하며, 최종적으로 기준에 부합되도록 조정하고, 이를 지속적으로 실행하 는데 필요한 행동 • 품질검사 (Quality Audit) : 생산 또는 서비스 조직이 효율적으로 운영되고 있는지, 품질관리 활동과 결과가 기존에 제정된 품질관리 기준에 부합되는지 를 체계적이고 독립적으로 시험하고 평가하는 활동 • 품질체계 (Quality System) : 포괄적인 품질보증 프로그램이며, 품질관리의 수행을 위한 조직의 구조, 책임, 절차, 과정 및 자원들의 총합 • 기계적/기하학적 변수 (Mechanical/Geometrical parameters) : 회전 중심축, 거리 지시기, 레이저, 조사야의 크기 및 위치, 광조사야와 방사선 조사야간의 일치, 직선 또는 회전 계기눈금, 치료용 테이블의 안정성 및 운동성, 치료 보 조기구의 위치와 부착 위치에 관한 변수들이 포함 • 선량측정: 선량조정 및 출력선량 일치도, 선질과 심부선량, 조사면 내 선량의 균등도 및 대칭도, 평탄도, 반음영 등 조사야 크기의 변화에 따른 출력선량의 변화, 선량 변화 인자들에 의한 출력선량의 변화 및 선량분포의 변화 등이 포 함되어야 하며, Co-60 치료장치의 경우에는 타이머 검사가 반드시 포함 • 안전관리체계 (Safety system) : 비상스위치 및 출입문의 안전장치, 환자 감 시장치, 충돌방지 장치, 선량측정관리 등 적정관리와 중요한 장치의 작동여부 를 포함해야 하며, 환자와 종사자에 관련한 전기적, 기계적, 방사선 안전관리 와 관련된 사항들이 포함되어야 함 • 재현성 (Reproducibility) : 동일한 방법에 의해 반복 측정 시 같은 측정값을 얻을 수 있는 성질 또는 정도 • 신뢰성 (Reliability) : 장비 또는 부품이 주어진 조건하에서 일정 기간 요구되 는 기능을 가질 수 있는 성질 ① 장비의 기기적 특성 및 허용오차 범위에 관한 지침서 작성 ② acceptance test 내용 *acceptance test : 장비 도입 시 부품 및 성능 테스트와 관련한 장비 승인검사 치료 장비의 QA program 에 포함되어야 하는 영역 ③ 장비의 유지 관리 안 ④ 공식적인 QA program과 acceptance test의 기준 * 장비의 일관성을 유지하기 위하여 acceptance test 와 관련하여 기 준을 정립하고, 유지 관리 및 문서화 해야 한다. ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 장비에 대한 예방적인 유지관리 프로그램, 장비 운영일지 장비 운영에 관련된 정보의 문서화 장비 관련 인력의 교육, 훈련 장비 운영에 필요한 관련 및 보조기구 절차의 정립 – QA 방법, 허용범위, 행동규정 방사선물질과 그 외 위험 물질의 안전관리 규정 * 국제권고안의 범위 내에서 수립, 측정 • 외부 감사 – 정기적으로 선량 측정값의 상호간 비교 – 장비의 선량측정에 관한 객관성을 유지하기 위한 절차 – 국내 기관 및 임상 기관의 상호 협력 필요. – 불필요한 검사의 반복을 피하기 위해서는 국내, 국제 규정에 적합 한 절차에 의해 이루어져야 한다. 국내의 경우 연 1회 식약처에서 TLD를 이용한 선량 보증 시행 그 외에도 의학물리학회와 방사선종양학회에서 사업의 일환으로 선 량보증 사업을 진행. 기계적 정확성 선량의 정확성 안전관리체계의 기능성 • • • • 환자의 지정된 지점에서의 MU 당 선량 (ex. 