[논문]두경부암 환자의 방사선 치료시 자체 제작한 고정용구 (Shoulder Retractor)에 대한 유용성 평가

김태준; 진선식; 김동현; 김동욱; 정원규; 김경태

두경부암 환자의 방사선 치료시 자체 제작한 고정용구 (Shoulder Retractor)에 대한 유용성 평가
Evaluation of Manufactured Device for Radiation therapy in Head and Neck Cancer 원문보기

대한방사선치료학회지 = The Journal of Korean Society for Radiation Therapy, v.26 no.1, 2014년, pp.99 - 105

김태준 (강동경희대병원 방사선종양학과) , 진선식 (강동경희대병원 방사선종양학과) , 김동현 (강동경희대병원 방사선종양학과) , 김동욱 (강동경희대병원 방사선종양학과) , 정원규 (강동경희대병원 방사선종양학과) , 김경태 (강동경희대병원 방사선종양학과)

초록
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목 적 : 본 연구에서는 두경부 암 환자의 방사선 치료 시 Neck node lower region까지 Target이 위치한 환자의 경우 기존의 상품화 된 두 가지 고정용구와 자체개발한 Shoulder Retractor의 유용성을 비교 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 치료한 두경부암 환자 6명을 대상으로 사용한 고정용구의 종류에 따라 각각 2명씩 분류하여 좌, 우 Shoulder 위치변화와 Set up의 정확성을 OBI를 이용한 2D/2D 영상정합 위치보정 후 좌표 분석을 통해 비교하여 유용성을 확인해 보았다. 결 과 : 고정용구 종류에 따른 영상정합 위치보정 값(OBI A-P상 좌, 우 Shoulder 위치변화값)에 대한 평균값과 표준편차는 A그룹에서는 RT.Shoulder $1.07mm{\pm}3.99mm$, LT.Shoulder $-4.35mm{\pm}2.09mm$이고, B그룹에서는 RT.Shoulder $-0.37{\pm}5.91mm$, LT.Shoulder $1.26{\pm}5.28mm$, C그룹에서는 RT.Shoulder $-0.63{\pm}2.44mm$, LT.Shoulder $0.25mm{\pm}1.61mm$으로 나타났다. SET UP의 영상유도좌표 분석에서는 평균 및 표준편차 값이 A그룹에서 Vrt $-2.06{\pm}2.68mm$, Lat $-1.11{\pm}8.15mm$, Lng $0.34{\pm}3.78mm$, Rot $0.51{\pm}0.77^{\circ}$이고, B그룹에서 Vrt은 $-1.18{\pm}1.82mm$, Lat $-0.94{\pm}2.13mm$, Lng $-0.67{\pm}1.98mm$, Rot $0.91{\pm}1.04^{\circ}$이고, C그룹에서 Vrt은 $0.12{\pm}2.18mm$, Lat에서 $-0.79{\pm}1.62mm$, Lng에서 $-0.79{\pm}2.64mm$, Rot $0{\pm}0.49^{\circ}$으로 나타났다. 결 론 : 자체개발한 고정용구는 좌,우 Shoulder의 위치변화에 대한 재현성을 유지시킴에 있어 유용함을 알수있었고, 환자 변위요소(환자가 잡은 줄을 놓치는 현상과 발 끝의 위치와 모양에 따라 잡은줄이 한쪽으로 치우치는 현상)와 환자의 체중 변화로 인한 환자 자세의 고정문제를 줄임으로써 Set up의 오차를 줄이고 환자의 재현성을 유지시키는데 도움이 될 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : We compared the set-up accuracy and right-left Shoulder position variation of the manufactured device and other commercial shoulder-retractors in the head and neck radiation treatment. Materials and Methods : Six patients consist of three groups which were used three different Shoulder retractors. We measured position corrections of left and right Shoulder and the couch after the image guidance by using on board imager (OBI) for six head and neck patients who has the extended target to the neck node lower region. Results : The position variation correction of left (right) Shoulder after image guidance were $1.07{\pm}3.99mm$ ($-4.35{\pm}2.09mm$), $-0.37{\pm}5.91mm$ ($1.26{\pm}5.28mm$), $-0.63{\pm}2.44mm$ ($0.25{\pm}1.61mm$) for group A, B and C. The vertical, lateral, longitudinal position and angular corrections of the couch after image guidance were $-2.06{\pm}2.68$, $-1.11{\pm}8.15$, $0.34{\pm}3.78mm$, and $0.51{\pm}0.77$ degree for group A, $-1.18{\pm}1.82$, $-0.94{\pm}2.13$, $-0.67{\pm}1.98mm$, and $0.91{\pm}1.04$ degree for group B and $0.12{\pm}2.18$, $-0.79{\pm}2.64$, $0.79{\pm}2.64$, and $0.00{\pm}0.49$ degree for group C. Conclusion : In this preliminary study, we found the positioning accuracy of the manufactured Shoulder retractor is comparable to other commercial Shoulder retractors. We expect that the reproducibility and accuracy of the patient set-up could be improved by using the home made Shoulder retractor in the head and neck radiation treatment.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 두경부암( Head and neck cancer) 환자에 대해 IMRT와 VMAT 치료시 환자의 고정용구 종류에 따른 좌,우 Shoulder 위치 변화와 Set up의 정확성을 OBI(OnBoard Image Advanced Imaging Ver 1.5.18, Varian Medical system, USA)를 이용한 2D/2D 영상 정합한 좌표분 석을 통해 비교 분석해 보고자한다.

