수술 중 방사선치료 [전자선이용]

초록

평가배경 수술 중 방사선치료(Intraoperative Radiotherapy, IORT)는 외과적으로 개복된 상태에서 종양이나 장기를 절제한 후 미세 잔존 암에 대한 암세포의 소멸을 위해 방사선치료를 시도하는 기술로, 사용하는 방사선 종류에 따라 ‘가. 전자선 이용(Electron)’, ‘나. 저에너지 X선 이용(Low Energy X-ray)’으로 세분류되어 있다. ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용(IORT)’은 신의료기술평가제도 도입 이전에 ‘다 408 밀봉소선원치료’ 중 ‘종양 수술 후 개복된 상태에서 시행되는 방사선치료’로 사용하다가 2020년 ‘수술 중 방사선치료 – 가. 전자선 이용’으로 행위명이 신설되어 선별급여 80%로 사용(요양급여의 적용기준 및 방법에 관한 세부사항(보건복지부 고시 제2020-269호, 2020.11.29.))하고 있다. 동 기술은 국내에서 의료기술평가가 수행된 바 없다. 동 기술은 국내ㆍ외 임상진료지침 검토와 내부 모니터링을 통해 재평가 안건으로 발굴되었다. 다양한 대체 의료기술이 존재하는 현 시점에서 비교기술 대비 동 기술의 효과성에 대한 근거를 확인하고자, 2025년 제1차 의료기술재평가위원회(2025. 1. 10.)에서 재평가 계획서 및 소위원회 구성안에 대한 심의를 받고 재평가를 수행하였다. 평가목적 본 평가의 목적은 ‘유방보존치료를 받는 유방암 환자’에서 추가 방사선치료를 위한 목적과 ‘국소 재발 직장암 환자’, 종양 적출이 가능한 ‘경계성 절제가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자’, ‘이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위한 목적으로 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’을 시행하는 것이 안전하고 효과적인지에 대한 근거를 제공하고 동 기술 사용에 대한 의료기술재평가 권고등급을 결정하기 위함이다. 평가방법 본 평가는 ‘유방보존치료를 받는 유방암 환자’, ‘국소 재발 직장암 환자’, 종양 적출이 가능한 ‘경계성 절제가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자’, ‘이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위한 목적으로 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’을 시행하는 것이 안전하고 효과적인지에 대하여 체계적 문헌고찰을 수행하였다. 모든 평가방법은 평가목적을 고려하여 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’ 소위원회(이하 ‘소위원회’라 한다)의 논의를 거쳐 확정하였다. 소위원회는 방사선종양학과 2인, 혈액종양내과 2인, 유방외과 1인, 간담췌외과 1인, 근거기반의학 1인의 전문가 7인으로 구성하였다. 본 평가의 대상자는 요양급여의 적용기준 및 방법에 관한 세부사항(보건보지부 고시 제2023-181호, 2023.10.01.)에 따라 ‘유방보존치료를 받는 유방암 환자’, ‘국소 재발 직장암 환자’, 종양 적출이 가능한 ‘경계성 절제가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자’, ‘이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자’, ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자’로 결정하였다. 비교시술은 유방암에서는 외부방사선치료(External beam radiotherapy, EBRT)와 수술 중 방사선치료-저에너지 X선 이용(Low Energy X-ray)으로 결정하였고, 이외 다른 적응증에서는 EBRT와 수술 중 방사선치료-저에너지 X선 이용, 근접방사선치료(Brachytherapy)로 결정하였다. 결과변수 중 일차결과는 국소조절, 이차결과는 생존율 및 생존기간, 재수술, 입원기간, 미용만족도, 원격전이 등으로 결정하였다. 연구유형은 무작위배정 비교임상시험 또는 코호트 비교연구로 결정하였다. 연구문헌은 핵심질문을 토대로 국외 3개(Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, EBM Reviews- Cochrane Central Register of Controlled Trials), 국내 3개(KoreaMed, 한국의학논문데이터베이스(KMbase), 한국교육학술정보원(RISS)) 데이터베이스에서 검색하였다(최종검색일 2025. 3. 4.). 본 평가에 포함된 연구 중 무작위배정임상연구(Randomized studies, RCT)는 Cochrane의 Risk of Bias (RoB)를, 비무작위임상연구(Non-RCT)는 Risk of Bias Assessment for Nonrandomized Studies (RoBANS) ver 2.0을 이용하여 문헌의 비뚤림위험을 평가하였다. 자료추출은 사전에 정한 자료추출 서식을 활용하여 표로 제시하였다. 모든 과정은 2명의 평가자가 독립적으로 수행하였으며 의견이 불일치한 경우 평가자 간 합의를 통해 일치된 결과를 도출하였다. 본 평가에서 수행한 체계적 문헌고찰 결과는 Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation (GRADE) 방법을 이용하여 근거 수준을 평가하였고, 평가결과를 토대로 권고등급을 결정하였다. 본 평가는 소위원회의 검토 결과를 바탕으로 의료기술재평가위원회에서 최종심의 후 의료기술재평가 권고등급을 결정하였다. 평가결과 체계적 문헌고찰 결과 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용(IORT)’에 대한 연구는 총 30편이 선택되었다. 선택된 연구는 유방암 7편, 직장암 8편, 췌장암 15편이었고, 이외 두경부암, 부인과암, 사지 육종에 대한 연구는 없었다. 연구유형별로는 유방암에서 RCT 2편, 전향적 코호트 연구 3편, 후향적 코호트 연구 1편, 후향적/비동시적 코호트 연구 1편이었고, 직장암은 RCT 1편, 전향적 코호트 연구 3편, 후향적 코호트 연구 3편, 후향적/비동시적 코호트 연구 1편이었다. 췌장암은 RCT와 전향적 코호트 연구는 없었고, 후향적 코호트 연구 13편과 후향적/비동시적 코호트 연구 2편이 포함되었다. 비교기술은 유방암에서는 추가치료로써 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 연구 7편, IORT의 전자선과 저에너지 X선 간 비교 연구 2편이었다. 직장암에서는 수술+IORT와 수술을 비교한 연구는 3편, 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 연구 2편, 수술+ IORT와 수술+ EBRT를 비교한 연구가 3편이었고, 수술+IORT와 수술과 근접 방사선치료를 비교한 연구는 없었다. 췌장암에서는 수술+IORT와 수술을 비교한 연구는 13편, 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 연구 2편, 수술+IORT와 수술+ EBRT를 비교한 연구 2편이었고, 수술+IORT와 수술과 근접 방사선치료를 비교한 연구는 없었다. 안전성은 시술관련 합병증 및 이상반응으로 평가하였다. 효과성은 일차결과로 국소조절을 평가하였고, 이차결과로는 생존율 및 생존기간, 재수술, 입원기간, 미용 만족도 결과, 원격전이, 기타(수술시간)로 평가하였다. 유방암 수술 중 방사선치료의 안전성은 비교기술별로 구분하여 기술하였다. 유방암에서 추가치료(boost)로 수술 중 방사선치료는 IORT와 EBRT를 병용한 경우로 한정하여 평가하였다. 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 연구는 RCT 2편, 후향적 코호트 연구 2편이었으며, RCT 1편에서는 적혈구 혈증(p=0.001)과 박리(p=0.005)에서 두 군 간 유의한 차이를 보고하였다. 그 외 합병증에서는 유의한 차이가 없었다. 전자선과 저에너지 X선을 이용한 IORT 간 안전성을 비교한 연구는 없었다. 효과성은 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교하여 평가하였다. 국소조절은 RCT 1편, 전향적 코호트 연구 3편, 후향적/비동시적 코호트 연구 1편 총 5편에서 보고되었고, 1편의 연구에서 재발률이 낮았으나(p=0.0018), 대부분 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 생존기간을 보고한 연구는 없었다. 전체 생존율은 RCT 1편과 전향적 코호트 연구 2편에서 보고되었고, 무질병 생존율은 RCT 1편, 전향적 코호트 연구 2편, 후향적/비동시적 코호트 연구 1편에서 보고되었다. 전체 생존율은 전향적 코호트 연구 1편에서 5년 시점에 중재군이 대조군보다 높았으나(p=0.048), 다른 연구에서는 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 재수술은 전향적 코호트 연구 1편에서 보고되었고, 두 군 간 유의한 차이는 없었다. 미용 만족도는 RCT 2편에서 보고되었으며, 1편에서는 중재군이 대조군보다 유의하게 높았고, 치료 전부터 12개월 시점까지 차이가 있었다. 다른 1편에서는 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 원격전이는 RCT 1편, 전향적 코호트 연구 2편, 후향적 코호트 연구 1편 총 4편에서 보고되었고, 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않았다. 