[온열치료 전문가 칼럼20] 고주파온열암치료기 하이딥600WM의 시판 후 임상평가 보고서 - 2부

[온열치료 전문가 칼럼20] 고주파온열암치료기 하이딥600WM의 시판 후 임상 평가 보고서 - 2부

본 칼럼은, 19편 칼럼 하이딥600WM의 시판 후 임상 평가 보고서-1부의 보고서 A의 내용에서 이어집니다.

보고서 B: 하이딥600WM에 대한 임상 평가 보고

치료법
이 보고서에서 평가된 하이딥600WM 시스템은 정상적인 사용 조건에서 유럽 의료기기 표준 지침 93/42/EEC 문서 I, 3항에 명시된 모든 요구 사항을 충족한다. 제조사 안드로메딕(AndroMedic s.r.l) 이 제공한 설명서의 사용 지침 또한, CE에서 제시하는 장비 운용 및 치료 과정을 준수했다. 특히, 국제 문헌 및 현대 온열치료 표준 제시의 근간인 2004년 오사카 합의 온열치료 국제회의(각주 1)에서 나열된 부작용을 고려할 때 부작용은 보고되지 않았다.

[사진1] 고주파온열암치료 시스템 하이딥600WM (이미지 출처: 하이딥.kr)

 

표재성 온열요법의 일반적인 부작용은 피부 화상이다(재발성 유방 종양 환자의 약 25%에서 발생함). 이와 반대로, 심부 온열요법 치료 시 피부 표면은 전극에 탑재된 쿨링 시스템에 의해 냉각되었으므로 심부 조직만 주입된 열을 경험하게 된다. 피하 지방이나 근육 조직은 주입 온도가 너무 높으면 환자가 경험하지 못했던 압박감을 느낄 수 있는데, 그러므로 환자는 이를 불쾌감으로 인식할 수 있다.

심부 온열 치료시 발생할 수 있는 피하 지방이나 근육 조직의 열 정체로 인한 핫 스팟(Hot spot)은 대개 통증은 없지만, 홍반이 자연적으로 사라질 때까지 최소 며칠 내지 최대 몇 주 동안 말랑한 멍울이 맺힌 것과 같은 피하에서 뭉친 느낌이 들 수 있다.

피하 조직 핫 스팟은 심부 온열요법으로 치료받은 환자의 3~12%에서 발생하며, Radiative 방식 심부 온열요법(0~3%)을 사용하는 것보다 Capacitive 방식 심부 온열요법(5~16%)을 사용하는 경우 더 자주 발생한다.(1, 2, 3) 그럼에도 불구하고, 용량성 온열요법(혹은 정전용량 방식, Capacitive 방식)은 전극에 위치한 쿨링 시스템에 의해 피부 표면을 미리 냉각시킴으로써 이러한 핫 스팟 생성이 감소할 수 있다(4).

J.Van der Zee 박사가 이끄는 네덜란드 로테르담 온열요법 센터(Hoed Cancer Centre)에서도 사전 냉각 방식을 사용하여 하이딥600WM과 유사한 용량성 시스템을 실험했는데, 30분간의 사전 냉각 후에 RF 에너지를 공급해 환자가 견딜 수 있는 수준이 되었다(5). 이러한 냉각 방식은 저항력이 덜하고 고장 및 파손 또는 손상이 쉬운 물주머니 방식(water bolus)이 탑재된 로테르담 온열요법에서 사용된 시스템보다 내구성이 뛰어나고 안정적인 통합 냉각 시스템을 갖춘 하이딥600WM은 사용이 더 용이하다. 여기서 언급된 핫 스팟은 올바른 냉각 시스템이 없는 장비를 사용 할 때 부작용이 발생하는 것으로 보고된다. 다른 장비가 가진 쿨링 시스템의 복잡함을 간소화하고 기술적으로 더 정교한 하이딥600WM 시스템을 사용할 때는 이러한 문제가 크게 감소했다.