제안 방법

2D/2D 영상정합의 정확성을 위해 치료계획 수립 시 관심 영역 C1 Spine~T2 Spine까지, Mandible, LT,RT Shoulder에 Contour을 그린 후 DRR Image와 OBI Image의 위치보정에 따른 좌,우 Shoulder의 변화 값을 분석하였다. OBI상의 영상 정합 기준은 C-T Spine(C1~T2)과 Mandible을 기준으로 영상 정합한 후 OBI A-P상에서 좌,우 Shoulder의 변화를 측정하였다.
9 (Varian Medical system, USA)으로 전송 후치료계획을 수립하였다. C.T Simulation(Philips Brilliance CT16, USA)시 그려진 Mask (C.T Center Line)와 양쪽 어깨 (Reference Line)를 치료실 안의 Laser에 맞추고 치료계획에서 수립된 치료 Center는 좌표이동을 통하여 치료를 실시하였으며, 총 6명의 환자에 대해 매 치료시 방사선 치료기 (CLinac IX, Varian Medical system Ver 7.11, USA)에 장착된 OBI촬영(AP,LAT)을 실시하여 C.T Image로 만들어진 DRR(Digitally Reconstructed Radigraphs) Image와 Bone Anatomy 기준의 2D/2D 영상 정합을 통하여 치료를 실시하였다. 총6명의 두경부암 환자의 평균 치료횟수는 28회이며, 총 231mage(OBI AP IMAGR)를 획득하였다.
2D/2D 영상정합의 정확성을 위해 치료계획 수립 시 관심 영역 C1 Spine~T2 Spine까지, Mandible, LT,RT Shoulder에 Contour을 그린 후 DRR Image와 OBI Image의 위치보정에 따른 좌,우 Shoulder의 변화 값을 분석하였다. OBI상의 영상 정합 기준은 C-T Spine(C1~T2)과 Mandible을 기준으로 영상 정합한 후 OBI A-P상에서 좌,우 Shoulder의 변화를 측정하였다. 획득된 OBI Image의 변화된 수치는 Offline Review 내에 Distance 기능을 이용하여 변화된 수치를 측정하였다.
또한 고정용구 종류에 따른 Set up의 정확도에 대한 측정은 매 치료시 치료실에서 Isocenter를 맞춘 후 OBI(A-P,LAT)촬영 후 2D/2D 영상정합 후 영상좌표 이동 값(Vertical, Lateral, Longuitudianal ,Rotation)으로 측정하였다. (Fig 6)
자체제작 한 고정용구는 가로79CM X 세로 16CM 두께 2CM 및 엉덩이 밀착부분 두께 0.3CM의 형태로 C.T Table과 치료실 Table의 양쪽 hole의 호환이 가능한 Lock bar를 결합 하여 고정하였으며 매 치료시 동일한 Set up을 위해 양쪽 손잡이 부분에 수치화하였으며, 치료 중 손잡이 놓침현상을 방지하기 위해 손목부분에 고정 벨트를 장착하여 기존에 사용되었던 고정용구의 단점을 보완하여 제작하였다. (Fig.
T Table을 양쪽 어깨(Shoulder)로 이동하여 Laser에 맞춰 그림(Reference Line)을 표시하였다. 총 6명에 대한 Mask 제작은 모두 동일하게 적용하였고 Type-S^TMMask을 사용한 환자의 경우 Laser에 맞춰 MASK에만 그림을 표시하였고, 기존 Shoulder Retractor와 자체 제작한 Shoulder Retractor의 적용 시 Mask 제작 전 양팔에 균등한 힘을 가하게 하여 환자의 의사를 확인한 후 Retracter에 표시된 수치를 동일하게 적용 후 MASK (C.T Center Line)와 양쪽 어깨 (Reference Line) 부분에 그림을 표시 하였으며(Fig. 4), 입체 치료계획 영상(KVCT)을 획득하였다.
총 6명의 환자의 자세는 양와위 자세(Supine position)로 하였고, C.T Simulation (Philips Brilliance CT16, USA)시 Laser 중심 부분에 맞춰 Mask에 그림(C.T Center Line)을 표시한 후 C.T Table을 양쪽 어깨(Shoulder)로 이동하여 Laser에 맞춰 그림(Reference Line)을 표시하였다. 총 6명에 대한 Mask 제작은 모두 동일하게 적용하였고 Type-S^TMMask을 사용한 환자의 경우 Laser에 맞춰 MASK에만 그림을 표시하였고, 기존 Shoulder Retractor와 자체 제작한 Shoulder Retractor의 적용 시 Mask 제작 전 양팔에 균등한 힘을 가하게 하여 환자의 의사를 확인한 후 Retracter에 표시된 수치를 동일하게 적용 후 MASK (C.
환자에게 적용한 서로 다른 종류의 고정용구(A그룹 : Type-S TM head, neck & shoulders thermoplastics(Civco), B그룹 : Uni-Frame-Head-Mask(Civco) + ShoulderRetracter,(Civco) C그룹 : Uni-Frame-Head-Mask(Civco)+ 자체 개발한 Shoulder Retractor)를 각각 2명씩 선정하여 사용하였다(Fig. 1).
OBI상의 영상 정합 기준은 C-T Spine(C1~T2)과 Mandible을 기준으로 영상 정합한 후 OBI A-P상에서 좌,우 Shoulder의 변화를 측정하였다. 획득된 OBI Image의 변화된 수치는 Offline Review 내에 Distance 기능을 이용하여 변화된 수치를 측정하였다.(Fig 5)
획득한 입체치료계획 영상(KVCT)은 치료계획 시스템인 Eclipse Ver 8.9 (Varian Medical system, USA)으로 전송 후치료계획을 수립하였다. C.

