• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권1호
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• pp.63-70
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• 2017

본 연구는 세기변조방사선 치료기술을 이용한 성문암 환자에게 사용되는 두 가지 상이한 열가소성 고정기구 마스크로 인한 환자위치잡이 오차를 비교 평가하고 자 하였다. 치료가 종료된 총 16명의 성문암 환자를 두 그룹으로 나누었고(기존마스크 vs. 변형마스크), 평균, 3D오차, 시스템과 랜덤오차를 구하여 환자위치잡이 오차를 비교하였다. 또한, 치료계획종양체적(PTV)에 대한 여백(margin)을 분석하였다. 3D오차에 대하여 기존 그룹은 $5.2{\pm}1.3mm$고, 변형그룹은 $5.9{\pm}0.7mm$로써, 변형마스크가 변형보다 13.6% 높았다. 시스템오차는 기존그룹(변형그룹)에서 좌표 x, y, z방향은 각각 1.7 mm (1.1 mm), 1.0 mm (1.8 mm), 1.5 mm (2.0 mm)였고, 회전각(roll angle)은 $0.8^{\circ}$ ($0.8^{\circ}$)였다. 랜덤오차는 변형그룹이 기존그룹에 비하여 좌표 x, y, z방향으로 10.9%, 1.7%, 23.1%로 낮았으나, 회전각은 12.4% 높았다. PTV여백에서 변형그룹은 좌표 x방향에 대하여 기존그룹에 비하여 31.8% 낮았으나, 반대로 좌표 y와 z방향에서는 기존그룹보다 각각 52.6%와 21.6%로 높았다. 성문암 세기변조방사선치료에서 변형된 마스크 사용은 고정기구의 변형으로 인한 환자위치잡이 오차는 수치적으로는 영향을 줄 수 있지만, 다양한 관점에서 고정기구 마스크에 대한 연구가 임상적인 측면에서 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제26권1호
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• pp.6-11
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• 2015

본 연구의 목적은 토모다이렉트 3D-CRT (TD 3D-CRT)을 이용한 유방암 방사선치료에서 회전축(roll, pitch, and yaw) 오차를 분석하고 자 하였다. TD-3DCRT로 치료가 종료된 유방암 환자 총 20명을 선정하였고, 총 80회의 MVCT 영상을 바탕으로 시스템(systematic), 임의(random) 오류를 포함한 환자위치잡이 오차(patient setup errors)와 치료 여백(treatment margin, mm)을 후향적으로 분석하였다. 또한, 각 환자에 대한 회전축 오차 분석은 자동영상정합(automatic image registration)을 이용하였다. X, Y, Z 방향에 대한 치료여백은 각각 4.2 mm, 6.2 mm, 6.4 mm였다. 회전축 오차에 대한 평균 각도(degree)는 roll, pitch, yaw가 각각 0.3도, 0.5도, 0.1도였고, 시스템과 임의 오류는 모두 1도 이내였다. 전반적으로 환자 위치잡이 오차는 Y와 Z방향에서 X에 비하여 높게 나타났다. 본 연구에서 회전축 오차 각도가 2도 이내는 roll, pitch, yaw에서 각각 95.1%, 98.8%, 97.5% 분포였다. 그러나, 치료영역의 길이가 길어짐에 따라 치료 중심지점을 기준으로 상부와 하부의 가장자리(Edge)가 틀어지게(Twisted)될 가능성이 높아질 수 있다. 따라서 치료의 정확성과 재현성을 위하여 각 환자의 특성을 고려하고, 회전축 오차를 주기적으로 확인할 필요가 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제25권2호
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• pp.123-129
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• 2013

