폐암 환자의 정위적 방사선 수술 시 Respiratory Gating System의 유용성에 대한 연구 Effectiveness of the Respiratory Gating System for Stereotectic Radiosurgery of Lung Cancer원문보기
목 적 : 폐암 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사할 수 있는 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 폐 하엽의 정위적 방사선 수술 환자 2명을 대상으로 하였으며, 환자의 복부에 makerblock (sensor)을 부착하고 tracking camera와 Real Time Position Management (RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases로 4D-CT를 촬영하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 호흡주기 (%)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 Maximum Intensity Projection (MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. Set up의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. 결 과 : GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자는 전체 호흡주기($0{\sim}90%$)에서 9.4 mm가 치료 호흡 주기 범위 ($30{\sim}60%$)에서는 2.6 mm로, B환자는 전체 호흡주기 ($0{\sim}90%$)에서 11.7 mm가 치료 호흡주기의 범위($30{\sim}70%$)에서는 2.3 mm로 감소하였다. 2회의 4D-CT 비교 결과 set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3 mm이내였다. 결 론 : 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5 mm이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.
목 적 : 폐암 환자 중 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 종양의 움직임이 적은 호흡 주기에서만 방사선을 조사할 수 있는 respiratory gating system을 사용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법 : 폐 하엽의 정위적 방사선 수술 환자 2명을 대상으로 하였으며, 환자의 복부에 maker block (sensor)을 부착하고 tracking camera와 Real Time Position Management (RPM)를 이용하여 호흡 주기를 측정하면서 1회 호흡주기에서 10 phases로 4D-CT를 촬영하였다. 종양의 위치 변화가 급격하지 않은 호흡주기 (%)의 phases를 치료 phases로 결정하였고, 치료 phases의 CT image를 Maximum Intensity Projection (MIP) 기법으로 재구성 후 volume contouring을 하였다. Set up의 재현성 및 GTV의 위치 변화를 확인하기 위해 치료 전과 치료 중 2회의 4D-CT 촬영을 하였다. 결 과 : GTV의 움직임이 가장 큰 Y(longitudinal)축에서 A환자는 전체 호흡주기($0{\sim}90%$)에서 9.4 mm가 치료 호흡 주기 범위 ($30{\sim}60%$)에서는 2.6 mm로, B환자는 전체 호흡주기 ($0{\sim}90%$)에서 11.7 mm가 치료 호흡주기의 범위($30{\sim}70%$)에서는 2.3 mm로 감소하였다. 2회의 4D-CT 비교 결과 set up의 X, Y, Z축 오차는 모두 3 mm이내였다. 결 론 : 호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐 하엽에서 정위적 방사선수술 시행 시 respiratory gating system의 사용은 종양의 움직임을 5 mm이내로 감소시킬 수 있어 유용하였다.
Purpose : For stereotactic radiosurgery (SRS) of a tumor in the region whose movement due to respiration is significant, like Lung lower lobe, the gated therapy, which delivers radiation dose to the selected respiratory phases when tumor motion is small, was performed using the Respiratory gating sy...
Purpose : For stereotactic radiosurgery (SRS) of a tumor in the region whose movement due to respiration is significant, like Lung lower lobe, the gated therapy, which delivers radiation dose to the selected respiratory phases when tumor motion is small, was performed using the Respiratory gating system and its clinical effectiveness was evaluated. Materials and Methods : For two SRS patients with a tumor in Lung lower lobe, a marker block (infrared reflector) was attached on the abdomen. While patient' respiratory cycle was monitored with Real-time Position Management (RPM, Varian, USA), 4D CT was performed (10 phases per a cycle). Phases in which tumor motion did not change rapidly were decided as treatment phases. The treatment volume was contoured on the CT images for selected treatment phases using maximum intensity projection (MIP) method. In order to verify setup reproducibility and positional variation, 4D CT was repeated. Results : Gross tumor volume (GTV) showed maximum movement in superior-inferior direction. For patient #1, motion of GTV was reduced to 2.6 mm in treatment phases ($30{\sim}60%$), while that was 9.4 mm in full phases ($0{\sim}90%$) and for patient #2, it was reduced to 2.3 mm in treatment phases ($30{\sim}70%$), while it was 11.7 mm in full phases ($0{\sim}90%$). When comparing two sets of CT images, setup errors in all the directions were within 3 mm. Conclusion : Since tumor motion was reduced less than 5 mm, the Respiratory gating system for SRS of Lung lower lobe is useful.
Purpose : For stereotactic radiosurgery (SRS) of a tumor in the region whose movement due to respiration is significant, like Lung lower lobe, the gated therapy, which delivers radiation dose to the selected respiratory phases when tumor motion is small, was performed using the Respiratory gating system and its clinical effectiveness was evaluated. Materials and Methods : For two SRS patients with a tumor in Lung lower lobe, a marker block (infrared reflector) was attached on the abdomen. While patient' respiratory cycle was monitored with Real-time Position Management (RPM, Varian, USA), 4D CT was performed (10 phases per a cycle). Phases in which tumor motion did not change rapidly were decided as treatment phases. The treatment volume was contoured on the CT images for selected treatment phases using maximum intensity projection (MIP) method. In order to verify setup reproducibility and positional variation, 4D CT was repeated. Results : Gross tumor volume (GTV) showed maximum movement in superior-inferior direction. For patient #1, motion of GTV was reduced to 2.6 mm in treatment phases ($30{\sim}60%$), while that was 9.4 mm in full phases ($0{\sim}90%$) and for patient #2, it was reduced to 2.3 mm in treatment phases ($30{\sim}70%$), while it was 11.7 mm in full phases ($0{\sim}90%$). When comparing two sets of CT images, setup errors in all the directions were within 3 mm. Conclusion : Since tumor motion was reduced less than 5 mm, the Respiratory gating system for SRS of Lung lower lobe is useful.
