방사선치료의 원리(기전)

방사선치료는 고에너지 방사선을 이용하여 암세포의 유전물질인 DNA(deoxyribonucleic acid)를 손상시켜 세포의 증식과 생존을 억제하는 치료입니다. 방사선은 다음과 같이 직접·간접적인 방식으로 세포에 작용합니다.

직접 작용	간접 작용
방사선이 DNA에 직접 충돌하여 이중가닥 절단(double-strand break) 등 치명적인 손상을 일으킵니다.	방사선이 세포 내 물 분자를 이온화하여 활성산소(reactive oxygen species, ROS)를 생성하고, 이들이 DNA를 손상시킵니다.

이러한 DNA 손상으로 인해 암세포는 정상적으로 분열할 수 없게 되며, 그 결과 일부 세포는 세포 분열 도중 사멸하고, 일부는 세포 노화 또는 세포자멸사 과정을 통해 죽게 됩니다.

방사선은 정상세포와 암세포 모두에 영향을 미치지만, 암세포는 DNA 손상을 복구하는 능력이 정상세포보다 낮아 상대적으로 더 큰 영향을 받습니다. 정상세포는 어느 정도의 시간이 지나면 회복할 수 있지만, 암 조직은 충분히 회복하지 못합니다. 이를 이용해 정상세포의 손상을 최소화하고 암 조직을 효과적으로 파괴합니다.

치료 목적에 따른 분류 

① 근치적 방사선치료	완치를 목표로 시행하는 치료입니다. 종양이 비교적 국소 상태에 있을 때 방사선치료를 단독으로 또는 다른 치료와 병행하여, 암의 완치를 위한 주된 치료법으로 사용할 수 있습니다.
② 보조적 방사선치료	수술 전 또는 수술 후에 보조적으로 시행합니다. 수술 후 방사선치료는 남아 있을 수 있는 미세한 암세포를 제거하여 재발 위험을 낮추고, 수술 전 방사선치료는 종양 크기를 줄여 수술로 완전 제거의 가능성을 높이기 위해 시행합니다.
③ 완화적 방사선치료	완치가 어려운 경우 증상 완화를 목적으로 시행합니다. 통증, 출혈, 신경 압박 등으로 인한 증상을 줄이거나 예방합니다. 치료 기간이 비교적 짧고 부담이 적으며, 약 70~80%의 환자에서 증상 완화를 기대할 수 있습니다.
④ 예방적 방사선치료	특정 상황에서 암의 진행이나 합병증을 예방하기 위해 시행합니다. 암이 전이될 가능성이 높은 장기에 미리 방사선을 조사하거나, 골(뼈) 전이 환자에서 병적 골절의 위험을 줄이기 위해 시행할 수 있습니다.

치료방법에 따른 분류 

① 외부 방사선치료 

선형가속기 등 방사선 발생 장치를 이용하여 체외에서 생성한 고에너지 방사선을 환자의 몸 밖에서 조사하여, 몸 내부의 종양에 도달하게 함으로써 암세포를 치료하는 방법입니다. 엑스선, 전자선 외에도 양성자나 중입자와 같은 다양한 입자선이 사용될 수 있습니다. 치료 시 통증이 없으며, 1회 치료 시간은 수 분 이내입니다. 전체 치료 기간은 치료 목적과 종양의 특성에 따라 달라집니다. 치료 범위는 종양 부위와 암세포가 퍼져 있을 가능성이 높은 부위를 포함하여 설정합니다.

② 근접치료(내부 방사선치료)

방사선을 발생시키는 방사성 동위원소를 인체 조직 내에 직접 삽입하거나 자궁, 비인강, 기관지, 식도, 담도 등에 관을 통해 삽입하여 치료하는 방법입니다. 암 조직 내부 또는 그 주변에 직접 방사선을 조사하므로 정상조직으로의 방사선량은 최소화하면서 암 조직에는 높은 방사선량을 전달할 수 있습니다. 단독 또는 외부 방사선치료와 병행하여 시행됩니다.

