On board imager를 이용한 치료간 환자 셋업오차 평가

장은성; 백성민; 고성진; 강세식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 장은성 (고신대학교복음병원 방사선종양학과) 백성민 (고신대학교복음병원 핵의학과) 고성진 (부산가톨릭대학교 방사선학과) 강세식 (부산가톨릭대학교 방사선학과)

저널정보: 한국방사선학회 한국방사선학회 논문지 한국방사선학회 논문지 제3권 제3호

발행연도: 2009.1

수록면: 5 - 11 (7page)

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영상유도방사선치료(image guided radiation therapy: IGRT) 시 환자를 1차적으로 skin marker를 이용하여 위치시키고 2차적으로 OBI(on board imager)를 이용하여 해부학적 위치를 확인 후 couch를 움직여 set up을 보정하게 되는데, 이때 발생하는 오차에 대한 평가를 하려고 한다. 치료계획시 $0^{\circ}$와 $270^{\circ}$방향의 DRR(digital reconstructed radiography) 영상과 OBI로 촬영한 영상을 2차원-2차원 정합(2D-2D matching)으로 비교하여 치료계획시 환자의 셋업과 치료시 환자의 셋업의 오차를 비교하였다. Head&Neck 및 Spinal cord와 같은 주요장기 부위의 치료에서는 치료때 마다 OBI에 의하여 셋업시 확인하였으며, Chest 및 Abdomen&Pelvic 는 일주일에 2~3회 확인하였다. 그려나 보정 값은 모두 OIS(oncology information system)에 기록하여 160명의 환자를 대상으로 각각 Head&Neck, Chest 및 Abdomen&Pelvic으로 나누어 피부 지표를 이용한 셋업의 정확성을 평가하였다. Head&Neck 환자의 평균 셋업 오차는 각각 AP, SI, RL 방향에서 $0.2{\pm}0.2cm$, $-0.1{\pm}0.1cm$, $-0.2{\pm}0.0cm$ 로 나타났으며, Chest의 경우 $-0.5{\pm}0.1cm$, $0.3{\pm}0.3cm$, $0.4{\pm}0.2cm$ 로 나타났고 Abdomen의 경우 $0.4{\pm}0.4cm$, $-0.5{\pm}0.1cm$, $-0.4{\pm}0.1cm$로 나타났다. Pelvic 의 경우 $0.5{\pm}0.3cm$, $0.8{\pm}0.4cm$, $-0.3{\pm}0.2cm$ 나타났다. Head&Neck 같은 강체 (rigid body)는 셋업 오차가 Chest 및 Abdomen 부위에 비하여 상대적으로 작게 나타났다. Chest에서는 횡축 방향의 오차가 컸으며, Abdomen&Pelvic 에서는 AP 방향의 오차가 크게 나타났다. Chest에서 횡축오차가 크게 나타난 이유는 환자 셋업시 환자 몸의 휘어짐에 기인한 것이며, Abdomen에서의 AP방향의 오차가 큰 이유는 환자의 호흡으로 인해 앞뒤 위치의 변화 때문으로 사료된다. 환자 셋업 시스템에서는 systematic error는 나타나지 않았다. OBI는 해부학적 위치를 확인하기 때문에 병소가 피부에 위치해 있을 경우 피부마커로 셋업을 하는 것이 정확할 것으로 생각된다. 2차원-2차원 정합은 3차원-3차원 정합과 비교하여 rolling 오차를 찾아내지 못하나 환자의 피폭이 적다는 장점이 있으며 셋업 확인 시간이 짧기 때문에 실제 임상에서는 2차원-2차원 정합이 유용하였다.

When using Image Guided Radiation Therapy, the patient is placed using skin marker first and after confirming anatomical location using OBI, the couch is moved to correct the set up. Evaluation for the error made at that moment was done. Through comparing $0^{\circ}$ and $270^{\circ}$ direction DRR image and OBI image with 2D-2D matching when therapy planning, comparison between patient's therapy plan setup and actual treatment setup was made to observe the error. Treatment confirmation on important organs such as head, neck and spinal cord was done every time through OBI setup and other organs such as chest, abdomen and pelvis was done 2 ~ 3 times a week. But corrections were all recorded on OIS so that evaluation on accuracy could be made through using skin index which was divided into head, neck, chest and abdomen-pelvis on 160 patients. Average setup error for head and neck patient on each AP, SI, RL direction was $0.2{\pm}0.2cm$, $-0.1{\pm}0.1cm$, $-0.2{\pm}0.0cm$, chest patient was $-0.5{\pm}0.1cm$, $0.3{\pm}0.3cm$, $0.4{\pm}0.2cm$, and abdomen was $0.4{\pm}0.4cm$, $-0.5{\pm}0.1cm$, $-0.4{\pm}0.1cm$. In case of pelvis, it was $0.5{\pm}0.3cm$, $0.8{\pm}0.4cm$, $-0.3{\pm}0.2cm$. In rigid body parts such as head and neck showed lesser setup error compared to chest and abdomen. Error was greater on chest in horizontal axis and in AP direction, abdomen-pelvis showed greater error. Error was greater on chest in horizontal axis because of the curve in patient's body when the setup is made. Error was greater on abdomen in AP direction because of the change in front and back location due to breathing of patient. There was no systematic error on patient setup system. Since OBI confirms the anatomical location, when focus is located on the skin, it is more precise to use skin marker to setup. When compared with 3D-3D conformation, although 2D-2D conformation can't find out the rolling error, it has lesser radiation exposure and shorter setup confirmation time. Therefore, on actual clinic, 2D-2D conformation is more appropriate.

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참고문헌 (11)

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Ervin B P / 2003 / Review of radiation oncology physics / International Atomic Energy Agency :435~444

Kim J / 2001 / A feasibility study of mutual information based setup error estimation for radiotherapy / Med Phys 28:2507~2517

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