하이딥600WM시스템은 기존 water bolus 전극 방식과는 달리, 전극 어플리케이터인 안테나 내부에 매우 효과적인 통합 냉각 시스템이 탑재되어 있다.

 

헬싱키 선언
모든 치료법은 헬싱키 선언(각주 2) (세 번째 검토, Honk Kong 1989)에 의거해 수행되었다. 수행한 치료는 임상 연구 분야에서 이용할 수 있는 최상의 치료법으로 위약 대조 시험은 아니었음을 밝힌다. 헬싱키 선언 개정판(4차 검토, Somerset West-South Africa 1996)까지도 반영하였음을 명시한다.

방법
본 연구는 1상과 2상으로 나눠 치료했다. 일차적으로 환자의 부작용을 주로 고려하여 하이딥600WM 치료 시 발생 가능한 독성을 평가하고, 이차적으로 환자의 치료 순응도를 고려해 최대 치료 효과를 평가하는 것을 목표로 했다. 하이딥600WM을 사용해 대략 4,000건의 치료를 수행했고, 이는 종양 병리학의 다양한 측면에서 수행된 다양한 관찰 및 조사에 과학적 타당성을 제공하기에 충분하다. 정상적인 사용 조건에서 하이딥600WM장비를 평가하기 위해 개발·제조 회사(Andromedic s.r.l)의 지침 및 프로토콜에 따라 절차 및 특정 임상 시험을 수행했다.

다음은 환자에 대한 하이딥600WM장치의 보안, 기능 및 효과에 관한 측면을 평가한 내용이다. 안전성 측면에서 하이딥600WM은 심장 박동기나 심장 제세동기를 착용한 사람이나 임상적으로 명백히 복수가 찬 사람과 같이, 특정한 환자군에 사용이 금지된다.

하이딥600WM의 탁월한 냉각 시스템은 치료 중 환자의 피부 표면 온도를 11~12°C로 유지시켰으며, 치료 목적이 표재성 암(피부 또는 피부 아래층)인 환자의 경우에만 피부 표면 온도를 20°C까지 높였다.

특별히 등록할 만한 부작용은 없었다. 하이딥600WM은 수동으로 온도를 조절하는 '표준 모드’와 온도를 자동으로 조절하는 '종양 병리학 프로토콜'(각주 3)모드, 모두에서 개발·제조회사가 제시한 대로 수행되었다. 하이딥600WM을 ‘종양 병리학 프로토콜 모드’로 작동 시, 환자의 손상이나 부작용을 방지하기 위해 뇌종양, 목 선종증과 같은 일부 병리에 대해 특정 온도를 초과할 수 없도록 설계된 안전한 기계이다.

하이딥600WM시스템을 기존에 출시된 다른 장비들과 동일한 기준으로 평가했다. 고주파 온열 암치료가 환자에게 미치는 영향은 치료적 독성 또는 부작용으로 구분할 수 있는데, 국소 온열요법은 방사선요법, 화학요법과 병행하여 시행되므로 전반적인 치료 과정에서 발생할 수 있는 모든 부작용을 고려해야 한다.

국소 온열요법의 치료 효과는 부분적 또는 전체적 종양 감소(25~50%) 측면에서 좋은 결과를 보여줬다. 이 요법을 적극 권장하고 보편적인 치료법으로 인정하는 일부 재발성 흉벽암 사례에서 매우 훌륭하고 완전한 반응이 나타났다. 질병이 진행돼 확산된 경우, 고식적 치료로서 온열요법을 사용했으며 치료 반응률은 25~50%였다. 더군다나, 그 결과는 질병이 진행 중이거나 퇴행하지 않은 소위 '안정적인 질병 상태'라는 반응까지도 포함했다.

