J Lung Cancer 20076(1)29-34

29

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung Cancer Patient in Stereotactic Radiosurgery Phantom Study

Purpose We propose the measurement method of tumor movement for respiratory gated therapy in lung cancer patient for stereotactic radiosurgery contouring method of tumor for radiation treatment planning using measured tumor movement And through phantom study we ascertain that the tumor movement is properly reflected in determination of PTV and the tumor is properly and safely treated in full respiration phases and respiratory gated therapy Materials and Methods Lung cancer phantom and 1-dimensional moving phantom were made to evaluate respiratory gated radiation therapy for lung SRS 4D CT scan was performed using these phantoms and 10 sets of CT images and post-processed MIP (Maximum Intensity Projection) images were used to measure the tumor movement The measured tumor movement in 4D CT images and MIP images were compared Also during radiation exposure in full respiration phases and respiratory gated phases tumor movement included in radiation exposure was measured using EPID image and compared with measured data in 4D CT images and MIP images Results The tumor movement measured in full respiration phases was 288mm and 291 mm in 4D CT images and MIP images respectively and in respiratory gated phases 30sim70 phases was 12 mm and 122 mm respectively The tumor contoured in each phase images and MIP images was well agreed in full respiration phases and respiratory gated phases The tumor movement included in radiation exposure was 293 mm and 84 mm in full respiration phases and respiratory gated phases respectively Conclusion The tumor movement measured in 4D CT images and MIP images was well agreed so we propose to use of MIP image for contouring of tumor in full respiration phases and respiratory gated phases In full respiration radiation treatment and respiratory gated radiation therapy the tumor movement included in radiation exposure was well agreed with measured tumor movement in 4D CT images or MIP images so we ascertain though this phantom study we can exactly treat the tumor including tumor movement In respiratory gated radiation therapy the tumor movement included in radiation exposure was about 30 smaller than measured tumor movement in 4D CT images or MIP images so we ascertain that we can safely treat the tumor including tumor movement in current provided technique (J Lung Cancer 20076(1)29 985103 34)

Key Words Respiratory gated radiation therapy Tumor movement Lung cancer Stereotactic Radiosurgery

Sung Ho Park PhD Si Yeol Song MD Eun Kyung Choi MD Seung Do Ahn MDSang-wook Lee MDSeong Soo Shin MD andJong Hoon Kim MD

Department of Radiation Oncology Asan Medical Center College of Med-icine University of Ulsan Seoul Korea

Received June 7 2007Accepted June 19 2007

Address for correspondenceEun Kyung Choi MDDepartment of Radiation Oncology Asan Medical Center College of Med-icine University of Ulsan 388-1 Pungnap 2-dong Songpa-gu Seoul 138-736 KoreaTel 82-2-3010-4432Fax 82-2-486-7258E-mail ekchoiamcseoulkr

This study was supported by a grant-07-429 from the Asan Institute for Life Sciences Seoul Korea

서 론

방사선 치료 호흡 등에 의한 종양의 움직임은 ICRU

보고서 62(1)에 정의된 ITV (Internal Target Volume)의 개념

으로 설명 가능하며 ITV는 치료하고자 하는 종양의 개념

인 CTV (Clinical Target Volume)에 종양의 움직임인 Internal

Margin을 고려한 개념으로 통 으로 PTV (Planning Tar-

get Volume)를 정의할 때 고려되어 왔었다(2) 정 방사선

수술 등과 같이 일회에 10sim20 Gy의 큰 방사선량을 치료하

고자 할 때 종양의 움직임이 2sim3 cm 가량으로 크게 되면

30 J Lung Cancer 20076(1)29-34

Fig 1 CT image of lung cancer patient CT number of lung

is larger than surrounding lung density

Fig 2 CT image of manufactured lung cancer phantom It was

seen that CT density of the tumor is larger than surrounding

tissue

치료체 이 커지게 되며 치료체 내에 포함되는 정상조직

은 불필요하게 큰 방사선량을 받게 된다 폐암 치료의 경우

방사선폐렴확률을 불필요하게 증가시키게 된다 이 문제를

해결하는 방법은 환자의 호흡을 멈추고 치료하는 등 종양

의 움직임을 제한하거나(34) 종양의 움직임이 특정부분에

치했을 때 치료함으로써 종양의 움직임을 제한하는 효과

를 얻는 방법이 있다(56)

이 연구는 종양의 움직임이 특정 부분에 치했을 때 치

료하는 방법인 호흡동기방사선치료(Respiratory Gated Radi-

ation Therapy) 시 종양의 움직임을 측정하는 방법과 측정된

종양의 움직임을 PTV 결정 시 용하기 한 방법을 제안

하며 제안된 방법으로 PTV를 결정 했을때 종양의 움직임

을 하게 반 하는지 방사선 치료 시 제안된 방법으로

결정된 PTV가 충분히 치료되는 지를 폐암 팬텀 연구를 통

해 확인하 다

대상 및 방법

폐암 환자를 모사하기 해 폐암 팬텀을 제작하 다 폐

암의 경우 Fig 1에서 볼 수 있듯이 종양이 주변 조직보다

hyperdense한 특징을 가지고 있다 폐암 팬텀은 이러한 특징

을 반 하여 종양이 주변물질보다 도가 큰 물질로 제작

하 다 종양부분은 직경 3 cm 두께 3 cm이며 도가 119

gcm3인 Acrylic로 제작했으며 인체팬텀은 직경 20 cm 두

께 10 cm이며 도가 097 gcm3인 Polystyrene으로 제작하

다(Fig 2)