대상 데이터

2011년 1월부터 2012년 10월까지 본원에 내원하여 방사선 치료(IMRT & VMAT)를 받은 두경부암 환자(Table. 1)중 Neck node lower region까지 target이 위치한 6명을 대상으로 평가하였다.
T Image로 만들어진 DRR(Digitally Reconstructed Radigraphs) Image와 Bone Anatomy 기준의 2D/2D 영상 정합을 통하여 치료를 실시하였다. 총6명의 두경부암 환자의 평균 치료횟수는 28회이며, 총 231mage(OBI AP IMAGR)를 획득하였다.

데이터처리

위와 같은 실험 을 통해 얻어진 데이터 는 SPSS (PASWStatistics18 릴리스 18.0.0) 프로그램을 이용하여 평균 값과 표준편차를 비교 분석하였다.

성능/효과

^1,2) Laurent Gilbeau등의 연구에 따르면 두경부암 환자 30명을 대상으로 3종류의 고정용구를 적용함에 있어 3D/2D Set up error를 평가하였고, Shoulder의 위치변화를 Portal image로 평가하여 고정용구 종류에 따른 Shoulder의 위치변화를 확인할 수 있었다.³⁾두경부암 방사선 치료시 사용되는 고정용구의 경우 환자 변위요소(환자가 잡은 줄을 놓치는 현상과 발 끝의 위치와 모양에 따라 잡은 줄이 한쪽으로 치우치는 현상) 및 환자의 체중 변화로 인한 환자 자세의 고정(Fixation) 문제를 야기시킬수 있고 환자 몸의 고정문제는 환자의 재현성을 유지시키는데 중대한 영향을 미친다.^4,3,9)대한방사선치료학회지 이호연등⁵⁾ 및 James G 연구에서도 Aquaplastic Mask사용으로도 Set up의 오차가 있음을 밝힌바 있고,⁶⁾Emily Neubauer등의 연구등에서도 IMRT와 ARC치료를 시행한 두경부암 환자 총 10명을 대상으로 5 Point Thermoplastic Mask를 사용하였을 때 Shoulder 의 위치변화를 비교하였으며, 그 결과로써 평균 2~5mm, 큰차이는 2cm의 Shoulder의 위치변화와 Shoulder의 위치변화에 따른 선량 차이를 밝힌바 있다.
Set up의 영상유도 좌표분석에서 평균과 표준편차는 A그룹에서 Vertical(Vrt) -2.06±2.68mm, Lateral(Lat) -1.11±8.15mm, Longgitudinal(Lng) 0.34±3.78mm, Rotation(Rot) 0.51±0.77°이고, B그룹에서 Vrt은 -1.18± 1.82mm, Lat -0.94±2.13mm, Lng -0.67±1.98mm, Rot 0.91± 1.04°이고, C그룹에서 Vrt은 0.12±2.18mm, Lat에서 -0.79± 1.62mm, Lng에서 -0.79±2.64mm, Rot 0±0.49°으로 나타났다 (TABLE. 3).
