Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡 변화가 영상에 미치는 영향에 대한 고찰

Consideration of the Effect according to Variation of Material and Respiration in Cone-Beam CT

목 적: 본원에서 시행하고 있는 영상유도 방사선치료(Image Guided Radiation Therapy, IGRT)는 On-Board Imager system(OBI)을 이용하여 실시하고 있다. 본 논문에서는 Cone-Beam CT에서 물질 및 호흡의 변화가 영상에 미치는 영향을 분석하고 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 호흡의 모양을 임의로 조정할 수 있는 구동 팬텀(Motion Phantom)을 이용하여 기준 호흡에 따른 주기, 진폭, 기저호흡(Baseline)을 변화시키면서 폐 등가 물질 내의 지름 3 cm인 구 형태의 아크릴(Acryl)과 임상에 이용되고 있는 표지자(Fiducial Marker) 두 물질에 대하여 Cone-Beam CT를 총 3회 획득하고, 분석하였다. 결 과: 첫 번째 물질의 종류에 따라 구동 팬텀의 동일한 움직임을 원형 아크릴(Arcyl)일 때 100%, 표지자일 때 120% 나타내었다. 두 번째 기준 호흡 변화에 따라 기준 호흡의 영상크기를 1로 상쇄(Offset)하면 원형 아크릴(Arcyl)의 경우 기저호흡(Baseline)을 1.8 mm 이동 시켰을 때 1.13, 3.3 mm 이동 시켰을 때 1.27, 주기가 1초일 때 1.01, 2.5초일 때 1.045, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.86, 1.7배일 때 1.43의 변화를 보였고, 표지자의 경우 Baseline 1.8 mm shift일 때 1.18, 3.3 mm shift일 때 1.34, 주기가 1초일 때 1.0, 2.5초일 때 1.0, 진폭이 기준의 0.7배일 때 0.99, 1.7배일 때 1.66의 변화를 보였다. 결 론: Cone-Beam CT는 물질에 따라 그 움직임을 나타내는 것에 Fiducial marker의 경우 영상 크기에 20%의 영향이 있었다. 호흡의 변화에 따른 영향은 아크릴(Arcyl)의 경우 최소 13% 최대 43%, Fiducial marker의 경우 최소 18% 최대 66%의 변화를 보였다. 이런 영상의 차이는 큰 불확실성 요인이므로 Cone-Beam CT 획득 전에 환자의 호흡을 안정화해야 한다. 또한 영상획득 중간에도 지속적인 환자의 호흡 관찰을 하여 환자의 큰 호흡변화를 관찰하였다면 영상유도 후에 반드시 투시를 이용하여 치료부위를 확인할 필요가 있으며 재 Cone-Beam CT 획득을 통하여 보다 정확한 영상유도를 하는 것이 바람직하다고 사료된다.

Purpose: Image Guided Radiation Therapy (IGRT) has been carried out using On-Board Imager system (OBI) in Asan Medical Center. For this reason, This study was to analyze and evaluate the impact on Cone-Beam CT according to variation of material and respiration. Materials and Methods: This study was to acquire and analyze Cone-Beam CT three times for two material: Cylider acryl (lung equvalent material, diameter 3 cm), Fiducial Marker (using clinic) under Motion Phantom able to adjust respiration pattern randomly was varying period, amplitude and baseline vis-a-vis reference respiration pattern. Results: First, According to a kind of material, when being showed 100% in the acryl and 120% in the Fiducial Marker under the condition of same movement of the motion phantom. Second, According to the respiratory alteration, when being showed 1.13 in the baseline shift 1.8 mm and 1.27 in the baseline shift 3.3 mm for acryl. when being showed 1.01 in 1 sec of period and 1.045 in 2.5 sec of period for acryl. When being showed 0.86 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.43 in 1.7 times the standard of amplitude for acryl. when being showed 1.18 in the baseline shift 1.8 mm and 1.34 in the baseline shift 3.3 mm for Fiducial Marker. when being showed 1.0 in 1 sec of period and 1.0 in 2.5 sec of period for Fiducial Marker. When being showed 0.99 in 0.7 times the standard of amplitude and 1.66 in 1.7 times the standard of amplitude for Fiducial Marker. Conclusion: The effect of image size of CBCT was 20% in the case of Fiducial marker. The impact of changes in breathing pattern was minimum 13% - maximum 43% for Arcyl, min. 18% - max. 66% for Fiducial marker. This difference makes serious uncertainty. So, Must be stabilized breathing of patient before acquiring CBCT. also must be monitored breathing of patient in the middle of acquire. If you observe considerable change of breathing when acquiring CBCT. After Image Guided, must be need to check treatment site using fluoroscopy. If a change is too big, re-acquiring CBCT.