종양의 움직임을 재 하기 해 일차원 움직임 팬텀을

제작하 다 이 팬텀은 AC 220V에서 작동하는 AC 모터를

사용하 으며 모터의 축에 1 cm 2 cm 3 cm의 움직임을

가지도록 크랭크를 제작하 으며 회 속도는 15 rpm으로

4 의 호흡주기를 모사하도록 제작하 다 폐암 팬텀을 일

차원 움직임 팬텀에 올려놓고 4차원 CT를 촬 하 다

본 원에서 소유하고 있는 4차원 CT는 Lightspeed RT (GE

Healthcare USA) 모델이다 이 모델은 1바퀴 스캔에 1 가

소요되며 bore 크기가 80 cm인 4 slice 장비이다 4차원 CT

는 CT 촬 치에서 호흡주기(일반 으로 3sim5 사이)동

안 10장의 CT 상을 얻게 되고 다음 촬 치로 옮긴

뒤 다른 10장의 CT 상을 얻게 된다 호흡신호를 획득

하기 한 장비는 RPM (Real-time Position Management

System Varian USA)을 사용했는데 이 장비는 움직이는 물

체 에 놓인 외선 반사체에서 반사된 신호를 CCD 카메

라로 획득하여 움직임에 한 정보를 기록하게 된다

4차원 CT 장비에서 획득된 10장의 CT 상과 호흡정보

는 4차원 CT 분석이 가능한 시스템으로 송되며 본 원에

서는 Advantage 4D (GE Healthcare USA) 소 트웨어를 사

용해 종양의 움직임을 분석하 다 종양의 움직임은 체

호흡 주기인 0sim90와 호흡동기방사선치료로 통상 사용되

는 30sim70 호흡주기에서 측정하 다 한 체 호흡주기

에서 Maximum Intensity Projection 방법으로 후처리한 상

(MIP_100)과 호흡동기방사선치료를 해 후처리한 상

(MIP_Gating)을 치료계획에 사용하기 해 생성하 다

치료계획시 종양의 움직임을 하게 반 하는지 평가

하기 해 치료계획장치인 Eclipse (Varian USA)로 10 의

CT 상과 후처리한 2 의 상(MIP_100 MIP_Gating)을

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 31

Fig 3 Tumor movement during

full respiratory phases measured

in 4D CT images

Fig 4 Tumor movement during

respiratory gated phases (30sim

70) measured in 4D CT images

Fig 5 Tumor movement during

(A) full respiratory phases and (B)

respiratory gated phases (30sim

70) measured in MIP images

송했다 먼 4차원 CT에서 획득된 10 의 CT에 각각 종

양을 그렸으며 치료계획에 사용하기 한 MIP 상에 종

양을 그려 두 가지 방법으로 그린 종양을 비교하 다

4차원 CT 상에서 측정한 종양의 움직임과 MIP 상에

서 측정된 종양의 움직임을 실제 방사선 치료시 조사된 종

양의 움직임과 비교하기 해 치료기에 폐암팬텀을 장착한

32 J Lung Cancer 20076(1)29-34

Fig 6 Tumor contoured in (A) CT images for every phase (thick solid for 0 dotted line for 30 solid line for 50) (B) CT

images for respiratory gated phases (dotted line for 30 solid line for 50) is well encompassed tumor shown in MIP image

Fig 7 Tumor included during

radiation treatment for (A) full res-

piration phases and (B) respiratory

gated phases (30sim70) measured

in EPID image

일차원 움직임 팬텀을 이용하여 팬텀을 움직이면서 치료기

빔을 체 호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 조사하 다

이 때 치료기에 부착된 EPID (Electric Portal Image Device)

에 투시된 상을 분석하여 치료 에 포함되는 종양의 움

직임을 측정하 다

결 과

4차원 CT에서 측정된 종양의 움직임은 체 호흡 주기에

서는 Fig 3에서 보듯이 288 mm로 측정되었고 호흡동기방

사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 Fig 4에서 보

듯이 12 mm로 측정되었다

치료계획에 사용하기 해 후처리한 MIP 상에서 측정

된 종양의 움직임은 Fig 5에서 보듯이 291 mm와 호흡동기

방사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 122 mm로

측정되었다

치료계획시스템인 Eclipse에 10 의 CT를 송해 각각의

phase 상에 그린 종양들이 Fig 6에서 보듯이 MIP 기법으

로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있으며 호흡동기

방사선치료를 한 30sim70 Phase 상에 그린 종양들이

MIP 기법으로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있다

즉 치료에 필요한 phase의 상에 각각 종양을 그리는 것과

MIP 기법으로 처리된 상 에 종양을 그리는 것은 동일한

종양을 그릴 수 있음을 알 수 있다

폐암팬텀을 일차원 움직임 팬텀에 올려놓고 방사선을

체호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 각각 조사하 다 Fig

7에 보이는 상은 치료기에 장착된 EPID에 힌 상인데

이 상은 팬텀이 움직이는 동안 치료범 에 포함되는 종

양의 움직임을 의미하며 체 호흡주기에서는 293 mm의

움직임이 치료범 에 포함되었으며 30sim70의 호흡주기

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 33

Fig 8 Tumor movement measured in 4D CT images MIP

image and EPID image for full respiration phases and

respiratory gated phases (30sim70)

