$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

양성자 치료계획에서 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm 적용의 유용성 평가
Evaluation of Usefulness of Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm In Proton Therapy Planning 원문보기

대한방사선치료학회지 = The Journal of Korean Society for Radiation Therapy, v.29 no.1, 2017년, pp.49 - 56  

한영길 (국립암센터 양성자치료센터) ,  장요종 (국립암센터 양성자치료센터) ,  강동혁 (국립암센터 양성자치료센터) ,  김선영 (국립암센터 양성자치료센터) ,  이두현 (국립암센터 양성자치료센터)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: To evaluate the accuracy of the Iterative Metal Artifact Reduction (IMAR) algorithm in correcting CT (computed tomography) images distorted due to a metal artifact and to evaluate the usefulness when proton therapy plan was plan using the images on which IMAR algorithm was applied. Material...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 기존의 X-선을 이용한 방사선 치료에서 Metal Artifact는 영상을 왜곡시켜 방사선 치료계획의 선량계산에 영향을 미치는 것이 연구를 통해 입증되었다.(7,8) 특히 양성자 치료는 기존의 X선 치료와는 달리 특정 범위에서만 에너지를 집중적으로 발산시킨 후 에너지가 급격하게 감소하는 Bragg peak라는 특성을 지닌다.
  • 본 연구에서는 CT 영상에서 발생하는 Metal Artifact를 보정하는 IMAR algorithm을 적용하여 영상의 왜곡을 줄이고 CT Number를 측정하여 그 정확성을 알아보고자 하였다. 또, Range의 변화를 측정하여 기존 Artifact로 인해 발생하는 오차를 줄일 수 있는지 확인하고자 하였다. 그 결과 CIRS Phantom Study에서 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 기존의 보정을 하지 않은 영상보다 기준 CT Number값에 가깝게 보정이 되는 것을 알 수 있었다.
  • 본 연구에서는 Artifact가 없는 원래의 영상과 Artifact 영상에 IMAR Algorithm을 적용한 영상을 비교하여 Algorithm의 보정 정도를 알아보고 각 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 Range를 비교함으로써 양성자 치료에서 IMAR algorithm의 유용성을 알아보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 CT 영상에서 발생하는 Metal Artifact를 보정하는 IMAR algorithm을 적용하여 영상의 왜곡을 줄이고 CT Number를 측정하여 그 정확성을 알아보고자 하였다. 또, Range의 변화를 측정하여 기존 Artifact로 인해 발생하는 오차를 줄일 수 있는지 확인하고자 하였다.
  • 조직 등가 물질로는 폐, 유방, 간, 근육, 지방, 해면골, 치밀골이 있다(Table 1). 이 실험을 통하여 IMAR Algorithm의 적용으로 Artifact 영상의 CT number값이 보정되는 정도의 정확성을 확인하고자 하였다. CT Simulator는 SIEMENS 사의 SOMATOM Definition AS를 사용하였으며 촬영은 120 kV에 Eff.

가설 설정

  • Eclipse의 External planning system을 이용하여 PAN치료 환자를 가정하여 세 개의 영상에 PA 방향 1 Port의 동일한 치료계획을 세웠다. PAN치료를 위한 가상의 PTV를 설정했으며 Double scatter mode로 PTV에 0.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전산화단층촬영이란 무엇인가? 전산화단층촬영(Computed Tomography, CT)은 원형의 Gantry에 환자를 통과시키며 연속적으로 X-선을 조사하여 데이터를 획득하는 의료 장비이다. 이렇게 획득된 데이터는 재구성 작업을 통해 단면 또는 3차원적인 영상으로 변환이 가능하다.
CIRS Phantom 언제 사용하는가? 1). CIRS Phantom는 다양한 조직의 CT Number와 전자 밀도 사이의 관계를 파악할 때 사용된다. Phantom은 32 ×27 cm의 원형 형태로 지름 3 cm의 구멍이 17개가 뚫려 있어 각각의 구멍에는 조직 등가 물질을 삽입할 수 있는 형태로 되어 있다.
전산화단층촬영을 통한 데이터로 무엇이 가능하며 어떤 장점이 있는가? 이렇게 획득된 데이터는 재구성 작업을 통해 단면 또는 3차원적인 영상으로 변환이 가능하다. 일반 X선 영상과는 달리 인체를 횡단면 영상으로 보여줌으로써 내부 장기와 구조의 형태를 명확하게 나타내는 장점이 있다.(1) CT 장비가 방사선 치료계획에 적용되면서 보다 입체적이고 정밀한 치료계획을 가능하게 하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. 이상태. "TEXTBOOK of Computed Tomography". 청구문화사. 2005 

  2. F. E. Boas and D. Fleischmann,: Computed tomography artifacts: Causes and reduction techniques. Imaging in Medicine 4 (2) 2012;229-240 

  3. Li H, Noel C, Chen H, et al.: Clinical evaluation of a commercial orthopedic metal artifact reduction tool for CT simuations in radiation therapy. Med Phys 2012; 39:7507-17 

  4. Huang JY, Kerns JR, Nute JL, et al.: An evaluation of three commercially available metal artifact reduction methods for CT imaging. Phys Med Biol 2015;60:1047-67 

  5. Morsbach F, Bickelhaupt S, Wanner GA, et al.: Reduction of metal artifacts from hip prostheses on CT images of the pelvis: value of iterative reconstructions. Radiology 2013;268:237-244 

  6. Morsbach F, Wurnig M, Kunz DM, et al.: Metal artefact reduction from dental hardware in carotid CT angiography using iterative reconstructions. Eur Radiol 2013;23:2687-2694 

  7. Maerz M, Mittermair P, Krauss A, et al:. Iterative metal artifact reduction improves dose calculation accuracy. Strahlentherapie und Onkologie 2016;192.6:403-413 

  8. BAR E, Schwahofer A, Kuchenbecker S, et al.: Improving radiotherapy planning in patients with metallic implants using the iterative metal artifact reduction (iMAR) algorithm. Biomedical Physics & Engineering Express, 2015; 1.2: 025206 

  9. Paganetti H.: Range uncertainties in proton therapy and the role of Monte Carlo simulations. Phys Med Biol, Jun 7 2012;57(11):R99-117 

  10. LEVIN, W. P., et al. Proton beam therapy. British journal of Cancer, 2005; 93.8: 849-854 

  11. AXENTE, Marian, et al. Clinical evaluation of the iterative metal artifact reduction algorithm for CT simulation in radiotherapy. Medical physics, 2015;42.3: 1170-1183 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로