목 적: 본 연구는 콘빔CT를 이용한 영상유도 방사선치료시 치료시간과 치료부위별 셋업 오차를 조사하여 임상 이용 효과를 평가하였다. 대상 및 방법: 두부, 체부, 골반부 환자 각각 3명을 선택하여, 선형가속기(CLINAC iX, Varian, USA)에 장착된 콘빔CT를 이용하여 15번씩 총 135번의 영상을 획득하였다. 그리고 각 부위에서의 셋업오차 값을 vertical, longitudinal, lateral 세 방향으로 나타내고 치료부위별로 평균 오차범위를 조사하여 비교하였다. 또한 영상획득과 오차값 산출에 소요되는 시간을 측정하여 매치료 시 콘빔CT 실행으로 인해 추가되는 시간에 대해서 알아보았다. 결 과: 두부 환자들의 경우 셋업오차는 vertical, longitudinal, lateral 방향으로 각각 0.07, 0.12, 0.1 cm의 평균 오차를 보였으며, 체부는 0.3, 0.26, 0.22 cm, 골반부 환자들은 0.21 0.18, 0.15 cm으로 측정 되었다. 이미지 획득과 오차 값 산출에 소요되는 시간은 평균 약 $6{\sim}7$분 정도로 나타났다. 결 론: 콘빔CT를 이용하여 환자의 셋업오차를 치료 직전에 보정하여 치료할 수 있었으며 치료 자세에 대한 오차 값을 산출 할 수 있었다. 골반부나 체부의 경우에는 두부에 비해 오차 값이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었는데 이는 환자의 움직임이나 각종 고정용구의 사용 등에 따른 것으로 보인다. 콘빔CT 실행 시에는 $6{\sim}7$분 정도의 치료 외에 시간이 추가 되는데 이에 따라 치료전 환자의 상태에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.
목 적: 본 연구는 콘빔CT를 이용한 영상유도 방사선치료시 치료시간과 치료부위별 셋업 오차를 조사하여 임상 이용 효과를 평가하였다. 대상 및 방법: 두부, 체부, 골반부 환자 각각 3명을 선택하여, 선형가속기(CLINAC iX, Varian, USA)에 장착된 콘빔CT를 이용하여 15번씩 총 135번의 영상을 획득하였다. 그리고 각 부위에서의 셋업오차 값을 vertical, longitudinal, lateral 세 방향으로 나타내고 치료부위별로 평균 오차범위를 조사하여 비교하였다. 또한 영상획득과 오차값 산출에 소요되는 시간을 측정하여 매치료 시 콘빔CT 실행으로 인해 추가되는 시간에 대해서 알아보았다. 결 과: 두부 환자들의 경우 셋업오차는 vertical, longitudinal, lateral 방향으로 각각 0.07, 0.12, 0.1 cm의 평균 오차를 보였으며, 체부는 0.3, 0.26, 0.22 cm, 골반부 환자들은 0.21 0.18, 0.15 cm으로 측정 되었다. 이미지 획득과 오차 값 산출에 소요되는 시간은 평균 약 $6{\sim}7$분 정도로 나타났다. 결 론: 콘빔CT를 이용하여 환자의 셋업오차를 치료 직전에 보정하여 치료할 수 있었으며 치료 자세에 대한 오차 값을 산출 할 수 있었다. 골반부나 체부의 경우에는 두부에 비해 오차 값이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었는데 이는 환자의 움직임이나 각종 고정용구의 사용 등에 따른 것으로 보인다. 콘빔CT 실행 시에는 $6{\sim}7$분 정도의 치료 외에 시간이 추가 되는데 이에 따라 치료전 환자의 상태에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.
Purpose: The aim of this study was the clinical implementation of IGRT using KV CBCT for setup correction in radiation therapy. Materials and Methods: We selected 9 patients (3 patient for each region; head, body, pelvis)and acquired 135 CBCT images with CLINAC iX (Varian medical system, USA). Durin...