에서는 84 mm의 움직임이 치료범 에 포함되었다

고찰 및 결론

일차원 움직임 팬텀에 장착한 폐암 팬텀의 움직임을 측

정하여 Fig 8에 정리하 다 체 호흡주기에서는 4차원

CT에서는 288 mm MIP_100 image에서는 291 mm로 측

정되었으며 호흡동기방사선치료를 한 30sim70의 호흡

주기에서는 4차원 CT에서는 12 mm MIP_Gating image에서

는 122 mm로 측정되어 잘 일치하고 있음을 알 수 있다

즉 두 가지 기법 어느 기법을 사용해도 동일한 종양 움

직임을 측정하는 것이 가능하다

치료계획을 수립하기 해 종양을 그릴 때에는 종양의

움직임이 정확하게 포함되어 있는 MIP 기법으로 처리된

상을 이용할 것을 제안한다 다만 종양이 횡경막 부근에

치해 MIP 기법으로 처리했을 경우 종양과 횡경막이 부착되

어 있는 것처럼 상처리가 될 경우 주의가 필요하며 이

같은 경우에는 10 의 CT 상 에 각각 그리는 방법이

용되어야 할 것이다

4차원 CT 는 MIP_100 상에서 측정된 종양의 움직

임과 방사선 조사시 조사 범 에 포함된 종양의 움직임은

체 호흡주기에서는 288 mm 291 mm 293 mm로 잘 일

치하고 있어 재의 기술로도 충분히 정확한 측정에 의한

종양 치료가 가능하다고 단된다 그러나 호흡동기방사선

치료의 경우 30sim70의 phase에 조사한 조사범 에 포함된

종양의 움직임이 84 mm로 4차원 CT MIP_Gating 상에

서 측정된 12 mm 122 mm에 비하여 약 30 가량 게 측

정되었다 재의 치료 기술만을 평가한다면 호흡동기방사

선치료를 한 30sim70 호흡주기에서 MIP 상에서 더해

진 종양의 움직임이 실제 치료시 조사 범 에 포함되는 종

양의 움직임 보다 크게 측정되기 때문에 30 가량의 safety

margin이 포함되어 있는 것으로 생각할 수 있어 호흡동기방

사선치료가 종양의 움직임을 충분히 고려하면서 치료 가능

함을 알 수 있다

치료시 방사선 조사부분에 포함된 종양의 움직임이 4차

원 CT나 MIP 상에서 측정된 움직임보다 게 측정되어

30 가량의 정상조직 save가 가능할 것으로 측된다 이

기법은 4차원 상 처리 소 트웨에서 상 분석에 필요한

phase 상을 처리할 때 0 10 등 정확하게 그 phase 에

해당하는 상을 내삽하여 제공하는 기술(7)을 용하거나

촬 된 상 가장 선명한 50 상을 deformation 방법

으로 재구성하여 만들어진 phase 상을 이용하게 되면(8)

4D CT에서 보다 정확한 움직임 측정이 가능할 것으로 생각

된다

방사선 치료시 margin에 한 개념은 치료간 margin (inter-

fractional margin)과 치료 margin (intra-fractional margin)으

로 분리해서 설명 가능한데 이 논문에서는 치료 margin인

종양의 움직임에 국한하여 연구하 다 방사선 치료시 종

양의 움직임은 치료의 목 을 달성하기 해 측정되어야

하며 치료시 고려되어야 하는 요한 물리 인자 하나

이다 종양의 움직임은 population averaged margin의 개념으

로 통계치의 95를 cover하는 margin을 용함으로써 처방

선량이 95의 경우에 종양의 움직임을 포함하도록 다시

말해 5의 경우에는 target을 miss 할 가능성이 있는 개념이

었다(9) 최근 치료 기법이 고 화 되고 여유마진이 tight 해

지면서 통계치 개념에 의거한 margin 설정보다는 환자 개개

인의 움직임을 용하는 것이 요하게 되었다 방사선 치

료에서도 소 맞춤 치료(10sim12)가 도입되기 시작한 것이

다 맞춤 치료의 첫 단계는 종양의 움직임을 측정하는 것이

다 맞춤 치료가 소개되고 있지만 두경부처럼 종양의 움직

임이 은 부 의 경우 종양의 움직임을 측정하는 것은 의

미가 없고 치료간 움직임을 분석하는 것이 의미가 있다

(13) 다만 폐암이나 간암 등 종양 주변의 정상장기를 PTV

에서 배제시키는 것이 치료 후 부작용을 이는 요한 인

자로 작용하는 경우에는 종양의 움직임을 정확하게 측정하

는 것과 측정된 움직임을 치료계획에 정확하게 반 하는

것이 요하다(1415) 더구나 호흡동기방사선치료 기법이

가능해지면서 종양의 움직임을 소 트웨어 으로 제어 가

능하게 되면서 종양주변의 정상장기를 최 한 save 하는 것

이 기술 으로 가능하게 되었으며 본 연구에서 평가한 바

로는 재 기술로는 30 가량의 safety margin을 가지고 안

34 J Lung Cancer 20076(1)29-34

하게 치료할 수 있다고 단된다

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Fig 1 CT image of lung cancer patient CT number of lung

