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문제 정의
- 따라서, 치료계획 수립 단계에서부터 치료가 시행되는 전 과정에서 획득한 영상을 이용해서 종양의 움직임을 측정한 후 움직임의 재현성을 평가하고, RGRT를 적용하지 않는 환자들을 대상으로 Real-time Position Management (RPM) System을 이용한 치료 중 호흡 관찰을 실시하고, 환자 호흡 변화를 확인한 후 RPM system를 이용한 환자 호흡 관찰의 유용성을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- RGRT를 적용하지 않고 치료를 시행한 그룹2를 대상으로 치료 중 환자 호흡의 안정도를 확인하기 위해서 RPM System을 이용하였고, 치료 전 투시 영상에서 종양의 움직임을 관찰 할 때 환자 호흡 신호에 Upper 와 Lower 구간을 설정하고 치료 중 정해진 기준 구간을 벗어난 횟수를 측정하였다 [Fig. 4]
- 대상 환자가 15 Gy씩 4회에 걸쳐서 SBRT를 시행한 총 240회 동안 같은 방법으로 각 환자의 정보를 수집하고 분석작업을 진행하였다.
- 치료에는 TrueBeamSTx TM(VarianMedicalSystems, PaloAlto, USA)를 이용하였고, 치료 전 환자의 자세 및 종양의 위치 정보를 확인하기 위해서 On-Board Imaging(OBI) system(Varian Medical Systems, Palo Alto, USA)으로 획득한 Kilo-Voltage(KV) X-ray 영상과 Cone-Beam CT(CBCT) 영상을 이용한 IGRT를 실시하였다. 또한 CBCT를 이용한 IGRT의 정확성을 한번 더 검증하고 환자 호흡에 따른 종양의 움직임을 최종적으로 확인하기 위해서 투시 영상을 이용한 확인 과정을 거친 후 치료를 시행하였고, 저장된 투시 영상은 종양의 움직임 변화를 측정하기 위해 사용하였다.
- 본원의 기준에 따라 4DCT 영상에서 종양의 움직임 측정 결과가 10 mm를 넘는 환자에 대해서 RGRT를 적용하였다.
- Waukesha, WI, USA)를 이용해서 4DCT를 촬영하였고, 0 ~90 % 까지 각 호흡 위상 별 CT 영상을 획득하였다. 전산화 치료계획시스템(Eclipse treatment planning system Version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 종양의 움직임을 전 · 후 방향(Anterior-Posterior, AP), 축 방향(SuperiorInferior, SI), 측 방향(Right-Left, RL)에서 각각 측정하였다.[Fig. 1]
- 종양의 위치 변화를 알아보기 위한 방법으로 IGRT 과정에서 PTV에 인접한 척추를 기준으로 영상유도를 실시한 후 종양을 기준으로 영상유도를 한번 더 실시하고 Couch 이동 값의 차이를 전·후 방향, 축 방향, 측 방향에 대해서 비교하였다. 그룹1은 4.
- 종양의 위치 변화를 확인하기 위한 방법으로 치료 전IGRT 과정에서 PTV에 인접한 척추를 기준으로 영상유도를 실시한 후 Couch의 이동값과 종양을 기준으로 영상유도를 실시한 후 치료를 시행한 Couch의 이동값을 전 · 후 방향, 축 방향, 측 방향에서 비교·분석하였다.
- 치료에는 TrueBeamSTx TM(VarianMedicalSystems, PaloAlto, USA)를 이용하였고, 치료 전 환자의 자세 및 종양의 위치 정보를 확인하기 위해서 On-Board Imaging(OBI) system(Varian Medical Systems, Palo Alto, USA)으로 획득한 Kilo-Voltage(KV) X-ray 영상과 Cone-Beam CT(CBCT) 영상을 이용한 IGRT를 실시하였다. 또한 CBCT를 이용한 IGRT의 정확성을 한번 더 검증하고 환자 호흡에 따른 종양의 움직임을 최종적으로 확인하기 위해서 투시 영상을 이용한 확인 과정을 거친 후 치료를 시행하였고, 저장된 투시 영상은 종양의 움직임 변화를 측정하기 위해 사용하였다.
