On-line Image Guided Radiation Therapy using Cone-Beam CT (CBCT)

$\underline{Purpose}$: Using cone beam CT, we can compare the position of the patients at the simulation and the treatment. In on-line image guided radiation therapy, one can utilize this compared data and correct the patient position before treatments. Using cone beam CT, we investigated the errors induced by setting up the patients when use only the markings on the patients' skin. $\underline{Materials\;and\;Methods}$: We obtained the data of three patients that received radiation therapy at the Department of Radiation Oncology in Chung-Ang University during August 2006 and October 2006. Just as normal radiation therapy, patients were aligned on the treatment couch after the simulation and treatment planning. Patients were aligned with lasers according to the marking on the skin that were marked at the simulation time and then cone beam CTs were obtained. Cone beam CTs were fused and compared with simulation CTs and the displacement vectors were calculated. Treatment couches were adjusted according to the displacement vector before treatments. After the treatment, positions were verified with kV X-ray (OBI system). $\underline{Results}$: In the case of head and neck patients, the average sizes of the setup error vectors, given by the cone beam CT, were 0.19 cm for the patient A and 0.18 cm for the patient B. The standard deviations were 0.15 cm and 0.21 cm, each. On the other hand, in the case of the pelvis patient, the average and the standard deviation were 0.37 cm and 0.1 cm. $\underline{Conclusion}$: Through the on-line IGRT using cone beam CT, we could correct the setup errors that could occur in the conventional radiotherapy. The importance of the on-line IGRT should be emphasized in the case of 3D conformal therapy and intensity-modulated radiotherapy, which have complex target shapes and steep dose gradients.

콘빔CT (CBCT)를 이용한 온라인 영상유도방사선치료 (On-line Image Guided Radiation Therapy)

목 적: 방사선치료에서 콘빔CT (cone beam computerized tomography, CBCT)를 이용하여 방사선치료 시 환자의 위치를 모의치료 시 위치와 비교하고 보정함으로서, 온라인 영상유도방사선치료(on-line image guided radiation therapy, on-line IGRT)를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 기존의 모의치료, 치료계획 후 환자의 피부에 표시된 표시점에 가속기를 조준하여 방사선 치료를 수행하는 과정에 비해 개선되는 점을 보고하고자 하였다. 대상 및 방법: 2006년 8월부터 2006년 10월까지 중앙대학교 의과대학 방사선종양학교실에서 방사선치료를 받은 환자 3명을 대상으로 하였다. 기존의 방사선 치료와 마찬가지로 모의치료, 치료계획 후 방사선치료를 위해 치료 테이블 위에 환자를 셋업한다. 이때 환자 피부에 표시된 표시점에 치료실의 레이저에 일치시킨 후, 콘빔CT를 이용한 영상을 얻는다. 콘빔CT (CBCT) 영상과 모의치료(simulation) 시 얻은 CT 영상을 이미지 퓨전을 이용한 비교를 통하여, 치료실에서 현재 환자의 위치와 모의치료 및 치료계획 시 환자의 위치에 대한 변위 벡터(displacement vector)를 산출한다. 이때 산출된 변위벡터만큼 환자의 테이블을 이동한 후, 방사선 치료를 수행한다. 수정된 위치에서 치료 후 KV X-ray (OBI 시스템)를 이용하여 위치를 확인한다. 결 과: 콘빔CT에 의해 셋업 오차로 주어진 변위 벡터의 방향 크기는 두경부 환자인 Pt. A와 Pt. B에서 평균은 각각 0.19 cm, 0.18 cm이며, 표준편차는 각각 0.15 cm, 0.21 cm이다. 반면 골반부 환자인 Pt. C에서 평균과 표준편차는 0.37 cm와 0.1 cm였다. 결 론: 콘빔CT를 이용한 온라인 영상유도방사선치료(on-line IGRT)를 통하여, 기존의 방사선치료 과정에 존재할 수 있는 셋업 오차를 보정할 수 있었다. 온라인 영상유도방사선치료에 의해 향상된 정확도는 단순한 대항조사야 치료뿐 아니라, 복잡한 모양의 표적 용적(target volume)과 급격한 선량 변화를 갖는 3차원 입체조형치료 및 세기조절방사선 치료에서 더욱 중요할 것으로 생각된다.