is larger than surrounding lung density

Fig 2 CT image of manufactured lung cancer phantom It was

seen that CT density of the tumor is larger than surrounding

tissue

치료체 이 커지게 되며 치료체 내에 포함되는 정상조직

은 불필요하게 큰 방사선량을 받게 된다 폐암 치료의 경우

방사선폐렴확률을 불필요하게 증가시키게 된다 이 문제를

해결하는 방법은 환자의 호흡을 멈추고 치료하는 등 종양

의 움직임을 제한하거나(34) 종양의 움직임이 특정부분에

치했을 때 치료함으로써 종양의 움직임을 제한하는 효과

를 얻는 방법이 있다(56)

이 연구는 종양의 움직임이 특정 부분에 치했을 때 치

료하는 방법인 호흡동기방사선치료(Respiratory Gated Radi-

ation Therapy) 시 종양의 움직임을 측정하는 방법과 측정된

종양의 움직임을 PTV 결정 시 용하기 한 방법을 제안

하며 제안된 방법으로 PTV를 결정 했을때 종양의 움직임

을 하게 반 하는지 방사선 치료 시 제안된 방법으로

결정된 PTV가 충분히 치료되는 지를 폐암 팬텀 연구를 통

해 확인하 다

대상 및 방법

폐암 환자를 모사하기 해 폐암 팬텀을 제작하 다 폐

암의 경우 Fig 1에서 볼 수 있듯이 종양이 주변 조직보다

hyperdense한 특징을 가지고 있다 폐암 팬텀은 이러한 특징

을 반 하여 종양이 주변물질보다 도가 큰 물질로 제작

하 다 종양부분은 직경 3 cm 두께 3 cm이며 도가 119

gcm3인 Acrylic로 제작했으며 인체팬텀은 직경 20 cm 두

께 10 cm이며 도가 097 gcm3인 Polystyrene으로 제작하

다(Fig 2)

종양의 움직임을 재 하기 해 일차원 움직임 팬텀을

제작하 다 이 팬텀은 AC 220V에서 작동하는 AC 모터를

사용하 으며 모터의 축에 1 cm 2 cm 3 cm의 움직임을

가지도록 크랭크를 제작하 으며 회 속도는 15 rpm으로

4 의 호흡주기를 모사하도록 제작하 다 폐암 팬텀을 일

차원 움직임 팬텀에 올려놓고 4차원 CT를 촬 하 다

본 원에서 소유하고 있는 4차원 CT는 Lightspeed RT (GE

Healthcare USA) 모델이다 이 모델은 1바퀴 스캔에 1 가

소요되며 bore 크기가 80 cm인 4 slice 장비이다 4차원 CT

는 CT 촬 치에서 호흡주기(일반 으로 3sim5 사이)동

안 10장의 CT 상을 얻게 되고 다음 촬 치로 옮긴

뒤 다른 10장의 CT 상을 얻게 된다 호흡신호를 획득

하기 한 장비는 RPM (Real-time Position Management

System Varian USA)을 사용했는데 이 장비는 움직이는 물

체 에 놓인 외선 반사체에서 반사된 신호를 CCD 카메

라로 획득하여 움직임에 한 정보를 기록하게 된다

4차원 CT 장비에서 획득된 10장의 CT 상과 호흡정보

는 4차원 CT 분석이 가능한 시스템으로 송되며 본 원에

서는 Advantage 4D (GE Healthcare USA) 소 트웨어를 사

용해 종양의 움직임을 분석하 다 종양의 움직임은 체

호흡 주기인 0sim90와 호흡동기방사선치료로 통상 사용되

는 30sim70 호흡주기에서 측정하 다 한 체 호흡주기

에서 Maximum Intensity Projection 방법으로 후처리한 상

(MIP_100)과 호흡동기방사선치료를 해 후처리한 상

(MIP_Gating)을 치료계획에 사용하기 해 생성하 다

치료계획시 종양의 움직임을 하게 반 하는지 평가

하기 해 치료계획장치인 Eclipse (Varian USA)로 10 의

CT 상과 후처리한 2 의 상(MIP_100 MIP_Gating)을

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 31

Fig 3 Tumor movement during

full respiratory phases measured

in 4D CT images

Fig 4 Tumor movement during

respiratory gated phases (30sim

70) measured in 4D CT images

Fig 5 Tumor movement during

(A) full respiratory phases and (B)

respiratory gated phases (30sim

70) measured in MIP images

송했다 먼 4차원 CT에서 획득된 10 의 CT에 각각 종

양을 그렸으며 치료계획에 사용하기 한 MIP 상에 종

양을 그려 두 가지 방법으로 그린 종양을 비교하 다

4차원 CT 상에서 측정한 종양의 움직임과 MIP 상에

서 측정된 종양의 움직임을 실제 방사선 치료시 조사된 종

양의 움직임과 비교하기 해 치료기에 폐암팬텀을 장착한

32 J Lung Cancer 20076(1)29-34

Fig 6 Tumor contoured in (A) CT images for every phase (thick solid for 0 dotted line for 30 solid line for 50) (B) CT

images for respiratory gated phases (dotted line for 30 solid line for 50) is well encompassed tumor shown in MIP image