그 결과 Set up의 영상유도 좌표 분석에서는 A그룹이 가장 큰 좌표 이동값을 나타내었으며, B그룹과 C그룹에서는 다소 차이가 나지 않았다. 이러한 좌표의 이동값이 다른 그룹에 비해 큰 결과가 나타난 이유는 A그룹의 고정용구는 어깨를 포함한 상반신을 Mask로 환자 몸을 덮는 형태의 고정 용구로 체중변화에 따른 고정문제가 발생되는 것으로 생각된다.
두경부암 방사선 치료시 사용하는 고정용구(Immobilization Device) 종류에 따른 영상정합 위치보정 값(OBI A-P상 좌,우 Shoulder 위치변화값)대한 평균값과 표준편차는 A그룹에서는 RT.Shoulder 1.07mm±3.99mm, LT.Shoulder -4.35mm± 2.09mm이고, B그룹에서는 RT.Shoulder -0.37±5.91mm, LT.Shoulder 1.26±5.28mm, C그룹에서는 RT.Shoulder -0.63± 2.44mm, LT.Shoulder 0.25mm±1.61mm으로 나타났다 (TABLE. 2).
2). 또한, FIG 7.에서 알수 있듯이 매 치료시 좌,우 Shoulder의 위치변화는 한방향이 아닌 양쪽 방향으로 위치변 화가 생기는 것을 알 수 있다. Set up의 영상유도 좌표분석에서 평균과 표준편차는 A그룹에서 Vertical(Vrt) -2.
본 연구에서는 두경부암 방사선 치료시 기존의 출품된 고정용구 2종류 A그룹, B그룹과 자체개발한 고정용구 C그룹을 환자에게 적용함에 있어 좌,우 Shoulder의 위치변화와 Set up의 정확성을 분석한 결과 자체개발한 고정용구의 사용이 두 종류의 고정용구에 비해 Set up의 오차를 줄이는데 도움을 주며, 좌,우 Shoulder의 위치변화에 대한 재현성을 유지시킴에 있어 유용함을 알수있었다. 또한, 매 치료시 좌, 우 Shoulder의 위치변화는 한방향이 아닌 양방향에서 위치 변화가 생긴다는 것을 알수있었고(Fig 7), 고정용구에 따른 좌,우 Shoulder의 위치변화를 알수있었다(Fig 8). 따라서, 자체개발한 고정용구는 환자 변위요소(환자가 잡은 줄을 놓치는 현상과 발 끝의 위치와 모양에 따라 잡은줄이 한쪽으로 치우치는 현상) 및 환자의 체중 변화로 인한 환자 자세의 고정(Fixation) 문제를 줄임으로써 Set up의 오차를 줄이고, 환자의 재현성을 유지시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.
본 연구에서는 두경부암 방사선 치료시 기존의 출품된 고정용구 2종류 A그룹, B그룹과 자체개발한 고정용구 C그룹을 환자에게 적용함에 있어 좌,우 Shoulder의 위치변화와 Set up의 정확성을 분석한 결과 자체개발한 고정용구의 사용이 두 종류의 고정용구에 비해 Set up의 오차를 줄이는데 도움을 주며, 좌,우 Shoulder의 위치변화에 대한 재현성을 유지시킴에 있어 유용함을 알수있었다. 또한, 매 치료시 좌, 우 Shoulder의 위치변화는 한방향이 아닌 양방향에서 위치 변화가 생긴다는 것을 알수있었고(Fig 7), 고정용구에 따른 좌,우 Shoulder의 위치변화를 알수있었다(Fig 8).

