목 적 : 본 연구에서는 정위적체부방사선치료시 ExacTrac과 CBCT를 단계적으로 적용한 Combine IGRT를 사용하여 Set-up 오차를 비교 및 분석하여 Combine IGRT의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2014년 5월에서 2017년 11월까지 본원에 내원하여 trueBEAM Stx(Varian medical System, USA)에서 정위적체부방사선치료를 받은 환자 중 부위별로 뇌(Brain) 3명, 척추(Spine) 9명, 골반(Pelvis) 3명으로 분류하였다. 치료전 ExacTrac을 사용하여 Lateral(Lat), Longitudinal(Lng), Vertical(Vrt) 방향과 Roll, Pitch, Yaw 방향으로 Set-up 오차를 보정하였고, ExacTrac 이동 값을 적용 후 CBCT를 추가적으로 수행하여 Lat, Lng, Vrt, Rotation(Rtn) 방향으로 보정하였다. 결 과 : ExacTrac 사용시 뇌 부위의 오차는 Lat $0.18{\pm}0.25cm$, Lng $0.23{\pm}0.04cm$, Vrt $0.30{\pm}0.36cm$, Roll $0.36{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $1.72{\pm}0.62^{\circ}$, Yaw $1.80{\pm}1.21^{\circ}$, 척추 부위는 Lat $0.21{\pm}0.24cm$, Lng $0.27{\pm}0.36cm$, Vrt $0.26{\pm}0.42cm$, Roll $1.01{\pm}1.17^{\circ}$, Pitch $0.66{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.71{\pm}0.58^{\circ}$, 골반 부위는 Lat $0.20{\pm}0.16cm$, Lng $0.24{\pm}0.29cm$, Vrt $0.28{\pm}0.29cm$, Roll $0.83{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $0.57{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.52{\pm}0.27^{\circ}$로 나타났다. Couch 이동 후 CBCT를 하였을 때, 뇌 부위는 Lat $0.06{\pm}0.05cm$, Lng $0.07{\pm}0.06cm$, Vrt $0.00{\pm}0.00cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$, 척추 부위는 Lat $0.06{\pm}0.04cm$, Lng $0.16{\pm}0.30cm$, Vrt $0.08{\pm}0.08cm$, Rtn $0.00{\pm}0.00^{\circ}$, 골반 부위는 Lat $0.06{\pm}0.07cm$, Lng $0.04{\pm}0.05cm$, Vrt $0.06{\pm}0.04cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$ 오차가 발생하였다. 결 론 : 정위적체부방사선치료시 ExacTrac에 추가적으로 CBCT를 사용한 Combine IGRT의 경우는 ExacTrac만 사용한 경우보다 환자의 Set-up 오차를 줄일 수 있게 나타났다. 그러나 Combine IGRT를 적용함으로 환자 Set-up 확인시간, 영상획득을 위한 체내 흡수선량이 증가한다. 그러므로 환자 상황에 따라 Combine IGRT를 사용하여 환자의 Set-up 오차를 적게 함으로써 방사선치료 효과비를 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.