전자선과 저에너지 X선을 이용한 IORT의 효과성은 전향적 코호트 연구 2편에서 국소재발로 평가되었으나 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 생존기간을 보고한 연구는 없었다. 전향적 코호트 연구 1편은 5년 전체 생존율에서 중재군이 대조군보다 높았다고 보고하였다(p=0.048). 무질병 생존율은 전향적 코호트 연구 2편에서 보고되었고, 중재군이 대조군보다 5년 시점에 높았다(p=0.037). 원격전이는 전향적 코호트 연구 2편에서 보고되었으며, 두 군 간 유의성을 언급하지 않았거나 유의한 차이가 없었다. 직장암 직장암에서 추가치료로 시행된 수술 중 방사선치료(IORT, 전자선 이용)의 안전성은 수술+IORT와 수술을 비교한 후향적 코호트 연구 2편에서 확인되었으며, 전체 합병증과 이상반응 발생률에서 유의한 차이가 없었다. 세부 합병증을 다룬 후향적 연구 3편에서도 출혈, 감염, 배뇨·배변장애 등이 보고되었으나 두 군 간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 RCT 1편과 전향적 연구 1편에서도 전체 합병증, 문합부 누출, 감염, 신기능 이상 등 주요 이상반응에서 유의한 차이가 없었다. 보조 방사선치료법 간 비교로 수행된 전향적 연구 1편은 수술+IORT와 수술+EBRT를 비교하였으며, 시술관련 사망과 감염을 보고하였으나 두 군 간 유의한 차이는 확인되지 않았다. 효과성은 수술+IORT와 수술을 비교하여 평가되었다. 국소조절은 후향적 코호트 연구 1편과 후향적/비동시적 연구 1편에서 국소재발로 보고되었고, 두 군 간 유의한 차이는 언급이 없었다. 전향적 코호트 연구 1편은 3년 전체 생존율을 보고하였으며, 중재군 21.3%, 대조군 0%로 나타나 유의하게 높았다(p=0.001). 후향적/비동시적 연구 1편은 원격전이 발생률을 비교하였고, 중재군 64% (7/11명), 대조군 19% (5/26명)로 확인되었으나 통계적 유의성은 보고하지 않았다. 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 RCT 1편과 전향적 연구 1편은 국소조절에서 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 전체 생존율은 RCT 1편에서 5년 시점에 통계적 유의성을 보고하지 않았고, 전향적 연구 1편에서는 유의한 차이가 없었다(p=0.189). 무질병 생존율은 RCT에서 유의한 차이가 없었고, 전향적 연구에서는 5년 시점에 중재군이 대조군보다 높았다(p=0.049). 원격전이는 RCT 1편과 전향적 연구 1편에서 보고되었으나 두 군 간 통계적 유의성은 언급이 없었다. 보조 방사선치료법 간 비교로 수술+IORT와 수술+EBRT를 평가한 전향적 연구 2편은 국소재발을 보고하였으나 두 군 간 유의한 차이는 없거나 유의성을 보고하지 않았다. 생존기간을 보고한 연구는 없었고, 전향적 연구 2편과 후향적 연구 2편에서 제시된 3년 및 5년 전체 생존율은 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 췌장암 췌장암에서 추가치료로 수술 중 방사선치료(IORT, 전자선 이용)의 안전성은 수술+IORT와 수술을 비교한 후향적 코호트 연구 7편에서 확인되었으며, 전체 합병증과 주요 이상반응(출혈, 감염 등)은 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 후향적 코호트 연구 9편에서 시술관련 사망이 보고되었으나 대부분 패혈증이나 문합누출에 의한 것이었고, IORT 여부에 따른 차이는 없었다. 세부 합병증을 비교한 9편의 연구도 출혈, 감염 등을 보고하였으나 유의한 차이는 없었다. 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 후향적 연구 1편은 1개월 이내 사망이 양 군 모두에서 발생하지 않았다고 보고하였고, 전체 합병증은 보고하지 않았다. 위장관 증상과 급성 신부전은 대조군에서 더 많았으나 통계적으로 유의하지 않았으며, 상처감염과 발열도 두 군 간 차이가 없었다. 보조 방사선치료법 간 비교로 수술+IORT와 수술+EBRT를 다룬 후향적 연구 1편은 중재군에서 시술 중 사망이 발생했으나 대조군에서는 없었고, 세부 합병증은 보고하지 않았다. 효과성은 수술+IORT와 수술을 비교한 후향적 연구 2편과 후향적/비동시적 연구 1편에서 국소조절을 보고하였으며, 2편에서 중재군의 국소조절이 대조군보다 높았고(p<0.05), 1편은 통계적 유의성을 보고하지 않았다. 국소재발은 후향적 연구 7편에서 보고되었으며 합성 결과 두 군 간 유의한 차이는 없었다(risk ratio (RR) 0.65, 95% confidence interval (CI) 0.40~1.05, p=0.08, I²=78%). 전체 생존율은 후향적 연구 8편에서 보고되었고, 두 군 간 유의한 차이가 없거나 통계적 유의성을 보고하지 않았다. 전체 생존기간은 후향적 연구 12편에서 중재군 9~43개월, 대조군 8~60개월로 나타났으나 대부분 유의성이 언급되지 않았고 차이가 없었다. 무질병 생존기간은 후향적 연구 4편에서 보고되었으며, 두 군 간 유의한 차이가 없거나 통계적 유의성을 보고하지 않았다. 입원기간은 후향적 연구 5편에서 보고되었고, 중재군 8.5~30일, 대조군 8~25일로 제시되었으며, 평균값으로 보고한 2편도 대부분 유의성을 제시하지 않았다. 원격전이는 후향적 연구 5편에서 보고되었고, 합성 결과 두 군 간 유의한 차이가 없었다(RR 0.90, 95% CI 0.63~1.28, p=0.55, I²=48%). 수술시간은 후향적 연구 3편에서 보고되었으며 두 군 간 유의한 차이가 없었다. 수술+IORT+EBRT와 수술+EBRT를 비교한 후향적 연구 1편과 후향적/비동시적 연구 1편은 전체 생존율과 전체 생존기간을 보고하였다. 전체 생존율은 1년, 2년, 5년 시점에서 중재군 100%, 0%, 0%, 대조군 82%, 25%, 25%였으며 통계적 유의성은 보고하지 않았다. 전체 생존기간은 두 개의 연구에서 중재군은 모두 17.5개월, 대조군은 각각 6.5개월과 14개월로 제시되었으나 유의성을 보고하지 않았다. 보조 방사선치료법 간 비교로 수술+IORT와 수술+EBRT를 다룬 후향적 연구 1편은 국소재발에서 유의한 차이가 없었다. 생존율은 후향적/비동시적 연구 1편에서 전체 생존율로 제시되었고, 무질병 생존율은 보고하지 않았다. 전체 생존율은 중재군에서 1년, 2년, 5년 시점 모두 0%였으며, 대조군에서는 각각 82%, 25%, 25%였다. 생존기간은 후향적 연구 2편에서 전체 생존기간으로 보고되었고, 무질병 생존기간은 보고하지 않았다. 전체 생존기간은 중재군 8.5~19.2개월, 대조군 14~21개월이었으며, 1편은 유의한 차이가 없었고 다른 1편은 통계적 유의성을 언급하지 않았다. 원격전이는 후향적 연구 1편에서 전신재발로 보고되었으며, 중재군 57% (17/30명), 대조군 50% (18/36명)였으나 두 군 간 유의한 차이는 언급이 없었다. 두경부암 이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자에서 수술 중 방사선치료-전자선 이용의 안전성 및 효과성을 평가하기 위해 체계적 문헌고찰을 수행하고자 하였으나, 비교연구는 확인되지 않았다. 부인과암 수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자에서 수술 중 방사선치료-전자선 이용의 안전성 및 효과성을 평가하기 위해 체계적 문헌고찰을 수행하고자 하였으나, 비교연구는 확인되지 않았다. 사지육종 수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자에서 수술 중 방사선치료-전자선 이용의 안전성 및 효과성을 평가하기 위해 체계적 문헌고찰을 수행하고자 하였으나, 비교연구는 확인되지 않았다. 결론 의료기술재평가 소위원회에서는 수술중 방사선치료-전자선 이용의 안전성과 효과성에 대한 결과를 현재 문헌적 근거를 바탕으로 다음과 같이 제시하였다. ⅰ) ‘유방암 환자’에서 유방보존수술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 사용하는 수술 중 방사선치료는 추가치료 시 저등급의 홍반 혹은 박리 발생과 관련한 결과가 일부 확인되었으나, 이외 대부분의 연구에서 군 간 이상반응 발생에 차이가 없어 안전한 기술로 평가하였다. 유방보존치료를 받는 유방암 환자에서 추가 방사선 치료를 위해 사용하는 ‘수술 중 방사선치료’–전자선 이용과 저에너지X선 이용의 비교 연구에서 안전성을 보고한 연구가 없었다. 수술 또는 수술+외부방사선치료(EBRT)의 추가치료로서 수술 중 방사선치료는 일부 연구에서 중재군이 비교군 대비 무질병 생존율이 더 높고 미용 만족도가 더 높은 결과를 보고하였으나, 핵심지표인 국소조절은 군 간 차이가 없었다. 이외 대부분의 결과에서 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 효과적이지 않은 기술로 평가하였다. 수술 중 방사선치료-전자선 이용과 저에너지X선 이용 간 비교 시, 무질병생존율을 보고한 1편에서 중재군이 더 높은 결과를 보고하였지만, 핵심지표인 국소조절은 군 간차이가 없었다. 이외 대부분의 결과에서 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 수술 중 방사선 치료 간 효과는 유사한 수준으로 평가하였다. 