빛의 60% 속도로 암 타격 뒤 소멸 ‘양성자 치료’···정상조직 부작용 최소화

차세대 양성자 치료 시스템 ‘라인스캐닝’ 방식 채택
암 모양은 물론 숨결까지도 고려한 맞춤 치료
정상 조직 피해 없이 암 조직만 정밀 타격

삼성서울병원(원장 권오정)이 최근 양성자 치료기의 시범운영을 성공적으로 마무리하고 본격 가동에 나선다.

양성자 치료기 도입으로 수술에서부터 항암, 방사선치료에 이르기까지 현존하는 암 치료법 풀라인업을 완성한 삼성서울병원은 국내 암 치료의 패러다임을 바꾸겠다는 각오를 다지고 있다.

우리나라의 암 치료 수준을 한 단계 끌어올리는 한편, 암 정복을 향한 세계 경쟁에서도 한 발짝 앞서 나갈 수 있게 역량을 결집해 나아갈 계획이다.

권오정 원장은 “학문적 융복합의 결정체인 양성자 치료기는 암을 대하는 방식을 바꾸는 계기가 될 것”이라며 “환자를 치료하는 것뿐만 아니라 치료 후 삶까지 입체적이고 포괄적 방식으로 접근이 이뤄질 것”이라고 말했다.

빛의 60% 속도로 암 타격한 뒤 소멸···정상조직 부작용 최소화

양성자 치료 준비장면
양성자 치료 준비장면

양성자 치료는 수소 원자의 핵을 구성하는 양성자를 빛의 60%에 달하는 속도로 가속시킨 뒤 환자 몸에 쏘아 암 조직을 파괴하는 최신 치료법이다.

기존 방사선 치료와 달리 브래그 피크(Bragg Peak)라고 부르는 특성 덕분에 양성자가 암에 도달하기까지 다른 정상 조직에 거의 영향을 미치지 않는다.

브래그피크는 양성자의 고유한 특성으로, 양성자빔이 인체 내의 정상 조직을 투과하여 암 조직에 도달하는 순간 막대한 양의 방사선 에너지를 쏟아 부어 암 세포를 죽이고 그 이후로는 방사선 에너지가 급격히 사라지는 것을 말한다.

이 때문에 양성자 치료는 폐암, 간암, 뇌종양, 두경부암 등 방사선 치료가 필요한 모든 암종에서 부작용은 최소화하고 치료 효과는 높일 수 있을 것으로 기대된다.

특히 소아암 환자의 경우 완치 후 생존기간이 긴 만큼 방사선에 노출된 다른 부위에서 암이 발생할 가능성을 배제하기 힘들지만 양성자 치료는 그런 걱정을 덜 수 있다. 성장에 미치는 악영향도 최소화 할 수 있다는 점도 강점이다.

일부 암의 경우 양성자 치료가 유일한 대안이 될 수 있다. 희귀암 중 하나인 척색종은 중추신경에 근접해 있어서 수술도 어렵고 기존 방사선에 저항성이 강하지만, 양성자 치료를 이용하면 약 70~80% 이상의 치료효과를 보인다고 알려져 있다.

재발암의 경우도 마찬가지다. 암이 재발하여 방사선 치료가 필요하더라도 부작용 우려 탓에 다시 하기 힘들고, 하더라도 방사선량이 불충분해 치료효과를 기대하기 어려웠으나 양성자 치료는 완치를 목표로 치료가 가능하다.

남석진 암병원장은 “양성자치료는 환자들의 치료 후 삶까지 고려하여 디자인되어 앞으로 방사선 치료의 미래를 이끌 장비”라며 “환자들의 고통을 덜고 치료 효과를 높이는데 최선을 다하겠다”고 말했다.

환자 맞춤 치료 가능한 최첨단 양성자 치료기 2기 가동
삼성서울병원 양성자치료센터가 보유한 장비는 양성자 치료기 중에서도 가장 앞선 모델로 평가 받고 있다.

환자안전을 위해 주변 정상조직의 피해는 최소화하면서 치료 정확도를 높이기 위한 최첨단 기능을 대거 갖췄다. 환자 상태에 따른 맞춤 치료가 가능하다는 게 가장 큰 특징이다.

삼성서울병원이 보유한 양성자 치료기는 일본의 아이자와 병원에 이어 세계에서 2번째로 초고속 라인스캐닝 방식의 치료법을 채택했다.

라인스캐닝 방식이란 양성자 빔을 치료목표 종양부위를 선을 쌓듯 쏘는 방식으로, 기존의 점을 찍는 방식(스팟 스캐닝)에 비해 누락이나 중첩 부위가 발생하지 않아 더욱 정교하고 빠른 것이 장점이다.

양성자 치료기
양성자 치료기

암의 모양에 따라 양성자빔을 수십 개로 나눠 방사선량을 달리하여 쏠 수 있는 최신형 세기조절 기능 IMPT(Intensity Modulated Proton Therapy)도 탑재됐다.

암이 있는 부위에만 방사선 세기를 강하게 하고 나머지 정상 부위에는 양성자가 도달하지 않도록 하여 정밀성과 안전성을 한층 더 강화했다.

뿐만 아니라 삼성서울병원 양성자 치료기는 몸 속 암의 위치를 3차원 영상정보를 통해 정확하게 찾아내도록 돕는 첨단 장비인 콘빔CT를 장착했다. .

양성자 치료 계획을 세울 때 CT를 찍어 암의 위치를 1차로 파악한 뒤, 실제 양성자 치료 시에도 환자가 누운 위치나 자세에 따라 암이 같은 자리에 있는지 콘빔CT로 확인할 수 있도록 했다.