목 적 : 본 연구에서는 정위적체부방사선치료시 ExacTrac과 CBCT를 단계적으로 적용한 Combine IGRT를 사용하여 Set-up 오차를 비교 및 분석하여 Combine IGRT의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2014년 5월에서 2017년 11월까지 본원에 내원하여 trueBEAM Stx(Varian medical System, USA)에서 정위적체부방사선치료를 받은 환자 중 부위별로 뇌(Brain) 3명, 척추(Spine) 9명, 골반(Pelvis) 3명으로 분류하였다. 치료전 ExacTrac을 사용하여 Lateral(Lat), Longitudinal(Lng), Vertical(Vrt) 방향과 Roll, Pitch, Yaw 방향으로 Set-up 오차를 보정하였고, ExacTrac 이동 값을 적용 후 CBCT를 추가적으로 수행하여 Lat, Lng, Vrt, Rotation(Rtn) 방향으로 보정하였다. 결 과 : ExacTrac 사용시 뇌 부위의 오차는 Lat $0.18{\pm}0.25cm$, Lng $0.23{\pm}0.04cm$, Vrt $0.30{\pm}0.36cm$, Roll $0.36{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $1.72{\pm}0.62^{\circ}$, Yaw $1.80{\pm}1.21^{\circ}$, 척추 부위는 Lat $0.21{\pm}0.24cm$, Lng $0.27{\pm}0.36cm$, Vrt $0.26{\pm}0.42cm$, Roll $1.01{\pm}1.17^{\circ}$, Pitch $0.66{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.71{\pm}0.58^{\circ}$, 골반 부위는 Lat $0.20{\pm}0.16cm$, Lng $0.24{\pm}0.29cm$, Vrt $0.28{\pm}0.29cm$, Roll $0.83{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $0.57{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.52{\pm}0.27^{\circ}$로 나타났다. Couch 이동 후 CBCT를 하였을 때, 뇌 부위는 Lat $0.06{\pm}0.05cm$, Lng $0.07{\pm}0.06cm$, Vrt $0.00{\pm}0.00cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$, 척추 부위는 Lat $0.06{\pm}0.04cm$, Lng $0.16{\pm}0.30cm$, Vrt $0.08{\pm}0.08cm$, Rtn $0.00{\pm}0.00^{\circ}$, 골반 부위는 Lat $0.06{\pm}0.07cm$, Lng $0.04{\pm}0.05cm$, Vrt $0.06{\pm}0.04cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$ 오차가 발생하였다. 결 론 : 정위적체부방사선치료시 ExacTrac에 추가적으로 CBCT를 사용한 Combine IGRT의 경우는 ExacTrac만 사용한 경우보다 환자의 Set-up 오차를 줄일 수 있게 나타났다. 그러나 Combine IGRT를 적용함으로 환자 Set-up 확인시간, 영상획득을 위한 체내 흡수선량이 증가한다. 그러므로 환자 상황에 따라 Combine IGRT를 사용하여 환자의 Set-up 오차를 적게 함으로써 방사선치료 효과비를 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.
Purpose : The purpose of this study is to compare and analyze the set-up errors using the Combine IGRT with ExacTrac and CBCT phased in the treatment of Stereotatic Body Radiotherapy. Methods and materials : Patient who were treated Stereotatic Body Radiotherapy in the ulsan university hospital from...
Purpose : The purpose of this study is to compare and analyze the set-up errors using the Combine IGRT with ExacTrac and CBCT phased in the treatment of Stereotatic Body Radiotherapy. Methods and materials : Patient who were treated Stereotatic Body Radiotherapy in the ulsan university hospital from May 2014 to november 2017 were classified as treatment area three brain, nine spine, three pelvis. First using ExacTrac Set-up error calibrated direction of Lateral(Lat), Longitudinal(Lng), Vertical(Vrt), Roll, Pitch, Yaw, after applied ExacTrac moving data in addition to use CBCT and set-up error calibrated direction of Lat, Lng, Vrt, Rotation(Rtn). Results : When using ExacTrac, the error in the brain region is Lat $0.18{\pm}0.25cm$, Lng $0.23{\pm}0.04cm$, Vrt $0.30{\pm}0.36cm$, Roll $0.36{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $1.72{\pm}0.62^{\circ}$, Yaw $1.80{\pm}1.21^{\circ}$, spine Lat $0.21{\pm}0.24cm$, Lng $0.27{\pm}0.36cm$, Vrt $0.26{\pm}0.42cm$, Roll $1.01{\pm}1.17^{\circ}$, Pitch $0.66{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.71{\pm}0.58^{\circ}$, pelvis Lat $0.20{\pm}0.16cm$, Lng $0.24{\pm}0.29cm$, Vrt $0.28{\pm}0.29cm$, Roll $0.83{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $0.57{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.52{\pm}0.27^{\circ}$ When CBCT is performed after the couch movement, the error in brain region is Lat $0.06{\pm}0.05cm$, Lng $0.07{\pm}0.06cm$, Vrt $0.00{\pm}0.00cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$, spine Lat $0.06{\pm}0.04cm$, Lng $0.16{\pm}0.30cm$, Vrt $0.08{\pm}0.08cm$, Rtn $0.00{\pm}0.00^{\circ}$, pelvis Lat $0.06{\pm}0.07cm$, Lng $0.04{\pm}0.05cm$, Vrt $0.06{\pm}0.04cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$. Conclusion : Combine IGRT with ExacTrac in addition to CBCT during Stereotatic Body Radiotherapy showed that it was possible to reduce the set-up error of patients compared to single ExacTrac. However, the application of Combine IGRT increases patient set-up verification time and absorption dose in the body for image acquisition. Therefore, depending on the patient's situation that using Combine IGRT to reduce the patient's set-up error can increase the radiation treatment effectiveness.
