A Study of Heterogeneity Corrections for Radiation Treatment Planning

방사선 치료계획 시 불균질 보정에 관한 고찰

  • Lee, Je-Hee (Department of Radiation Oncology, Seoul National University Hospital) ;
  • Kim, Bo-Gyum (Department of Radiation Oncology, Seoul National University Hospital) ;
  • Park, Heung-Deuk (Department of Radiation Oncology, Seoul National University Hospital)
  • 이제희 (서울대학교병원 방사선종양학과) ;
  • 김보겸 (서울대학교병원 방사선종양학과) ;
  • 박흥득 (서울대학교병원 방사선종양학과)
  • Published : 2006.09.30

Abstract

Purpose: To study effectiveness of heterogeneity correction of internal-body inhomogeneities and patient positioning immobilizers in dose calculation, using images obtained from CT-Simulator. Materials and Methods: A water phantom($250{\times}250{\times}250mm^3$) was fabricated and, to simulate various inhomogeneity, 1) bone 2) metal 3) contrast media 4) immobilization devices(Head holder/pillow/Vac-lok) were inserted in it. And then, CT scans were peformed. The CT-images were input to Radiation Treatment Planning System(RTPS) and the MUs, to give 100 cGy at 10 cm depth with isocentric standard setup(Field Size=$10{\times}10cm^2$, SAD=100 cm), were calculated for various energies(4, 6, 10 MV X-ray). The calculated MUs based on various CT-images of inhomogeneities were compared and analyzed. Results: Heterogeneity correction factors were compared for different materials. The correction factors were $2.7{\sim}5.3%$ for bone, $2.7{\sim}3.8%$ for metal materials, $0.9{\sim}2.3%$ for contrast media, $0.9{\sim}2.3%$ for Head-holder, $3.5{\sim}6.9%$ for Head holder+pillow, and $0.9{\sim}1.5%$ for Vac-lok. Conclusion: It is revealed that the heterogeneity correction factor calculated from internal-body inhomogeneities have various values and have no consistency. and with increasing number of beam ports, the differences can be reduced to under 1%, so, it can be disregarded. On the other hand, heterogeneity correction from immobilizers must be regarded enough to minimize inaccuracy of dose calculation.

목 적: 방사선치료를 목적으로 촬영된 CT영상을 이용하여 조직내 불균질 물질 및 체위고정 기구에 대한 보정이 선량계산 결과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 대상 빛 방법: 체내불균질 물질의 다양한 사례를 알아보기 위하여 본원에서 제작한 물팬텀($250{\times}250{\times}250mm^3$) 내부에 (1) 뼈 (2) 금속 (3) 조영제 (4) 고정기구(Head holder/Vac-lok) 등 CT Number를 변화시킬 수 있는 물질을 삽입하여 CT촬영을 시행 하였다. 각기 다른 형태의 불균질 CT영상을 전산화치료계획장치(RTP)에 입력하여 동일한 조건(SAD=100 cm 조사야=$10{\times}10cm^2$, 깊이=10cm, 1문조사)으로 에너지별(4, 6, 10 MV X-선) 처방선량 100 cGy를 얻기 위한 선량계산(MU)을 시행하여 비교, 분석하였다. 결 과: 물로만 구성된 팬텀을 기준값으로, 불균질 보정계수 차이는 뼈조직 상태인 경우는 $2.7{\sim}5.3%$, 금속물질인 경우 $2.7{\sim}3.8%$, 조영제인 경우 $0.9{\sim}2.3%$, Head holder $0.9{\sim}2.3%$, Head holder와 Pillow인 경우 $3.5{\sim}6.9%$, 그리고 Vac-lok인 경우 $0.9{\sim}1.5%$의 차이로 나타났다. 결 론: 체내의 불균질 보정계수 차이는 임상적으로 그 적용 형태가 다양하고, 일관성을 보이지 않으며, 조사문수가 증가함에 따라 그 차이가 1%미만으로 허용 가능할 것이나, 고정 기구등에 의한 불균질 보정은 충분히 고려하여 선량계산의 부정확도를 최소화 시켜야 할 것으로 사료된다.

Keywords