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CORVUS Planning System을 사용한 세기조절방사선치료의 정도관리에 관한 연구

Quality Assurance of CORVUS Planning System for Intensity Modulated Radiation Therapy

의학물리 = Korean journal of medical physics, v.15 no.1, 2004년, pp.9 - 16  

김성규 (영남대학교 의과대학 방사선종양학교실)

초록
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세기조절 방사선 치료방사선 치료의 목적인 암 조직에는 더 많은 선량을 조사하면서, 주위 정상조직과 중요 장기에는 가능한 적은 선량이 조사되도록 하는 가장 우수한 치료 방법의 하니로 알려져 있어서 이의 임상 적용이 늘어나고 있다. 세기조절 방사선 치료의 특성상, 치료 전 과정에서 고도의 정확 정밀성을 요구하고 있다. 따라서 방사선이 치료계획된 대로 정확하게 조사되는지 검증하는 정도관리 과정이 무엇보다도 중요하며 필수적이다. 따라서 세기조절방사선 치료에는 검증과정이 필수적이다. 본 연구에서는 치료 계획 장치인 Corvus system의 정도 관리를 위한 선량 검증 방법을 고안하였으며 이의 유용성을 확인하기 위하여 두경부 부위의 세기조절 방사선치료를 설계하고 이에 관한 정도 관리를 수행하였다. 아크릴 팬톰을 이용하여 필름과 전리함, TLD를 이용한 측정 및 평가를 시행하였다. 필름 측정은 90% 선량분포에서 가로 0.03 cm, 세로 0.28 cm의 차이를 보였고, 전리함 및 TLD를 이용한 측정에서는 치료 계획과 측정치와의 차이가 각각 1%, 1.2%를 보여 이 시스템을 임상에 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The intensity modulated radiation therapy (IMRT) is believed to be on of the best treatment techniques for the goal of radiation therapy: to irradiate fatal dose to tumor region while minimizing dose to critical organs. It is essential to have comprehensive quality assurance program to assure the pr...

