Evaluation of Corrected Dose with Inhomogeneous Tissue by using CT Image

CT 영상을 이용한 불균질 조직의 선량보정 평가

Purpose: In radiation therapy, precise calculation of dose toward malignant tumors or normal tissue would be a critical factor in determining whether the treatment would be successful. The Radiation Treatment Planning (RTP) system is one of most effective methods to make it effective to the correction of dose due to CT number through converting linear attenuation coefficient to density of the inhomogeneous tissue by means of CT based reconstruction. Materials and Methods: In this study, we carried out the measurement of CT number and calculation of mass density by using RTP system and the homemade inhomogeneous tissue Phantom and the values were obtained with reference to water. Moreover, we intended to investigate the effectiveness and accuracy for the correction of inhomogeneous tissue by the CT number through comparing the measured dose (nC) and calculated dose (Percentage Depth Dose, PDD) used CT image during radiation exposure with RTP. Results: The difference in mass density between the calculated tissue equivalent material and the true value was ranged from $0.005g/cm^3\;to\;0.069g/cm^3$. A relative error between PDD of RTP and calculated dose obtained by radiation therapy of machine ranged from -2.8 to +1.06%(effective range within 3%). Conclusion: In conclusion, we confirmed the effectiveness of correction for the inhomogeneous tissues through CT images. These results would be one of good information on the basic outline of Quality Assurance (QA) in RTP system.

목 적: 방사선치료에 있어 종양조직이나 정상조직의 정확한 선량계산은 치료의 성패를 좌우하는 가장 큰 요인이다. 이로 인해 방사선치료계획은 컴퓨터 단층 영상의 재구성을 통한 불균질 조직에 선흡수계수를 밀도로 변환하여 CT 번호에 의한 선량 보정이 유효하게 이루어지고 있다. 대상 및 방법: 이에 본 연구는 불균질 조직등가 팬톰을 제작하여 현재 사용 중인 방사선 치료 계획시스템을 이용한 CT 번호의 측정과 질량밀도를 계산하여 물을 기준으로 상대값을 구하였다. 또한 실제 방사선 조사 시 측정된 선량(nC)과 CT영상을 이용한 치료계획 시 선량(PDD)을 상대적으로 비교함으로써 실제 CT 번호를 이용한 불균질 조직의 보정에 대한 유용성과 정확성을 평가하고자 한다. 결 과: 측정결과 CT 번호를 이용하여 계산된 조직등가물질의 질량밀도와 실제 질량밀도는 $0.005{\sim}0.069g/cm^3$의 차이를 보였으며, 방사선 치료계획 시 심부선량(PDD)과 방사선 치료 장치로 조사하여 측정된 선량의 상대오차는 $-2.8{\sim}+1.06%$로 3% 이내의 유효범위이내의 결과를 얻었다. 결 론: 본 실험은 CT 영상을 이용한 불균질 조직의 보정에 대한 유용성을 확인할 수 있었고, 방사선 치료 계획 장치의 정도 관리(Quality Assurance; QA)의 기본 틀을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.