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문제 정의
- 따라서 삼차원 방사선치료계획장치를 사용하기 전에 CT의 특성에 따른 CT 수를 전자밀도로 변환하는 작업이 필요하다. 본 연구에서는 CT 기종의 따른 CT 수의 변화가 치료계획 시 선량계산에 미치는 영향을 분석하였다.
가설 설정
- 2와 같이 물 팬톰을 그려 넣었다. 40 X 40 X 40 cn?의 물 팬 톰에 깊이 10 cm 되는 부분에 두께가 5 cm인 밀도가 높은 물질이 있다고 가정하고, 그 물질의 CT 수를 2,000으로 설정하였다. CT 수 2,000은 기준 CT의 물에 대한 전자밀도로 환산하면 1.
제안 방법
- 대한 CT 수가 변한다고 보고되었다.7,8) 따라서 본 연구에서는 관전압의 변화에 따른 CT 수의 변화를 배제하기 위하여 동일한 관전압을 사용하였다. 또한 CT 장치의 기종이나 팬텀의 크기에 의해서도 CT 수와 전자밀도 관계가 변화한다.
- CT 기종에 따른 CT 수와 상대전자밀도의 관계를 분석하였다. Table 2와 Fig.
- CT 기종에 따른 CT 수의 변화가 치료계획 시 선량 계산에 미치는 영향을 평가하기 위해서 기준 CT 영상을 이용하여 CT 수의 변화에 따른 선량 차이를 비교하였다. CT 영상은 밀도차가 큰 폐암 환자의 흉부 CT 영상을 이용하였고, 치료계획은 10 MV X선, 조사면 17x24 cm2, SAD 기법으로 전후 2문대향조사를 실시하였다.
- CT 기종에 따른 CT 수의 변화와 그에 따른 치료계획 시 선량 계산에 미치는 영향을 분석하였다. CT의 종류에 따른 CT 수의 변화는 조직 밀도 범위 내에서는 약 2% 내외의 차이를 보였으나 밀도가 매우 크거나, 작은 영역에서는 최대 9.
- 6 MV와 10 MV 광자선을 이용하여 조사 면의 크기 10X10 cn?으로 100 MU를 1문 조사하였다. CT 기종에 따른 전자밀도 환산값을 적용하여 고밀도 물질의 5 cm 아래에서 선량계산을 수행하였다.
- CT 수와 밀도값의 데이터를 3회 반복 측정하였다. 기준 CT는 SIEMENS SOMATOM Emotion 모델을 이용하였다.
- CT 수의 변화에 따른 선량 차이를 비교하였다. CT 영상은 밀도차가 큰 폐암 환자의 흉부 CT 영상을 이용하였고, 치료계획은 10 MV X선, 조사면 17x24 cm2, SAD 기법으로 전후 2문대향조사를 실시하였다. 동일조건 하에서 선량의 변화를 알아보기 위하여 양 방향에서 100 MU 씩 총 200 MU를 조사하였을 때의 선량을 계산하였다.
- CT는 일반적인 Xray들 이용하여 컴퓨터에 내장되어 있는 인체 내 각 조직의 흡수차(사람 몸을 구성하는 피, 공기, 뼈, 근육, 인대, 지방 등의 여러 조직들이 X-ray를 흡수하는 시간, 양 등)를 CT 수라는 단위로 환산하여 인체의 단면들을 촬영하는 기법이다. X선 튜브와 반대쪽의 검출기 (detector)가 인체 주위를 회전하면서 인체의 여러 방향에서 투사된 방사선의 강도를 측정한다. 이 측정치를 컴퓨터로 계산하여 인체 각 부위의 방사선 감약계수(attenuation coefficient)를 산출하고 인체의 단면상으로 재구성하여 모니터에 표시해 주는 영상 촬영 방법이다.
- 획득한 팬톰 영상을 이용해 치료계획장치에서 CT 수를 구한 후, 팬톰 제작사에서 제공한 각 물질의 전자밀도를 이용하여 각 CT별로 치료계획장치에 CT 수를 입력한 후 CT 기종에 따른 CT 수의 차이를 비교하였다. 관 전압에 의한 CT 수의 변화를 제거하기 위하여 모든 CT의 영상획득 시 120 kVp의 동일한 관전압을 사용하였다.
- CT 영상은 밀도차가 큰 폐암 환자의 흉부 CT 영상을 이용하였고, 치료계획은 10 MV X선, 조사면 17x24 cm2, SAD 기법으로 전후 2문대향조사를 실시하였다. 동일조건 하에서 선량의 변화를 알아보기 위하여 양 방향에서 100 MU 씩 총 200 MU를 조사하였을 때의 선량을 계산하였다. 측정점은 종양부분 (P = L0)과 밀도가 높은 조영된 심장 (P = L19), 간 (P = 1.
- 24)를 정하였다. 이러한 조건에서 CT 수의 변화에 따른 각 측정점에서의 선량을 비교, 분석하였다.
- 인체 내에 밀도가 큰 물질이 삽입되어 있을 경우에 대한 선량의 변화를 알아보기 위하여 치료계획장치에 Fig. 2와 같이 물 팬톰을 그려 넣었다. 40 X 40 X 40 cn?의 물 팬 톰에 깊이 10 cm 되는 부분에 두께가 5 cm인 밀도가 높은 물질이 있다고 가정하고, 그 물질의 CT 수를 2,000으로 설정하였다.
