Reproducibility Evaluation of Deep inspiration breath-hold(DIBH) technique by respiration data and heart position analysis during radiation therapy for Left Breast cancer patients

Purpose : The purpose of this study is reproducibility evaluation of deep inspiration breath-hold(DIBH) technique by respiration data and heart position analysis in radiation therapy for Left Breast cancer patients. Materials and Methods : Free breathing(FB) Computed Tomography(CT) images and DIBH CT images of three left breast cancer patients were used to evaluate the heart volume and dose during treatment planing system( Eclipse version 10.0, Varian, USA ). The signal of RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA) was used to evaluate respiration stability of DIBH during breast radiation therapy. The images for measurement of heart position were acquired by the Electronic portal imaging device(EPID) cine acquisition mode. The distance of heart at the three measuring points(A, B, C) on each image was measured by Offline Review (ARIA 10, Varian, USA). Results : Significant differences were found between the FB and DIBH plans for mean heart dose (6.82 vs. 1.91 Gy), heart $V_{30}$ (68.57 vs. $8.26cm^3$), $V_{20}$ (76.43 vs. $11.34cm^3$). The standard deviation of DIBH signal of each patient was ${\pm}0.07cm$, ${\pm}0.04cm$, ${\pm}0.13cm$, respectively. The Maximum and Minimum heart distance on EPID images were measured as 0.32 cm and 0.00 cm. Conclusion : Consequently, using the DIBH technique with radiation therapy for left breast cancer patients is very useful to establish the treatment plan and to reduce the heart dose. In addition, it is beneficial to using the Cine acquisition mode of EPID for the reproducibility evaluation of DIBH.

좌측 유방암 환자의 방사선치료 중 환자의 호흡과 심장 위치 분석을 통한 Deep inspiration breath-hold(DIBH) 기법의 재현성 평가

목 적 : Deep inspiration breath-hold(DIBH) 기법을 이용한 좌측 유방암의 방사선치료 중 환자의 호흡과 심장 위치의 변화에 대한 분석을 통해 DIBH 기법의 치료 재현성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 유방보존수술 후 DIBH 기법을 적용한 좌측 유방암 환자 3명을 대상으로 하였다. 전산화치료계획시스템(Eclipse version 10.0, Varian, USA)을 이용하여 자유호흡상태 Computed Tomography(CT)와 DIBH CT에서 동일한 전산화치료계획을 수립하여 심장의 체적과 선량을 비교하였고, RPM (Real-time Position Management) Respiratory Gating System (version 1.7.5, Varian, USA)의 데이터를 이용하여 환자의 호흡을 분석하였다. 치료 중 Electronic portal imaging device(EPID)를 이용한 Cine Acquisition 방법으로 영상을 획득하여 Varian 사의 Offline Review (ARIA 10, Varian, USA)에서 심장의 장축 거리를 측정하였다. 조사야 내 심장의 포함 정도를 비교 평가하기 위하여 동일한 3개(A, B, C)의 지점에서 길이 측정을 진행하였다. 결 과 : 자유호흡상태와 DIBH를 적용한 두 가지 전산화치료계획에서 심장평균선량 (6.82 vs 1.91 Gy), 심장의 V30 (68.57 vs $8.26cm^3$), V20(76.43 vs $11.34cm^3$)의 차이를 확인 할 수 있었다. 각 환자의 치료 중 DIBH 구간에서 호흡 진폭에 대한 표준편차의 평균값은 각각 ${\pm}0.07cm$, ${\pm}0.04cm$, ${\pm}0.13cm$로 분석되었다. 치료 중 획득한 영상에서 조사야 내에 포함되는 심장의 길이를 측정한 후 전산화치료계획에서의 심장의 길이와 비교한 결과 최대값은 0.32 cm, 최소값은 0.00 cm로 확인 되었다. 결 론 : 좌측 유방암 환자 치료 시 DIBH를 적용할 경우 심장에 들어가는 선량을 줄이기 위한 전산화치료계획을 수립하는데 용이할 뿐만 아니라, 실제 치료 중에도 심장의 위치에 대한 정확한 재현성과 심장 선량을 감소시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 EPID의 Cine acquisition 방법은 치료 선량 외에 추가적인 선량 없이 DIBH의 재현성 평가를 위한 매우 효과적인 방법이라고 생각된다.