방사선치료의 과정 

방사선치료를 처음 받는 환자분들이 가장 낯설게 느끼는 부분이 바로 치료 전 준비 단계입니다. 담당의사에게 방사선치료를 권유받은 뒤 실제 첫 치료가 시작되기까지 보통 1~2주가 소요되는데, 이 기간 다음과 같은 과정이 이루어집니다.

① 모의치료 

방사선치료를 위해 전용 CT촬영을 따로 시행합니다. 이 촬영은 진단 목적이 아니라, 컴퓨터를 이용하여 종양의 정확한 위치·크기·모양과 주변 정상 장기와의 관계를 입체적으로 파악하고, 최적의 방사선 조사 경로를 설계하기 위한 것입니다. 

 - 촬영 시 실제 치료와 동일 자세를 취하며, 필요시 고정 기구(열가소성 마스크, 전공쿠션 등)를 제작하여 치료마다 자세가 일정하게 유지되도록 합니다.
- 조영제를 사용하기도 하며, 이전에 조영제 부작용이 있었다면 사전에 반드시 의료진에게 알려야 합니다. 
 - 필요시 치료 위치를 표시하기 위해 피부에 마킹하기도 합니다. 

② 치료계획 수립

시뮬레이션 영상을 바탕으로 방사선종양학과 전문의, 의학물리사, 치료방사선사가 협력하여 최적의 치료계획을 수립합니다. 종양에 충분한 방사선량을 전달하면서 주변 정상 장기가 받는 방사선량을 최소화하는 방향으로 계획이 설계됩니다.

③ 방사선치료의 시작 

방사선치료실에 처음 들어가면 큰 기계와 낯선 환경에 긴장하기 쉽습니다. 미리 치료과정을 이해하면 불안을 크게 줄일 수 있습니다. 

단계	내용	소요시간
① 접수 및 대기	원무과 또는 방사선치료실 접수 후 대기	5~10분
② 탈의 및 준비	치료 부위에 따라 해당 부위 의복 탈의, 고정 기구 착용	5분
③ 치료 위치 설정	치료사가 환자 위치를 조정	5~10분
④ 영상 확인	치료 전 영상촬영으로 위치 재확인(일부 환자 해당)	3~5분
⑤ 실제 방사선 조사	치료사는 조종실로 이동, 방사선 조사 시행	2~5분
⑥ 종료 및 퇴실	기계 이동 후 환자 기구 제거, 퇴실 가능	3~5분

④ 방사선치료 종료 후 추적관찰 

방사선치료가 끝났다고 해서 관리가 끝나는 것은 아닙니다. 치료효과를 확인하고, 재발이나 후기 부작용을 조기에 발견하기 위한 검사 등을 시행하며 정기적인 추적관찰이 필요합니다. 치료 종료 후 수개월~수년에 걸쳐 부작용이 나타나기도 하므로, 증상이 없더라도 정해진 일정에 따라 진료가 필요합니다. 

특수 방사선치료의 종류 

정상조직의 손상을 최소화하면서 종양세포만 선택적으로 방사선치료의 효과를 높이려는 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 기존의 방사선치료에서는 방사선이 암세포뿐만 아니라 방사선에 노출된 정상조직도 파괴하여 이로 인한 부작용이 나타났었습니다. 그러나 최근에는 CT(전산화단층촬영)나 MRI(자기공명영상)의 첨단 영상을 활용하여 종양의 위치, 크기, 모양을 입체적으로 재구성하여 정상조직은 최대한 보존하고, 종양세포에만 집중적으로 방사선을 조사하는 특수 방사선치료가 이루어지고 있습니다. 특수 방사선치료가 발달함에 따라 기존의 다른 치료법(수술, 항암제 등)과 함께 사용하여 암이 발생한 장기를 상실하지 않으면서도 비슷한 수준의 치료효과를 얻을 수 있게 되었습니다. 또한 통증과 출혈 없이 뇌종양 수술을 하는 것도 가능하게 되었습니다. 

