중입자 치료, 원리, 비용

중입자 치료, 원리, 비용

암에 대한 중입자 치료, 중입자 치료의 원리, 비용에 대해 알려진 것들을 정리해보고자 합니다. 대한민국 국민 사망원인 중 가장 큰 것 중 하나가 암입니다. 암이 발병되면 암환자의 고통과 함께 가족의 고통도 시작됩니다. 수술, 암치료제, 방사선치료까지 시도되고, 다양한 대체의학까지 활용하며 병을 낫기 위해 최선을 다하지만 그 시간동안의 고통은 말로 표현할 수 없습니다. 2023년 4월부터는 '꿈의 암 치료기'라고 불리는 중입자 치료기가 연세대학교에 도입되어 가동을 앞두고 있습니다. 이에 대해 간단히 정리해 보겠습니다.

 

중입자 치료기 모습 / 자료 = 연세대학교

 

1. 중입자 치료

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우리나라에서는 지금까지 암에 대한 방사선 치료는 양성자치료가 전부였습니다. 수소이온을 가속해서 암을 치료하는 양성자치료 방식은 삼성서울병원과 국립암센터가 양성자치료센터를 운영해왔습니다. 그런데 양성자치료보다 효율적인 방사선 치료가 등장했습니다. 탄소이온을 가속해 암 부위를 집중 치료하는 중입자치료입니다. 현재는 독일, 일본, 이탈리아, 호주, 중국, 대만 등이 중입자치료센터를 운영하고 있습니다.

국내에서는 2023년 4월 연세의료원이 중입자치료센터를 가동할 예정이고, 2027년에는 서울대병원이 중입자치료센터를 가동할 예정입니다. 연세의료원이 운영할 중입자치료기는 도시바에서 제조한 것으로, 고정형 1대와 회전형 2대를 운영할 예정입니다. 회전형은 360도로 회전하여 중입자를 조사, 어느 방향에서든 암세포를 향해 집중 조사가 가능합니다. 도입할 때 예상가격은 약 1,260억원이었습니다.

 

2. 원리

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탄소 중입자는 현재 사용하는 수소 양성자에 비해 입자가 12배 큽니다. 이 물리적 특성을 이용하여 방사선 암치료에 이용하는 것이 중입자 치료기입니다.

입자별 크기비교

 

'브래그 피크(bragg peak)'라는 이론이 중입자 치료의 원리입니다. X-선은 피부에서부터 세포에 도착할 때까지 모든 생체조직에 영향을 주기 때문에 강한 충격을 줄 수 없습니다. 수소 양이온인 Porton(양성자)은 체내 깊이에 있는 암조직까지 침투되나 역시 암세포 주위의 생체조직에 영향을 줍니다(아래 그림 녹색 그래프). 이에 반해, 탄소 중입자를 활용한 중입자치료기는 수소 양이온보다 체 표면에서는 방사선량이 적고, 암조직에서 대부분 에너지를 발산하는 특징이 있습니다(아래그림 황색 그래프). 이러한 특성을 브래그 피크라 합니다. 기존 방사선 치료보다 정상조직에는 영향을 덜 미치고, 암조직에만 정밀타격하는 특성으로 인해 암치료에 의한 부작용과 치료 횟수를 줄일 수 있는 것입니다. 실제로 연세대학교 의료원에서는 탄소빔을 사용한 중입자 치료횟수는 양성자치료의 절반수준이라고 밝혔습니다. 또한 산소가 부족한 환경에서 암세포를 치료할 수 있는 것도 중입자 치료의 큰 장점입니다. 실제로 암세포가 급속히 자랄 경우 혈관형성이 이를 따라가지 못해 산소가 부족한 경우가 발생합니다.

X-선과 양성자빔, 탄소빔  브래그 피크

3. 비용

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국내에서 중입자 치료센터가 운영된다면 치료를 위해 일본으로 가야했던 환자들도 도움을 받을 수 있습니다. 실제로 중입자 치료기가 운영되는 일본 또는 독일에 가야했던 환자들은 약 1~2억원의 비용을 내야 했습니다. 반면, 국내에서 운영이 시작되면 약 4,000만원 ~ 5,000만원의 비용으로 치료가 가능할 것으로 보입니다. 연세의료원은 중입자 치료를 통해 매년 약 1,200명의 암 환자를 치료할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. (투입된 비용과 예상 환자수, 회수기간 3년 이내를 목표로 할 경우 대략적인 비용이 약 5,000만원입니다)