Evaluation of Skin Dose and Image Quality on Cone Beam Computed Tomography

콘빔CT 촬영 시 mAs의 변화에 따른 피부선량과 영상 품질에 관한 평가

Purpose: Cone-beam CT using linear accelerator attached to on-board imager is a image guided therapy equipment. Because it is to check the patient's set-up error, correction, organ and target movement. but imaging dose should be cause of the secondary cancer when taking a image. The aim of this study is investigation of appropriate cone beam CT scan mode to compare and estimate the image quality and skin dose. Materials and Methods: Measurement by Thermoluminescence dosimeter (TLD-100, Harshaw) with using the Rando phantom are placed on each eight sites in seperately H&N, thoracic, abdominal section. each 4 methods of scan modes of are measured the for skin dose in three time. Subsequently, obtained average value. Following image quality QA protocol of equipment manufacturers using the catphan 504 phantom, image quality of each scan mode is compared and analyzed. Results: The results of the measured skin dose are described in here. The skin dose of Head & Neck are measured mode A: 8.96 cGy, mode B: 4.59 cGy, mode C: 3.46 cGy mode D: 1.76 cGy and thoracic mode A: 9.42 cGy, mode B: 4.58 cGy, mode C: 3.65 cGy, mode D: 1.85 cGy, and abdominal mode A: 9.97 cGy, mode B: 5.12 cGy, mode C: 4.03 cGy, mode D: 2.21 cGy. Approximately, dose of mode B are reduced 50%, mode C are reduced 60%, mode D are reduced 80% a point of reference dose of mode A. the results of analyzed HU reproducibility, low contrast resolution, spatial resolution (high contrast resolution), HU uniformity in evaluation item of image quality are within the tolerance value by recommended equipment manufacturer in all scan mode. Conclusion: Maintaining the image quality as well as reducing the image dose are very important in cone beam CT. In the result of this study, we are considered when to take mode A when interested in soft tissue. And we are considered to take mode D when interested in bone scan and we are considered to take mode B, C when standard scan. Increasing secondary cancer risk due to cone beam CT scan should be reduced by low mAs technique.

목 적: 선형가속기에 부착된 온보드영상장치(On-Board Imager)를 이용한 콘빔CT (Cone Beam Computerized Tomography)는 환자의 셋업 오차 확인 및 보정, 장기 및 표적의 움직임 확인이 용이한 장점이 있는 영상유도방사선 치료 장비이다. 하지만 촬영 시 받게 되는 imaging dose는 2차 암 발생위험의 원인이 된다. 이에 본 저자는 촬영조건(mAs)을 변화시킨 4가지 촬영 mode로 피부선량과 영상 품질을 비교 평가하여 적정한 촬영 mode를 제시하고자 한다. 대상 및 방법: 인체 모형 팬톰(RANDO phantom)을 사용하여 열형광선량계(TLD-100, Harshaw)를 두부, 흉부, 복부로 나누어 각 부위별로 8개씩 위치시킨 후 4가지의 촬영 mode (A: 125 kvp 80 mA 25 ms, B: 125 kvp 40 mA, 25 ms, C: 125 kvp 80 mA 10 ms, D: 125 kvp 40 mA, 10 ms)로 피부선량(skin dose)을 각각 3회씩 측정한 후 그 평균값을 얻어 평가하였고 catphan 504 phantom을 이용하여 장비 제조사의 영상 품질 정도관리 protocol에 따라서 각 촬영 mode 별 영상품질(image quality)을 비교 분석하였다. 결 과: 피부선량을 측정한 결과 두부에서는 A mode: 8.96 cGy, B mode: 4.59 cGy, C mode: 3.46 cGy, D mode: 1.76 cGy였고, 흉부는 A mode: 9.42 cGy, B mode: 4.58 cGy, C mode: 3.65 cGy, D mode: 1.85 cGy가 복부에서는 A mode: 9.97 cGy, B mode: 5.12 cGy, C mode: 4.03 cGy, D mode: 2.21 cGy의 값으로 측정이 되었다. 이는 A mode를 기준으로 약 B mode는 50%, C mode 60%, D mode는 80%의 선량 감소를 나타내었다. 영상품질 평가 항목인 HU reproducibility, Low contrast resolution, Spatial resolution (high contrast resolution), HU uniformity를 분석한 결과 모든 촬영mode에서 장비제조사에서 제시하는 tolerance 이내의 값으로 평가되었다. 결 론: 콘빔CT에 있어서 좋은 영상품질을 유지하면서 imaging dose를 줄이는 것은 중요하다. 이에 본 실험결과를 바탕으로 하여 soft tissue가 관심영역일 경우는 A mode로 두부 촬영 시 bone이 관심영역일 경우 D mode가 일반적인 경우에는 B, C mode가 적용 가능하리라 생각된다. 또한 콘빔CT촬영으로 인해 증가되는 2차 암 발생위험은 낮은 mAs의 촬영조건을 선택함으로써 줄일 수 있을 것이다.