주제어

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제안 방법

  • 총선량과 중요 장기의 허용선량에는 조사되는 최대선 량과 총선량보다 적게 조사되는 허용 부피와 최소선량 등의 선량제한인자에 따라 치료문수를 증감해가며, 치료 각 도를 달리해가며 각각 횡단면 영상과 종단면 영상과 수직 면 영상에서의 선량분포 및 선량체적 히스토그람 등을 검 토하여 최적의 치료계획을 찾는다. 결정된 치료계획에 대하여 모든 조건들을 다시 재검토하며 치료할 것을 결정하 게 되며, 치료가 결정된 환자에 대해서 모의치료영상과 치 료계획장치에서의 디지털화재구성사진과 치료기에서의 치 료확인영상(L-gram)을 비교하여 정확하게 기준점이 일치하 는지 확인한다. 그 다음으로 치료계획된 대로 선량이 조사 되는지, 부위에 따라 조사되는 선량이 정확한지 확인하는 정도관리를 시행하게 된다.
  • 통상적인 치료계획에서의 치료정보는 한 치료면적에 대해서는 같은 방사선세기의 fluence를 가지기 때문에 치료면적의 일치성만 확인하는데 비해 세기조절방사선치료에서는 각 빔마다 1 cmX 1 cm되는 선소의 세기정보, 즉 fluence map를 가지기 때문에 치료계획에서의 fluence map과 실제 치료에서 다엽시준기의 구동이 치료계획된 대로 움직이는 지 fluence map에 대한 정도관리를 시행하여 조사되는 선량 부위의 정확성을 확인하여야 한다. 다음으로 행한 정도관리는 부위의 조사선량의 정확성을 확인하기 위하여 25 cm x25 cmX25 cm 크기의 아크릴 팬텀과 인체모형팬텀에 대하여 조사되는 선량을 이온챔버와 TLD를 측정하여 비교확 인 하였다.
  • 전송된 영상으로 각각 단면에서 임상종양 용적, 치료계획용적, 중요 장기 등을 표시한다. 먼저 임상 종양용적의 총선량을 결정하고 중요장기에 조사되는 허용 선량을 설정하여 조건에 가장 부합하는 치료계획을 찾아간 다. 총선량과 중요 장기의 허용선량에는 조사되는 최대선 량과 총선량보다 적게 조사되는 허용 부피와 최소선량 등의 선량제한인자에 따라 치료문수를 증감해가며, 치료 각 도를 달리해가며 각각 횡단면 영상과 종단면 영상과 수직 면 영상에서의 선량분포 및 선량체적 히스토그람 등을 검 토하여 최적의 치료계획을 찾는다.
  • IMCT를 시행할 환자를 먼저 모의치료기에서 치료할 부 위의 기준점을 표시한다. 앞부분과 양옆면의 기준점 세 점 을 표시하여 치료계획 컴퓨터단층촬영기 영상을 얻어 팍스 를 통하여 IMRT 치료계획장치인 CORVUS 시스템으로 영 상을 전송한다. 전송된 영상으로 각각 단면에서 임상종양 용적, 치료계획용적, 중요 장기 등을 표시한다.
  • 방사선치료의 궁극적인 목적이 종양부위에 균등한 치사 선량이 도달되게 하고 병변 부위의 정상조직의 손상을 최 소가 되게 하는 것이다. 이러한 목적에 도달하고자 노력한 결과 컴퓨터단층촬영기와 MR의 영상을 치료계획에 이용할 수 있게 되어 3차원 입체조형 방사선치료(three dimensional conformal radiation therapy, 3DCRT)를 개발하였다."® 더 나아가 중요장기들이 종양부위에 바로 인접하여 있는 경우, 병변부위에 충분한 방사선을 조사할 수 없는 기존의 방 사선치료가 갖고 있는 한계를 극복하기 위하여 제시된 하나의 방법으로 조사하는 방향에 따라 방사선의 강도를 조절하게 하며, 조사되어야 할 방사선량과 부위를 결정해 놓고 역으로 치료계획을 수립하여 최적의 선량분포를 얻게 하는 Intensity Modulation Radiation Therapy (IMRT, 세기조 절방사선치료)가 1990년 초부터 Memorial Sloan-Kettering Cancer Cente 등膈을 중심으로 연구되기 시작하였다.
  • 국 내에서 발표된 세기조절방사선치료의 정도관리에 관한 논 문에서 Film Dosimetry에 대한 정량적인 확인이 없었다. 이에 본 저자는 두경부암 환자에게 세기조절방사선치료계획 을 수립한 것을 정사각형 아크릴 팬텀과 인체모형팬텀과 Film Scanner, TLD 등을 이용하여 환자와 치료의 정확성을 확인하여 정도관리를 검증하였으며 아울러 Film Scanner의 정량적인 분석을 시도하여 임상에의 적용에 대한 적합성을 확인하였다.
  • IMRT 를 위한 hardware 구성은 Varian 80 Muti Leaf Collimator (MLC)와 EPID가 장착된 21EX 선형가속장치 (Varian, 미국)와 물리적인 인자를 이용한 선량분포 최적화 역계산(Inverse Calculation) 치료계획장치인 CORVUS 시스템 (NOMOS, 미국)으로 되어 있다. 정도관리를 실시하기 위한 장치로는 크기가 25 cmx25 cmx25 cm인 아크릴팬텀과 인체모형 팬텀을 사용하였으며 , 또한 필름 선량분포확인을 위하여 Vidar 16 Film Sacnner (Vidar, 독일)을 사용하였고, 530 Electrometer (victreen, 미국)와 0.01 cc ionchamber와 5500 TLD (Harshow, 미국)로 선량을 측정 확인하였다.
  • 먼저 임상 종양용적의 총선량을 결정하고 중요장기에 조사되는 허용 선량을 설정하여 조건에 가장 부합하는 치료계획을 찾아간 다. 총선량과 중요 장기의 허용선량에는 조사되는 최대선 량과 총선량보다 적게 조사되는 허용 부피와 최소선량 등의 선량제한인자에 따라 치료문수를 증감해가며, 치료 각 도를 달리해가며 각각 횡단면 영상과 종단면 영상과 수직 면 영상에서의 선량분포 및 선량체적 히스토그람 등을 검 토하여 최적의 치료계획을 찾는다. 결정된 치료계획에 대하여 모든 조건들을 다시 재검토하며 치료할 것을 결정하 게 되며, 치료가 결정된 환자에 대해서 모의치료영상과 치 료계획장치에서의 디지털화재구성사진과 치료기에서의 치 료확인영상(L-gram)을 비교하여 정확하게 기준점이 일치하 는지 확인한다.

대상 데이터

  • 64%의 오차를 보였다(Table 2). 또한 선량기울기가 완만한 기준점에서 lateral로 0.1 cm, posterior로 0.02 cm, in으로 1.3 cm 이동한 특정 비교점에서 세기조절 방사선치료계획 을 QA 아크릴 팬텀으로 옮겨 계산된 계산치가 1.50 Gy였 으며, 같은 조건으로 QA 아크릴 팬텀을 설치하여 측정한 선량은 1.485 Gy였으며, TLD에서의 측정치는 1.483 Gy였 다. 측정치의 비교에서 이온챔버와 TLD에서 각각 1.
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