토모테라피를 이용한 간암환자의 정위적 방사선치료시 복부압박장치의 유용성 평가

Usefulness of Abdominal Compressor Using Stereotactic Body Radiotherapy with Hepatocellular Carcinoma Patients

목 적: 간에 발생한 절제 불가능한 원발성 및 전이성 종양에서 토모테라피를 이용한 정위적 방사선치료를 시행하기 위해 사용된 복부압박장치의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2011년 11월부터 2012년 3월까지 토모테라피(Hi-Art Tomotherapy, USA)를 시행받기 위해 본원에 내원한 간암환자 중 복부압박장치(diaphragm control, elekta, sweden)를 사용하였을 때 움직임이 1 cm 이상 줄어든 환자를 대상으로 하였다. 4D CT (somatom sensation, siemens, germany)를 통해 치료계획영상과 4차원 단층촬영영상을 촬영하고, 육안적으로 보이는 종양과 종양의 움직임을 고려하여 육안적 종양체적(gross tumor volume, GTV)으로 설정하였고, GTV 주변으로 균일하게 5~7 mm의 여유를 주어 치료계획용 종양체적(planning target volume, PTV)으로 설정하였다. 손상위험장기(organs at risk) 중 십이지장, 위, 대장의 거리가 종양으로부터 최소 1 cm 이상인 환자들을 1군($d{\geq}1$)으로, 1 cm 미만인 환자들을 2군(d<1)으로 분류하고 각각 4~5회의 정위적 방사선치료와 20회의 방사선치료를 계획하였다. Mega-voltage computed tomograpy (MVCT)와 kilo-voltage computed tomograpy (KVCT)를 일차적으로 골격구조셋팅(bone-technique)으로 융합(fusion)한 뒤, 이차적으로 간을 보며 영상을 재조정 하였다. 치료 후 얻은 MVCT 영상을 영상변형이 가능한 Mim_vista (Mimsoftware, ver. 5.4 USA)로 보내고, 간을 비교하여 다시 묘사(delineate)하고, 손상위험장기 중 십이지장, 위, 소장, 대장을 합쳐서 대장장기(bowel_organ)로 정의하여 다시 묘사하였다. 보정방사선 치료계획시스템을 통하여 보정영상의 치료계획 선량과 보정된 선량의 차이를 평가하였다. 첫 번째, 치료 시작일부터 각각 1군($d{\geq}1$)은 4회, 2군(d<1)은 10회까지의 MVCT와 KVCT간의 영상 융합을 통한 셋업오차를 분석하였다. 두 번째, 보정영상에서 종양 즉, GTV, PTV의 치료계획선량과 보정선량의 3%의 선량차이를 나타내는 체적($V_{diff3%}$)과 5%의 선량차이를 나타내는 체적($V_{diff3%}$)을 비교하였고, 손상위험장기 중 대장장기의 최대선량의 차이율을 비교하였다. 결 과: MVCT를 통해 분석한 평균 셋업오차는 $-0.66{\pm}1.53$ mm (좌-우), $0.39{\pm}4.17$ mm (상-하), $0.71{\pm}1.74$ mm (전-후), $-0.18{\pm}0.30$ degrees (roll)였다. 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)의 셋업오차는 유사하였다. 1군($d{\geq}1$)에서 보정방사선 치료계획을 통한 $V_{diff3%}$ 중 GTV는 $0.78{\pm}0.05%$, PTV는 $9.97{\pm}3.62%$, $V_{diff5%}$ 중 GTV는 0.0%, PTV는 $2.9{\pm}0.95%$, 대장장기의 최대선량의 차이율은 $-6.85{\pm}1.11%$였다. 2군(d<1)에서 $V_{diff3%}$ 중 GTV는 $1.62{\pm}0.55%$, PTV는 $8.61{\pm}2.01%$, $V_{diff5%}$ 중 GTV는 0.0%, PTV는 $5.33{\pm}2.32%$, 대장장기의 최대선량의 차이율은 $28.33{\pm}24.41%$였다. 결 론: 복부압박장치를 통한 간암의 방사선치료시 MVCT를 통한 환자 셋업오차는 평균 ${\pm}5$ mm 이하였고, 복부 압박장치를 사용하고 투시영상을 통해 확인한 횡경막의 움직임이 최소 5 mm 이상이라는 것을 감안하면, 환자 셋업오차는 그 안에 있음을 알 수 있었다. 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)에서 GTV, PTV의 선량차이율은 오차범위 안에 있었고, 1군($d{\geq}1$)과 2군(d<1)의 대장장기 최대선량의 차이율은 최대 35% 이상의 차이를 보였고, 1군($d{\geq}1$)이 2군(d<1)보다 오차범위가 작았다. 따라서 간내 종양과 손상위험장기의 거리가 최소 1 cm 이상 유지된다면 정위적 방사선치료를 진행함에 복부압박장치가 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

