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사이버나이프 $Synchrony^{TM}$ 호흡 추적 장치를 이용한 폐종양 방사선수술의 유용성 평가
Evaluation on the Usefulness of Lung Tumor Stereotactic Radiosurgery Applying the CyberKnife $Synchrony^{TM}$ Respiratory Tracking System 원문보기

방사선기술과학 = Journal of radiological science and technology, v.33 no.4, 2010년, pp.379 - 386  

김가중 (극동대학교 방사선학과) ,  배석환 (건양대학교 방사선학과) ,  최준구 (극동대학교 방사선학과) ,  채홍인 (주성대학 방사선과)

초록
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본 연구는 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용하여 방사선 수술을 시행한 폐종양 환자 48명을 대상으로 전 치료기간 중 종양의 움직임과 방사선수술의 정확성을 평가하였다. 폐종양의 움직임은 종양이나 종양주변에 삽입된 금침의 좌표를 사이버나이프 영상유도 장치로 측정하였으며, 방사선수술의 정확성은 움직임 추적 컴퓨터(MTS)로 계산된 상관관계 오차로 평가하였다. 폐종양의 움직임은 두미방향으로 평균 $2.63{\pm}1.87\;mm$며, 좌우방향 $1.13{\pm}0.71\;mm$, 전후방향 $1.74{\pm}1.16\;mm$의 움직임을 보였으며, 회전 움직임 정도는 X축 $1.66{\pm}1.66^{\circ}$, Y축 $1.20{\pm}0.97^{\circ}$, Z축 $1.18{\pm}0.73^{\circ}$로 측정되었다. 직선 움직임의 벡터 값은 평균 $3.78{\pm}2.00\;mm$값을 나타냈다. 연구 결과에서 두미방향(p<0.001)과 전후방향(p<0.029), 3차원 벡터 값(p<0.002)들은 종양의 위치가 상부보다 하부의 움직임이 크게 나타나 통계적 유의성을 보였다. 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용한 폐종양의 방사선 수술시 상관관계 오차는 전체 평균 $0.95{\pm}0.62\;mm$로 매우 정확한 조사로 종양의 움직임을 보상하여 방사선 수술이 이루어졌으며 그 유용성을 확인할 수 있었다.

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This study evaluated the motion of tumors during the entire period of therapy and the accuracy of radiosurgery among forty eight lung tumor patients who were underwent radiosurgery using the CyberKnife Synchrony Respiratory Tracking System. The motion of lung tumor was measured by the coordinates of...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 사이버나이프 체부 방사선수술은 영상유도장치를 통해 호흡에 따른 종양의 움직임 좌표를 매번 빔 조사 시 측정하며 추적 오차를 보정한다. 본 연구는 사이버나이프 방사선수술 전 치료과정 중의 종양의 움직임을 정량적으로 분석하였으며, 체부방사선수술의 정확성을 상관관계 오차로 평가하여 임상 적용에 그 유용성을 파악하고자 한다.
  • Shirato등은 폐종양 움직임이 환자의 나이, 체중, 신장, 성별, 환자의 전신상태 등에 따라 다르며, 특히 종양의 위치가 폐의 상엽보다 하엽에 위치할 때 움직임이 크므로 방사선 치료계획 시 정확한 선량전달을 위해 이를 고려하여 치료계획용 종양체적을 결정하도록 하였다12,13). 본 연구는 상관관계 오차 발생에 영향을 줄 수 있는 요인을 분석하기 위해 종양의 위치, 연령, 병변의 체적(Volume)에 따른 변수를 두어 오차와의 관계를 평가하였다. 그 결과 통계적 유의성은 나타나지 않았지만 종양의 위치가 폐의 하엽에 존재할 경우 상엽에 위치한 종양보다 상관관계오차 값이 크게 나타났으며, 종양의 체적에 따른 상관관계 오차는 체적이 클수록 오차가 적게 나타났다.
  • 본 연구에서 사용된 4세대 사이버나이프(Accuray Inc, Sunnyvale, CA) SynchronyTM 호흡추적 방사선수술법은 영상유도 장치를 이용하여 호흡에 따른 종양의 위치를 미리 예측하고 선형가속장치를 장착한 로봇이 자유로운 호흡 하에 종양을 추적하여 역동적인 방사선을 조사할 수 있게 되었다. 사이버나이프 Synchrony 호흡 추적 방사선 수술은 움직이는 장기에 대한 정확성을 더욱 증가시켜 체부의 방사선 수술(Stereotactic Body Radiosurgery)에 적용하게 되었으며, 본 연구는 실시간 종양추적 시스템인 사이버나이프 Synchrony를 이용한 폐종양 치료의 유용성을 평가하고자한다5,6).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폐암의 방사선치료에서 호흡에 따른 표적 종양의 움직임은 어떤 영향을 미치는가? 이러한 폐암의 치료방법에서 수술이나 항암요법과 더불어 방사선치료의 역할이 더욱 증대되고 있다. 폐암의 방사선치료에서 호흡에 따른 표적 종양의 움직임은 치료의 정확성을 감소시키는 원인이 되며 정상조직의 손상확률(Normal Tissue Complication Probability, NTCP)을 증가시키고 있다. 호흡으로 인한 폐종양의 움직임은 종양의 위치에 따라 두미방향과 전후방향, 좌우방향에서 차이를 보이며 주로 호흡에 의한 움직임이 크지만 심장이나 대동맥의 영향도 받고 있다.
방사선 치료에 도입되고 있는 새로운 치료방법은 무엇이 있는가? 방사선 치료 분야는 의료장비와 기술, 컴퓨터의 급속한 발전으로 정확한 방사선량을 조사하는 방법들이 개발되어 활발히 응용되고 있다. 새로운 기술로 3차원 입체조형치료(3D Conformal Radiotherapy), 세기변조 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy: IMRT) 등 종양의 형태에 맞도록 선량분포를 만들어 집중조사 할 수 있으며, 호흡에 따른 종양의 움직임을 보상하기 위한 방법으로 호흡조절 방사선치료법(Active Breathing Control, ABC)과 호흡 동기화 치료법(Respiration Gated Radiotherapy)이 이용되어 종양에 방사선량을 집중 조사하고 정상조직의 장해를 최소화 하고 있다4).
우리나라의 폐암 발생률은 남녀에게 어떤 비율로 나타나는가? 1%로 2위를 차지하였다. 남녀의 성비는 3.51 : 1로 남자에게서 더 많이 발생하였다. 조직학적으로는 2007년의 폐암 전체 발생 건수 17,834건 가운데 암(Carcinoma)이 80.
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참고문헌 (13)