목 적: 전립선암 환자의 정확한 방사선치료를 위해 사전에 fiducial marker를 삽입하고 매 치료 전에 전립선의 위치를 확인 하는 방법이 있다. OBI (On-Board Imager)를 이용하여 대퇴부와 골반부에 가려져 잘 보이지 않았던 fiducial marker를 보다 명확히 확인할 수 있는 KV X-ray Both oblique (양사방향)촬영을 시행하고 기존의 2D/2D match (AP/LAT)촬영방법과 비교해서 그 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 2012년 9월부터 2013년 4월까지 본과의 전립선암 환자 중 fiducial marker를 삽입하고 직장 ballooning을 시행한 환자 5명을 대상으로 치료 전 기존의 위치잡이 방법인 2D/2D match (AP/LAT) 즉 $0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$ 각도의 DRR (digital reconstruction radiography) 영상을 구성하고, 치료실에서는 환자 셋업 후 On-Board Imager로 얻어낸 $0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$ 방향의 KV X-ray Live 영상과 융합시켜 marker matching을 하고 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 산출하였다. 또한 이와 비교 평가하는 양사방향 촬영에 적합한 각도를 결정하기 위하여 OBI source 각도 $10^{\circ}$ 간격으로 $0{\sim}360^{\circ}$ 방향의 DRR (digital reconstruction radiography) 영상을 구성한 후 그 중에서 fiducial maker가 가장 명확히 보이는 정 양사방향 $45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$ 방향의 영상을 선택하여 X, Y, Z축에 대한 보정 값을 산출하였으며, 기존의 AP/LAT ($0^{\circ}$ 및 $270^{\circ}$) matching 방법 비교평가 하기 위해 새롭게 구성한 양사방향($45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$) matching 방법을 격일로 병행하면서 fiducial maker matching을 실시하였다. 각 방법별 발생된 오차 이동 값에 대해서는 matching 후 보정하여 치료에 적용하였다. 결 과: OBI KV X-ray 영상을 이용한 2D/2D match는 직교하는 두 개의 영상이 필요하므로 직교가 되면서 fiducial marker의 위치파악이 명확하고, matching이 가장 유용한 DRR (digital reconstruction radiography) 영상은 OBI source 각도 $45^{\circ}$ 및 $315^{\circ}$ 방향에서 marker matching이 가장 유용하였으며, 각각의 matching 방법에 따라 환자를 셋업 하고 각 환자별로 치료 분할 수에 따른 각각의 X, Y, Z축의 오차 이동 값 $Mean{\pm}SD$를 산출한 결과, X축에서 AP/LAT: $0.4{\pm}1.67$ mm, OBLIQUE: $0.4{\pm}1.82$ mm, Y축에서 AP/LAT: $0.7{\pm}1.73$ mm, OBLIQUE: $0.2{\pm}1.77$ mm, Z축에서 AP/LAT: $0.8{\pm}1.94$ mm, OBLIQUE: $1.5{\pm}2.8$ mm로 나타났다. 즉 기존의 AP/LAT방향과 양사방향 촬영의 비교결과 오차 이동 값은 Z축 방향으로 다소 높게 나타났다. 이러한 오차 이동 값은 대상 환자의 적절한 전 처치 시행 여부와 치료 시 필연적으로 발생하는 셋업오차라 사료되며 각 환자별로 오차 값을 보정해서 치료에 적용하였다. 결 론: 전립선암 환자의 치료 전 자세 위치잡이 단계 시 OBI source angle $45^{\circ}/315^{\circ}$ 양사방향 촬영은 기존의 OBI source 각도 $0^{\circ}/270^{\circ}$ 방향의 AP/LAT 촬영보다 명확하게 fiducial marker를 확인 할 수 있으므로 보다 정확한 fiducial matching이 가능하였다. 또한 명확한 marker의 위치확인으로 matching에 소요되는 시간도 단축시킬 수 있었다. 그리고 기존의 방법 보다 적은 피폭선량으로 촬영이 가능 하였다. 따라서 전립선암 환자 뿐 만 아니라 양사방향 위치잡이 방법을 이용 할 수 있는 다른 치료부위에 대해서도 프로토콜을 마련하여 적용하면 정확한 치료에 필수적인 위치잡이 방법의 질을 향상 시키는데 기여 할 수 있으리라고 사료된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권2호
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• pp.72-78
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• 2011

