Clinical Usefulness of Implanted Fiducial Markers for Hypofractionated Radiotherapy of Prostate Cancer

Purpose: To assess the usefulness of implanted fiducial markers in the setup of hypofractionated radiotherapy for prostate cancer patients by comparing a fiducial marker matched setup with a pelvic bone match. Materials and Methods: Four prostate cancer patients treated with definitive hypofractionated radiotherapy between September 2009 and August 2010 were enrolled in this study. Three gold fiducial markers were implanted into the prostate and through the rectum under ultrasound guidance around a week before radiotherapy. Glycerin enemas were given prior to each radiotherapy planning CT and every radiotherapy session. Hypofractionated radiotherapy was planned for a total dose of 59.5 Gy in daily 3.5 Gy with using the Novalis system. Orthogonal kV X-rays were taken before radiotherapy. Treatment positions were adjusted according to the results from the fusion of the fiducial markers on digitally reconstructed radiographs of a radiotherapy plan with those on orthogonal kV X-rays. When the difference in the coordinates from the fiducial marker fusion was less than 1 mm, the patient position was approved for radiotherapy. A virtual bone matching was carried out at the fiducial marker matched position, and then a setup difference between the fiducial marker matching and bone matching was evaluated. Results: Three patients received a planned 17-fractionated radiotherapy and the rest underwent 16 fractionations. The setup error of the fiducial marker matching was $0.94{\pm}0.62$ mm (range, 0.09 to 3.01 mm; median, 0.81 mm), and the means of the lateral, craniocaudal, and anteroposterior errors were $0.39{\pm}0.34$ mm, $0.46{\pm}0.34$ mm, and $0.57{\pm}0.59$ mm, respectively. The setup error of the pelvic bony matching was $3.15{\pm}2.03$ mm (range, 0.25 to 8.23 mm; median, 2.95 mm), and the error of craniocaudal direction ($2.29{\pm}1.95$ mm) was significantly larger than those of anteroposterior ($1.73{\pm}1.31$ mm) and lateral directions ($0.45{\pm}0.37$ mm), respectively (p<0.05). Incidences of over 3 mm and 5 mm in setup difference among the fractionations were 1.5% and 0% in the fiducial marker matching, respectively, and 49.3% and 17.9% in the pelvic bone matching, respectively. Conclusion: The more precise setup of hypofractionated radiotherapy for prostate cancer patients is feasible with the implanted fiducial marker matching compared with the pelvic bony matching. Therefore, a less marginal expansion of planning target volume produces less radiation exposure to adjacent normal tissues, which could ultimately make hypofractionated radiotherapy safer.

전립선암의 소분할 방사선치료 시에 위치표지자 삽입의 유용성

목 적: 전립선암의 소분할 방사선치료에서 골반뼈를 기준으로 한 준비자세(setup)와 전립선에 삽입된 위치표지자(fiducial marker)를 이용한 준자세를 비교하였다. 대상 및 방법: 2009년 9월부터 2010년 8월까지 전립선암으로 근치적 소분할 방사선치료를 받은 4명의 환자를 대상으로 하였다. 방사선치료 1주일 전경에 경직장초음파 검사 하여 3개의 위치표지자를 직장을 통하여 전립선에 삽입하였다. 방사선치료계획용 컴퓨터단층촬영과 매 방사선치료 전에 직장 관장을 하였다. 소분할 방사선치료는 노발리스 장치를 이용하여, 매일 3.5 Gy씩 총 59.5 Gy를 계획하였다. 분할조사 전에 서로 수직인 두 방향의 kV X-선을 촬영하여 얻은 영상의 위치표지자와 방사선치료계획의 디지털재구성사진에서 관찰되는 위치표지자를 융합하여, 환자의 자세를 조정하고 준비자세를 하였다. 위치표지자 기준 준비자세에서 방사선치료계획의 디지털재구성사진과 kV X-선 영상의 골반뼈를 가상적으로 융합하여, 골반뼈 기준 준비자세를 구하였다. 결 과: 67회의 분할조사를 분석하였다. 위치표지자 기준 준비자세에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이의 평균은 $0.94{\pm}0.62$ mm (범위, 0.09~3.01 mm; 중앙값 0.81 mm)였고 좌우, 상하, 전후 방향으로 위치 차이의 평균은 각각 $0.39{\pm}0.34$ mm, $0.46{\pm}0.34$ mm, $0.57{\pm}0.59$ mm였다. 골반뼈 기준 준비자세에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이의 평균은 $3.15{\pm}2.03$ mm (범위, 0.25~8.23; 중앙값, 2.95 mm)였고, 상하 방향의 위치 차이(평균, $2.29{\pm}1.95$ mm)가 전후(평균, $1.73{\pm}1.31$ mm), 좌우(평균 $0.45{\pm}0.37$ mm) 방향보다 유의하게 컸다(p<0.05). 위치표지자 기준 준비자세와 골반뼈 기준 준비자세들에서 방사선치료 중심점과의 3차원적 위치 차이가 3 mm 이상이었던 경우는 전체 분할방사선조사 횟수의 1.5%와 49.3%였고, 5 mm 이상이었던 경우가 각각 0%, 17.9%였다. 결 론: 위치표지자를 이용하여 보다 정확하게 준비자세를 함으로써 계획용표적체적의 여유를 줄일 수 있고, 따라서 전립선 주변의 정상조직에 대한 방사선량을 감소시켜 보다 안전하게 소분할 방사선치료를 할 수 있을 것으로 예상된다.