① 3차원 입체조형 방사선치료(3D-CRT) 

컴퓨터와 방사선 치료기기의 발달로 환자로부터 얻은 CT(전산화단층촬영)나 MRI(자기공명영상)의 진단 영상들을 첨단화된 소프트웨어를 이용하여 입체적으로 분석하는 것이 가능하게 되었습니다. 3차원 입체조형 방사선치료는 이를 이용하여 종양과 정상 장기들을 입체적으로 재구성하고, 방사선을 쪼는 종양의 위치와 방향 역시 입체적으로 조절하고 결정합니다. 즉, 주변의 정상조직을 최대한 보호하면서 종양 부위에만 방사선이 조사되도록 종양의 모양과 거의 같은 방사선 분포를 갖는 3차원적 치료가 가능하게 되었습니다. 

이런 3차원 입체조형 방사선치료를 위해서는 3차원 입체조형 치료계획용 컴퓨터와 방사선 조사에서 바라본 인체 내부구조(beam's eye view)를 3차원적 영상으로 재구성할 수 있게 해 주는 입체조형 모의치료기, 입체조형치료가 가능한 선형가속기 등이 필요합니다. 일반 방사선치료는 1~4개 정도의 동일한 평면조사면을 사용하는 반면, 3차원 입체조형 방사선치료는 4~10개 정도의 동일 또는 비동일 평면조사면을 사용합니다. 

따라서 치료시간이 좀 더 많이 소요되나, 정상조직에 조사되는 방사선량을 극소화시킬 수 있고 부작용을 최소화할 수 있습니다. 궁극적으로는 종양에 더 많은 양의 방사선을 조사할 수 있어 치료효과, 즉 암의 치료율을 극대화할 수 있습니다.

② 세기조절 방사선치료(IMRT: Intensity Modulated Radiotherapy)

세기조절 방사선치료는 방사선 차폐 장치인 다엽 콜리메이터를 컴퓨터로 정밀하게 조절하여 방사선 조사범위를 수백 개의 조각으로 나누어 개별적으로 선량을 조사하는 방식의 첨단 방사선치료 방법입니다. 마치 화가가 정밀한 그림을 그리듯 방사선량을 조절할 수 있어 암 부위만 집중적으로 치료하는 것이 가능합니다. 이러한 방식으로 기존의 3차원 입체조형 방사선치료보다 더욱 정밀한 방사선치료가 가능하며, 정상조직에 나타나는 부작용을 최소화할 수 있습니다.

예를 들면 비인두암, 인두암, 하인두암, 구강암, 성문암 등은 기존 방사선치료를 시행하면 침샘이 파괴되어 구강 건조증이 문제가 되는데, 세기조절 방사선치료는 침샘으로의 방사선량을 최소화하여 구강 건조증을 감소시킬 수 있습니다. 전립선암은 전립선과 직장, 방광이 매우 근접하게 위치하여 기존 방사선치료로는 합병증 없이 전립선암 부위에 충분한 양의 방사선을 조사하기가 어려웠습니다. 그러나 세기조절 방사선치료를 이용하면 직장, 방광 등에 방사선치료의 합병증을 최소화하면서 암 치료율을 높일 수 있게 되었습니다. 뇌종양, 자궁경부암, 간암, 폐암, 유방암 등 거의 모든 암에 세기조절 방사선치료가 적용되고 있으며, 그 적용 영역도 확대되고 있습니다. 