Fig 7 Tumor included during

radiation treatment for (A) full res-

piration phases and (B) respiratory

gated phases (30sim70) measured

in EPID image

일차원 움직임 팬텀을 이용하여 팬텀을 움직이면서 치료기

빔을 체 호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 조사하 다

이 때 치료기에 부착된 EPID (Electric Portal Image Device)

에 투시된 상을 분석하여 치료 에 포함되는 종양의 움

직임을 측정하 다

결 과

4차원 CT에서 측정된 종양의 움직임은 체 호흡 주기에

서는 Fig 3에서 보듯이 288 mm로 측정되었고 호흡동기방

사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 Fig 4에서 보

듯이 12 mm로 측정되었다

치료계획에 사용하기 해 후처리한 MIP 상에서 측정

된 종양의 움직임은 Fig 5에서 보듯이 291 mm와 호흡동기

방사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 122 mm로

측정되었다

치료계획시스템인 Eclipse에 10 의 CT를 송해 각각의

phase 상에 그린 종양들이 Fig 6에서 보듯이 MIP 기법으

로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있으며 호흡동기

방사선치료를 한 30sim70 Phase 상에 그린 종양들이

MIP 기법으로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있다

즉 치료에 필요한 phase의 상에 각각 종양을 그리는 것과

MIP 기법으로 처리된 상 에 종양을 그리는 것은 동일한

종양을 그릴 수 있음을 알 수 있다

폐암팬텀을 일차원 움직임 팬텀에 올려놓고 방사선을

체호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 각각 조사하 다 Fig

7에 보이는 상은 치료기에 장착된 EPID에 힌 상인데

이 상은 팬텀이 움직이는 동안 치료범 에 포함되는 종

양의 움직임을 의미하며 체 호흡주기에서는 293 mm의

움직임이 치료범 에 포함되었으며 30sim70의 호흡주기

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 33

Fig 8 Tumor movement measured in 4D CT images MIP

image and EPID image for full respiration phases and

respiratory gated phases (30sim70)

에서는 84 mm의 움직임이 치료범 에 포함되었다

고찰 및 결론

일차원 움직임 팬텀에 장착한 폐암 팬텀의 움직임을 측

정하여 Fig 8에 정리하 다 체 호흡주기에서는 4차원

CT에서는 288 mm MIP_100 image에서는 291 mm로 측

정되었으며 호흡동기방사선치료를 한 30sim70의 호흡

주기에서는 4차원 CT에서는 12 mm MIP_Gating image에서

는 122 mm로 측정되어 잘 일치하고 있음을 알 수 있다

즉 두 가지 기법 어느 기법을 사용해도 동일한 종양 움

직임을 측정하는 것이 가능하다

치료계획을 수립하기 해 종양을 그릴 때에는 종양의

움직임이 정확하게 포함되어 있는 MIP 기법으로 처리된

상을 이용할 것을 제안한다 다만 종양이 횡경막 부근에

치해 MIP 기법으로 처리했을 경우 종양과 횡경막이 부착되

어 있는 것처럼 상처리가 될 경우 주의가 필요하며 이

같은 경우에는 10 의 CT 상 에 각각 그리는 방법이

용되어야 할 것이다

4차원 CT 는 MIP_100 상에서 측정된 종양의 움직

임과 방사선 조사시 조사 범 에 포함된 종양의 움직임은

체 호흡주기에서는 288 mm 291 mm 293 mm로 잘 일

치하고 있어 재의 기술로도 충분히 정확한 측정에 의한

종양 치료가 가능하다고 단된다 그러나 호흡동기방사선

치료의 경우 30sim70의 phase에 조사한 조사범 에 포함된

종양의 움직임이 84 mm로 4차원 CT MIP_Gating 상에

서 측정된 12 mm 122 mm에 비하여 약 30 가량 게 측

정되었다 재의 치료 기술만을 평가한다면 호흡동기방사

선치료를 한 30sim70 호흡주기에서 MIP 상에서 더해

진 종양의 움직임이 실제 치료시 조사 범 에 포함되는 종

양의 움직임 보다 크게 측정되기 때문에 30 가량의 safety

margin이 포함되어 있는 것으로 생각할 수 있어 호흡동기방

사선치료가 종양의 움직임을 충분히 고려하면서 치료 가능

함을 알 수 있다

치료시 방사선 조사부분에 포함된 종양의 움직임이 4차

원 CT나 MIP 상에서 측정된 움직임보다 게 측정되어

30 가량의 정상조직 save가 가능할 것으로 측된다 이

기법은 4차원 상 처리 소 트웨에서 상 분석에 필요한

phase 상을 처리할 때 0 10 등 정확하게 그 phase 에

해당하는 상을 내삽하여 제공하는 기술(7)을 용하거나

촬 된 상 가장 선명한 50 상을 deformation 방법

으로 재구성하여 만들어진 phase 상을 이용하게 되면(8)