Purpose: The aim of this study was the clinical implementation of IGRT using KV CBCT for setup correction in radiation therapy. Materials and Methods: We selected 9 patients (3 patient for each region; head, body, pelvis)and acquired 135 CBCT images with CLINAC iX (Varian medical system, USA). During the scan, the required time was measured. We analyzed the result in 3 direction; vertical, longitudinal, lateral. Results: The mean setup errors at the couch position of vertical, lateral, and longitudinal direction were 0.07, 0.12, and 0.1 cm in the head region, 0.3, 0.26, and 0.22 cm in the body region, 0.21, 0.18, and 0.15 cm in the pelvis region respectively. The mean time required for CBCT was $6{\sim}7$ minute. Conclusion: The CBCT on the LINAC provides the capacity for soft tissue imaging in the treatment position and real time monitoring during treatment delivery. With presented workflow, the setup correction within reasonable time for more accurate radiation therapy is possible. And it's image can be very useful for adaptive radiation therapy(ART) in the future with improved image quality.
Purpose: The aim of this study was the clinical implementation of IGRT using KV CBCT for setup correction in radiation therapy. Materials and Methods: We selected 9 patients (3 patient for each region; head, body, pelvis)and acquired 135 CBCT images with CLINAC iX (Varian medical system, USA). During the scan, the required time was measured. We analyzed the result in 3 direction; vertical, longitudinal, lateral. Results: The mean setup errors at the couch position of vertical, lateral, and longitudinal direction were 0.07, 0.12, and 0.1 cm in the head region, 0.3, 0.26, and 0.22 cm in the body region, 0.21, 0.18, and 0.15 cm in the pelvis region respectively. The mean time required for CBCT was $6{\sim}7$ minute. Conclusion: The CBCT on the LINAC provides the capacity for soft tissue imaging in the treatment position and real time monitoring during treatment delivery. With presented workflow, the setup correction within reasonable time for more accurate radiation therapy is possible. And it's image can be very useful for adaptive radiation therapy(ART) in the future with improved image quality.
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문제 정의
본 연구에서는 치료의 정확도를 높이기 위해 도입한 온라인영상유도 방사선치료 시스템을 적용할 경우 발생하는 부위별 셋업 오차와 추가 치료시간을 산출하여 기존 치료방법의 결과와 비교하여 콘빔CT의 임상적용 효율성을 평가하고자한다.
가설 설정
5. Setup error graph for the patient H3.
제안 방법
각 부위별 오차수치 비교를 위하여 각 부위 당 최대 오차범위를 보이는 환자를 선택하여 시간에 따른 오차변동을 분석하였다(Fig. 5∼7).
각 환자에 대하여 모의치료 CT를 실행하고 환자의 체표에 임의로 셋업센터를 정해 CT 영상에서 육안으로 확인 가능한 재질을 사용하여 표시를 했다. 이후 모의치료 CT 이미지를 이용하여 치료계획을 수립했다.
두경부와 골반부, 흉부의 모의치료용 CT 영상과 치료실에서 촬영한 콘빔CT 영상을 융합한 후 세 방향(vertical, lateral, longitudinal)에 대한 셋업 오차를 측정하였다(Table 2∼4).
치료실에서 레이저를 이용하여 환자의 체표에 표시된 임의의 셋업센터에 환자의 위치를 맞춘 후 치료계획 시에 산출되었던 수치만큼 couch를 이동시켜 콘빔CT를 이용하여 환자의 단면이미지를 획득하고, 획득한 영상을 모의치료시 획득한 단면이미지와 영상융합 프로그램을 이용하여 비교했다. 융합된 영상에서 오차 값을 세 방향[X (lateral), Y (vertical), Z (longitudinal)]에 대하여 측정하였다. 단 couch 회전 값은 고려하지 않았다.
치료 후에는 환자의 체표면이나 치료시 이용한 고정기구에 센터 표시를 하고 다음 치료 시에 치료 지표로서 활용한다. 이 과정을 각 환자 당 15회 수행하여 매회 couch이동 값을 기록하여 분석하였다(Fig. 4).