출력선량의 일치, PDD / TPR 또 는 OAR 값) 조사면 내 중심축에 대한 주변부의 선량분포와 모의치료와 치료계획상의 조 사범위와의 일치 여부, EPID 상 치료의 정확성 및 간격이 적절한지 확인. 치료계획에서 지정된 기계적, 수치적으로 표시되는 계기의 정확성과 일치성 확인. 환자 및 종사자의 안전 관리와 관계되는 장비의 적절한 기능성 확인 (ex. 환 자감시장치, 개폐장치, 비상 가동정지 스위치 등). 선형가속기의 발전으로 인해 정기 QA에 필요로 하는 항목 증가 IMRT, VMAT ; MLC QA CBCT, IGRT ; CBCT QA, image guide 관련 QA 중성자 측정 1. 2. 3. 4. 5. 프레온(SF6) 가스 압력 수위, 수압, 수온 : 선형가속기 내의 물의 높이, 온도 및 압력 확인 물의 순도 표시등 (Water Purity Light) Water chiller 온도, 압력 Motion Stop(또는 Motion Enable) 스위치 6. 광 거리표시기(ODI) 방법 : 1) 갠트리를 0°에 맞추고, 콜리메이터 조사영역의 크기를 10x10 cm로 맞춘다. 2) 환자테이블 위에 흰 종이를 고정하고, 조사면 투광램프와 광 거리표시기를 이용하여 조사면의 중심십자선이 SSD 100 cm에 맞도록 환자테이블의 높이를 조절한다. 3) 포인터를 사용하여 환자테이블의 높이가 기준에 맞는지 확인한다. 4) SSD 80, 90, 100, 110, 120, 140 cm에서 실험을 반복한다. 허용오차 : 2mm 7. 레이저 정렬 방법 : 1) 그림에서와 같이 Optical Distance Indicator(ODI)를 이용해서 모눈종이가 붙어있는 하얀색 플라스틱 지그 또는 Iso-align device 윗면이 100 cm가 되도록 한다. 2) 조사영역의 크기를 20×20 ㎠로 설정하고 조준용 십자선의 중심에 지그를 맞춘다. 3) 시상 레이저(sagittal laser)가 지그의 중심과 일치하는지 확인한다. 4) 양쪽 벽면에 장착된 측면 레이저들이 지그의 중심과 일치하는지 확인한다. 5) 갠트리를 회전한 후, 전면 레이저(anterior laser)를 점검한다. 6) 갠트리를 180도 놓고 A4 용지(레이저가 통과하는 용지)를 이용하여 두개의 측면 레이 저가 서로 일치하는지 확인한다. 허용오차 : 2mm 8. 광 조사면 크기 방법 : 1) 갠트리 각을 0에 놓은 후 정밀한 수평기를 사용하여 갠트리 각을 변화 하면서 수평을 맞 추고 콜리메이터의 각 또한 0°에 맞춘다. 2) 환자테이블의 윗면을 SSD 100 cm에 놓고, 콜리메이터를 90°에서 270°로 돌리면서 포 인터가 회전중심점에 단단히 부착되어 있는지 확인한다. 3) 1 mm 간격의 모눈종이의 중심이 환자테이블의 위의 중심축과 일치하도록 환자 테이블 위에 붙인다. 4) 콜리메이터를 90°에서 270°까지 돌리면서 광조사면의 중심 십자선과 기계적인 중심점 이 일치하는지 관찰하면서 기준에 맞는지 확인한다. 5) 광조사면의 크기를 10×10 cm2 하고 광조사면의 중심십자선이 모눈종이의 중심에 오도 록 맞춘 후 조사면의 각 변이 서로 평행 또는 수직이 되는지 관찰하고 조사면의 크기가 모 눈종이에 표시된 크기와 일치하는지 확인한다. 6) 갠트리에 표시되는 조사면의 디지털 지시치를 확인하여 기준과 일치하는지 확인한다. 