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방사선 치료의 가장 큰 장점은 마취가 필요 없다는 것이다. 고령이거나 당뇨, 신부전, 간경화 등의 환자는 여러 합병증 발생 가능성이 높기 때문에 마취를 할 수가 없고, 이에 따라 암 수술을 시행하지 못하는 경우가 많다. 하지만, 방사선 치료는 통증이 없기 때문에 고령이거나 기저질환으로 인해 마취를 할 수 없는 환자에게도 마취없이 안전하게 시행할 수 있다. 또 다른 장점은 외과적 절제가 어려운 부위에 위치해 있는 암도 비교적 안전하게 제거할 수 있다는 점이다. 대표적인 방사선 치료 장비로는 토모테라피, 래피드 아크, 노발리스 티엑스 등이 있다.
물론 방사선 치료가 모든 암에 효과적이라고 할 수는 없다. 위, 소장, 대장 등은 약한 방사선에도 쉽게 손상된다. 때문에 위암, 대장암은 방사선 치료를 대부분 시행하지 않고, 수술과 항암약물요법으로 치료하는 경우가 많다. 따라서 환자 개개인의 전신 상태와 종양의 위치, 각 치료의 장단점 등을 고려해 수술, 방사선 치료, 항암화학요법 중 환자에 가장 적합한 치료를 선택, 시행하는 것이 매우 중요하다.
최근에는 치료 효과를 높이고 환자의 불편함을 줄이기 위해 방사선 수술을 시행하고 있다. 방사선 수술은 종양 부위에 매우 강한 방사선을 한 번에 조사해 암 덩어리를 태워 없애는 치료법이다. 수술은 한 번, 1시간 이내에 끝난다는 장점이 있다. 방사선 수술의 종양 제거 효과는 외과 수술과 비슷하고, 종양이 깊숙한 부위에 위치해 있을 경우에는 외과 절제술보다 더 유용하게 시행할 수도 있다. 따라서 최근에는 초기~중기 암 환자에게 방사선 수술이 활발하게 시행되고 있다.
방사선 치료 기법 및 치료 장비가 지속적으로 발전하고 있기 때문에 방사선 수술 시행률은 지속적으로 높아질 것으로 예상된다. 또한 기존의 외과적 절제술과 함께 암의 핵심 치료로 자리매김할 것으로 전망한다.