본 연구의 목적은 토모테라피(Hi-ArtII, TomoTherapy, USA) 치료 시 Bodyfix system (Medical Intelligence, Ele-kta, Schwabmuchen, Germany)에서 진공압박(Vacuum compression)에 따라 환자 위치잡이오차(Patient's setup-errors)를 평가하고자 하였다. Bodyfix system와 진공압박을 적용한 토모테라피를 이용하여 치료를 시행한 흉복부 환자 21명을 선정하였으며, 모든 환자는 치료 전 촬영된 총 477개의 메가볼테이지 전산화단층촬영(Mega-voltage computed tomography, MVCT)영상을 얻었다. 이를 통하여 확인된 좌우방향(Medial-Lateral direction, ML), 앞뒤방향(Anterior-Posterior direction, AP), 상하방향(Superior-Inferior direction, SI)과 SI중심축 회전각(Rotational angle of SI axis direction, Roll)에 대한 오차를 기록하고, 분석하였다. 세 방향 및 Roll에 대한 상관관계와 진공압박 정도가 다르게 적용된 다섯 그룹에 대하여 setup-errors를 분석하기 위해 각각 Pearson's product-moment coefficient와 One-way ANOVA를 이용하여 통계적으로 분석하였다(p<0.05). 분석결과 Systematic errors의 평균은 AP에서 6.00 mm, 표준편차는 SI에서 5.95 mm로 큰 오차를 보였다. Random errors의 평균은 SI방향에서 4.72 mm로 큰 오차가 발생하였다. 관계분석에서는 상관계수가 ML-Roll과 AP-Vector는 0.485, 0.244이고, SI-Vector에서 관계가 제일 높았다(0.637). 또한, 진공압박 정도가 다르게 적용된 다섯 그룹(Pressure range: 30~70 mbar) 사이의 setup errors를 분석한 결과 ML, SI방향과 Roll에서 모두 p=0.00 (p<0.05)로써 유의한 차이를 보였으며, SI방향에서 진공압박에 따른 오차 평균은 40 mbar과 70 mbar그룹에서 4.78 mm, -0.74 mm였다. 본 연구에서는 진공압박과 setup-errors의 평가를 통계적으로 분석하였으며, 압박 정도에 따라 SI방향에서 setup-errors의 차이를 확인하였다. 최종적으로 setup-errors와 내부장기의 움직임을 고려하자면 Bodyfix system을 이용한 진공압박을 적용시 최소 50 mbar 이상을 사용해야 할 것이다. 본 연구결과를 토대로 진공압박의 정확성과 내부장기 및 종양의 움직임을 정량적으로 분석할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제24권2호
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• pp.85-91
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• 2013

초고압 전산화단층촬영(megavoltage computed tomography, MVCT)이 단층치료(Tomotherapy) 환자의 치료 자세 교정 방법으로 사용되고 있다. MVCT는 부가적인 방사선 피폭뿐만 아니라 전체 치료 시간이 길어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 비디오 영상기반 환자 치료 자세 교정 시스템(video image-guided setup system, VIGS)을 개발했다. 단층치료 장치내 갠트리에 직각으로 2대의 비디오 카메라를 장착하고 이로부터 얻은 영상을 이용하여 환자의 자세 오차를 측정하는 프로그램을 자체 개발했다. 개발된 시스템은 사용자에 의해 정의된 관심 영역에서의 에지 검출(edge detection) 결과를 기반으로 자동 정합을 통해 자세 오차를 찾도록 고안되었다. 두경부 환자를 묘사하기 위해 휴먼 팬톰을 이용하여 컴퓨터 단층 치료계획 영상을 획득한 후 전산화 치료계획을 수행했다. 실제 치료 상태를 재현하기 위해 고정 용구를 이용하여 팬톰을 고정했으며 전산화치료계획 결과로 부터 팬톰 자세 검증을 위한 기준 MVCT 영상을 획득했다. 팬톰을 치료 위치에 위치시킨 후 MVCT 영상을 얻고 이를 기준 MVCT영상과 비교하여 치료계획시와 동일환 자세가 되도록 위치를 교정했다. 교정된 자세에서 VGIS를 이용하여 기준 비디오 영상을 획득했다. 10회 걸쳐 MVCT 영상을 이용한 자세 교정과 VIGS를 이용한 비디오 영상기반 자세 교정을 각각 수행하여 두 방법간의 교정 값 차이(상관 분석)와 분석 시간을 비교했다. 팬톰 위치 교정 시간은 VIGS 시스템($41.7{\pm}11.2$ seconds)이 MVCT 방법($420{\pm}6$ seconds)에 비해 현저히 적게 조사됐다(p<0.05). 하지만 두 방법간의 위치 오차 분석 결과 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(x=0.11 mm, y=0.27 mm, z=0.58 mm, p>0.05). VIGS시스템이 짧은 시간에 정확한 위치 오차 감지 능력을 보여 이의 개발이 단층치료의 절차를 효율적으로 개선하는데 효과적일 것으로 생각된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제15권1호