허용오차 : 2mm, 2° 9. 콜리메이터 회전에 따른 십자선의 안정성 허용오차 : 반경 1mm 방법 : 1) 모눈종이를 광조사면의 중앙에 놓고 십자선 중심과 일치 하는지 확인한다. 2) 콜리메이터를 180° 까지 돌리면서 십자선의 교차점이 모눈종이의 교차점이 일치하는 지 확인한다. 10. 광조사면과 방사선 조사면의 일치성 측정 허용오차 : 2mm 방법 : 1) 갠트리 각은 눈금에 따라 정밀한 수평기를 사용하여 0°로 하여 수평을 맞추고 콜리 메 이터의 각도 0°에 맞춘다. 2) SSD 100 cm에 환자테이블의 높이를 맞추고 필름을 환자 테이블 위에 고정한다. 3) 조사면의 크기를 10×10 cm2로 설정하고, 조사면 투광램프를 켠 후 광조사면의 끝부분 선의 50%의 흑화도가 되는 부분을 볼펜이나 작은 핀을 이용하여 표시한다. 4) 사용하고자 하는 필름이 흑화되도록 적당한 MU 값을 조사한다. 5) 5×5 cm2와 20×20 cm2의 조사면 크기에 대해서 위 과정을 반복한다. 6) 필름(X-Omat)을 현상한 후 X-선에 의한 50% 흑화도 면의 크기와 광조사에 의해서 표 시된 조사면의 크기를 비교한다. 11. 콜리메이터 회전중심점 정확도 측정 방법 : 1) 필름을 고체팬톰(Solid water) 또는 Iso-align에 삽인 한 후 SSD를 100 cm에 맞춘다. 2) x-jaw는 열고 (20 cm) 열고 Y-jaw 는 거의 닫는다(3-5 mm). 3) 콜리메이터를 30°씩 회전하면서 필름이 흑화되도록 적당한 MU 값을 조사한 후 필름을 현상한다. 4) Y-jaw를 열고 (20 cm) X-jaw를 거의 닫는다(3-5 mm). 5) 위의 과정을 반복한다. 6) 스타샷의 중심에 있는 삼각형의 변을 a, b, c를 측정하여 a, b, c를 측정한다(그림 6). 또 는 스타샷의 중심에 있는 삼각형에 원을 내접시키고 그 반경을 측정한다(그림 7). 허용오차 : 반경 1mm 12. 갠트리 회전중심점 정확성 측정 방법 : 1) 갠트리를 빔이 아래로 나오는 위치에 놓는다. 2) 준비된 필름을 적당한 고체 팬텀에 붙이고 필름을 수직으로 놓는다. 필름은 회전중심점 의 적당한 위치에서 중심에 있어야 하고 갠트리 회전축에 수직이어야 한다. 3) 갠트리 회전축에 평행하게 방사선의 가는 틈이 생기도록 적당한 콜리메이터의 X-jaw 는 20 cm으로 열고 Y-jaw는 거의 닫는다(3-5 mm). 4) 갠트리의 매 60 회전(혹은 Varian ATP : 0°, 90°, 275°과 185°)마다 필름이 흑화되도록 적당한 MU 값을, 다섯 번의 노출을 한다. 필름을 현상하여 위에 기술한 방법(콜리메이터 회전중심점 측정방법) 중 기관에서 선택한 방법을 사용하여 이미지를 평가한다. 허용오차 : 반경 1mm 13. 치료테이블 회전중심점 정확성 측정 방법 : 1) 갠트리를 빔이 아래로 나오는 위치에 놓는다. 2) 필름을 Solid water 또는 Iso-align 에 삽입한 후 SSD를 100 cm에 맞춘다. 3) 필름의 중심이 방사선의 중심축에 놓이도록 한다. 4) X-jaw는 열고 (20 cm) Y-jaw 는 거의 닫는다. 5) 환자테이블을 45° 씩 오른쪽, 왼쪽으로 회전 (0, 45, 90, -45, -90) 하면서 10-15 MU씩 조사한 후 필름을 현상한다. 6) 필름을 현상하여 위에 기술한 방법(콜리메이터 회전중심점 측정방법) 중 기관에서 선 택 한 방법을 사용하여 이미지를 평가한다. 