대상 데이터
- 2014년 1월부터 2016년 1월까지 본원에서 SBRT를 시행한 폐암 환자 중 RGRT를 실시한 30명과 RGRT를 시행하지 않은 30명을 그룹1,2로 각각 선정하고, 두 그룹에 대한 호흡의 재현성 및 치료 중 환자 호흡의 안정도에 대한 비교 · 평가를 실시하였다.
- 치료계획을 수립하기 위해서 입체모의치료기(Lightspeed RT16 CT simulator, General Electric Co. Waukesha, WI, USA)를 이용해서 4DCT를 촬영하였고, 0 ~90 % 까지 각 호흡 위상 별 CT 영상을 획득하였다. 전산화 치료계획시스템(Eclipse treatment planning system Version 10.
성능/효과
- 4DCT 영상에서 전·후 방향, 축 방향, 측 방향에 대한 종양의 움직임을 측정한 결과, RGRT를 시행한 그룹1에서 측정된 평균값은 0.8 mm, 15.4 mm, 1 mm 였고, RGRT를 적용하지 않은 그룹2에서 측정된 평균값은 1.6 mm, 3.9mm, 1.2 mm 였다.
- 그룹2를 대상으로 치료 중 RPM system을 이용한 환자 호흡 관찰을 실시한 결과, 치료 전 설정한 호흡 기준을 벗어나지 않고 안정적으로 호흡을 유지한 상태에서 치료가 시행된 경우는 대상 환자 30명의 총 120회 치료 중 32회였고, 가장 불안정한 호흡을 보인 환자의 경우 1회 치료가 시행되는 동안 108번 설정 기준을 벗어나 선량 전달이 중단되었던 것으로 확인되었다. [Fig.
- 동일한 방법으로 SBRT를 4회씩 시행하는 동안 종양 움직임의 변화를 확인하기 위하여 치료 전 획득한 투시 영상에서 종양의 움직임을 측정하였고, 첫날의 측정값을 기준으로 나머지 삼일 간 측정한 값을 비교해 본 결과, 5 mm 이상 차이를 보인 환자는 그룹1에서 13명, 그룹2에서 4명으로 확인되었다. 가장 큰 차이를 보인 환자는 그룹1에서는 25번째 환자로 첫날과 마지막 날 종양의 움직임 차이가 13.
- 본 연구에서 그룹2를 대상으로 RPM system을 이용한 치료 중 환자 호흡 변화를 관찰한 결과 73%의 환자들이 치료 중 1회 이상 설정 기준을 벗어난 것을 확인할 수 있었다.
- 치료 전 획득한 CBCT 영상에서 같은 방법으로 세 방향에 대한 종양의 움직임을 측정한 결과, 그룹1의 평균값은 1.8mm, 14 mm, 2.9 mm 였고, 그룹2 의 경우 1.3 mm, 4.8mm, 0.8 mm 로 측정되었다. 투시 영상에서 종양의 축 방향 움직임을 측정한 결과, 그룹1은 평균 15.
- 환자의 호흡 및 종양의 움직임에 대한 분석은 5분 이내의 짧은 시간 동안 획득한 4DCT 영상만을 이용하기 때문에 치료실에서 환자의 자세를 잡고 IGRT를 위한 영상을 획득한 후 치료가 시행되는 동안 종양의 움직임과 환자 호흡이 변할 경우 치료 선량이 계획과 다르게 전달될 수 있다.
후속연구
- 따라서 4DCT 영상에서 종양 움직임과 위치를 정확히 측정하여도 IGRT를 통한 종양의 움직임과 위치 변화를 지속적으로 확인하고, RGRT를 적용하지 않는 SBRT 환자에게도 치료 중 RPM system 을 이용한 환자 호흡 관찰을 실시한다면 치료 중 예상하지 못한 호흡 변화로 인한 오차를 줄이고 계획된 치료 선량을 정확하게 전달할 수 있을 것으로 사료된다.
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