방사선치료의 생물학. 표적설 (target theory) 직접작용과 간접작용 간접작용 – 저 LET 방사선 –X 선, 전자선, 감마선 등 직접작용 – 고 LET 방사선 – 알파선 등.

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1 방사선치료의 생물학

2 표적설 (target theory)

3 직접작용과 간접작용 간접작용 – 저 LET 방사선 –X 선, 전자선, 감마선 등 직접작용 – 고 LET 방사선 – 알파선 등

4 생존곡선 생존확률 – 집락형성률 (PE) : 배양세포 중 colony 로 성장하는 백분율 (%) – 생존확률 = ( 형성된 colony 수 ×100) / ( 배양 세포수 ×PE) D o : 세포 수를 37% 로 감소시 키는데 필요한 선량 ( 방사선감 수성 ) n : 직선부를 세로축에 외삽시 켜 만난 점 (target 수 ) D q : 유역치선량, 회복능 High LET(alpha, neutron 등 ) –D o : 감소, 방사선감수성 증가 –n : 1 로 감소, single target theory –D q : 감소, 회복능감소 ln n = D q / D o

5 방사선장해 치사장해 (LD; lethal damage) 아치사장해 (SLD; sublethal damage) – 종양과 정상조직의 회복에 관여 잠재적치사장해 (PLD; potential lethal damage)

6 방사선감수성 Bergonie Tribondeau 법칙 – 조직의 재생능력이 클수록 – 세포분열주기가 길수록 – 형태적, 기능적 미분화도가 높을수록 – 분열이 왕성한 세포일수록 – 대사작용이 왕성할수록 – 분화도가 낮을수록 방사선감수성은 크다

7 방사선감수성 좌우인자 – 세포주기 –LET – 선량율 – 산소효과 – 온도효과 – 방사선증감제 – 면역능 등

8 세포분열주기의존성 세포분열주기 –M 기 ( 세포분열기 ) – G1 기 –S 기 (DNA 합성기 )– G2 기 –G1 기에 따라 세포분열주기 가 결정 세포분열주기에 따라 방사 선감수성이 변화하는 현상 –M 기 > G2 기 > G1 후기 > G1 초기 > S 초기 > S 후기

9 LET 와 RBE LET (Linear Energy Transfer) – 방사선이 물질을 통과할 때 단위길이당 에너지 손실 – 즉, 단위길이당 물질로 전달되는 에너지의 양 RBE (Relative biological effect) –250kV X 선에 대한 어떤 방사선의 생물학적효과비 –RBE = 어떤 효과가 일어나는데 필요한 표준방사선량 같은 효과가 일어나는 데 필요한 비교방사선량 –RBE 좌우인자 LET, Dose rate, Dose, 분할횟수, 생물계 등 치료효과개선비 (TR) –TR = 종양조직의 RBE 정상조직의 RBE

10 LET 와 RBE LET 가 100keV/um 일 때 RBE 가 최대 Over Kill effect

11 선량률 효과 선량률 : 단위시간당 조사되는 방사선량 저선량률 – 준치사세포의 회복, 세포증식으 로 생 효과 감소 고선량률 – 방사선감수성의 증가로 생물학 적 효과 증가 외조사의 선량률 : 100~1000cGy/min – 이 범위에서는 선량률효과가 거 의 없음 – 대선량 1 회보다 분할조사가 치 료효과가 좋다.

12 산소효과 세포 내의 산소압이 높을수 록 방사선감수성이 크다. 산소압이 30mmHg 에서 포 화되기 시작 Low LET 방사선에서 산소 효과가 크게 나타남 (OER=2.5~3) OER = 무산소상태의 조사선량 산소상태의 조사선량

13 Tumor Cord 종양의 최소단위 종양세포, 결합조직, 혈관의 조직체 산소세포 (150um 이내 ), 저산소세포, 괴사층 ( 무산소세포 )

14 저산소세포치료 저산소세포 증감제 고 LET 방사선 치료 고압산소요법 분할조사 온열치료

15 LET vs. RBE vs. OER LET 증가 – RBE 감소, 60keV/um 이상에서 급격히 감소 OER 과 LET 는 상반관계 RBE 가 클수록 효과적인 치료 OER 이 작을수록 효과적인 치료 – high LET 방사선이 치료에 보다 더 효과적임

16 온도효과 방사선조사중 온도가 증가하면 방사선감수성도 증가 온도상승만으로도 세포사가 일어남 – Hyperthermia Low LET 방사선에 현저히 나타남

17 방사선의 선량효과곡선 (Sigmoid 곡선 )

18 정상조직과 종양조직의 방사선감수성