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문제 정의
- 방사선 치료 시 자세 오차, 장기의 움직임도 고려하여 설정해야 하는 어려움이 있는데, 기존의 전산화 단층촬영방법으로 환자를 촬영할 경우, 호흡주기에 의해 촬영되어지는 순간에 따라 움직이는 장기의 영상 묘출이 어려움이 있다.3) 본 연구에서는 자체 제작한 구동 팬톰을 사용하여 호흡주기에 따라 획득된 영상을 재현 하였으며, 표지자의 움직임을 반영하는 정도를 측정하여 재현성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 측정된 수치를 이용하여 본 연구에서 실험하고자 자체 제작한 구동 팬톰에 움직임을 적용하였다. 구동 motor 위에 표지자를 올려놓고 전산화 단층촬영 시 움직임을 구별하기 위해 표지자에 위치표시를 위한 방사선 비투과성 물질을 부착하였다. 구동 팬톰의 움직임은 위·아래 방향으로 1.
- 구동 팬톰의 움직임은 위·아래 방향으로 1.3 cm·분당 16회의 왕복운동, 상·하 방향으로 0.3 cm·분당 8회의 회전 운동을 할 수 있게 설정하였다(Fig. 3).
- 6). 본원에서는 호흡으로 영향을 받는 환자의 치료 시 치료 여유를 두기 위해 호흡동조 시스템(RPM respiration gating system)을 이용한다. 호흡동조 시스템을 이용한 영상획득은 시간에 따른 동적 움직임을 고려하거나 종양퇴행에 따른 적응치료를 가능하게 하지만, 촬영 시간이 긴 연속 주사방법에서 촬영 시 시간경과에 따라 불규칙한 특성을 가지는 환자의 호흡을 정확히 예측할 수 없다는 단점이 있어 이를 보완 할 수 있도록 적정한 전산화 단층촬영방법과 시간을 고려한 주사 좌우인자(scan parameter)를 설정하여 재현성을 높일 수 있는 방법을 고려해 촬영해야 한다.
- 본원을 내원한 환자 중 호흡으로 인한 움직임이 있는 폐, 복부 환자를 대상으로 하였으며, CT 모의촬영 전 환자의 호흡에 의한 움직임을 확인하기 위하여 모의촬영실의 투시검사(Fluoloscopy)를 이용하여 환자의 흡기와 배기를 각각 측정하였다(Fig. 2).
- 3, Pitch는 1로 동일하게 하였다. 움직임을 고정 시키고 난 후, 전산화 단층촬영방법에 따라 고식적, 나선식, 연속 주사방법으로 촬영하여 각각의 획득된 영상 중 다른 시기의 영상에서 동일하지 않은 영상이 있는 경우를 대상으로 하여, 임의로 병변이 두 절편 이상 사라진 경우의 영상과 동일 영상이 연속되거나 상하 영상이 역전된 경우의 영상을 분류하여 본 실험의 재현성 평가에는 이용하지 않았다(Fig. 4).
- 2). 측정된 수치를 이용하여 본 연구에서 실험하고자 자체 제작한 구동 팬톰에 움직임을 적용하였다. 구동 motor 위에 표지자를 올려놓고 전산화 단층촬영 시 움직임을 구별하기 위해 표지자에 위치표시를 위한 방사선 비투과성 물질을 부착하였다.
- 3). 호흡에 따른 움직임을 자체 제작한 모형 팬톰에 적용하여 각각의 전산화 단층촬영방법에 따라 고식적(Axial), 나선식(Helical), 연속(Cine) 주사방법으로 촬영하고, RPT 장비를 이용하여 움직임을 반영하는 모형과 체적의 재현성이 정확한지 비교, 분석 한다. 각각의 전산화 단층촬영에 따른 촬영 조건은 다음과 같이 관전압 120 KV, 관전류 200 mA, 절편 두께와 절편 두께사이의 간격은 2.
대상 데이터
- 3. The manufactured moving phantom.
- 본 실험에 사용된 장비는 GE Lightspeed RTCT, 자체 제작한 구동 팬톰, 움직임을 나타내는 위치 표시 표지자와 호흡 동조 구동 Motor, Pinnacle RT system을 사용하였다. 본원을 내원한 환자 중 호흡으로 인한 움직임이 있는 폐, 복부 환자를 대상으로 하였으며, CT 모의촬영 전 환자의 호흡에 의한 움직임을 확인하기 위하여 모의촬영실의 투시검사(Fluoloscopy)를 이용하여 환자의 흡기와 배기를 각각 측정하였다(Fig.
성능/효과
- 1) 방사선치료가 빠른 속도로 발전하면서 정확한 위치 추정과 적절한 여유 설정이 매우 중요한 과제로 등장하였다. 충분한 치료 여유를 둘 때는 종양 억제확율(Tumor Control Probability: TCP)이 증가 할 수 있으나, 건강조직손상확률(Nomal Tissue Complication Probability: NTCP)의 증가가 예상되게 된다.
- 2) 충분치 못한 여유를 둘 경우 경계 여유가 작기 때문에 자세 오차나 장기 움직임이 발생하면 지리적 과오가 생길 가능성이 크기 때문에 적절한 경계 여유를 설정하는 것이 중요하다.3) 정상 조직의 부작용을 최소화 하고 종양에만 고선량을 주기 위해 적절한 치료 여유를 설정하게 되는데, 이때 자세 오차나 장기 움직임이 발생하면 장기 위치에 따라 변화가 생길 가능성이 크다.3) 치료계획 및 조사방법 등의 기술이 비약적으로 발전하면서 방사선치료는 더욱 복잡하게 되었으며, 이에 따라 고도의 정확성과 정밀성이 요구되고 있다.