이에 소위원회는 유방보존치료를 받는 유방암 환자에서 추가치료(boost)로서 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’은 안전하나 추가적인 이익을 확인할 수 없었다. 따라서 저에너지 X선과는 유사한 수준의 기술로 평가하였다(근거수준: 낮음 또는 매우 낮음). ⅱ) ‘절제연양성 가능성이 높은 직장암 또는 국소 재발 직장암 환자’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 사용하는 수술 중 방사선치료-전자선 이용은 군 간 전체 또는 세부 부작용 및 이상반응 발생에 차이가 없어 안전한 기술로 평가하였다. 수술 또는 수술+외부방사선치료(EBRT)의 추가치료로서 수술 중 방사선치료는 전체 생존율과 무질병 생존율을 보고한 연구 각각 1편에서 비교군 대비 중재군의 생존율이 더 높았고, 원격전이를 보고한 1편에서는 비교군 대비 중재군에서 원격전이가 더 많이 발생하였다. 그러나 국소조절을 포함한 대부분의 결과에서 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 효과적이지 않은 기술로 평가하였다. 보조 방사선 치료법으로서 외부방사선치료(EBRT)와 수술 중 방사선 치료 비교 시, 보고한 모든 결과에서 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 효과가 유사한 수준의 기술로 평가하였다. 이에 소위원회는 절제연 양성 가능성이 높은 직장암 또는 국소 재발 직장암 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’은 안전하나, 추가적인 이익을 확인할 수 없었다. 따라서 보조 방사선치료법으로 외부방사선치료(EBRT)와 유사한 수준의 기술로 평가하였다(근거수준: 낮음 또는 매우 낮음). ⅲ) 종양 적출이 가능한 ‘경계성절제 가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 사용하는 수술 중 방사선치료(전자선 이용)는 군 간 전체 또는 세부 부작용 및 이상반응 발생에 차이가 없어 안전한 기술로 평가하였다. 수술 또는 수술+외부방사선치료(EBRT)의 추가치료로서 수술 중 방사선치료는 국소조절에서 중재군이 더 효과적이거나 덜 효과적인(또는 우세하거나 열등한) 결과가 혼재하여 일관적이지 않았다. 이외 대부분의 결과에서도 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 효과적이지 않은 기술로 평가하였다. 보조 방사선 치료법으로서 외부방사선치료(EBRT)와 수술 중 방사선 치료 비교 시, 두 군 간 유의한 차이가 없거나 유의성을 보고하지 않아 효과가 비교시술과 유사한 수준의 기술로 평가하였다. 이에 소위원회에서는 ‘경계성 절제 가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자’에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’은 안전하나, 추가적인 이익을 확인할 수 없었다. 따라서 보조 방사선치료법으로 외부방사선치료(EBRT)와 유사한 수준의 기술로 평가하였다(근거수준: 낮음 또는 매우 낮음). ⅳ) 이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’에 대한 비교연구는 확인되지 않아, 소위원회에서는 해당 질환에서 동 기술이 수술 혹은 외부방사선치료의 추가치료로서 비교 혹은 외부방사선치료와 직접 비교하여 안전하고 효과적인지 판단할 수 없다고 평가하였다. 또한 향후 잘 설계된 임상연구를 기반으로 이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’의 안전성과 효과성에 대한 근거가 필요하다고 제언하였다. ⅴ) 수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’에 대한 비교연구는 확인되지 않아, 소위원회에서는 해당 질환에서 동 기술이 수술 혹은 외부방사선치료의 추가치료로서 비교 혹은 외부방사선치료와 직접 비교하여 안전하고 효과적인지 판단할 수 없다고 평가하였다. 또한 향후 잘 설계된 임상연구를 기반으로 수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’의 안전성과 효과성에 대한 근거가 필요하다고 제언하였다. ⅵ) 수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’에 대한 비교연구는 확인되지 않아, 소위원회에서는 해당 질환에서 동 기술이 수술 혹은 외부방사선치료의 추가치료로서 비교 혹은 외부방사선치료와 직접 비교하여 안전하고 효과적인지 판단할 수 없다고 평가하였다. 또한 향후 잘 설계된 임상연구를 기반으로수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자에서 ‘수술 중 방사선치료-전자선이용’의 안전성과 효과성에 대한 근거가 필요하다고 제언하였다. 소위원회에서는 동 기술에 대한 제언을 위해 다음의 사항을 고려하였다. 소위원회에서는 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’이 한 번에 간편하게 치료할 수 있다는 장점은 있으나, 시술 시 수술방 확보, 기계 설치, 인력 동원이 필요하므로 국내 현실에서는 적용이 쉽지 않아 임상적인 효용성과 수요가 크지 않다는 의견을 제시하였다. 반면 대부분의 현장에서는 사용이 어려운 것은 사실이나, 해당 의료기술을 사용할 수 있는 여지를 남겨 향후 임상 환경이 달라졌을 때 다시 활용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다는 의견이 있었다. 특히 최근 연구에서는 초저위험군의 유방암에서 수술만 시행했을 때 긍정적인 효과를 보고하고 있다. 이러한 최근 임상적 추세에서 수술만 시행하는 것 보다 수술 중 방사선치료를 추가 시행하여 더 좋은 효과를 기대할 수 있다는 점은 초저위험군의 치료 선택지로 가능성이 있을 수 있다는 의견을 제시하였다. 그러나 아직 유방암에서는 국내에서 병용요법만 사용가능하므로 단독 사용은 어려우나 추후 사용범위가 확대되어 단독사용이 허가된다면, 초저위험의 유방암에서는 수술 중 방사선치료-전자선 이용이 외부 방사선치료의 대체기술로 활용될 수 있는 가능성이 있다는 의견을 제시하였다. 2025년 제8차 의료기술재평가위원회(2025.8.8.)는 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’에 대해 다음과 같이 심의의결하고 의료기술재평가 권고등급을 결정하였다. 의료기술재평가위원회는 임상적 안전성과 효과성의 근거 및 그 외 평가항목 등을 종합적으로 고려하였을 때, 국내 임상상황에서 ⅰ) ‘유방암 환자군’에서 유방암 보존수술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘약하게 권고함’으로 심의하였다. ⅱ) ‘절제연 양성 가능성이 높은 직장암 또는 국소 재발 직장암 환자군’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘약하게 권고함’으로 심의하였다. ⅲ) 종양 적출이 가능한 ‘경계성절제 가능 또는 국소 진행성 췌장암 환자군’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘약하게 권고함’으로 심의하였다. ⅳ) ‘이전 방사선치료 후 국소 재발 두경부암 환자군’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘권고 보류’로 심의하였다. ⅴ) ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 부인과암 환자군’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘권고 보류’로 심의하였다. ⅵ) ‘수술 및 방사선치료 후 국소 재발 사지 육종 환자군’에서 종양 적출술 후 미세 잔존 암 치료를 위해 ‘수술 중 방사선치료-전자선 이용’ 사용을 ‘권고 보류’로 심의하였다.

Background Intraoperative radiotherapy (IORT) is a technique in which radiation therapy is delivered during surgery, after surgical exposure and following resection of a tumor or organ, to eliminate microscopic residual cancer cells. Depending on the type of radiation used, IORT is subdivided into: (a) electron beam–based IORT and (b) low-energy X-ray–based IORT. Electron beam–based IORT had been used before the introduction of the New Health Technology Assessment system under the reimbursement category “Da 408 sealed source therapy,” specifically as radiation therapy administered in an open surgical field after tumor surgery. In 2020, a new procedure code, “Intraoperative radiotherapy – (a) electron beam,” was established, and the technology has since been covered under selective reimbursement with an 80% patient copayment (Detailed