허용오차 : 반경 1mm 1. X-선 측방선량분포(Beam Profile)의 편평도(Flatness) 측정 방법 : 1) 기포수준기를 이용하여 갠트리를 0°에, 콜리메이터를 0°에 위치시킨다. 2) 조사면을 20×20 cm2로, SSD를 100 cm 맞춘다. 3) 인수검사 시 측정된 기준값을 구한다. 편평도 - 중심점으로부터 양방향으로 80% 내에서 최대 및 최소를 구한다. 허용오차 : 3% 2. X-선 측방선량분포(Beam Profile)의 대칭도(Symmetry) 측정 - 중심을 기준으로 1 cm 간격으로 조사면의 선량 세기를 측정하여 A 방향 평균값과 B방향 의 평균값을 구한다. - 각 방향의 평균값을 이용하여 대칭도를 구한다. 허용오차 : 2% 3. 전자선 측방선량분포(Beam Profile)의 편평도 및 대칭도 측정 허용오차 : 3% 방법 : 25×25 cm2 전자선 콘을 사용하여 광자선 측정과 같은 방법으로 편평도 및 대칭성을 측정 한다. 4. X-선 에너지(PDD) 측정 허용오차 : 2% 방법 : 1) 1개의 광자선 에너지를 선택한다. 2) 치료 계획용 컴퓨터에 입력한 PDD 값으로부터 10 cm (D10) 및 20 cm (D20) 깊이에서의 선량을 구한 후 비를 계산한다. (D20/D10) 비 3) PDD를 얻을 때와 같은 방법으로 SSD 및 광조사면을 설정한다. (예 SSD=100 cm, Field Size : 10×10cm2) 4) 이온함을 깊이 10 cm(유효측정점 고려)에 놓고 100 MU를 조사하여 electrometer의 값을 읽는다. 세 번 반복하여 평균값을 구한다. (D10) 5) 이온함을 깊이 20 cm(유효측정점 고려)에 놓고 100 MU를 조사하여 electrometer의 값을 읽는다. 세 번 반복한 후 평균값을 구한다. (D20) 6) D20/D10을 계산하여 2)에서 계산된 기준값과 비교한다. 6. 전자선 에너지(PDD) 측정 방법 : 1) 1개의 전자선 에너지를 선택한다. 2) 기준 전자선 콘을 선택하여 치료 계획용 컴퓨터에 입력한 PDD 값으로부터 최대선량의 깊이와 선량이 50%로 되는 깊이(R50)를 구한다. (DR50/Dmax) 비 3) PDD를 얻을 때와 같은 방법으로 SSD를 맞추고 같은 전자선 콘을 사용한다. (예 SSD=100 cm, Cone Size: 10×10 cm2) 4) 이온함을 최대선량깊이에 놓고 100 MU를 조사하여 electrometer의 값을 읽는다. 세 번 반복한 후 평균값을 구한다. (DR50) 5) 이온함을 깊이 R50 에 놓고 100 MU를 조사하여 electrometer의 값을 읽고 세 번 반복 하여 평균값을 구한다. (Dmax) 6) (DR50/Dmax)을 계산하여 2)에서 계산된 기준값과 비교한다. 허용오차 : 3% 7. 선형가속기의 출력선량 측정 (교정) I. 한국의학물리학회 기술보고서 2(2010) 고에너지 광자선 및 전자선에 대한 물 흡수선량 표준측정법 II. 국제원자력기구 Code of Practice, IAEA TRS-398(2000) 기반의 물 흡수선량을 측정 및 교정. 