- 전산화단층촬영(computed tomography, CT)의 영상기술이 발표된 이래 기존의 방사선 사진에 비해 조직 간의 구별이 뚜렷해지고 있으며, 최근의 발전된 전산화 단층촬영장비들로 인해 촬영시간이 매우 단축되었다.4) 종래의 고식적 전산화 단층촬영은 환자가 각 촬영마다 횡격막을 항상 같은 위상에서 유지하며 호흡을 정지하기가 어려워 하부 폐야나 간 내 소결절성 종괴가 누락 또는 중복 촬영되는 오등록 인공영상이 생길 가능성이 존재 한다.5) 그러나, 현재는 X-선관이 한 방향으로 고속 회전하면서 연속촬영이 가능한 나선식 전산화 단층촬영의 개발과 Detector의 발전으로 영상 재구성이나 검사 시 짧은 시간에 촬영할 수 있게 되었다.
- 4) 종래의 고식적 전산화 단층촬영은 환자가 각 촬영마다 횡격막을 항상 같은 위상에서 유지하며 호흡을 정지하기가 어려워 하부 폐야나 간 내 소결절성 종괴가 누락 또는 중복 촬영되는 오등록 인공영상이 생길 가능성이 존재 한다.5) 그러나, 현재는 X-선관이 한 방향으로 고속 회전하면서 연속촬영이 가능한 나선식 전산화 단층촬영의 개발과 Detector의 발전으로 영상 재구성이나 검사 시 짧은 시간에 촬영할 수 있게 되었다. 호흡에 따른 움직임이 있는 장기에서 병변의 크기가 작거나 폐의 기저부위, 혹은 간의 상부에 위치한 종양일수록 호흡으로 인한 위치변화와 주사(scan)시 왜곡 정도가 크고, 이에 치료해야 할 표적이 치료 범위에서 벗어나거나 정상조직에 과도한 방사선이 조사될 수 있으므로 치료효율이 낮아지거나 방사선에 의한 부작용이 증가 할 수 있다(Fig.
- 각각의 주사 방법에 따른 위치표시 표지자의 영상 연속성 비교는 3회 측정 시 평균으로 하였으며, 고식적 주사방법은 73.8%, 나선식 주사방법은 83.3%, 연속 주사방법은 94.5%의 연속성을 나타내었다(Table 2).
- 또한 주사 방법에 따른 표지자에 부착된 위치표시를 위한 방사선 비투과성 물질의 영상 연속성 비교에서도 고식적 주사방법은 73.8%, 나선식 주사방법은 80%, 연속 주사방법은 92.5%의 연속성을 나타내었다(Table 3).
- 전산화 단층촬영(CT scan)하여 획득된 영상 중 고식적 주사방법에서는 총 40개의 영상 중 26개, 나선식 주사방법에서는 총 41개의 영상 중 35개, 연속 주사방법에서는 총 200개의 영상 중 192개의 영상을 나타내었으며, 고식적 주사방법은 65%, 나선식 주사방법은 85%, 연속 주사방법은 96%의 재현성을 나타내었다(Fig. 5)(Table 1).
- 전산화 단층촬영방법에 따라 획득된 영상의 시간적 차이는 있지만, 가장 재현성 높은 영상의 주사방법(scan type)은 연속 주사방법이었다.
후속연구
- 호흡동조 시스템을 이용한 영상획득은 시간에 따른 동적 움직임을 고려하거나 종양퇴행에 따른 적응치료를 가능하게 하지만, 촬영 시간이 긴 연속 주사방법에서 촬영 시 시간경과에 따라 불규칙한 특성을 가지는 환자의 호흡을 정확히 예측할 수 없다는 단점이 있어 이를 보완 할 수 있도록 적정한 전산화 단층촬영방법과 시간을 고려한 주사 좌우인자(scan parameter)를 설정하여 재현성을 높일 수 있는 방법을 고려해 촬영해야 한다.7,9) 하지만, 영상 획득에 따른 선량을 증가시켜 치료부위 이외의 방사선 피폭량도 증가시키는 결과를 초래하기 때문에 방사선 치료과정에서 영상 획득 시 발생하는 환자의 피폭선량을 정량적으로 분석하고 더불어 그것을 감소시키는 노력이 필요할 것이라고 사료된다. 즉, 전산화 단층촬영방법에 따른 선량이 다르므로 환자의 피폭선량도 고려해야 할 것이다.
- 즉, 전산화 단층촬영방법에 따른 선량이 다르므로 환자의 피폭선량도 고려해야 할 것이다.8,10) 본 연구에서는 전산화 단층촬영방법에 따른 재현성평가에 움직임이 일정한 구동 팬톰을 이용하였지만, 실제 임상에 적용 시, 환자의 호흡에 따른 종양의 움직임을 충분히 반영할 수 있는 영상 획득방안을 모색하여 치료의 재현성을 높이면서 정상 조직의 부작용을 감소시키고,7) 치료효율을 증가 시킬 수 있도록 노력해야 할 것이다.
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