Standards for the Application and Methods of Health Insurance Benefits, Ministry of Health and Welfare Notification No. 2020-269, Nov 29, 2020). No formal health technology assessment of this technology has previously been conducted in Korea. This technology was identified as a candidate for reassessment through a review of domestic and international clinical practice guidelines and internal monitoring. Given the availability of various alternative medical technologies, a reassessment was undertaken to evaluate the evidence on the effectiveness of this technology compared with comparator interventions. The reassessment plan and the proposed subcommittee composition were reviewed and approved at the 1st Medical Technology Reassessment Committee held on January 10, 2025, and the reassessment was subsequently conducted. Objective The purpose of this assessment was to provide evidence on the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) when used for additional radiotherapy in patients with breast cancer undergoing breast-conserving therapy, and for the treatment of microscopic residual disease after tumor resection in the following populations: patients with locally recurrent rectal cancer; patients with borderline resectable or locally advanced pancreatic cancer amenable to tumor resection; patients with locally recurrent head and neck cancer after prior radiotherapy; patients with locally recurrent gynecologic cancer after surgery and radiotherapy; and patients with locally recurrent extremity soft tissue sarcoma after surgery and radiotherapy. The assessment also aimed to determine the recommendation grade for the use of this technology through the Medical Technology Reassessment Program. Methods This assessment was conducted as a systematic review to evaluate the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) for the treatment of microscopic residual disease after tumor resection in the following populations: patients with breast cancer undergoing breast-conserving therapy, patients with locally recurrent rectal cancer, patients with borderline resectable or locally advanced pancreatic cancer undergoing tumor resection, patients with locally recurrent head and neck cancer after prior radiotherapy, patients with locally recurrent gynecologic cancer after surgery and radiotherapy, and patients with locally recurrent extremity soft tissue sarcoma after surgery and radiotherapy. All methodological decisions were finalized after discussion by the Subcommittee on Electron Beam–Based Intraoperative Radiotherapy (hereafter, the Subcommittee), with the assessment objectives in mind. The Subcommittee consisted of seven experts: two specialists in radiation oncology, two in medical oncology, one in breast surgery, one in hepatobiliary-pancreatic surgery, and one in evidence-based medicine. The target population was determined in accordance with the Detailed Standards for the Application and Methods of Health Insurance Benefits (Ministry of Health and Welfare Notification No. 2023-181, Oct 1, 2023), and included the patient groups listed above. For comparator interventions, in breast cancer, the comparators were external beam radiotherapy (EBRT) and low-energy X-ray–based intraoperative radiotherapy. For the other indications, comparators included EBRT, low-energy X-ray–based IORT, and brachytherapy. The primary outcome was local control. Secondary outcomes included overall survival and survival duration, reoperation, length of hospital stay, cosmetic satisfaction, and distant metastasis. Eligible study designs were randomized controlled trials (RCTs) and comparative cohort studies. A literature search based on the key questions was conducted in three international databases (Ovid-MEDLINE, Ovid-Embase, and EBM Reviews–Cochrane Central Register of Controlled Trials) and three Korean databases (KoreaMed, KMbase, and RISS). The final search date was March 4, 2025. Risk of bias was assessed using the Cochrane Risk of Bias tool for randomized studies and the Risk of Bias Assessment for Nonrandomized Studies (RoBANS) version 2.0 for non-randomized studies. Data were extracted using a predefined extraction form and summarized in evidence tables. All review processes were conducted independently by two reviewers, and disagreements were resolved through consensus. The certainty of evidence was assessed using the GRADE (Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation) approach, and recommendation grades were determined based on the assessment findings. Following the Subcommittee's review, the final recommendation grade was determined after deliberation by the Medical Technology Reassessment Committee. Results The systematic review identified a total of 30 studies evaluating electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT). Of these, 7 studies involved breast cancer, 8 involved rectal cancer, and 15 involved pancreatic cancer. No eligible studies were identified for head and neck cancer, gynecologic cancer, or extremity soft tissue sarcoma. By study design, the breast cancer studies included 2 randomized controlled trials (RCTs), 3 prospective cohort studies, 1 retrospective cohort study, and 1 retrospective non-concurrent cohort study. The rectal cancer studies included 1 RCT, 3 prospective cohort studies, 3 retrospective cohort studies, and 1 retrospective non-concurrent cohort study. For pancreatic cancer, no RCTs or prospective cohort studies were identified; the evidence consisted of 13 retrospective cohort studies and 2 retrospective non-concurrent cohort studies. Regarding comparator interventions, in breast cancer, seven studies compared surgery + IORT + external beam radiotherapy (EBRT) versus surgery + EBRT as an additional treatment strategy, and two studies compared electron beam IORT with low-energy X-ray IORT. In rectal cancer, three studies compared surgery + IORT versus surgery alone, two compared surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT, and three compared surgery + IORT versus surgery + EBRT. No studies compared surgery + IORT with surgery plus brachytherapy. In pancreatic cancer, 13 studies compared surgery + IORT versus surgery alone, 2 compared surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT, and 2 compared surgery + IORT versus surgery + EBRT. No studies compared surgery + IORT with surgery plus brachytherapy. Safety outcomes were assessed based on procedure-related complications and adverse events. Effectiveness was evaluated using local control as the primary outcome. Secondary outcomes included survival rate and survival duration, reoperation, length of hospital stay, cosmetic satisfaction, distant metastasis, and other outcomes such as operative time. Breast Cancer Safety outcomes were reported for both the intervention and comparator groups. In breast cancer, IORT used as a boost treatment was limited to studies in which IORT was combined with external beam radiotherapy (EBRT). Four studies compared surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT, including two randomized controlled trials (RCTs) and two retrospective cohort studies. In one RCT, significant between-group differences were reported for erythema (p=0.001) and seroma/dehiscence (p=0.005). No significant differences were observed for other complications. No studies have compared the safety of electron-beam IORT with that of low-energy X-ray IORT. Effectiveness was also evaluated by comparing surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT. Local control was reported in five studies (one RCT, three prospective cohort studies, and one retrospective non-concurrent cohort study). One study reported a lower recurrence rate in the intervention group (p=0.0018), whereas most studies found no significant differences between groups. No studies reported survival duration. Overall survival was reported in one RCT and two prospective cohort studies. In comparison, disease-free survival was reported in one RCT, two prospective cohort studies, and one retrospective non-concurrent cohort study. One prospective cohort study reported higher 5-year overall survival in the intervention group than in the control group (p=0.048), whereas the remaining studies found no significant between-group differences. Reoperation was reported in one prospective cohort study, with no significant difference between groups. Cosmetic satisfaction was reported in two RCTs. One study found significantly better cosmetic outcomes in the intervention group, with differences maintained from baseline through 12 months. The other study found no significant between-group difference. Distant metastasis was reported in four studies (one RCT, two prospective cohort studies, and one retrospective cohort study), with either no significant between-group difference or no statistically significant difference reported. The effectiveness of electron beam IORT versus low-energy X-ray IORT was evaluated in two prospective cohort studies using local recurrence as the outcome, and no significant difference was observed between groups. No studies reported survival duration. One prospective cohort study reported higher 5-year overall survival in the intervention group (p=0.048). Disease-free survival was reported in two prospective cohort studies and was higher in the intervention group at 5 years (p=0.037). Distant metastasis was reported in two prospective cohort studies, with either no significant difference or no statistical comparison reported. Rectal Cancer In rectal cancer, the safety