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• pp.35-40
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• 2003

I. 목적 방사선 치료에서 인접한 두 target을 가진 두경부 환자의 target간의 이동시, 육안으로 판별하여 수동으로 couch를 이동하는 방식에서 나타날 수 있는 오차를 확인하기 위하여, couch의 좌표값을 분석하고 target간의 이동에 대한 재현성의 정확성을 평가하고자 한다. II. 대상 및 방법 방사선 치료에 있어서 치료하고자 하는 인접한 두 target간의 이동시 operator에 의한 수동이동에서 나타날 수 있는 이동오차를 확인하기 위하여, couch의 좌표값(vertical, longitudinal, lateral 세 방향)을 이용, 수동으로 위치잡이시 이동거리에 대한 정확도를 평가하기 위해 치료장비( CL 2100C, Varian, USA) 의 console monitor에 나타난 좌표값을 기록하였다. 매 치료마다 vertical, longitudinal, lateral 세 방향에서 기록된 좌표의 이동거리를 구한 후에, 이를 RTP(Pinnacle, ADAC, USA)에 의한 target간의 거리와 비교하여 오차값을 구하였다. 동일환자를 10회에 걸쳐 실제 set-up시의 좌표이동의 평균값과 오차정도, 그리고 표준편차를 구하였다. III. 결과 환자의 skin mark를 육안으로 확인하며 수동으로 couch를 이동하는 방식에서 두 target간 이동의 평균 표준편차가 각 방향에서 vertical 1.4mm, longitudinal 0.9mm, lateral 2.2mm로 나타났고, 직선상의 이동오차는 평균 약 3.6mm, 최대 5.1mm의 오차가 나타났다. Lateral 방향에서 오차정도가 가장 커서 최대 5mm까지 오차가 발생하였으며, 각 방향에서 오차평균값은 vertical 1mm, longitudinal 0.7mm, lateral 2.7mm이고 이중에서 가장 오차가 큰 lateral방향의 오차평균값을 크게 넘어서는 경우는 전체의 $30\%$정도로 나타났다. IV. 결론 Couch를 수동으로 이동하여 target간을 이동시, 평균 약 3.6mm정도의 오차가 발생하였다. 3D conformal therapy나 IMRT처럼 높은 정밀도를 요구하는 치료의 경우에는 인접한 target간의 정확한 이동을 요구하므로, couch의 실제 좌표의 오차를 확인하는 일이 중요하다. 따라서 couch의 좌표확인을 이용한 치료의 재현성과 정확성 평가를 더욱 발전시켜 응용한다면 양질의 방사선 치료를 실시할 수 있을 것이라 사료된다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.45-53
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• 2008

목 적: 본원에 2007년 10월에 설치된 토모테라피를 이용하여 치료한 환자 130명에 대하여 치료의 통계적 특성을 분석하여 종양의 부위별, 종양표적체적의 변화, 전체치료시간(overall treatment time), 초고압전산화단층촬영(Megavoltage computed tomography; MVCT)을 이용한 환자의 이동 값, 종양의 크기 변화에 따른 보정치료계획(Adaptive plan) 필요성 등에 대한 통계를 분석하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 2007년 10월부터 2008년 8월까지 토모테라피를 받은 130명의 환자를 대상으로 조사하였다. 환자의 평균 연령은 53세(최소 25세, 최고 83세)이고, 치료 부위별로 두경부(22명), 흉부(47명), 복부(25명), 골반부(11명), 골격계(25명) 로 나누었으며 MVCT는 2,702번의 총 분할조사를 치료 전 100% 시행하였고 종양의 크기변화가 큰 27명은 보정치료계획을 시행하였다. 