용어 목록 > 선량체적히스토그램 (Dose Volume Histogram (DVH))

선량체적히스토그램 (Dose Volume Histogram (DVH))

쉽게 풀면

몸속 각 부위가 얼마나 많은 방사선을 받았는지 그래프로 한눈에 보여주는 도구예요. 선량체적히스토그램은 표적이나 정상장기 중 얼마만큼의 부피가 특정 선량 이상을 받았는지를 한눈에 보여주는 그래프입니다.

왜 중요한가

표적이나 위험장기가 받는 선량과 그 선량을 받는 체적의 비율을 그래프로 나타낸 것으로, 여러 치료계획안을 정량적으로 비교하거나 특정 장기의 선량제약 충족 여부를 신속히 판단하는 표준 도구로 활용됩니다.

어떤 절차인가

치료계획 시스템은 CT 영상을 바탕으로 환자 몸의 3차원 선량 분포를 계산합니다. 선량체적히스토그램(DVH)은 이 3차원 분포를, 관심 구조(표적, 위험장기 등)별로 ‘어떤 선량을 받은 부피가 얼마인가’라는 2차원 그래프로 줄여 놓은 것입니다.

1. 구조의 부피를 작은 칸(복셀)으로 나누고, 칸마다 계산된 선량을 구합니다.
2. 선량 구간(bin)을 정하고 구간마다 부피를 모읍니다.
3. 그대로 그리면 미분 DVH(구간별 부피, 일반 히스토그램 모양)가 되고, 해당 선량 이상을 받은 부피를 누적해 그리면 누적 DVH가 됩니다. 누적 DVH는 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 내려가는 곡선입니다.

임상에서는 부피를 전체에 대한 백분율로 나타내는 누적 DVH를 흔히 씁니다. 모든 구조의 곡선을 한 그래프에 겹쳐 그립니다.

언제 쓰고 무엇을 얻나

무엇을 얻나. Drzymala 외(1991)는 DVH가 치료계획을 서로 비교하고 표적 안 선량의 균일성과 인접 정상조직의 고선량 부위를 한눈에 보이게 하는 도구라고 소개하면서, 위치 정보가 사라지므로 계획 평가의 유일한 기준이 되어서는 안 된다고 짚었습니다. 또 DVH는 종양 제어확률(TCP)과 정상조직 합병증확률(NTCP) 계산의 입력으로도 쓰입니다.

자주 쓰는 표기. V_x는 x Gy 이상을 받은 부피(대개 %), D_mean은 평균 선량입니다.

계산 예(가상의 값). 부피 1,000 cc인 장기를 선량 구간으로 나눈 결과가 아래와 같다고 합니다.

V₂₀ = (200 + 100) / 1,000 = 30%, 구간 중앙값으로 어림한 평균 선량은 (5×400 + 15×300 + 25×200 + 35×100) / 1,000 = 15 Gy입니다.

한계. 폐 방사선 폐렴에 대한 정리 논문은 폐렴 발생률이 여러 선량 지표와 관련되며, 뚜렷한 ‘문턱’ 선량-부피 값은 없고 부피와 분할 방식의 영향이 크다고 서술합니다(Marks 외, 2010). 따라서 V₂₀ 같은 수치는 한 계획의 위험을 가늠하는 참고 기준이지 안전과 위험을 가르는 경계선이 아닙니다.

논문에는 이렇게 적는다

• 어떤 구조를 어떻게 윤곽 그렸는지, 선량 계산 방식과 선량 구간의 크기를 적습니다.
• 누적 DVH인지 미분 DVH인지, 부피를 절대값(cc)으로 쓰는지 백분율로 쓰는지 밝힙니다.
• V_x, D_mean 등 사용한 지표를 정의하고, 총선량과 분할 횟수를 함께 적습니다.
• 두 계획의 곡선이 교차하면 지표 한두 개로 우열을 정하지 말고 어느 구간이 임상적으로 중요한지 설명합니다.
• DVH만으로는 고선량 영역이 장기의 어디에 있는지 알 수 없으므로, 필요하면 선량 분포 영상(등선량곡선)을 함께 제시합니다.

예: 폐 V20은 계획 A에서 30.0%, 계획 B에서 24.5%였다(가상의 값).

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

폐 전체 부피 중 20그레이 이상을 받은 부분이 30%를 넘으면 폐렴 부작용 위험이 커진다는 지표로 판단했다는 뜻입니다.

이러한 비교는 선량체적히스토그램이 치료계획 간 우열을 정량적 수치로 판단할 수 있게 해주는 핵심 평가 도구임을 보여준다.

조금 더 깊게 보면

선량체적히스토그램은 선량이 어느 정도인지와 체적이 얼마나 되는지는 알려주지만 그 고선량 영역이 장기의 어느 위치에 몰려 있는지는 알려주지 않아, 공간적 분포 확인을 위해서는 실제 선량분포 영상을 함께 검토해야 합니다. 선량체적히스토그램은 표적이나 정상장기가 특정 선량 이상을 받는 부피의 비율을 그래프로 나타내, 여러 치료계획을 같은 기준으로 비교하거나 특정 장기가 제한선량을 초과하는지 정량적으로 확인하는 데 사용됩니다. 다만 이 그래프는 선량 정보를 위치와 분리해 요약한 것이라, 특정 장기 중 어느 부위가 고선량을 받았는지는 별도로 등선량곡선을 함께 확인해야 알 수 있습니다. 치료계획을 승인하기 전 각 장기별로 미리 정해둔 제한선량 기준을 히스토그램 그래프 위에서 만족하는지 확인하는 것이 표준적인 검토 절차입니다.

주의할 점

DVH는 선량의 공간적 위치 정보를 담지 않으므로, 동일한 DVH라도 실제 선량분포 형태는 다를 수 있어 등선량곡선과 함께 검토해야 합니다. 선량체적히스토그램은 계산에 사용된 장기 윤곽 설정에 크게 의존하므로, 윤곽이 부정확하게 그려지면 실제와 다른 그래프가 산출되어 잘못된 판단으로 이어질 수 있습니다. 두 계획의 히스토그램 곡선이 교차하는 경우에는 어느 계획이 우월한지 단순 비교로 판단하기 어려워 임상적 맥락을 함께 고려해야 합니다.

헷갈리기 쉬운 용어

참고 문헌

1. Drzymala, R. E., Mohan, R., Brewster, L., Chu, J., Goitein, M., Harms, W., and Urie, M. (1991). Dose-volume histograms. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 21(1), 71-78.
2. Marks, L. B., Bentzen, S. M., Deasy, J. O., Kong, F. M., Bradley, J. D., Vogelius, I. S., et al. (2010). Radiation dose-volume effects in the lung. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 76(3 Suppl), S70-S76.
3. Bentzen, S. M., Constine, L. S., Deasy, J. O., Eisbruch, A., Jackson, A., Marks, L. B., et al. (2010). Quantitative Analyses of Normal Tissue Effects in the Clinic (QUANTEC): an introduction to the scientific issues. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 76(3 Suppl), S3-S9.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.

관련 용어