of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) used as an additional treatment was evaluated in two retrospective cohort studies comparing surgery + IORT versus surgery alone. No significant differences were observed in overall complication or adverse event rates. Three retrospective studies reporting specific complications described events such as bleeding, infection, and urinary or bowel dysfunction; however, no statistically significant between-group differences were identified. One randomized controlled trial (RCT) and one prospective study comparing surgery + IORT + external beam radiotherapy (EBRT) versus surgery + EBRT also found no significant differences in major adverse outcomes, including overall complications, anastomotic leakage, infection, and renal dysfunction. One prospective study comparing adjuvant radiotherapy modalities (surgery + IORT vs surgery + EBRT) reported procedure-related mortality and infection rates, but no significant between-group difference was observed. Effectiveness was evaluated across several comparator groups. For surgery + IORT versus surgery alone, local control was reported as local recurrence in one retrospective cohort study and one retrospective non-concurrent study, with no significant between-group differences reported. One prospective cohort study reported a significantly higher 3-year overall survival in the intervention group than in the control group (21.3% vs 0%, p=0.001). One retrospective, non-concurrent study compared distant metastasis rates, reporting 64% (7/11) in the intervention group and 19% (5/26) in the control group, although statistical significance was not reported. For surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT, one RCT and one prospective study found no significant difference in local control. Overall survival at 5 years was reported in the RCT without statistical significance, while the prospective study also found no significant difference (p=0.189). Disease-free survival did not differ significantly in the RCT, whereas the prospective study reported a higher 5-year rate in the intervention group (p=0.049). Distant metastasis was reported in both studies, but no statistical significance was described. For surgery + IORT versus surgery + EBRT as comparisons between adjuvant radiotherapy modalities, two prospective studies reported local recurrence, with either no significant between-group difference or no statistical comparison reported. No studies reported survival duration. Three-year and five-year overall survival reported in two prospective studies and two retrospective studies showed no significant differences between groups. Pancreatic Cancer In pancreatic cancer, the safety of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) used as an additional treatment was evaluated in seven retrospective cohort studies comparing surgery + IORT versus surgery alone. No significant differences were observed between groups in overall complications or major adverse events, including bleeding and infection. Procedure-related mortality was reported in nine retrospective cohort studies. Most deaths were attributable to sepsis or anastomotic leakage, and no differences were associated with the use of IORT. Nine studies comparing specific complications also reported events such as bleeding and infection, with no significant between-group differences. One retrospective study comparing surgery + IORT + external beam radiotherapy (EBRT) versus surgery + EBRT reported no deaths within 1 month in either group. Overall, complications were not reported. Gastrointestinal symptoms and acute renal failure were more frequent in the control group, but were not statistically significant, and wound infection and fever were similar between groups. One retrospective study comparing adjuvant radiotherapy modalities (surgery + IORT vs surgery + EBRT) reported one intraoperative death in the intervention group and none in the control group; specific complications were not reported. Effectiveness outcomes were reported across several comparator groups. For surgery + IORT versus surgery alone, local control was reported in two retrospective studies and one retrospective non-concurrent study. Two studies found better local control in the intervention group (p<0.05), whereas one study did not report statistical significance. Local recurrence was reported in seven retrospective studies. Pooled analysis showed no significant difference between groups (risk ratio [RR] 0.65, 95% confidence interval [CI] 0.40–1.05; p=0.08; I²=78%). Overall survival was reported in eight retrospective studies, with either no significant between-group differences or no statistical significance reported. Overall survival duration was reported in twelve retrospective studies and ranged