Purpose : The purpose of this study is to compare and analyze the set-up errors using the Combine IGRT with ExacTrac and CBCT phased in the treatment of Stereotatic Body Radiotherapy. Methods and materials : Patient who were treated Stereotatic Body Radiotherapy in the ulsan university hospital from May 2014 to november 2017 were classified as treatment area three brain, nine spine, three pelvis. First using ExacTrac Set-up error calibrated direction of Lateral(Lat), Longitudinal(Lng), Vertical(Vrt), Roll, Pitch, Yaw, after applied ExacTrac moving data in addition to use CBCT and set-up error calibrated direction of Lat, Lng, Vrt, Rotation(Rtn). Results : When using ExacTrac, the error in the brain region is Lat $0.18{\pm}0.25cm$, Lng $0.23{\pm}0.04cm$, Vrt $0.30{\pm}0.36cm$, Roll $0.36{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $1.72{\pm}0.62^{\circ}$, Yaw $1.80{\pm}1.21^{\circ}$, spine Lat $0.21{\pm}0.24cm$, Lng $0.27{\pm}0.36cm$, Vrt $0.26{\pm}0.42cm$, Roll $1.01{\pm}1.17^{\circ}$, Pitch $0.66{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.71{\pm}0.58^{\circ}$, pelvis Lat $0.20{\pm}0.16cm$, Lng $0.24{\pm}0.29cm$, Vrt $0.28{\pm}0.29cm$, Roll $0.83{\pm}0.21^{\circ}$, Pitch $0.57{\pm}0.45^{\circ}$, Yaw $0.52{\pm}0.27^{\circ}$ When CBCT is performed after the couch movement, the error in brain region is Lat $0.06{\pm}0.05cm$, Lng $0.07{\pm}0.06cm$, Vrt $0.00{\pm}0.00cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$, spine Lat $0.06{\pm}0.04cm$, Lng $0.16{\pm}0.30cm$, Vrt $0.08{\pm}0.08cm$, Rtn $0.00{\pm}0.00^{\circ}$, pelvis Lat $0.06{\pm}0.07cm$, Lng $0.04{\pm}0.05cm$, Vrt $0.06{\pm}0.04cm$, Rtn $0.0{\pm}0.0^{\circ}$. Conclusion : Combine IGRT with ExacTrac in addition to CBCT during Stereotatic Body Radiotherapy showed that it was possible to reduce the set-up error of patients compared to single ExacTrac. However, the application of Combine IGRT increases patient set-up verification time and absorption dose in the body for image acquisition. Therefore, depending on the patient's situation that using Combine IGRT to reduce the patient's set-up error can increase the radiation treatment effectiveness.
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제안 방법
ExacTrac Set-up 오차 보정 적용 후 이어서 kV 발생장치와 Detector로 구성된 OBI를 사용하여 CBCT 촬영을 실시하였다. Coronal, Sagittal, Transversal 방향으로 획득된 3차원 정보를 포함한 단층영상을 DRR 영상과의 정합을 통하여 Lat, Lng, Vrt, Rotation(Rtn) 방향으로 Set-up 오차 보정을 실시하였다.