진행성 복막암종증(Peritoneal carcinomatosis)이나 췌관 선암종(pancreatic ductal adenocarcinoma)과 같은 매우 공격적인 형태의 원시 신생물의 경우와 같은 질병에 진행된 경우를 포함하고 있으며, 기존 치료 경험이 있는 재발성 악성 교모세포종 환자 24명 중 9명에서 질병의 안정화를 기록하였다.

이 보고서는 다른 장비와 달리 이러한 종류의 종양 치료까지도 하이딥600WM을 사용 평가했고, 제시된 종류의 암종 치료에 적극 권장된다.

시험에 참여한 대다수의 환자는 이전에 보조적 혹은 근치적 목적의 방사선 요법, 1차, 2차 또는 3차 화학요법과 같은 기존 치료법으로 치료를 받아 왔다. 이들 재발암 사례는 모두 전리방사선, 항암 세포 제제 등 일반적인 치료법만으로는 치료가 어렵다.

특히, 혀 밑 부분의 재발성 신생물이 있는 환자는 급진적 방사선 요법과 화학 요법 및 3가지 약물의 전체 용량 병용 요법으로 각기 다른 시간에 치료를 받았을 때 20%의 치료 반응률을 보인 반면, 같은 환자를 하이딥600WM 온열요법과 함께 앞서 사용한 3가지 약물 중 1가지 약물만 75%를 투여한 후 50%의 치료 반응률을 보였다. 또 다른 케이스인, 이미 방사선 치료가 완전히 종료된 뼈 전이암 환자는 하이딥600WM 온열 요법의 첫 치료 직후 통증이 개선되었다고 보고했다. 환자는 두 번째 치료 후 통증 감소는 물론, 기분이 훨씬 좋아져 더 이상 목발을 사용할 필요가 없다고 전했다. 이 두 사례는 통계자료로 활용할 수 없는 증례보고이지만, 그 특이하고 놀라운 결과이므로 별도의 문헌으로 보고됐다.

 

사고
하이딥600WM은 출시된 이래로 병원에서 환자 치료와 관련하여 보고된 사고 사례는 없었다.

타 장비와는 달리 효과적으로 콤팩트 화에 성공한 하이딥600WM장비는 인버터 방식의 새로운 냉각 회로를 탑재하기 위해, 전극 전체를 실리콘으로 결합한 유연한 소재의 방식으로 특별히 구현하여 이탈리아 특허를 취득한 안테나로 설계 제작한 것이 그 일례일 것이다.

이 특별한 전극 방식 개발의 도입 배경은 장비 사용 중에 전극이 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로 추정할 수 있다. 실제로 지금까지 임상에서 사용하는 모든 장비(Radiative or Capacitive)는 앞서 언급한 물주머니(Water bolus) 방식의 냉각 시스템을 탑재하여 치료 중 손상률이 매우 높은 편이다.

또한 하이딥600WM장비는 미연의 사고를 예방하기 위한 경보 기능이 탑재돼 있다. 예를 들어, 케이블 과열, RF 발생기 또는 안테나 냉각 시스템 문제 발생 시, 무선 주파수 공급이 즉각 중단된다. 환자의 안전을 위해 고주파 공급이 10분간 중단되고, 일시적 중단에 따른 출력 감소 후 안전모드로 전환되어, 불편함 없이 치료를 계속하고 안전하게 완료할 수 있도록 설계되었다.

매우 드문 상황이지만, 개발·제조사가 제시한 치료실 환경이나 권장 실내 온도가 준수되지 않을 때 발생할 수 있는 이러한 케이스에서는 '종양학적 병리학 프로토콜'이 매우 유용하게 적용된다. 이 프로토콜 시행 시, 공급되는 에너지가 전반적으로 감소하므로 과열 가능성이 줄어든다. 펄스(PULSE)파(각주 4)라고 불리는 에너지 공급 방식은 하이딥600WM의 독점적인 기술적 특성으로 다른 용량성 온열치료 장비나, 방사성 온열치료 장비에는 없는 기술이다.