③ 영상유도 방사선치료(IGRT: Image guided radiotherapy)

방사선치료 기기에 CT, MRI, PET와 같은 영상기능을 추가시킴으로써 치료 전과 후의 신체 내 종양의 이미지 변화를 3차원적으로 비교할 수 있습니다. 이로써 종양의 크기와 위치를 치료할 때마다 관찰하여 오차를 최소화할 수 있으며, 종양을 정상조직과 정확히 구별할 수 있어 종양이나 장기 기능의 중요도에 따라 최적의 치료선량을 부여할 수 있게 되었습니다. 분할치료 시에는 방사선치료로 인한 종양의 위치, 크기, 형태 변화 등의 표적 변화가 발생할 수 있는데, 이로 인한 부정적 효과를 최소화하기 위해서는 영상촬영을 통해 계속 종양의 크기와 위치를 확인하는 것이 중요합니다. 영상유도 방사선치료란 이러한 방법을 이용하여 시술하는 치료기술을 총칭하며, 토모치료는 그 중 하나입니다.

※ 토모치료(Tomotherapy)
토모치료는 고에너지 엑스선을 이용한 외부 방사선치료의 한 종류로서, 다른 치료기와 달리 CT와 같은 모양을 하고 있어 '토모치료기'라고 불립니다. 이 치료기의 특징은 CT(computed tomography) 영상을 얻는 것과 유사하게 나선형의 회전이 가능하기 때문에 정교히 계산된 5만개 이상의 작은 방사선 조각을 360도 회전하면서 조사하여 나선형의 세기조절 방사선치료를 구현한다는 것입니다. 또한 이 치료기를 이용하여 얻은 고에너지 CT영상으로 치료 전 종양의 위치를 실시간 확인하여 영상유도 방사선치료와 세기조절 방사선치료를 시행합니다.

④ 정위방사선치료(정위방사선수술 및 체부정위방사선치료)

정위방사선치료란 전산화단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 등의 영상을 이용하여 종양의 3차원적 위치를 정확하게 파악한 뒤, 여러 방향에서 고선량의 방사선을 종양에만 집중적으로 조사하는 안전하고 비침습적인 치료법을 말합니다. 칼로 절개하지 않고도 수술에 준하는 효과를 얻을 수 있어 "방사선수술"이라고도 부르며, 주변 정상조직에 대한 방사선 조사를 최소화하면서 종양을 정밀하게 치료할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다.

정위방사선치료는 치료 부위와 방법에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있습니다. 첫째, 정위방사선수술(SRS, Stereotactic Radiosurgery)은 주로 두개강과 두경부 내의 종양이나 혈관 기형 등을 대상으로 하며, 두개골을 잘라내지 않기 때문에 뇌수술 시 따르던 위험이나 합병증을 최소화하면서 수술과 동등한 또는 더 나은 치료효과를 얻을 수 있는 획기적인 무혈 치료법입니다. 통상 1회에 고선량을 집중조사하는 방식으로 진행합니다. 둘째, 체부정위방사선치료(SBRT, Stereotactic Body Radiation Therapy)는 뇌 이외의 신체 부위, 폐, 간, 전립선, 척추, 췌장, 신장 등에 발생한 종양에 적용하는 방법으로, 통상 1~5회에 걸쳐 고선량을 정밀하게 조사합니다. 기존의 수십 회에 걸친 통상적 방사선치료에 비해 치료 기간이 대폭 단축되고, 수술이 어렵거나 전신 상태가 좋지 않은 환자에게도 적용할 수 있어 최근 임상에서 활발히 시행되고 있습니다. 

정위방사선치료에 사용되는 장비로는 정밀 다엽 콜리메이터(MLC)와 영상유도장치를 갖춘 최신 선형가속기, 감마나이프, 사이버나이프 등이 있습니다.