ExacTrac 또는 CBCT 확인 이후에도 3차원방향과 회전방향으로의 오차가 존재할 것이며 추가적인 영상확인장치 이용한 영상유도치료를 시행하여 Set-up 오차를 보정한다면 더욱 정확, 정밀한 치료가 가능할 것으로 생각되어 진다. 이에 본 연구에서는 두 영상장치를 결합한 Combine IGRT를 사용하여 부위별 Set-up 오차를 확인하고 측정된 자료를 비교 및 제시하고자 한다.
대상 데이터
Brain Lab ExacTrac 6D Couch를 단일 적용한 위치 보정과 CBCT와 통합적으로 적용시킨 Combine IGRT의 Set-up 오차 보정값을 각 부위별로 획득하였다.
본원에서 2014년 5월에서 2017년 11월까지 trueBEAM(Varian medical System, USA)에서 정위적체부방사선치료를 받은 환자 15명을 대상으로 Brain 3명, Spine 9명, Pelvis 3명으로 분류하였다.
환자의 치료자세 Set-up 후 Brain Lab ExacTrac 6D Couch를 사용하여 환자의 체부쪽에 설치한 Reference Accessory를 사용하여 치료실 내부에 위치한 2개의 X-ray Tube와 Detector를 통해 Oblique 방향에서 X-ray 영상을 획득하였다. 획득된 영상과 디지털재구성영상과의 정합을 통하여 직선방향(Lat, Lng, Vrt)과 회전방향(Roll, Pitch, Yaw)으로 Set-up 오차를 보정하였다.
데이터처리
ExacTrac의 Review/Replay를 사용하여 6D Couch의 위치 이동이 적용된 Lat, Lng, Vrt, Roll, Pitch, Yaw 방향으로 Set-up 오차 보정값을 산출하였다. 또한 Combine IGRT 적용시 ARIA(Varian medical system, USA, 13.
단일적으로 ExacTrac만 사용하였을 경우와 Combine IGRT를 적용한 Set-up 오차 보정의 결과를 전산화치료계획상에서 비교하여 위치이동에 따른 선량분포, 선량-체적 히스토그램(Dose-volume-histogram, DVH)을 분석, 평가하였다.
성능/효과
Combine IGRT 미적용시 전산화 치료계획상에서 나타나는 선량분포변화를 확인하기 위해 척추부위를 대상으로 기존의 치료계획과, CBCT 보정을 하지 않았을 경우의 치료계획을 Fig. 4와 같이 비교해 본 결과 PTV에 인접한 Spinal cord의 최대선량은 최고 231 cGy, 평균 142 cGy의 차이를 보였다(Table 7).
정위적체부방사선치료전 각 부위에서 Combine IGRT를 적용하였을 때 직선방향으로의 Set-up 오차가 추가적으로 발생함을 알 수 있었다. 오차발생 원인은 ExacTrac 확인 후의 CBCT를 통해 얻어진 영상에서 해부학적 구조물의 위치와 체내조직 정보의 확인이 가능하여 치료부위의 정확한 위치뿐 아니라 주변 정상조직을 고려한 보정이 가능하기 때문에 발생한다고 생각되어진다.
후속연구
정위적체부방사선 치료시 보편적으로 단일 영상확인장치만을 이용한 영상유도방사선치료를 적용하고 있어 몸의 회전 또는 체적정보를 고려한 Set-up 오차의 확인이 어렵다. ExacTrac 또는 CBCT 확인 이후에도 3차원방향과 회전방향으로의 오차가 존재할 것이며 추가적인 영상확인장치 이용한 영상유도치료를 시행하여 Set-up 오차를 보정한다면 더욱 정확, 정밀한 치료가 가능할 것으로 생각되어 진다. 이에 본 연구에서는 두 영상장치를 결합한 Combine IGRT를 사용하여 부위별 Set-up 오차를 확인하고 측정된 자료를 비교 및 제시하고자 한다.