후속연구

또한, 매 치료시 좌, 우 Shoulder의 위치변화는 한방향이 아닌 양방향에서 위치 변화가 생긴다는 것을 알수있었고(Fig 7), 고정용구에 따른 좌,우 Shoulder의 위치변화를 알수있었다(Fig 8). 따라서, 자체개발한 고정용구는 환자 변위요소(환자가 잡은 줄을 놓치는 현상과 발 끝의 위치와 모양에 따라 잡은줄이 한쪽으로 치우치는 현상) 및 환자의 체중 변화로 인한 환자 자세의 고정(Fixation) 문제를 줄임으로써 Set up의 오차를 줄이고, 환자의 재현성을 유지시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.
또한, 치료 전과 치료 후의 좌,우 Shoulder의 위치변화 확인을 하지 못하였고, Shoulder 자체를 고정하지 않은 점이 보완해야 될 부분으로 생각된다. 차후 다양한 연구를 통해 보완점을 개선한다면 자체개발한 고정용구의 사용은 두경부암 방사선 치료시 환자의 재현성을 높일수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	두경부암 환자의 방사선 치료시 고정용구의 종류에 따라 어떤 변화가 있는가?	Neck node lower region에 표적이 위치한 두경부암 환자의 방사선 치료시 고정용구의 종류에 따라 Shoulder의 위치의 변화가 발생된다. 방사선 치료기술이 발전함에 있어 세기조절 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 입 체 세 기 조 절 회 전 방 사 선 치 료 (Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)의 경우 환자의 재현성을 유지시킬 수 있는 고정용구의 사용을 신중히 고려해야한다.
	어떠한 점을 개선한다면 자체개발한 고정용구의 사용이 두경부암 방사선 치료시 환자의 재현성을 높일수 있을 것으로 사료되는가?	하지만, 좌,우 Shoulder의 위치변화를 OBI A-P상 SI(Suferior-Posterior)방향에서만 측정되어 Shoulder의 높낮이(Anteriro-posterior)에 따른 변화를 알수 없었고, 그에따른 선량 변화값의 차이를 확인하지 못하였다. 또한, 치료 전과 치료 후의 좌,우 Shoulder의 위치변화 확인을 하지 못하였고, Shoulder 자체를 고정하지 않은 점이 보완해야 될 부분으로 생각된다. 차후 다양한 연구를 통해 보완점을 개선한다면 자체개발한 고정용구의 사용은 두경부암 방사선 치료시 환자의 재현성을 높일수 있을 것으로 사료된다.
	자체개발한 고정용구는 어떠한 장점을 예상하는가?	또한, 매 치료시 좌, 우 Shoulder의 위치변화는 한방향이 아닌 양방향에서 위치 변화가 생긴다는 것을 알수있었고(Fig 7), 고정용구에 따른 좌,우 Shoulder의 위치변화를 알수있었다(Fig 8). 따라서, 자체개발한 고정용구는 환자 변위요소(환자가 잡은 줄을 놓치는 현상과 발 끝의 위치와 모양에 따라 잡은줄이 한쪽으로 치우치는 현상) 및 환자의 체중 변화로 인한 환자 자세의 고정(Fixation) 문제를 줄임으로써 Set up의 오차를 줄이고, 환자의 재현성을 유지시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.

참고문헌 (8)

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상세보기
Madhur K Garg, Ravindra Yaparpalvi, M.S., et al.: Loss of cervical spinal curvature during radiotherapy for headand- neck cancers: the neck moves, too. International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics. 2004;58:185-188

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Laurent Gilbeau, Michelle Octave-Prignot, Thiery Loncol, et al.: Comparison of setup accuracy of three different thermoplastic masks for the treatment of brain and head and neck tumors. Radiotherapy and oncology : journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncol. 2001;58:155-162

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Lena Sharp, Lewin Freddi, Hemming Johansson, et al.: Randomized Trial on Two Types of Thermoplastic Masks for Patient Immobilization During Radiation Therapy for Head-and-Neck Cancer. Radiat Oncol Biol Phys 2005;61:250-6

상세보기
이호연, 배선명, 김진산 등: 두경부암 방사선 치료시 Aquaplastic Mask가 환자고정에 미치는 영향. 대한방사선치료학회지 2012;24:175-179

원문보기 상세보기
James G. Mechalakos, Margie A. Hunt, Nancy Y.Lee, et al.: Using an onboard kilovoltage imager to measure setup deviation in intensity-modulated radiation therapy for head-and-neck patients. Med Phys 2007;8:28-44
Emily Neubauer, Lei Dong, David S Followill, et al.: Assessment of shoulder position variation and its impact on IMRT and VMAT doses for head and neck cancer. Radiat Oncol. 2012;7:19

상세보기
Jae Hong Jung, Kwang Hwan Cho, Yong Ho Kim, et al.: Analysis of pitch and yaw deviation using an Aid-pillow for the head and neck cancer on the tomotherapy. Med Phys 2013;24:54-59

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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