4D CT에서 보다 정확한 움직임 측정이 가능할 것으로 생각

된다

방사선 치료시 margin에 한 개념은 치료간 margin (inter-

fractional margin)과 치료 margin (intra-fractional margin)으

로 분리해서 설명 가능한데 이 논문에서는 치료 margin인

종양의 움직임에 국한하여 연구하 다 방사선 치료시 종

양의 움직임은 치료의 목 을 달성하기 해 측정되어야

하며 치료시 고려되어야 하는 요한 물리 인자 하나

이다 종양의 움직임은 population averaged margin의 개념으

로 통계치의 95를 cover하는 margin을 용함으로써 처방

선량이 95의 경우에 종양의 움직임을 포함하도록 다시

말해 5의 경우에는 target을 miss 할 가능성이 있는 개념이

었다(9) 최근 치료 기법이 고 화 되고 여유마진이 tight 해

지면서 통계치 개념에 의거한 margin 설정보다는 환자 개개

인의 움직임을 용하는 것이 요하게 되었다 방사선 치

료에서도 소 맞춤 치료(10sim12)가 도입되기 시작한 것이

다 맞춤 치료의 첫 단계는 종양의 움직임을 측정하는 것이

다 맞춤 치료가 소개되고 있지만 두경부처럼 종양의 움직

임이 은 부 의 경우 종양의 움직임을 측정하는 것은 의

미가 없고 치료간 움직임을 분석하는 것이 의미가 있다

(13) 다만 폐암이나 간암 등 종양 주변의 정상장기를 PTV

에서 배제시키는 것이 치료 후 부작용을 이는 요한 인

자로 작용하는 경우에는 종양의 움직임을 정확하게 측정하

는 것과 측정된 움직임을 치료계획에 정확하게 반 하는

것이 요하다(1415) 더구나 호흡동기방사선치료 기법이

가능해지면서 종양의 움직임을 소 트웨어 으로 제어 가

능하게 되면서 종양주변의 정상장기를 최 한 save 하는 것

이 기술 으로 가능하게 되었으며 본 연구에서 평가한 바

로는 재 기술로는 30 가량의 safety margin을 가지고 안

34 J Lung Cancer 20076(1)29-34

하게 치료할 수 있다고 단된다

REFERENCES

1 ICRU Report 62 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50) International

Commission on Radiation Units and Measurements Bethesda

MD (1999)

2 ICRU Report 50 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy International Commission on Radiation Units

and Measurements Bethesda MD (1993)

3 McNair HA Panakis N Evans P et al Active Breathing

Control (ABC) in Radical Radiotherapy of Non-small Cell

Lung Cancer (NSCLC) Clin Oncol (R Coll Radiol) 200719

S39

4 Ko YE Ahn SD Yi BY et al Effectiveness of breath hold

with a ABC for SRS of lung cancer J Lung Cancer 2005

442-47

5 DSouza WD Nazareth DP Zhang B et al The use of gated

and 4D CT imaging in planning for stereotactic body radiation

therapy Med Dosim 20073292-101

6 Wurm RE Gum F Erbel S et al Image guided respiratory

gated hypofractionated stereotactic body radiation therapy

(H-SBRT) for liver and lung tumors initial experience Acta

Oncol 200645881-889

7 Schreibmann E Chen GT Xing L Image interpolation in 4D

CT using a BSpline deformable registration model Int J Radiat

Oncol Biol Phys 2006641537-1550

8 Shekhar R Lei P Castro-Pareja CR et al Automatic seg-

mentation of phase-correlated CT scans through nonrigid

image registration using geometrically regularized free-form

deformation Med Phys 2007343054-3066

9 van Herk M Remeijer P Rasch C et al The probability of

correct target dosage dose-population histograms for deriving

treatment margins in radiotherapy Int J Radiat Oncol Biol

Phys 2000471121-1135

10 Jin L Wang L Li J et al Investigation of optimal beam

margins for stereotactic radiotherapy of lung-cancer using

Monte Carlo dose calculations Phys Med Biol 200752

3549-3561

11 Gordon JJ Siebers JV Convolution method and CTV-to-PTV

margins for finite fractions and small systematic errors Phys

Med Biol 2007521967-1990

12 Jin JY Ajlouni M Chen Q et al A technique of using

gated-CT images to determine internal target volume (ITV) for

fractionated stereotactic lung radiotherapy Radiother Oncol

200678177-184

13 Li XA Qi XS Pitterle M et al Interfractional variations in

patient setup and anatomic change assessed by daily computed

tomography Int J Radiat Oncol Biol Phys 200768581-591

14 Nelson C Starkschall G Balter P et al Assessment of lung

tumor motion and setup uncertainties using implanted

fiducials Int J Radiat Oncol Biol Phys 200767915-923

15 Fox T Simon EL Elder E et al Free breathing gated delivery

(FBGD) of lung radiation therapy analysis of factors affecting

clinical patient throughput Lung Cancer 20075669-75

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 31

Fig 3 Tumor movement during

full respiratory phases measured

in 4D CT images

Fig 4 Tumor movement during

respiratory gated phases (30sim

70) measured in 4D CT images

Fig 5 Tumor movement during

(A) full respiratory phases and (B)

respiratory gated phases (30sim

70) measured in MIP images

송했다 먼 4차원 CT에서 획득된 10 의 CT에 각각 종

양을 그렸으며 치료계획에 사용하기 한 MIP 상에 종

양을 그려 두 가지 방법으로 그린 종양을 비교하 다

4차원 CT 상에서 측정한 종양의 움직임과 MIP 상에

서 측정된 종양의 움직임을 실제 방사선 치료시 조사된 종

양의 움직임과 비교하기 해 치료기에 폐암팬텀을 장착한

32 J Lung Cancer 20076(1)29-34

Fig 6 Tumor contoured in (A) CT images for every phase (thick solid for 0 dotted line for 30 solid line for 50) (B) CT

images for respiratory gated phases (dotted line for 30 solid line for 50) is well encompassed tumor shown in MIP image