- 정형외과 수술 시 끊어진 부위를 연결하기 위해 사용하는 K-wire 등과 같이 고밀도 물질이 인체 내에 삽입되어 있을 경우에 대한 선량의 오차를 평가하기 위하여 조직 등가 물질 내에 CT 수를 2,000으로 설정한 고밀도 물질을 넣은 팬 톰에서 선량의 변화를 계산하였다(Table 4). 이 CT 수를 상대전자밀도로 환산한 결과 Siemensl에서 2.
- 동일조건 하에서 선량의 변화를 알아보기 위하여 양 방향에서 100 MU 씩 총 200 MU를 조사하였을 때의 선량을 계산하였다. 측정점은 종양부분 (P = L0)과 밀도가 높은 조영된 심장 (P = L19), 간 (P = 1.15), 척추 뼈3 = 1.25), 그리고 밀도가 낮은 식도(p =0.08), 폐(p=0.24)를 정하였다. 이러한 조건에서 CT 수의 변화에 따른 각 측정점에서의 선량을 비교, 분석하였다.
- 그리고 나머지 4개의 CT 역시 같은 방법으로 팬톰 영상을 획득하였다. 획득한 팬톰 영상을 이용해 치료계획장치에서 CT 수를 구한 후, 팬톰 제작사에서 제공한 각 물질의 전자밀도를 이용하여 각 CT별로 치료계획장치에 CT 수를 입력한 후 CT 기종에 따른 CT 수의 차이를 비교하였다. 관 전압에 의한 CT 수의 변화를 제거하기 위하여 모든 CT의 영상획득 시 120 kVp의 동일한 관전압을 사용하였다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 물질과 그에 대한 전자밀도를 Table 1에 표시하였다. CT 기종에 따른 각각의 물질에서의 CT 수를 측정하기 위하여 SIEMENS CT (SOMATOM Emotion) 2종과 GE CT (XQI, HiLight, Hi-Speed) 3종을 이용하였고, 치료계획 장치는 Pinnacle3 (Philips, USA)를 이용하였다.
- 기준 CT는 SIEMENS SOMATOM Emotion 모델을 이용하였다. 그리고 나머지 4개의 CT 역시 같은 방법으로 팬톰 영상을 획득하였다. 획득한 팬톰 영상을 이용해 치료계획장치에서 CT 수를 구한 후, 팬톰 제작사에서 제공한 각 물질의 전자밀도를 이용하여 각 CT별로 치료계획장치에 CT 수를 입력한 후 CT 기종에 따른 CT 수의 차이를 비교하였다.
- 49이다. 6 MV와 10 MV 광자선을 이용하여 조사 면의 크기 10X10 cn?으로 100 MU를 1문 조사하였다. CT 기종에 따른 전자밀도 환산값을 적용하여 고밀도 물질의 5 cm 아래에서 선량계산을 수행하였다.
- 전자밀도에 따른 CT 수 측정을 위해 Gammex RMI 467 팬톰(Gammex, USA)을 이용하였다. 이 팬톰은 여러 가지조직의 전자밀도와 대응하는 CT 수 사이의 관계를 평가하기 위해 사용되는 것으로, 팬톰의 직경은 33 cm, 두께는 5 cm이고, 팬톰에는 밀도가 다른 여러가지 물질을 삽입할 수 있도록 되어 있다(Fig.
이론/모형
- CT 수와 밀도값의 데이터를 3회 반복 측정하였다. 기준 CT는 SIEMENS SOMATOM Emotion 모델을 이용하였다. 그리고 나머지 4개의 CT 역시 같은 방법으로 팬톰 영상을 획득하였다.
성능/효과
- CT 기종에 따른 CT 수의 변화가 선량계산에 미치는 영향을 평가하기 위하여 CT 기종에 따라서 각각의 CT 수를 입력한 후 치료계획을 수행한 결과에서는 심장에서 최대 0.34%, 식도 0.4%, 종양 Q.4%, 폐 0.38%, 간 0.36% 척추 뼈 0.48%의 최대 선량 차이를 나타냈다(Table 3).
- CT 제작사에 따른 차이를 비교해 보면, 타제작사 장비의 경우 동일 제작사의 장비보다 상대적으로 큰 차이를 나타냈으나, 데이터의 일관성은 보이지 않았다.
- 선량의 변화를 계산하였다(Table 4). 이 CT 수를 상대전자밀도로 환산한 결과 Siemensl에서 2.7%, GE1 에서 6.7%, GE2에서 4.7%, GE3에서 4.7%의 차이를 나타냈고, 선량 계산의 결과는 6 MV 광자선에서 최대 2.1%, 10 MV 광자 선에서 최대 1.7%의 차이를 나타냈다.
- 1%의 선량 차이를 나타냈다. 이러한 특수한 경우를 제외하면 CT에 따른 밀도 보정에 따라 치료계획의 선량오차가 크지 않아 임상적으로 허용 가능하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 치료에서는 앞에서 언급한 특수한 경우가 발생할 수도 있고, 치료계획 단계에서
- 83%로 1%를 넘지 않았다. 인체 내에 K-wire 등과 같이 고밀도 물질이 삽입되어 있는 상황을 고려해서 치료계획장치에 팬톰을 그려 넣어 계산한 결과 최대 2.1%의 선량 차이를 나타냈다. 이러한 특수한 경우를 제외하면 CT에 따른 밀도 보정에 따라 치료계획의 선량오차가 크지 않아 임상적으로 허용 가능하다는 것을 알 수 있었다.
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