환자 숨결에 암의 위치도 미세하게 틀어지는 만큼 삼성서울병원 양성자 치료센터는 이를 해결하기 위해 호흡동조시스템을 갖췄다.

치료 전 4차원 특수 CT를 찍어 숨쉴 때 암과 장기가 어떻게 움직이는 지 파악하고, 실제 치료 시 실시간으로 호흡상태를 모니터 하여 일정한 호흡주기에서만 양성자를 쏘도록 하는 장비다.

이 밖에도 환자가 가만히 누워있는 상태에서도 환자 위치를 0.1mm 단위로 자동으로 교정이 가능한 로봇 치료대(Robotic Couch)도 환자 편의를 위해 마련됐다.

최두호 양성자치료센터장은 “환자 개개인에 맞춰 최적의 결과를 이끌어 내기 위해 노력을 다할 것”이라면서 “희망은 이 곳에서 시작된다는 센터 비전처럼 최선을 다해 환자 치료에 임할 것”이라고 말했다.

임도훈 방사선종양학과 과장이 양성자 치료에 앞서 환자를 진료하고 있다.
임도훈 방사선종양학과 과장이 양성자 치료에 앞서 환자를 진료하고 있다.

환자 안전 최우선으로 양성자 기반 포괄적 암치료 제공
삼성서울병원 양성자치료센터는 본관 정문 건너편 지상 6층, 지하 4층, 연면적 1만4443㎡(4369평)에 달하는 별도건물에 안전을 최우선으로 설계됐다.

높이 10m, 무게 170톤에 달하는 양성자 치료기 2기를 포함한 치료공간 전체를 2.3m 두께의 순수 강화콘크리트벽으로 빈틈없이 차폐벽을 세웠다.

또 내진설계 기준에 따라 강도 6.5의 지진에도 견딜 수 있게끔 지어졌으며, 폭우나 갑작스런 정전 등 각종 재해에도 대비 가능하도록 시스템을 갖췄다.

뿐만 아니라 양성자 치료센터는 쾌적하면서 독립적 진료환경 구축을 위해 센터 내 진료실과 치료실, CT 모의치료실, 마취회복실, MRI 검사실 등을 따로 마련하여 환자 동선을 최소화하도록 했다.

이와 더불어 삼성서울병원 양성자치료센터에서는 치료 기간 중 환자 대부분이 중증 암환자라는 점을 고려하여 운동, 영양, 심리 등 각 분야 전문가들로 구성된 웰니스 프로그램도 제공될 예정이다.

환자들의 신체 및 심리 상태를 파악하여, 보다 편안하게 치료 받을 수 있도록 하는 한편, 치료 종료 후에는 건강한 일상 생활로 다시 돌아갈 수 있도록 돕는 게 목적이다.

양성자 치료는 평일 오전 8시 30분부터 오후 5시까지 진행되며, 모의 치료를 거쳐 치료설계 후 본격적 양성자 치료는 평균 20회 가량 진행된다. 1번 치료를 받을 때 마다 평균 30~60분 정도 소요되며, 치료대상은 각 암종별 다학제 진료에서 결정된다.

Q. 양성자 치료는 주로 어떤 암이 대상이 되나요?
A. 양성자 치료는 기본적으로 X-선을 이용한 방사선 치료가 적용되는 모든 경우에 이용할 수 있지만, X-선 치료로는 주변의 정상조직을 보호하면서, 종양에 충분한 방사선량을 전달하기 어려운 경우에 주로 적용될 수 있습니다.

소아 종양, 간암 및 췌담도암, 수술이 불가능한 폐식도암, 두경부 및 안종양, 뇌종양 및 뇌기저부 종양, 척추 및 척수 종양, 방사선 치료부위 재발암 등이 그 예가 되겠습니다. 구체적으로 양성자치료 대상이 될 지의 여부는 방사선종양학 전문의 진료를 통하여 환자의 상태 및 치료 목적 등에 따라 결정하게 됩니다.

Q. 양성자 치료는 무엇이고, 어떤 원리로 암세포를 죽이나요?
A. 양성자 치료는 수소 원자의 핵을 구성하는 양성자를 높은 에너지로 가속시켜 암조직을 파괴하는 치료법으로, 암세포의 DNA를 파괴하는 원리는 기존의 방사선치료와 같습니다.

양성자빔은 브래그 피크(Bragg Peak)라는 고유한 물리적 특성을 가지는데, 암 조직이 있는 특정 깊이에서만 많은 에너지를 집중시키고 그 뒤로는 방사선이 남지 않고 소멸되기 때문에 종양 주변의 정상조직에 부작용이 발생할 가능성을 크게 낮출 수 있습니다.

Q. 양성자 치료 시 아프지는 않나요?
A. 양성자 치료 중에는 아무런 통증을 느낄 수 없습니다. 엑스선 검사를 할 때 아프지 않은 것처럼 양성자 치료도 마찬가지입니다. 치료실 방사선사가 안내하는 대로 치료대 위에 편안하게 누워 있거나 엎드려 있으면 됩니다.

Q. 혹시 양성자 치료 후 몸에 방사능이 남아 있지는 않나요?
A 실제로 치료가 진행될 때를 제외하고 옷을 갈아 입거나 치료 준비를 위한 전 처치를 하는 중에는 장비의 작동이 멈추기 때문에 전혀 방사선이 발생하지 않습니다. 따라서 실제 치료시간 외에는 방사선에 노출될 일이 없으며 치료 시 발생된 양성자도 몸 속의 암세포에 영향을 주고 즉시 소멸되기 때문에 치료 후에는 몸 속이나 의복 등에 방사능이 남아 있지 않습니다. 따라서 다른 사람과의 접촉을 피할 필요는 전혀 없습니다.