from 9 to 43 months in the intervention group and from 8 to 60 months in the control group. Most studies did not report statistical significance, and no clear differences were observed. Disease-free survival duration was reported in four retrospective studies, with no significant difference or no statistical comparison reported. Length of hospital stay was reported in five retrospective studies and ranged from 8.5 to 30 days in the intervention group and from 8 to 25 days in the control group. Two studies reporting mean values generally did not provide statistical significance. Distant metastasis was reported in five retrospective studies. Pooled analysis showed no significant difference between groups (RR 0.90, 95% CI 0.63–1.28; p=0.55; I²=48%). Operative time was reported in three retrospective studies, with no significant between-group differences. For surgery + IORT + EBRT versus surgery + EBRT, one retrospective study and one retrospective non-concurrent study reported overall survival and overall survival duration. Overall survival at 1, 2, and 5 years was 100%, 0%, and 0% in the intervention group and 82%, 25%, and 25% in the control group; statistical significance was not reported. Overall survival duration was 17.5 months in the intervention group across both studies, and 6.5 months and 14 months in the control groups, respectively, with no reported statistical significance. For comparisons between adjuvant radiotherapy modalities (surgery + IORT vs surgery + EBRT), one retrospective study reported no significant difference in local recurrence. Overall survival was reported in a single retrospective, non-concurrent study, whereas disease-free survival was not. Overall survival in the intervention group was 0% at 1, 2, and 5 years, compared with 82%, 25%, and 25% in the control group. Overall survival duration was reported in two retrospective studies and ranged from 8.5 to 19.2 months in the intervention group and from 14 to 21 months in the control group. One study found no significant difference, and the other did not report statistical significance. Distant metastasis was reported as systemic recurrence in one retrospective study, occurring in 57% (17/30) of the intervention group and 50% (18/36) of the control group, with no significant between-group difference reported. Head and Neck Cancer A systematic review was planned to evaluate the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) in patients with locally recurrent head and neck cancer after prior radiotherapy; however, no comparative studies were identified. Gynecologic Cancer A systematic review was planned to evaluate the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) in patients with locally recurrent gynecologic cancer after surgery and radiotherapy; however, no comparative studies were identified. Extremity Soft Tissue Sarcoma A systematic review was planned to evaluate the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT) in patients with locally recurrent extremity soft tissue sarcoma after surgery and radiotherapy; however, no comparative studies were identified. Conclusion Based on the currently available evidence, the Subcommittee on Medical Technology Reassessment concluded the following regarding the safety and effectiveness of electron beam–based intraoperative radiotherapy (IORT). i) Breast Cancer For patients with breast cancer undergoing breast-conserving surgery, IORT used for the treatment of microscopic residual disease was considered safe, as only limited evidence suggested an association with low-grade erythema or skin desquamation. At the same time, most studies reported no differences in adverse events between groups. No studies have directly evaluated the safety of electron-beam IORT versus low-energy X-ray IORT. As an additional treatment to surgery or surgery plus external beam radiotherapy (EBRT), some studies reported higher disease-free survival and better cosmetic satisfaction with IORT; however, no difference was observed in the key outcome of local control. Most other outcomes showed no significant differences or did not report statistical significance. Therefore, IORT was not considered to provide additional clinical benefit. Direct comparisons between electron-beam IORT and low-energy X-ray IORT also showed similar overall effectiveness. Accordingly, the Subcommittee concluded that electron beam IORT is safe in this population but that additional benefit has not been demonstrated, and that it is comparable to low-energy X-ray IORT (certainty of evidence: low to very low). ii) Rectal Cancer For patients with rectal cancer at high risk of positive resection margins or with locally recurrent disease, electron beam IORT used after tumor resection was considered safe because no