[논문]CBCT 기반 폐 종양 정위 신체 방사선 요법(SBRT)에서 치료 전·후 set up 에러의 정확도 평가

장은성; 최지훈

doi:10.7742/jksr.2021.15.6.861

CBCT 기반 폐 종양 정위 신체 방사선 요법(SBRT)에서 치료 전·후 set up 에러의 정확도 평가
Accuracy Evaluation of Pre- and Post-treatment Setup Errors in CBCT-based Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) for Lung Tumor 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.6, 2021년, pp.861 - 867

장은성 (고신대학교복음병원 방사선종양학과) , 최지훈 (고신대학교복음병원 방사선종양학과)

초록
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SBRT는 1회나 또는 3~5회에 걸쳐 치료 Fraction이 30분에서 최대 1시간 걸리므로 치료 중 자세오차가 발생할 가능성이 있다. 이러한 set-up의 오차를 줄이고 정확한 선량을 주기위해 SBRT 환자 치료 시 치료 전 CBCT를 사용하여 보정 후 좌표 값들을 적용하여 치료한 값과 치료 후 긴 치료시간으로 인해 자세 움직임 여부를 확인하기 위해 다시 CBCT를 촬영하여 치료 전.,후 오차 값들의 유용성을 평가하고자 한다. 계통오차 범위는 평균적으로 X, Y, Z축에서 0.032~0.17 cm으로 나타나 치료 후에도 움직임의 변화가 매우 적음을 확인하였다. 호흡동조에 의한 종양 중심체 변화 (±SD)는 X, Y 및 Z 방향에서 0.11(±0.12) cm, 0.27(±0.15) cm, 0.21cm(±0.31cm)였다. 종양 에지 (±SD)은 각각 X, Y및 Z 방향에서 0.21(±0.18) cm, 0.30(±0.23) cm, 0.19cm(±0.26) cm이었다. 종양 교정된 변위의 (±SD)은 각각 RL, AP 및 SI 방향에서 0.03(±0.16) cm, 0.05(±0.26) cm, 0.02(±0.23) cm이었다. 3차원 벡터 값의 범위는 치료 전과 CBCT를 비교했을 때 평균적으로 0.11~0-.18 cm 교정된 셋업 오차는 0.3 cm 이내에 있음을 확인하였다. 따라서, 일부 나이가 많은 환자, 치료 당일 컨디션, 체형에 따라 다소 값들의 변화가 있었지만 유의 범위 내에 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since SBRT takes up to 1 hour from 30 minutes to treatment fraction once or three to five times, there is a possibility of setup error during treatment. To reduce these set-up errors and give accurate doses, we intend to evaluate the usefulness of pre-treatment and post-treatment error values by imaging CBCT again to determine postural movement due to pre-treatment coordinate values using pre-treatment CBCT. On average, the range of systematic errors was 0.032 to 0.17 on the X and Y,Z axes, confirming that there was very little change in movement even after treatment. Tumor centripetal changes (±SD) due to respiratory tuning were 0.11 (±0.12) cm, 0.27 (±0.15) cm, and 0.21 cm (±0.31 cm) in the X, Y and Z directions. The tumor edges ±SD were 0.21 (±0.18) cm, 0.30 (±0.23) cm, and 0.19 cm (±0.26) cm in the X, Y and Z directions. The (±SD) of tumor-corrected displacements were 0.03 (±0.16) cm, 0.05 (±0.26) cm, and 0.02 (±0.23) cm in RL, AP, and SI directions, respectively. The range of the 3D vector value was 0.11 to 0-.18 cm on average when comparing pre-treatment and CBCT, and it was confirmed that the corrected set-up error was within 0.3 cm. Therefore, it was confirmed that there were some changes in values depending on some older patients, condition on the day of treatment, and body type, but they were within the significance range.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Image Acquisition using 4D-CT during Breathing Synchronization.
그림 Fig. 2. The Rotation Coordinates for a Varian Linear Accelerator. 180° is a Reached through a Counterclockwise Rotation it is indexed as 180°E.
그림 Fig. 4. Computed Tomographic Image of the Normal Organs Around Tumor in Lung Cancer.
그림 Fig. 3. (A) DRR(Digital Reconstructed Radiographs), (B) Online Matching of 2D-2D Orthogonal KV lmage from OBI with DRR Image.
그림 Fig. 5. Axial and Coronal and Sagittal Views of the Dose with Motion of Patient.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 SBRT의 대상이 되는 폐암환자 20명에서 분할치료 시 치료 전 CBCT를 사용하여 보정 후 좌표 값들을 적용하여 치료한 값과 치료 후 자세 움직임 여부를 확인하기 위해 다시 CBCT를 촬영하여 치료 전, 후 오차 값들을 비교하고 체적마진의 적절성과 치료 후 CBCT의 유용성을 평가하고자 한다.

제안 방법

따라서 발생한 오차 수치만큼 6DoF couch 를 사용하여 X, Y, Z 에 따른 자세 오차를 교정하였다. 또한 각 분할 치료에서 긴 치료 시간으로 인한 환자의 움직임을 확인하기 위해 치료 후 CBCT 를 촬영하여 얻은 X, Y, Z 값들과 치료 전 CBCT 값들을 비교 하였다.
세기조절 방사선치료기법(IMRT)과 체적변조 회전치료계획(VMAT)에 의한 치료계획을 수립 후 정상 장기(Organ At Risk, OAR) 와 종양에 주어지는 선량을 확인하였다.
치료계획에서 획득한 디지털화 재구성 영상 (Digital Reconstructed Radiography, DRR)과 환자 setup 영상을 2D-2D 정합 후 좌표값들을 보정하였다. Fig.
처방선량이 PTV의 95%, 최대선량(Dmax) 110% 이하 되도록 계획하였다. 폐암환자의 SBRT 치료 시 1회 Fraction 당 처방선량은 4 ~ 34 Gy로 이는 IMRT 치료 처방선량(1.8 ~ 2.0 Gy/Fraction)보다 상당히 높고 처방선량 분포가 표적 부피와 일치하는 특성 때문에 본원에서는 총 분할횟수와 처방선량은 4 - 5회 분할하여 총선량 48 Gy부터 50 Gy 로 치료하였다.

대상 데이터

보정 후 3D 영상을 획득하기 위해 CBCT를 182 도에서 178도 각도로 설정하여 촬영하였다. 촬영한 CBCT 영상은 표적과 움직이지 않는 척추를 기준으로 Planning CT 영상과 3D-3D 정합하였다.
정위체부 방사선치료 전 종양의 위치를 확인하기 위해 선형가속기에 장착된 온보드 영상장치 (On-Board Imager, OBI)를 촬영하여 전면과 측면의 영상을 획득하였다.
폐암환자 중 정위체부방사선치료를 시행한 환자 20명을 대상으로 하였다. 환자는 Head first, supine 자세로 3차원 모의치료 장비인 GE사의 CT로 모의치료 과정을 진행하여 환자의 흉부 영상을 5 mm 간격으로 스캔하였다.

이론/모형

방사선치료계획프로그램 Eclipse Treatment Planning System(Varian Medical Systems, version 13.6, USA)과 치료장비 TrueBeam STX(Varian Medical system, USA)을 사용하였다. 이는 Fig.

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저자의 다른 논문 :

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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