㉠ 선형가속기를 이용한 정위방사선치료

선형가속기를 이용한 정위방사선치료는 감마나이프나 사이버나이프와 달리 정위방사선치료 외에 일반 외부방사선치료도 동일한 장비로 시행할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다. 또한 1회에 치료를 마치는 방식 외에, 수회(2~5회)에 나누어 조사하는 분할 정위방사선치료도 가능하다는 장점이 있습니다. 세기조절 방사선치료(IMRT)나 체적조절호형치료(VMAT) 등 다양한 첨단 치료기법과도 병합하여 사용할 수 있어 치료 적용범위가 매우 넓습니다. 최신 선형가속기에는 정밀 다엽 콜리메이터와 영상유도장치가 기본으로 탑재된 경우가 많아 별도의 장비 장착 없이도 정위방사선치료가 가능합니다. 

일시에 고선량을 안전하게 종양에만 투여함으로써 기존 수술에서의 마취 위험과 치료 후 합병증을 감소시킬 수 있고, 수술로만 제거할 수 있었던 복잡한 두개강과 두경부 내의 종양을 안전하고 비수술적인 방법으로 제거할 수 있게 되었습니다. 또한 선형가속기를 이용한 정위방사선치료는 기존의 수술과 동등한 또는 더 나은 치료효과를 얻을 수 있어 획기적인 첨단 방사선치료법으로 인정받고 있습니다. 

한편 뇌 이외의 신체부위 종양에 대해서는 체부정위방사선치료를 선형가속기로 시행할 수 있습니다. 폐암, 간암, 척추종양, 췌장암, 신장암, 전립선암 등에서 1~5회의 고선량 방사선을 정밀하게 집중 조사하여 수술에 준하는 치료 효과를 얻을 수 있으며, 수술이 어렵거나 마취의 위험이 높은 환자에게도 안전하게 적용할 수 있습니다.

㉡ 감마나이프(Gamma Knife)

감마나이프는 두개강 내 종양을 두피나 두개골의 절개 없이 컴퓨터를 이용하여 방사선물질에서 방사되는 감마선을 각각 다른 방향에서 종양에 초점을 맞추어 조사함으로써, 정상적인 뇌조직에는 영향을 최소화하고 종양에만 높은 에너지의 방사선을 조사하는 정위방사선수술이 가능한 치료장비입니다. 조사 초기에 에너지를 잃어버리는 감마선의 특성 때문에 단순히 감마선을 머리에 조사할 때는 두개강 깊은 곳에 존재하는 종양보다는 피부나 정상 뇌조직이 방사선에 더 많이 노출됩니다. 따라서 뇌종양에는 방사선을 집중적으로 조사하면서도 종양 주변과 방사선이 지나는 경로에는 방사선을 최소화하는 특별한 방법이 필요합니다.

감마나이프는 머리 주위에 192개의 방사선원을 반구형으로 배치하여 각기 다른 방향에서 감마선을 조사하고 반구 중심에서 모든 감마선이 교차하도록 하였습니다. 이렇게 함으로써 방사선원 하나에서 나온 감마선이 지나는 경로의 정상조직은 영향을 받지 않으면서 각 방향으로 들어간 감마선의 중심에 최대 에너지를 형성하고 종양을 파괴하게 됩니다. 초기 감마나이프 모델에서는 침습적인 금속의 머리고정틀(Frame)을 두개골에 핀으로 고정하는 방식을 사용하였으나, 최신 감마나이프 모델에서는 열가소성 마스크를 이용한 비침습적 고정(Frameless)치료가 가능해졌습니다. 또한 두개강뿐만 아니라 두경부 일부 영역까지 치료 범위가 확정되었으며, 여러 번에 나누어 치료하는 분할 정위방사선치료도 가능합니다. 통상적으로 3cm 이하의 종양 치료에 가장 적합하나, 분할치료를 통해 더 큰 병변에도 적용할 수 있습니다.

감마나이프의 주요 치료 대상은 뇌혈관 질환으로 수술이 어려운 부위의 뇌동정맥기형 등이 있으며, 양성종양으로는 청신경초종, 뇌수막종, 뇌하수체선종, 두개인두종 등이 있습니다. 악성종양으로는 전이성 뇌종양과 각종 악성 뇌종양이 대상이 되며, 그 외에 삼차신경통 등 기능적 뇌질환에도 활용됩니다.