또한 획득된 MVCT와 kV-CT를 일치시킨 후 이동된 값(X, Y, Z, roll, vector)을 치료부위와 사용된 고정기구의 평균 오차범위를 조사하였고 위치잡이(set up), MVCT, 평균 전체치료시간, 표적체적(target volume; TV)을 조사하였다. 결 과: 분석결과 환자가 카우치에 누워있는 평균시간은 22.8분, 평균 치료시간은 13.46분, 평균 보정계수(mm) X=-0.7, Y=-1.4, Z=5.77, roll=0.29, vector=8.66으로 평균 육안적종양체적(gross tumor volume; GTV)=229 $cm^3$, 평균 임상표적체적(clinical tumor volume; CTV)=564 $cm^3$으로 나타났다. 흉부, 복부, 골격계 치료환자보다 두경부 환자의 이동된 vector값이 2.96 mm적음을 알 수 있었다. 치료부위별 이동된 vector값이 두경부>골격계>복부>흉부>골반부 순서로 나타났다. 또한, 보정치료 계획을 시행한 환자는 27명, 종양이 길거나 다발성 종양환자는 39명이며 치료 시 1개의 치료계획으로 치료할 때 전체치료시간은 32분, 2개의 치료계획으로 나누어 치료 시에는 각각 21분, 19분으로 총 40분 소요되는 것을 알 수 있었다. 결 론: 고정용구의 사용과 더불어 MVCT의 적용으로 더욱 정확한 세기조절방사선치료(intensity modulated radiation therapy; IMRT)를 할 수 있었다. 또한 매일 영상을 통해 종양의 변화를 확인하여 보정치료계획을 할 수 있었으며 종양이 길거나 또는 다발성 종양, 손상위험장기(organ at risk; OAR) 근처의 치료와 급격한 선량분포의 변화를 주어야 하는 복잡한 치료를 가능하게 하였다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.83-89
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• 2014

목 적 : 토모테라피(Tomotherapy)와 선형가속기(Linac)를 이용한 세기조절방사선치료(IMRT) 시 환자의 정확한 위치잡이를 위해 매일 시행되는 MVCT와 CBCT의 imaging dose를 비교 평가해보고자 한다. 대상 및 방법 : 인체 모형 팬텀(Anderson rando Phantom, USA)을 Head, Thorax, pelvis의 3부위로 분류하여 촬영 부위의 중심에 $0.5{\times}0.5cm2$. 크기로 자른 GafChromic EBT3 film을 팬텀의 표면의 상, 하, 좌, 우와 팬텀의 표면에서 2cm깊이의 상, 하, 좌, 우, 중심에 위치시킨 뒤 토모테라피(Hi Art)와 Novalis Tx의 OBI를 이용하여 surface dose와 inner dose를 각각 3회씩 반복 측정한다. 측정 된 film은 RIP version6.0을 이용하여 값을 산출한 뒤 일원분산분석법을 이용하여 선량의 평균값을 산출한다. 결 과 : 인체모형팬텀을 이용하여 MVCT와 CBCT를 시행한 결과 MVCT inner dose의 측정값은 head에서 $15.43cGy{\pm}6.05$, thorax에서 $16.62cGy{\pm}3.08$, pelvis에서 $16.81cGy{\pm}5.24$로 나타났으며, CBCT inner dose는 head에서 $13.28{\pm}3.68$, thorax에서 $13.66{\pm}4.04$, pelvis에서 $15.52{\pm}3.52$의 값을 나타냈다. Surface dose의 측정 값은 MVCT 시행 시 head에서 $11.64{\pm}4.05$, thorax에서 $12.16{\pm}4.38$, pelvis에서 $12.05{\pm}2.71$로 나타났으며, CBCT의 경우 head에서 $14.59{\pm}3.51$, thorax에서 $15.82{\pm}2.89$, pelvis에서 $17.48{\pm}2.80$을 나타내었다. 결 론 : Inner dose의 경우 kV energy를 사용하는 CBCT보다 MV energy를 사용하는 MVCT에서 head에서 1.16배, thorax에서 1.22배, pelvis에 서 1.08배 높게 나타났으며, Surface dose의 경우 MVCT보다는 CBCT의 head에서 1.25배, thorax에서 1.30배, pelvis에서 1.45배 높게 측정되었다. Imaging dose는 치료 선량에 비해 작은 양이지만 daily로 시행되는 만큼 정상조직에 일정부분 영향을 미칠 것으로 생각된다. 하지만 IMRT치료를 위해서는 영상유도를 통한 IGRT가 반드시 병행되어 치료계획과 실제치료간 오차를 최소화하여야 한다. 따라서 환자가 받는 imaging dose를 최소화하기 위해서는 치료계획 시 Imaging dose를 고려하여 치료계획을 수립하거나 MVCT 촬영 시 Scan 범위를 최소화하여 시행해야 될 것으로 사료된다.