Fig 7 Tumor included during

radiation treatment for (A) full res-

piration phases and (B) respiratory

gated phases (30sim70) measured

in EPID image

일차원 움직임 팬텀을 이용하여 팬텀을 움직이면서 치료기

빔을 체 호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 조사하 다

이 때 치료기에 부착된 EPID (Electric Portal Image Device)

에 투시된 상을 분석하여 치료 에 포함되는 종양의 움

직임을 측정하 다

결 과

4차원 CT에서 측정된 종양의 움직임은 체 호흡 주기에

서는 Fig 3에서 보듯이 288 mm로 측정되었고 호흡동기방

사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 Fig 4에서 보

듯이 12 mm로 측정되었다

치료계획에 사용하기 해 후처리한 MIP 상에서 측정

된 종양의 움직임은 Fig 5에서 보듯이 291 mm와 호흡동기

방사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 122 mm로

측정되었다

치료계획시스템인 Eclipse에 10 의 CT를 송해 각각의

phase 상에 그린 종양들이 Fig 6에서 보듯이 MIP 기법으

로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있으며 호흡동기

방사선치료를 한 30sim70 Phase 상에 그린 종양들이

MIP 기법으로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있다

즉 치료에 필요한 phase의 상에 각각 종양을 그리는 것과

MIP 기법으로 처리된 상 에 종양을 그리는 것은 동일한

종양을 그릴 수 있음을 알 수 있다

폐암팬텀을 일차원 움직임 팬텀에 올려놓고 방사선을

체호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 각각 조사하 다 Fig

7에 보이는 상은 치료기에 장착된 EPID에 힌 상인데

이 상은 팬텀이 움직이는 동안 치료범 에 포함되는 종

양의 움직임을 의미하며 체 호흡주기에서는 293 mm의

움직임이 치료범 에 포함되었으며 30sim70의 호흡주기

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 33

Fig 8 Tumor movement measured in 4D CT images MIP

image and EPID image for full respiration phases and

respiratory gated phases (30sim70)

에서는 84 mm의 움직임이 치료범 에 포함되었다

고찰 및 결론

일차원 움직임 팬텀에 장착한 폐암 팬텀의 움직임을 측

정하여 Fig 8에 정리하 다 체 호흡주기에서는 4차원

CT에서는 288 mm MIP_100 image에서는 291 mm로 측

정되었으며 호흡동기방사선치료를 한 30sim70의 호흡

주기에서는 4차원 CT에서는 12 mm MIP_Gating image에서

는 122 mm로 측정되어 잘 일치하고 있음을 알 수 있다

즉 두 가지 기법 어느 기법을 사용해도 동일한 종양 움

직임을 측정하는 것이 가능하다

치료계획을 수립하기 해 종양을 그릴 때에는 종양의

움직임이 정확하게 포함되어 있는 MIP 기법으로 처리된

상을 이용할 것을 제안한다 다만 종양이 횡경막 부근에

치해 MIP 기법으로 처리했을 경우 종양과 횡경막이 부착되

어 있는 것처럼 상처리가 될 경우 주의가 필요하며 이

같은 경우에는 10 의 CT 상 에 각각 그리는 방법이

용되어야 할 것이다

4차원 CT 는 MIP_100 상에서 측정된 종양의 움직

임과 방사선 조사시 조사 범 에 포함된 종양의 움직임은

체 호흡주기에서는 288 mm 291 mm 293 mm로 잘 일

치하고 있어 재의 기술로도 충분히 정확한 측정에 의한

종양 치료가 가능하다고 단된다 그러나 호흡동기방사선

치료의 경우 30sim70의 phase에 조사한 조사범 에 포함된

종양의 움직임이 84 mm로 4차원 CT MIP_Gating 상에

서 측정된 12 mm 122 mm에 비하여 약 30 가량 게 측

정되었다 재의 치료 기술만을 평가한다면 호흡동기방사

선치료를 한 30sim70 호흡주기에서 MIP 상에서 더해

진 종양의 움직임이 실제 치료시 조사 범 에 포함되는 종

양의 움직임 보다 크게 측정되기 때문에 30 가량의 safety

margin이 포함되어 있는 것으로 생각할 수 있어 호흡동기방

사선치료가 종양의 움직임을 충분히 고려하면서 치료 가능

함을 알 수 있다

치료시 방사선 조사부분에 포함된 종양의 움직임이 4차

원 CT나 MIP 상에서 측정된 움직임보다 게 측정되어

30 가량의 정상조직 save가 가능할 것으로 측된다 이

기법은 4차원 상 처리 소 트웨에서 상 분석에 필요한

phase 상을 처리할 때 0 10 등 정확하게 그 phase 에

해당하는 상을 내삽하여 제공하는 기술(7)을 용하거나

촬 된 상 가장 선명한 50 상을 deformation 방법

으로 재구성하여 만들어진 phase 상을 이용하게 되면(8)