㉢ 사이버나이프(CyberKnife)

실시간 영상유도 추적기술을 이용하여 로봇팔에 장착된 선형가속기에서 방사선을 조사하는 정위방사선수술 및 체부정위방사선치료가 가능한 장비입니다. 감마나이프와 달리 뇌종양 이외에 다른 종양에도 적용이 가능하고, 분할 치료가 용이하다는 장점을 가지고 있습니다. 선형가속기, 로봇팔, 병변 추적장치, 치료용 컴퓨터 등으로 구성되어 있으며, 방사선 조사 장치인 선형가속기를 소형-경량화하여 로봇팔에 장착하여 사용합니다.

먼저 실시간 영상유도 기술을 이용하여 환자와 표적 종양의 위치를 파악한 후, 컴퓨터 제어하에 종양에만 집중적으로 조사할 수 있도록 로봇팔을 조절하여 방사선을 조사합니다(최대 1,296개의 방향에서 방사선 조사가 가능). 이때, 종양 추적장치에는 엑스선을 조사하여 치료대 위에 누워있는 환자의 실시간 영상을 획득한 후 CT 촬영 시 만들어진 3차원 영상과 비교하여 종양의 위치를 인식하고 추적합니다. 이러한 시술방법은 뇌종양뿐만 아니라 사이버나이프 적응증에 해당하는 폐암, 간암, 전립선암, 척추종양, 췌장암, 신장암 등의 치료에도 사용되고 있습니다. 또한 호흡 등에 의해 움직이는 장기에 위치한 종양은 실시간 위치 추적시스템을 통해 종양의 움직임을 실시간으로 감지하고 로봇팔이 자동으로 추적하여 정확하게 방사선을 조사할 수 있습니다. 치료 가능 여부는 단순한 크기보다는 종양의 위치, 형태, 주변 정상조직과의 관계 등을 종합적으로 고려하여 판단합니다.

입자 방사선치료

입자치료는 기존의 엑스선(X-ray)을 이용하는 방사선치료와 달리, 수소나 탄소 같은 무거운 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속해 암세포를 파괴하는 최첨단 방사선치료법입니다.

이 치료들의 가장 핵심적인 특징은 '브래그 피크(Bragg Peak)'라는 물리적 원리를 따른다는 점입니다. 엑스선은 몸을 통과하면서 암세포뿐만 아니라 정상조직에도 손상을 입히지만, 입자선은 목표한 암 조직에 도달하기 전까지는 방사선을 거의 방출하지 않다가 목표 지점에 도달했을 때 에너지를 폭발적으로 쏟아붓고 그 직후 급격히 소멸합니다. 덕분에 종양 주변의 정상 장기를 완벽하게 보호하고 부작용을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

① 양성자치료(proton therapy)

양성자치료는 입자치료의 한 종류로, 수소 원자의 핵인 양성자를 고에너지로 가속하여 암 조직을 파괴하는 첨단 치료법입니다. 앞서 말한 브래그 피크의 성질을 이용하여 암 표적 뒤편에 있는 정상조직을 방사선 노출로부터 안전하게 보호할 수 있으며, 주변 조직의 손상을 최소화할 수 있습니다.

양성자치료의 가장 큰 장점은 정상조직 보호를 통한 부작용의 획기적인 감소입니다. 특히 신체 기관이 아직 미성숙하여 방사선치료의 부작용에 취약한 소아청소년암 환자에게 매우 유용합니다. 소아 뇌종양, 연조직육종, 망막모세포종의 경우, 양성자치료를 통해 장기적인 후유증을 크게 줄일 수 있습니다. 성인에서도 간암, 두경부암, 초기 폐암, 식도암, 전립선암 등에서 수술 대신 양성자치료를 시행하여 장기를 보존하면서도 효과적인 치료가 가능합니다.