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문제 정의
본 연구에서는 폐암 환자의 SRS 시행 시 호흡에 의 한 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 respiratory gating system을 이용함으로써 그 유용성에 대하여 알아보았다 J%.
제안 방법
. 특수한 고정 장치 및 좌표축 사용을 통하여 SRS는 몸 전체로 적용 범위를 확대 시행하게 되었으나 호흡에 의해 종양 (GTV)의 움직임이 커지면 PTV 또한 증가하게 되므 로 호흡에 의한 종양의 움직임이 적은(±5 mm 이하) 폐의 상엽과 중엽에 대하여 시행하여 왔고I 종양의 움직임이 ±5 mm 이상인 폐의 중엽과 하엽의 경우에는 종양의 움직임을 감소시키는 방법으로 diaphragm controller로 복부에 압박을 가하여 횡격막의 움직임 을 줄이거나 active breathing controll (ABC)로 호흡 을 통제함으로써 호흡에 의한 종양의 움직임을 감소 시켜 SRS를 시행하였다";'.
4D CT cine mode를 이용하여 1회 호흡 시 10 phases의 image를 얻기 위해 image간 cine time은 1 회 호흡주기 시간의 1/10초로, A, B환자 모두 1회 호흡주기 시간은 3.5초였기 때문에 image간 cine time 은 0.35초, 그리고 호흡 불규칙 시 오차를 줄이기 위해 1~2개의 image를 추가로 얻을 수 있도록 cine duration time은 4.5초로 setting 한 후 Real Time Position Management (RPM) gating system을 이용 하여 호흡주기를 recording 하면서 4D CT를 촬영하 였다 [Fig. 3].
Set up의 재현성 및 GTV의 위치변화를 확인하기 위해 치료 전 4D CT를 촬영한 후 치료 phases와 동일 한 percent (%)의 phases로 MIP image를 만들어 최초 plan을 위해 촬영한 CT image의 치료 phases MIP image와 fusion하여 X, Y, Z축의 오차를 측정한 후 치료를 하였다. 치료는 전체 호흡주기 중 치료 phases로 결정된 percent (%)의 호흡주기 동안에만 방사선이 조사되면서 이루어지게 된다[Fig.
Stereotactic body frame과 vaccum cushion을 이용 하여 체부 고정 틀을 제작하여 환자를 set up한 후 호 흡주기에 따라 복부의 움직임도 일정하게 상관하여 움직이므로 환자의 복부에 sensor인 maker block을 부착하여 흡기와 호기에 따른 maker block의 움직임 을 tracking camera로 감지함으로써 흡기 (inspiration)와 호기 (expiration) 그리고 1회 호흡주기 시간을 측정하였다[Fig. 2]. A, B환자 모두 1회 호흡주기 시간 은 3.
4]. 치료 phases는 30-40% phases와 같이 phases간 종양의 위치변화가 크지 않은 percent (%)의 phases로 A환자^ 30-60% phases, B환자는 30~ 70% phases 로 결정하였다.
치료 phases를 결정한 후에는 각 치료 percent (%) phases의 CT imageS maximum intensity projection (MIP) 기법10으로 재구성한 후 volume contouring을 하였다 [Fig. 5].
대상 데이터
종양이 폐 하엽에 위치하고 diaphragm controllers 도 종양의 움직임이 줄지 않는(±5 mm 이상) SRS 환 자 2명을 대상으로 하였으며, stereotactic body frame (Elekta, Sweden)과 Light Speed RT CT (GE, USA),Real Time Position Management (RPM) gating system (V.1.6, Vari an, USA), 선형가속기 CL- 21 EX platinum (Varian, USA)을 사용하였다.
성능/효과
Set up의 재현성 및 GTV 위치 변화를 확인하기 위 해 2회 촬영한 4D-CT의 비교 결과 Set up의 오차가 A환자 1차 비교에서는 X축 0 mm, Y축 2.5 mm, Z축 3 mm, 2차 비교에서는 X축 0 mm, Y축 0 mm, Z축 2 mm이였으며, B환자 1차 비교에서는 X축 1 mm, Y축2.5 mm, Z축 1 mm, 2차 비교에서는 X축 2 mm, Y축2.5 mm, Z축 2 mm의 오차가 있었으나 모두 3 mm이 내였다 [Table 2].
호흡에 의한 종양의 움직임이 큰 폐암 환자의 폐하엽에서 SRS 시행시 diaphragm controller로 종양의 움직임을 ±5 mm 이하로 줄일 수 없는 경우 re spiratory gating system의 사용은 전체 호홉주기 (0~ 90%) 증 치료 호흡주기로 결정된 종양(GTV)의 움직임이 적은 peecent (%)의 호흡주기에서만 방사선이 조사되기 때문에 치료 시 종양의 움직임을 5 mm 이내로 감소시킬 수 있어 유용하였으며, 또한 4D CT로 촬영한 CT image에서 치료 phases의 CT image만을 MIP 기법으로 재구성하였기 때문에 치료 phases의 GTV는 각 치료 percent (%) phases의 GTV를 모두 합친 volume으로 이것은 치료 호흡주기 동안 종양의 움직임과 같으므로 정확한 Internal Target Volume (ITV) 을 contouring할 수 있었다.
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