또한 골반부 환자 P1, P2, P3 는 자궁경부암, 전립선암, 자궁경부암 환자를 대상으로 하였다. 이중 두부 환자 세 명과 B1, P2 환자는 세기조절 방사선치료를 수행하였다(Table 1).
각 환자에 대하여 모의치료 CT를 실행하고 환자의 체표에 임의로 셋업센터를 정해 CT 영상에서 육안으로 확인 가능한 재질을 사용하여 표시를 했다. 이후 모의치료 CT 이미지를 이용하여 치료계획을 수립했다. 치료계획 시에는 모의치료 CT 실행시 표시해 두었던 임의의 셋업센터 값과 실제 치료센터와의 이동 값을 산출한다.
단 couch 회전 값은 고려하지 않았다. 정기적으로 EPID를 촬영하여 치료위치를 재확인 하였다. 치료 후에는 환자의 체표면이나 치료시 이용한 고정기구에 센터 표시를 하고 다음 치료 시에 치료 지표로서 활용한다.
치료계획 시에는 모의치료 CT 실행시 표시해 두었던 임의의 셋업센터 값과 실제 치료센터와의 이동 값을 산출한다. 치료실에서 레이저를 이용하여 환자의 체표에 표시된 임의의 셋업센터에 환자의 위치를 맞춘 후 치료계획 시에 산출되었던 수치만큼 couch를 이동시켜 콘빔CT를 이용하여 환자의 단면이미지를 획득하고, 획득한 영상을 모의치료시 획득한 단면이미지와 영상융합 프로그램을 이용하여 비교했다. 융합된 영상에서 오차 값을 세 방향[X (lateral), Y (vertical), Z (longitudinal)]에 대하여 측정하였다.
콘빔CT 실행 시에 추가되는 시간을 정확하게 산출하기 위하여 각 환자 당 콘빔CT 실행 시에 소요되는 시간을 데이터 입력, 스캔, 이미지재구성, 오차측정 네 부분으로 나누어 측정하였다.
콘빔CT를 이용하여 환자 치료 직전 치료 시 존재하는 셋업오차를 보정하여 치료할 수 있었으며 또 그 오차 값을 산출하여 각 부위별로 비교할 수 있었다. 오차 값을 보정하여 치료함은 콘빔CT를 이용하여 온라인 영상유도 방사선치료를 시행할 수 있으며 이는 방사선치료의 정확도를 전반적으로 높일 수 있다는 것을 의미한다.
대상 데이터
치료 시에 환자치료위치 오차의 패턴 및 그 정도를 측정하기위해 2006년 8월부터 2007년 5월까지 본원에서 치료받은 환자 중 두부, 체부, 골반 세 부위에서 각 3명씩 총 9명의 환자를 선택하였다. 두부 환자 H1, H2, H3 는 각각 후두암, 상의세포종, 비인두암이며 체부환자 B1, B2, B3 는 소세포폐암, 간세포암, 식도암 환자를 선정하였다. 또한 골반부 환자 P1, P2, P3 는 자궁경부암, 전립선암, 자궁경부암 환자를 대상으로 하였다.
두부 환자 H1, H2, H3 는 각각 후두암, 상의세포종, 비인두암이며 체부환자 B1, B2, B3 는 소세포폐암, 간세포암, 식도암 환자를 선정하였다. 또한 골반부 환자 P1, P2, P3 는 자궁경부암, 전립선암, 자궁경부암 환자를 대상으로 하였다. 이중 두부 환자 세 명과 B1, P2 환자는 세기조절 방사선치료를 수행하였다(Table 1).
치료 시에 환자치료위치 오차의 패턴 및 그 정도를 측정하기위해 2006년 8월부터 2007년 5월까지 본원에서 치료받은 환자 중 두부, 체부, 골반 세 부위에서 각 3명씩 총 9명의 환자를 선택하였다. 두부 환자 H1, H2, H3 는 각각 후두암, 상의세포종, 비인두암이며 체부환자 B1, B2, B3 는 소세포폐암, 간세포암, 식도암 환자를 선정하였다.