현재 양성자치료는 18세 미만 소아암 전체를 비롯하여, 성인의 뇌종양, 두경부암, 췌장암, 식도암, 간암, 폐암 등 다양한 고형암에 건강보험이 적용되고 있습니다. 또한 전세계적으로 130여 개 센터가 운영 중이며, 그동안 안전성과 유효성이 충분히 검증되었습니다. 국내에서는 국립암센터와 삼성서울병원 두 곳에서 오랜 기간 풍부한 치료 노하우를 축적하고 있으며, 최근 여러 대형 병원에서도 추가 도입을 적극적으로 추진하고 있어 환자들이 안심하고 치료받을 수 있는 환경이 조성되어 있습니다.

환자분이 겪게 되는 치료과정은 일반 엑스선치료와 비슷한 과정을 거치며, 1회 치료 시 보통 20분에서 40분가량의 시간이 소요됩니다. 실제 양성자 빔에 노출되는 시간은 단 1분가량이며, 치료 중 환자는 아무런 통증이나 느낌을 받지 않습니다.

② 중입자치료(Heavy Ion Radiotherapy)

중입자치료는 양성자치료와 함께 입자치료의 범주에 속하지만, 탄소(Carbon)와 같이 원자번호가 크고 무거운 입자를 이용한다는 점이 특징입니다. 훨씬 무거운 입자를 가속시켜야 하기에 가속기 설비 규모와 설치 비용이 막대하여 아직은 전세계적으로 15~16대 정도만 도입되어 운영 중입니다.

중입자치료 또한 앞서 설명한 브래그 피크의 특성을 공유합니다. 이러한 물리적 특성 덕분에 암세포 뒤편에 위치한 정상 장기를 완벽하게 보호하면서도 종양 조직에만 고선량의 방사선을 집중적으로 전달하는 것이 가능합니다.

중입자치료의 장점은 엑스선이나 양성자선에 비해 강력한 생물학적 파괴력에 있습니다. 고에너지로 가속된 중입자가 암세포에 도달하면 암세포의 DNA 이중 나선을 직접적으로 절단하여 세포를 사멸시키는데, 그 파괴력은 기존 방사선치료보다 약 2~3배 강력합니다. 따라서 방사선 저항성이 높아 기존의 치료법으로는 사멸하기 어려웠던 암종을 치료할 수 있는 혁신적인 대안으로 인정받고 있습니다.

중입자치료는 치료 기간을 획기적으로 단축하는 '저분할 치료'가 가능합니다. 중입자선은 에너지 전달 효율이 매우 높기 때문에, 기존 방사선치료가 수주에 걸쳐 20~30회 이상 진행되었던 것과 달리, 단 1~12회 정도로 치료 횟수를 대폭 줄여 환자의 병원 방문 부담을 덜고 빠른 일상 복귀를 돕습니다. 실제 환자가 경험하는 치료 과정은 양성자치료와 크게 다르지 않으며, 짧은 시간에 통증 없이 치료받고 평소처럼 일상생활로 복귀할 수 있습니다.

주요 치료 대상은 전이가 없는 국소 부위의 고형암 중에서 기존 방사선치료에 저항성을 보이는 육종암(뼈나 연부 조직에서 발생하는 암), 흑색종, 췌장암 등에 큰 효과를 보입니다. 주변 장기 손상의 위험 때문에 고선량 조사가 어려웠던 난치성 암종에서 최상의 효과를 나타냅니다.

현재 국내에서는 연세암병원 1곳에서 가동 중이며, 서울대병원과 서울아산병원에서 추가로 도입을 준비 중입니다. 단점으로는 아직 건강보험이 적용되지 않는 비급여 항목이라 환자가 부담해야 하는 금액이 크다는 점입니다. 하지만 향후 좀 더 흔한 종양에도 폭넓게 사용될 수 있도록 비용 효과성과 임상적 유효성을 지속해서 쌓아가고 있습니다.