Development of Devices for Improving the Reducibility of Patient Positioning on a Breast Board

Purpose: We wanted to improve the setup reproducibility of breast cancer patients when utilizing a commercially available breast board for radiation therapy. The breast board was modified by using a new head rest and 2 types of board fixation devices. Materials and Methods: A conventional head/neck rest was modified to be positioned in various slots of the breast board, and it was fabricated 1 cm thinner to provide more comfort to a patient when the patient's neck was rotated. This rest improves the uncertainty of the daily setup. Also, the sagging problems at the left and right sides became negligible with the two types of board fixation devices: (1) the stair type, and (2) the arm type. The first device consists of an upper/lower holder with 4 stair-types of grooves and 4 rectangular Inserts. In order to cover the whole range of vertical setup of the breast board, 4 rectangular inserts were needed, and each covered 10 steps. The arm-type fixation device was also fabricated and attached to the breast board, It had two aluminum bars that were fixed by utilizing a lock-type of screw. These devises were evaluated with two volunteers in order to prove the effectiveness of the improved setup accuracy. Results; The developed cranio-caudal fixation device demonstrated that it could reduce the cranio-caudal error by nearly $55\%$ compared to the old device. As for left-and-right inclination, the stair-type and arm-type fixation devices can reduce the relative inclination by nearly $80\%$ and $90\%$, respectively, compared to the breast board without the fixation device. Conclusion: It was verified that the developed devices were effective for positioning the patients and for avoiding inclination of the breast board.

Breast Board를 이용한 방사선치료에서 환자 위치 재현성 향상 방안에 대한 연구

목적: 유방암 환자치료 과정에서 breast board를 이용한 방사선 치료시, 환자 위치 재현성을 향상시킬 수 있는 방법론을 개발하고, 효용성을 검증한다. 대상 및 방법: 환자와 breast board 사이에서 기존의 오목한 두개골 판 사용시 발생할 수 있는 오차를 개선하기 위해서, 두경부 지지대를 breast board에 장착할 수 있도록 개조한 장치를 개발하였다. 이 장치가 breast board에 장착된 상태에서 두부(頭部)의 위치를 측정할 수 있는 계측도구를 사용하여, 체중이 다른 2명의 자원자에 대해 각각 50회에 걸쳐 재현성을 검증하였다. breast board의 좌우 방향의 기울어짐을 방지하기 위하여서는, breast board 상하부에 지지대를 장착하여 높이에 맞게 아크릴 판을 삽입하여 좌우를 고정하는 계단형 좌우 고정장치와, breast board 측면에 홈으로 연결된 두 개의 알루미늄 지지대를 장착하여, 수평계로 보정된 높이를 고정시킬 수 있는 팔걸이형 좌우 고정장치를 개발하였다. 장치의 유무에 따라 좌우의 편중 하중에 대한 breast board의 좌우 높이(기준 위치) 변화를 수회 측정하여, 기울어짐의 전도를 수치적으로 환산함으로써 장치의 효용성을 검증하였다. 결과: Cranio-caudal 방향 오차에 대해서는 50 kg, 70 kg의 체중을 가진 2명의 자원자에 대하여 5단계(3 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm, 39 cm)의 breast board 높이에 따라 각각 10회씩, 기존의 오목한 두개골 판과 개선된 두경부지지대를 비교하여 실험을 수행한 결과, cranio-caudal 방향 위치의 표준편차가 평균 $55\%$ 이상 감소하였다. 계단형 좌우 고정장치의 효용성을 검토한 결과 50 kg, 70 kg 체중의 자원자에 대하여 각각 $73\%$, $85\%$ 이상의 기울기 감소 효과가 나타났고, 팔걸이형 좌우 고정장치에 대해서는 각각 $90\%$ 이상의 기울기가 감소한 것으로 나타났다. 결론: 모의 실험 결과, 개선된 두경부 지지대와 좌우 고정장치를 통해 cranio-caudal 방향 위치와 breast board의 기울기의 편차가 기존에 비해 현저하게 감소하였으므로, 임상적용시 환자 위치의 재현성 향상에 기여할 것으로 기대된다.