Purpose: We evaluated usefulness of abdominal compressor for stereotactic body radiotherapy (SBRT) with unresectable hepatocellular carcinoma (HCC) patients and hepato-biliary cancer and metastatic liver cancer patients. Materials and Methods: From November 2011 to March 2012, we selected HCC patients who gained reduction of diaphragm movement >1 cm through abdominal compressor (diaphragm control, elekta, sweden) for HT (Hi-Art Tomotherapy, USA). We got planning computed tomography (CT) images and 4 dimensional (4D) images through 4D CT (somatom sensation, siemens, germany). The gross tumor volume (GTV) included a gross tumor and margins considering tumor movement. The planning target volume (PTV) included a 5 to 7 mm safety margin around GTV. We classified patients into two groups according to distance between tumor and organs at risk (OAR, stomach, duodenum, bowel). Patients with the distance more than 1 cm are classified as the 1st group and they received SBRT of 4 or 5 fractions. Patients with the distance less than 1 cm are classified as the 2nd group and they received tomotherapy of 20 fractions. Megavoltage computed tomography (MVCT) were performed 4 or 10 fractions. When we verify a MVCT fusion considering priority to liver than bone-technique. We sent MVCT images to Mim_vista (Mimsoftware, ver .5.4. USA) and we re-delineated stomach, duodenum and bowel to bowel_organ and delineated liver. First, we analyzed MVCT images to check the setup variation. Second we compared dose difference between tumor and OAR based on adaptive dose through adaptive planning station and Mim_vista. Results: Average setup variation from MVCT was $-0.66{\pm}1.53$ mm (left-right) $0.39{\pm}4.17$ mm (superior-inferior), $0.71{\pm}1.74$ mm (anterior-posterior), $-0.18{\pm}0.30$ degrees (roll). 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1) were similar to setup variation. 1st group ($d{\geq}1$) of $V_{diff3%}$ (volume of 3% difference of dose) of GTV through adaptive planing station was $0.78{\pm}0.05%$, PTV was $9.97{\pm}3.62%$, $V_{diff5%}$ was GTV 0.0%, PTV was $2.9{\pm}0.95%$, maximum dose difference rate of bowel_organ was $-6.85{\pm}1.11%$. 2nd Group (d<1) GTV of $V_{diff3%}$ was $1.62{\pm}0.55%$, PTV was $8.61{\pm}2.01%$, $V_{diff5%}$ of GTV was 0.0%, PTV was $5.33{\pm}2.32%$, maximum dose difference rate of bowel_organ was $28.33{\pm}24.41%$. Conclusion: Despite we saw diaphragm movement more than 5 mm with flouroscopy after use an abdominal compressor, average setup_variation from MVCT was less than 5 mm. Therefore, we could estimate the range of setup_error within a 5 mm. Target's dose difference rate of 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1) were similar, while 1st group ($d{\geq}1$) and 2nd group (d<1)'s bowel_organ's maximum dose difference rate's maximum difference was more than 35%, 1st group ($d{\geq}1$)'s bowel_organ's maximum dose difference rate was smaller than 2nd group (d<1). When applicating SBRT to HCC, abdominal compressor is useful to control diaphragm movement in selected patients with more than 1 cm bowel_organ distance.