데이터처리
편의상 평균오차와 표준편차는 방향에 관계없이 절대 값으로 각 부위 당 평균을 내어 계산하였다. 두부환자들의 경우 vertical, longitudinal, lateral 오차 평균은 0.
성능/효과
본 연구에서 오차 값 보정은 X, Y, Z 방향이나 couch 회전 방향으로만 할 수 있었는데 실제 이미지 상에선 환자가 비스듬하게 위치하여 피사체가 어긋나 있는 경우도 있었다. 이 오차를 보정하기 위해선 피사체를 어긋난 방향만큼 다시 셋업한 후 그 오차를 콘빔CT를 이용하여 확인하여야만 한다.
연구에 사용된 장비는 2005년 12월 본원 방사선종양학과에 설치된 선형가속기(CLINAC iX, Varian, USA) 및 OBI 시스템으로 콘빔CT 소프트웨어는 2006년 8월에 기능 향상되었다. 장비에는 좌우 대칭으로 KV에너지를 발생시키는 KV source 와 아모퍼스실리콘(a-Si) 으로 구성된 KV detector가 MV source와 직교하여 장착되어있다.
후속연구
또한 이 시스템은 표적종양에 보다 높은 선량을 그리고 정상조직에는 보다 적은 선량을 조사하는 것을 가능하게 해준다. 따라서 복잡한 모양의 표적용적과 작은 오차에도 급격한 선량변화를 나타내는 세기조절 방사선치료에서 더욱 필요할 것이다. 콘빔CT 이용시 획득한 단면영상들은 환자의 두께 변화나 내부 장기의 이동에 대해서도 추적을 할 수 있다.
오차 값을 보정하여 치료함은 콘빔CT를 이용하여 온라인 영상유도 방사선치료를 시행할 수 있으며 이는 방사선치료의 정확도를 전반적으로 높일 수 있다는 것을 의미한다. 또한 오차 값의 분포를 부위별로 혹은 고정용구별로 좀 더 많이 수집하여 충분한 양의 데이터를 만들면, 각 부위에 사용된 고정용구에 적합한 표적 용적의 마진을 정하는데 도움이 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
영상유도 방사선치료는 어떤 치료방법인가?
영상유도 방사선치료는 매 치료시마다 환자의 위치, 종양과 종양주변 정상조직의 움직임 등 여러가지 시간에 따른 변화 요인들을 실시간으로 고려하여 치료에 반영함으로서 치료의 정확도를 높일 수 있는 치료방법이다. 특히 적은 위치 오차에도 선량변화가 급격하게 일어나는 3차원입체조형 방사선치료나 세기조절 방사선치료에서 아주 중요한 역할을 할 수 있다.
영상유도 방사선치료를 위한 방법에는 현재 어떤 것들이 있는가?
현재 영상유도 방사선치료를 위한 방법으로는 초음파를 이용하는 방법, Gold marker를 삽입하고 치료실에서 전자포털영상장치(Electronic Portal Image Device; EPID)나 온-보드이메이저 시스템(on-board imager system)의 MV 나 KV X-ray로 확인하는 방법, KVCT (KVCT on the rail)나 CBCT (Kilovoltage or Megavoltage Cone Beam Computed tomography)를 이용하는 방법과 helical MVCT를 이용하는 방법 등이 있다.3)
영상유도 방사선치료은 어디에서 중요한 역할을 할 수 있는가?
영상유도 방사선치료는 매 치료시마다 환자의 위치, 종양과 종양주변 정상조직의 움직임 등 여러가지 시간에 따른 변화 요인들을 실시간으로 고려하여 치료에 반영함으로서 치료의 정확도를 높일 수 있는 치료방법이다. 특히 적은 위치 오차에도 선량변화가 급격하게 일어나는 3차원입체조형 방사선치료나 세기조절 방사선치료에서 아주 중요한 역할을 할 수 있다.
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