Evaluation of Accuracy on Hitchcoke CT/angio localization system using QA head phantom

QA용 두부 팬톰을 이용한 Hitchcoke CT 및 혈관조영 정위적 시스템에 대한 정확도 평가

In order to provide complementary image data, CT(computed tomography), MR(magnetic resonance) and angiography have been used in the field of Stereotactic Radiosurgery(SRS) and neurosurgery. The aim of this work is to develop 3-D stereotactic localization system in order to determine the precise shape, size and location of the lesion in the brain in the field of Stereotactic Radiosurgery(SRS) and neurosurgery using multi-image modality and multi purpose QA phantom. In order to obtain accurate position of a target, Hitchcoke stereotactic frame and CT/angiography localizers were rigidly attached to the phantom with nine targets dispersed in 3-D space. The algorithms to obtain a 3-D stereotactic coordinates of the target have been developed using the images of the geometrical phantom which were taken by CT/angiography. Positions of targets computed by our algorithms were compared to the absolute position assigned in the phantom. Outlines of targets on each CT image were superimposed each other on angiography images. A spatial mean distance errors were 1.02${\pm}$0.17mm for CT with a 512${\times}$512 matrix and 2mm slice thickness, 0.41${\pm}$0.05mm for angiogra- phy localization. The resulting accuracy in the target localization suggests that the developed system has enough Qualification for Stereotactic Radiosurgery (SRS).

정위적 방사선 수술과 신경외과적 수술분야 에서는 상호보완적인 영상정보를 얻기 위하여 컴퓨터 단층촬영 (CT), 자기공명영상 (MRI) 그리고 혈관조영촬영이 사용된다. 본 연구의 목적은 여러 영상장치와 다목적 QA(Quality Control) 팬톰을 이용하면서, 정위적 방사선수술 및 신경외과적 수술분 야에서 두경부내의 병소에 대한 모양, 크기, 위치를 정확하게 결정하기 위한 3 차원 정위 시스템을 개발하는 것이다. 목표물의 정확한 위치를 정의하기 위하여, Hitchcoke 정위 프레임과 컴퓨터 단층 촬영 (CT)/혈관 조영촬영용 위치측정 보조기구들을 3차원 공간상에 9개의 목표물을 가진 팬톰에 고정하였다. 컴퓨터 단층촬영과 혈관 조영촬영을 이용하여 얻은 기하학적 팬톰의 영상들을 이용하여, 목표물의 3차원 정위좌표를 얻기위한 알고리즘이 개발되었다. 개발된 알고리즘에 의해 계산된 목표물들의 위치는 팬톰의 절대 좌표와 비교 되었고, 각 CT 영상에서의 목표물들은 뇌혈관촬영 영상위에 상호 중첩될 수 있도록 개발 되었다. 512$\times$512 메트릭스와 2mm 슬라이스 두께를 가진 컴퓨터 단층촬영에 있어서는 1.02$\pm$0.17 mm의 평균거리오차를 보였고, 혈관 조영촬영인 경우에는 0.41$\pm$0.05mm 의 평균거리오차를 보였다. 목표물의 위치를 결정하는데 있어서 결과로 나온 정확도는 개발된 시스템이 정위적 방사선수술과 신경외과적수술을 위해 충분히 신뢰성이 있음을 확인해주었다.