A Feasibility Study on the Prediction of the Target in the Lung from the Skin Motion - Animal Study

피부의 움직임을 이용한 표적의 위치 추정에 관한 가능성 연구 - 동물 실험

As for planning the radiation therapy for the tumor in the lung, inferring the motion of the organ or target due to the respiration from the motion of the skin was performed as the feasibility study with the animal. The dog weighed 20 kg was chosen for the experiment. The system, which can use the fluoroscopy and the CCD camera synchronously, was designed. With a radio-opaque marker on the skin of the dog, which indicates the lower lobe of the lung, the images of the motions for the lung were recorded in the A/P (anterior-to-posterior) and lateral view. At the same time, the images of the skin motions from CCD camera were also recorded. Skin moves periodically with the amplitude of 6 mm and the target in the lung made almost the same frequencies during its motion's amplitude of 15 mm and its direction change with the respiration. Therefore analyzed results showed strong correlation between the skin motion and the organ motion on the average of 0.85. This study indicated that the prediction of a target position in the lung, which is moving organ, is possible. For the animal study, predicting the exact target motion from the skin motion was possible and it can have the feasibility to apply to the patient clinically.

흉곽 내 종양의 방사선 치료를 계획함에 있어, 피부의 움직임을 관찰하여 호흡에 의한 종양의 이동 범위를 추정하는 예비 연구로서 동물 실험을 시행하였다. 실험 동물로는 20 kg 크기의 황구를 이용하였고, 폐의 움직임과 피부의 움직임을 비교하기 위하여 형광투시경과 CCD 카메라를 동시에 이용할 수 있는 시스템을 자체 제작하였다. 폐의 하엽에 해당하는 부위의 피부 위에 방사선에 비투과성인 표시점을 올려놓고, 형광투시경으로 전면과 측면에서 상엽과 하엽의 움직임을 측정하였다. 동시에, CCD 카메라로부터 피부 움직임의 영상을 저장하여 두 개의 측정 결과를 비교하였다. 피부는 진폭 6 mm의 주기로 움직이고, 폐 안의 표적도 운동의 진폭(최대 15 mm)과 방향이 폐의 움직임을 따라 변하는 동안 거의 같은 주기로 움직이는 것이 관찰되어, 피부 위의 표시점과 실제 움직이는 표적은 평균 0.85 이상의 강한 상관 관계가 있음을 알 수 있었다. 이러한 상관 관계로 볼 때, 피부의 움직임으로부터 호흡에 의해 움직이는 폐 내부 종양의 위치를 예측하는 것이 가능함을 알 수 있었다. 동물 실험의 경우 호흡에 의한 피부의 움직임으로부터 정확한 표적의 위치를 예측하는 것이 가능하였고, 이 방법을 실제 환자에서도 응용할 수 있는 가능성이 있음을 보였다.