ExacTrac 또는 CBCT를 단일로 사용하여 IGRT를 시행했을 경우 각각 몸의 회전방향과, 3차원체적을 고려한 위치 이동이 불가능하다. 하지만 Combine IGRT를 시행함으로써 환자의 Set-up 확인시간, 영상획득을 위한 체내흡수선량의 증가라는 요인이 존재하지만 정위적체부방사선치료와 같이 체내 고선량이 조사되며 정확한 치료의 중요성이 높은 치료시 Combine IGRT를 사용한다면 보편적으로 사용되던 ExacTrac 또는 CBCT의 단일한 IGRT 후 생길 수 있는 Set-up 오차 보정값을 확인하여 치료시 발생할 수 있는 환자의 부작용의 감소와 치료부위에 대한 정확한 조사로 환자에게 수준 높은 치료가 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
정위적체부방사선치료의 위험사항은 ?
다량의 방사선이 조사되는 만큼 종양 제어에 탁월하지만 정확하고 정밀한 치료가 수반되지 않는다면 치료 시 마다 발생 가능한 작은 오차에도 정상조직의 부작용을 초래할 수도 있다. 그렇기 때문에 정위적체부방사선치료시 영상유도치료(Imaged Guided Radiotherapy, IGRT) 를 적용하여 정확, 정밀한 방사선치료가 이루어질 수 있도록 해야 한다.
정위적체부방사선치료의 특징은 ?
정위적체부방사선치료는 체부에 적용된 방사선수술로 써 2~5회의 짧은 치료기간에 다량의 방사선이 종양에 조사되는 치료기술이며 수술로 절제가 힘든 초기단계의 두경부 및 체부의 암 치료에서 높은 치료 효과가 입증되고 있다.(3,4,5)
영상유도치료는 무엇인가 ?
그렇기 때문에 정위적체부방사선치료시 영상유도치료(Imaged Guided Radiotherapy, IGRT) 를 적용하여 정확, 정밀한 방사선치료가 이루어질 수 있도록 해야 한다. 영상유도치료는 환자의 자세를 실시간으로 촬영하여 디지털재구성영상(Digitally Reconstructed Radiographs, DRR)과의 비교를 통해 치료시 발생하는 Set-up 오차를 보정하는 치료기법이며 선형가속기에 부착된 EPID(Electonic Portal Imaging Device), OBI(On Board Imager, Varian Medical Systems, USA) 등의 영상확인장치를 사용하여 전후, 좌우 영상 즉 2차원적 영상으로 Set-up 오차를 보정하는 방법과 Cone-Beam Computed Tomography(CBCT)를 사용하여 360˚ 촬영을 통해 얻어진 3차원 체적정보가 포함된 단층영상을 사용하여 오차를 보정하는 방법이 있다.(6,7)
참고문헌 (8)
Duma CM1, Flickinger JC et al.: Stereotactic radiosurgery of cavernous sinus meningiomas as an addition or alternative to microsurgery. 1993 May;32(5):699-704
Kenneth Rosenzweig et al.: Stereotactic Body Radiation Therapy as an Alternative to Surgery in Early-Stage Non-Small-Cell Lung Cancer. 2017, 31(6):492-498
Chia-Lin Tseng, Wietse Eppinga, Raphaele Charest-Morin et al.: Spine Stereotactic Body Radiotherapy: Indications, Outcomes, and Points of Caution. 2017, Vol. 7(2) 179-197
Joanne N. Davis, Clinton Medbery, Sanjeev Sharma, John Pablo, Frank Kimsey, David Perry, Alexander Muacevic and Anand Mahadevan Stereotactic body radiotherapy for centrally located early-stage nonsmall cell lung cancer or lung metastases from the RSSearch patient registry 201510:113
N D Richmond, K E Pilling, C Peedell et al.: Positioning accuracy for lung stereotactic body radiotherapy patients determined by on-treatment conebeam CT imaging. 85 (2012), 819-823
John H. Heinzerling, Lech Papiez, Stanley Chien et al.: Stereotactic Body Radiation Therapy: Evaluation of Setup Accuracy and Targeting Methods for a New Couch Integrated Immobilization System. 2018, ISSN 1533-0346
Jian-Yue Jin, Fang-Fang Yin, Stephen E.Tenn et al.: Use of the BrainLAB ExacTrac X-Ray 6D System in Image-Guided Radiotherapy. 2008, 33(2):124-345
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