공기커마 표준 교정 선질 물 흡수선량 기반의 선량 측 정 물 흡수선량 표준 Kair : 교정선질 Nk,co : 사용자 이온함 결정 Dw : 교정선질 ND,w : 사용자 이온함 결정 𝑁𝐷,𝑎𝑖𝑟 = (𝑁𝑘,𝑄0 ) ∙ (1 − 𝑔) ∙ 𝑘𝑎𝑡𝑡 ∙ 𝑘𝑚 ∙ 𝑘𝑐𝑒𝑙 𝑁𝐷,𝑎𝑖𝑟 사용자 선질 𝑁𝐷,𝑎𝑖𝑟 = 공기커마 표준 수식체계 𝐷𝑤 = 𝑀𝑄 𝑁𝐷,𝑎𝑖𝑟 ∙ 𝑠𝑤,𝑎𝑖𝑟 ∙ 𝑝𝑄 𝑁𝐷,𝑤 𝑠𝑤,𝑎𝑖𝑟 ∙ 𝑝𝑄 𝑄0 공기커마 표준 수식체계 𝐷𝑤 = 𝑀𝑄 𝑁𝐷,𝑤 ∙ 𝑘𝑄,𝑄0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 교정을 위한 water phantom 설치 선질 결정, TPR20,10 이온함 모델에 따라 TPR20,10 에 해당하는 선질변환계수 kQ 결정 SSD 혹은 SAD=100cm에서 10x10 cm2 설정 이온함의 중심 깊이 10cm 가속기의 MU 값 (100-200MU)을 설정한 후 적어도 3-5번 이상 조사하여 평균, 완전 히 보정된 측정값 M을 계산. 온도와 기압 측정 → KT,P 결정 전기계 지시 값 M+, M- 측정 → 극성효과 kpol 결정 M1, M2 측정 → 이온재결합보정계수 Ks 결정 사용자 선질에 대한 water phantom 깊이 10cm 에서 물 흡수선량 계산 (Dw,Q) 기준 깊이 (Dmax)에서 MU당 선량 계산 (cGy/MU 값) 1. 방사선 켜짐(On)/꺼짐(Off) 스위치 방법 : 치료 콘솔에 있는 방사선 켜짐/꺼짐 스위치(Rad On/Rad Off 또는 Beam On/Off 스위치)에 따라 방사선 조사가 시작되고 멈추는지 확인한다. 2. 출입문 연동장치 방법 : 1) ‘Beam On’ 을 눌러서 방사선을 조사한다. 2) 방사선이 조사되는 동안에 치료실 문을 연다. 3) 문이 열림과 동시에 방사선이 멈추고 콘솔 화면에 출입문 연동장치 신호가 나타 남을 확인한다. 3. 출입문 경고등(warning light) 방법 : 방사선이 조사되는 동안 출입문 위에 있는 경고등이 켜지는지 확인하고 방사선 조 사가 멈춤과 동시에 경고등이 꺼지는지 확인한다. 4. 환자 감시장치 (오디오, 비디오) 방법 : 1) 환자 감시용 모니터를 켜고 치료실 내부가 보이는지 확인한다. 2) 오디오 장치를 켜고 치료실 내부에 있는 사람과 의사소통이 되는지 확인한다. 5. 누설선량 검사 : 방법 : 가상의 방사선 치료를 시작한 후 도면상에 따른 지점에 서베이미터를 이용하여 법 정 허용 선량을 초과 하는지 측정한다. 선원의 위치 정확도 허용오차 : 2mm 방법: 1) 눈금자를 이용하여 선원의 임의의 위치를 설정한 다음 선원을 지정한 위치에 이동 시 켰을 때 눈금자가 가리키는 수치가 임의로 설정한 값 에 일치하는지 확인한다. 2) 방사성선원의 위치와 모의 선원의 일치성을 방사선 사진을 통하여 확인 할 수 있다. 필 름에다 모의선원을 놓고 외부방사선을 조사한 다음 모의 선원의 위치에 맞게 선원 이 동할 위치를 계획한 후 실제 선원이 이동하여 필름을 감광 시킨 위치와 일치 하는지 확 인하는 것이다. 선원의 세기 허용오차 : 5% 방법 : 1) 그림 13의 a, b에 보여준 것처럼 우물형 전리함을 또는 지그 팬톰을 가지고 정해진 절차 서에 따라서 사용하여 선원의 활성도를 측정한다. 2) 공기 중에서 지그 팬톰을 이용하여 이온전리함을 일정한 거리(10 ㎝)에 위치 시켜 놓고 일정한 시간에 방사선을 조사하여 측정하여 비교한다. 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