3차원 전신 정위 방사선 치료 장치의 개발

Development of the Whole Body 3-Dimensional Topographic Radiotherapy System

입체조형 치료와 전신 방사선 수술에의 이용을 목적으로 3차원 전신 정위 방사선 치료 장치를 개발하였다. Couch 위에 놓을 수 있는 전신 정위 치료판을 제작하여 방사선 비투과성 카테타 선을 이용하여 치료판 위에 좌표계를 설치하고, MeV-Green(전성 물산, 한국)으로 고정틀을 만들어 환자 자세를 고정시키고, 플라스틱 봉과 봉 지지판을 이용하여 고정틀을 고정하였다. 이러한 설계, 제작으로 입체 조형 치료 등에서 갠트리 회전에 의한 기하학적 제약을 최소화하고 방사선 조사 투과율 이 특정한 방향에서 영향을 받는 문제점을 해소하였다. CT 영상을 통해 치료 표적의 위치를 파악하고 치료판 기준점에 대하여 좌표화하여 모의 치료시와 방사선 치료시의 환자 자세 변화 오차를 줄였다. 3대의 CCTV 카메라를 사용하여 환자 자세 변화를 감지, 수정함으로써 체표변의 외곽선으로 부터 setup 오차를 최소화 할 수 있었다. 치료 효용성을 높이기 위해 이러한 과정을 모니터를 보면서 실시간으로 처리 할 수 있도록 하였고, IDL(Interactive Data Language, RSI, U.S.A.)을 사용하여 image subtraction 방식으로 환자 자세 변화를 가시화하여 오차를 줄이도록 하였다. 내부 장기 움직임에 따른 표적의 움직임을 추적할 목적으로 rotating X-ray 장치를 제작하였다. Landmark 나사를 표적주위 뼈나 표적중심에 삽입하여 이 rotating X-ray 장치를 이용해서 anterior, lateral 두 방향에서 얻은 영상 정보로부터 marker 에 대한 표적의 위치 변화를 가시화 하여 내부 표적의 움직임에 따른 setup 오차를 줄였다. CT 모의치료를 할 수 있도록 IDL 을 이용하여 PC용 모의치료 프로그램을 GUI 환경에서 구현하였고 이 프로그램을 통해서 치료 계획을 위해 CT 에서 수집된 영상정 보를 이용하여 표적을 포함한 장기들의 그래픽 처리, 편집, 전송 등의 작업을 수행하도록 하였다.

For the purpose of utilization in 3-D conformal radiotherapy and whole body radiosurgery, the Whole Body 3-Dimensional Topographic Radiation Therapy System has been developed. Whole body frame was constructed in order to be installed on the couch. Radiopaque catheters were engraved on it for the dedicated coordinate system and a MeV-Green immobilizer was used for the patient setup by the help of side panels and plastic rods. By designing and constructing the whole body frame in this way, geometrical limitation to the gantry rotation in 3-D conformal radiotherapy could be minimized and problem which radiation transmission may be altered in particular incident angles was solved. By analyzing CT images containing information of patient setup with respect to the whole body frame, localization and coordination of the target is performed so that patient setup error may be eliminated between simulation and treatment. For the verification of setup, the change of patient positioning is detected and adjusted in order to minimize the setup error by means of comparison of the body outlines using 3 CCTV cameras. To enhance efficiency of treatment procedure, this work can be done in real time by watching the change of patient setup through the monitor. The method of image subtraction in IDL (Interactive Data Language) was used to visualize the change of patient setup. Rotating X-ray system was constructed for detecting target movement due to internal organ motion. Landmark screws were implanted either on the bones around target or inside target, and variation of target location with respect to markers may be visualized in order to minimize internal setup error through the anterior and the lateral image information taken from rotating X-ray system. For CT simulation, simulation software was developed using IDL on GUI(Graphic User Interface) basis for PC and includes functions of graphic handling, editing and data acquisition of images of internal organs as well as target for the preparation of treatment planning.