요약하자면, 하이딥600WM은 인버터 방식 냉각 시스템 안테나와 종양학적 병리학 프로토콜을 탑재한 중요한 특징을 두 가지를 가지고 있는 것이다. 이러한 하이딥600WM만의 특성을 통해 장비 사용 병원은 치료 중단 가능성을 최소화하면서도 효율적인 부가적인 유지 관리 작업을 할 수 있으며, 환자의 순응도를 높이면서도 안전한 치료에 임할 수 있다.

하이딥600WM은 치료 시행 중 기계에 의한 치료 중단이 발생할 가능성이 매우 적고, 치료 시작 후 종료 시까지 부가적인 세팅이나 조정이 필요치 않아 운영자 친화적이다. 예를 들어, Water bolus손상과 같은 불필요한 유지 보수 작업을 요하지 않아 비용 관리적 측면에서도 매력적이다.

마지막으로, 하이딥600WM시스템의 출시 후 임상적 평가를 위한 모든 조사는, 종양학 및 방사선 치료 전문 의사의 책임하에 안전법 및 규정에 따라 장비를 사용할 목적으로 적절하게 승인된 의료 환경에서 수행했음을 밝힌다. 또한 모든 절차와 작업 환경은 정기적으로 검사에 참석하는 TÜV Italia(인증, 검사, 테스트 및 교육 시험원)의 인증을 받고 수행했음을 밝힌다.

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각주:

1. 국제 문헌 및 2004년 오사카 합의 온열치료 국제회의 (Kadota Fund International Forum 2004. Application of thermal stress for the improvement of health, 15–18 June 2004)
참조: https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/02656730701883675

2. 헬싱키선언: Declaration of Helsinki, 1964년 필란드 헬싱키에서 열린 세계의사협회 총회에서 채택한 의료윤리선언

3. 종양병리학 프로토콜: 하이딥600WM 시스템에 내장된 종양별 치료 프로토콜을 말하며 수동셋팅 없이 각 환자의 종양별 자동 맞춤 치료 프로토콜임.

4. 펄스파(PURSE WAVE): 펄스파는 전기의 흐름이나 물체의 진동 현상 등 일련의 파동으로 그 파형은 주파수 분석기로 측정하면 직사각형 모양의 사각파를 보인다. 특정 정현파 주파수 대역이 펄스파형에 가까울수록 동일한 에너지를 가지고 있음을 나타낸다. 아래의 주파수 분석 그래프에서처럼 하이딥600WM에서 발생하는 반송주파수 13.56Mhz 고주파 신호는 주파수변조방식의 사인파이다. 여기에 하이딥600WM은 디지털 진폭변조(ASK모드) 신호를 동시에 발생시켜 오른쪽 그림과 같이 펄스파형의 치밀한 전자기장으로 형성함으로써 세포를 자극하며 환자의 순응도를 올려준다.

하이딥600만의 13.56MHz와 AM modulation 변조주파수

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References:

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2. Hiraoka M, Jo S, Akuta K, Nishimura Y, Takahashi M, Abe M. Radiofrequency capacitive hyperthermia for deep-seated tumors II. Effect of thermoradiotherapy. Cancer 1987;60:128–135.

3. Petrovich Z, Langholz B, Gibbs FA, Sapozink MD, Kapp DS, Stewart RJ, Emami B, Oleson J, Senzer N, Slater J, et al. Regional hyperthermia for advanced tumors: A clinical study of 353 patients. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1989;16: 601–607

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5. Van Rhoon GC, van der Zee J, Broekmeyer-Reurink MP, Visser AG, Reinhold HS. Radiofrequency capacitive heating of deep seated tumors using pre-cooling of the subcutaneous tissues: results on thermometry in Ducht patients. Int J Hyperthermia, 1992 Nov-Dec; 8(6): 843-54.