significant differences were found in overall or specific complications and adverse events. As an adjunct to surgery or surgery plus EBRT, one study each reported improved overall survival and disease-free survival, whereas another reported more distant metastases in the intervention group. However, most outcomes, including local control, showed no significant differences or were not reported as significant. Therefore, additional benefit was not confirmed. When compared with EBRT as an adjuvant radiotherapy modality, all reported outcomes were similar between groups. Accordingly, the Subcommittee concluded that electron beam IORT is safe but that additional benefit has not been demonstrated, and that it is comparable to EBRT in this setting (certainty of evidence: low to very low). iii) Pancreatic Cancer For patients with borderline resectable or locally advanced pancreatic cancer amenable to tumor resection, electron beam IORT used after tumor resection was considered safe because no significant differences were observed in overall or specific complications and adverse events. As an adjunct to surgery or surgery plus EBRT, findings for local control were inconsistent, with studies reporting mixed results favoring either the intervention or comparator groups. Most other outcomes showed no significant differences or did not report significance. Therefore, additional benefit was not confirmed. When compared with EBRT as an adjuvant radiotherapy modality, outcomes were generally similar. Accordingly, the Subcommittee concluded that electron beam IORT is safe but that additional benefit has not been demonstrated, and that it is comparable to EBRT in this setting (certainty of evidence: low to very low). iv) Head and Neck Cancer For patients with locally recurrent head and neck cancer after prior radiotherapy, no comparative studies were identified. Therefore, the Subcommittee concluded that the safety and effectiveness of electron beam IORT as an adjunct to surgery or in direct comparison with EBRT could not be determined. Well-designed future clinical studies were recommended. v) Gynecologic Cancer For patients with locally recurrent gynecologic cancer after surgery and radiotherapy, no comparative studies were identified. Therefore, the Subcommittee concluded that the safety and effectiveness of electron beam IORT could not be determined. Well-designed future clinical studies were recommended. vi) Extremity Soft Tissue Sarcoma For patients with locally recurrent extremity soft tissue sarcoma after surgery and radiotherapy, no comparative studies were identified. Therefore, the Subcommittee concluded that the safety and effectiveness of electron beam IORT could not be determined. Well-designed future clinical studies were recommended. Additional Considerations The Subcommittee noted that electron beam IORT offers the advantage of delivering treatment conveniently in a single session. However, its practical implementation in Korea may be limited because it requires operating room availability, equipment installation, and specialized personnel, which may reduce clinical demand and feasibility. At the same time, some members considered that maintaining access to this technology would be desirable, so it could be used again if future clinical environments change. Recent studies have also suggested favorable outcomes with surgery alone in ultra-low-risk breast cancer. In this evolving context, some members considered that adding IORT during surgery might represent a potential treatment option for selected ultra-low-risk patients. Although only combination therapy is currently permitted domestically, if future indications were expanded to allow standalone use, electron beam IORT could potentially serve as an alternative to EBRT in selected patients. Final Recommendation At the 8th Medical Technology Reassessment Committee held on August 8, 2025, the Committee determined the final recommendation grades as follows: Weakly recommended for patients with breast cancer after breast-conserving surgery for the treatment of microscopic residual disease. Weakly recommended for patients with rectal cancer at high risk of positive margins or with locally recurrent rectal cancer after tumor resection. Weakly recommended for patients with borderline resectable or locally advanced pancreatic cancer amenable to resection after tumor removal. Recommendation withheld for patients with locally recurrent head and neck cancer after prior radiotherapy. Recommendation withheld for patients with locally recurrent gynecologic cancer after surgery and radiotherapy. Recommendation withheld for patients with locally recurrent extremity soft tissue sarcoma after surgery and radiotherapy.

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