  1. 중앙암등록본부, 국가 암 등록 사업 연례보고 2008 

  2. Plathow C, Ley S, Fink C, et al.: Analysis of intrathoracic tumor mobility during whole breathing cycle by dynamic MRI. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 59(4), 952-959, 2004 

  3. International Commission on Radiation Units and Measurements(ICRU): Prescribing, Recording and Reporting Photon Beam Therapy. ICRU Report 62, 1999 

  4. Webb S.: Optimization of conformal radiotherapy dose distribution by simulated annealing. Phy Med Biol, 34, 1349-1370, 1989 

  5. Cihat O, Cheng B, Hungcheng C, et al.: SYNCHRONY-CyberKnife Respiratory Compensation Technology. Medical Dosimetry, 33(2), 117-123, 2008 

  6. Schweikard A, Shiomi H, Adler J.: Respiration tracking in radiosurgery. Med Phys, 31, 2737-2741, 2004 

  7. Schweikard A, Glosser G, Bodduluri M.: Robotic motion compensation for respiratory movement during radiosurgery. Comp Aided Surg, 5, 263-277, 2000 

  8. Whyte RI, Crownover R, Murphy MJ, et al.: Stereotactic radiosurgery for lung tumor: preliminary report of a phase I trial. Ann Thorac Surg, 75, 1097-1101, 2003 

  9. Nuttens JJ, Prevost JB, Praag J, et al.: Lung tumor tracking during stereotactic radiotherapy treatment with the CyberKnife: Marker placement and early results. Acta Oncol, 45, 961-965, 2006 

  10. Erridge SC, Seppenwoolde Y, Muller SH, et al.: Portal imaging to assess set-up errors, tumor motion and tumor shrinkage during conformal radiotherapy of non-small cell lung cancer. Radiother. Oncol. 66(1), 75-85, 2003 

  11. Hanley J, Debois MM, Mah D, et al.: Deep inspiration breath hold technique for lung tumors: The potential value of target immobilization and reduced lung density in dose escalation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 45(3), 603-611, 1999 

  12. Shirato H, Seppenwoolde Y, Kitamura K, et al.: Intrafractional tumor motion: lung and liver. Semin Radiat Oncol, 14, 10-18, 2004 

  13. de Koste JR, Lagerwaard FJ, de Boer HC, et al.: Are multiple CT scans required for planning curative radiotherapy in lung tumors of the lower lobe. Int J radiat Oncol Biol Phys, 55, 1394-1399, 2003 

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