4D CT에서 보다 정확한 움직임 측정이 가능할 것으로 생각

된다

방사선 치료시 margin에 한 개념은 치료간 margin (inter-

fractional margin)과 치료 margin (intra-fractional margin)으

로 분리해서 설명 가능한데 이 논문에서는 치료 margin인

종양의 움직임에 국한하여 연구하 다 방사선 치료시 종

양의 움직임은 치료의 목 을 달성하기 해 측정되어야

하며 치료시 고려되어야 하는 요한 물리 인자 하나

이다 종양의 움직임은 population averaged margin의 개념으

로 통계치의 95를 cover하는 margin을 용함으로써 처방

선량이 95의 경우에 종양의 움직임을 포함하도록 다시

말해 5의 경우에는 target을 miss 할 가능성이 있는 개념이

었다(9) 최근 치료 기법이 고 화 되고 여유마진이 tight 해

지면서 통계치 개념에 의거한 margin 설정보다는 환자 개개

인의 움직임을 용하는 것이 요하게 되었다 방사선 치

료에서도 소 맞춤 치료(10sim12)가 도입되기 시작한 것이

다 맞춤 치료의 첫 단계는 종양의 움직임을 측정하는 것이

다 맞춤 치료가 소개되고 있지만 두경부처럼 종양의 움직

임이 은 부 의 경우 종양의 움직임을 측정하는 것은 의

미가 없고 치료간 움직임을 분석하는 것이 의미가 있다

(13) 다만 폐암이나 간암 등 종양 주변의 정상장기를 PTV

에서 배제시키는 것이 치료 후 부작용을 이는 요한 인

자로 작용하는 경우에는 종양의 움직임을 정확하게 측정하

는 것과 측정된 움직임을 치료계획에 정확하게 반 하는

것이 요하다(1415) 더구나 호흡동기방사선치료 기법이

가능해지면서 종양의 움직임을 소 트웨어 으로 제어 가

능하게 되면서 종양주변의 정상장기를 최 한 save 하는 것

이 기술 으로 가능하게 되었으며 본 연구에서 평가한 바

로는 재 기술로는 30 가량의 safety margin을 가지고 안

34 J Lung Cancer 20076(1)29-34

하게 치료할 수 있다고 단된다

REFERENCES

1 ICRU Report 62 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50) International

Commission on Radiation Units and Measurements Bethesda

MD (1999)

2 ICRU Report 50 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy International Commission on Radiation Units

and Measurements Bethesda MD (1993)

3 McNair HA Panakis N Evans P et al Active Breathing

Control (ABC) in Radical Radiotherapy of Non-small Cell

Lung Cancer (NSCLC) Clin Oncol (R Coll Radiol) 200719

S39

4 Ko YE Ahn SD Yi BY et al Effectiveness of breath hold

with a ABC for SRS of lung cancer J Lung Cancer 2005

442-47

5 DSouza WD Nazareth DP Zhang B et al The use of gated

and 4D CT imaging in planning for stereotactic body radiation

therapy Med Dosim 20073292-101

6 Wurm RE Gum F Erbel S et al Image guided respiratory

gated hypofractionated stereotactic body radiation therapy

(H-SBRT) for liver and lung tumors initial experience Acta

Oncol 200645881-889

7 Schreibmann E Chen GT Xing L Image interpolation in 4D

CT using a BSpline deformable registration model Int J Radiat

Oncol Biol Phys 2006641537-1550

8 Shekhar R Lei P Castro-Pareja CR et al Automatic seg-

mentation of phase-correlated CT scans through nonrigid

image registration using geometrically regularized free-form

deformation Med Phys 2007343054-3066

9 van Herk M Remeijer P Rasch C et al The probability of

correct target dosage dose-population histograms for deriving

treatment margins in radiotherapy Int J Radiat Oncol Biol

Phys 2000471121-1135

10 Jin L Wang L Li J et al Investigation of optimal beam

margins for stereotactic radiotherapy of lung-cancer using

Monte Carlo dose calculations Phys Med Biol 200752

3549-3561

11 Gordon JJ Siebers JV Convolution method and CTV-to-PTV

margins for finite fractions and small systematic errors Phys

Med Biol 2007521967-1990

12 Jin JY Ajlouni M Chen Q et al A technique of using

gated-CT images to determine internal target volume (ITV) for

fractionated stereotactic lung radiotherapy Radiother Oncol

200678177-184

13 Li XA Qi XS Pitterle M et al Interfractional variations in

patient setup and anatomic change assessed by daily computed

tomography Int J Radiat Oncol Biol Phys 200768581-591

14 Nelson C Starkschall G Balter P et al Assessment of lung

tumor motion and setup uncertainties using implanted

fiducials Int J Radiat Oncol Biol Phys 200767915-923

15 Fox T Simon EL Elder E et al Free breathing gated delivery

(FBGD) of lung radiation therapy analysis of factors affecting

clinical patient throughput Lung Cancer 20075669-75

32 J Lung Cancer 20076(1)29-34

Fig 6 Tumor contoured in (A) CT images for every phase (thick solid for 0 dotted line for 30 solid line for 50) (B) CT

images for respiratory gated phases (dotted line for 30 solid line for 50) is well encompassed tumor shown in MIP image

Fig 7 Tumor included during

radiation treatment for (A) full res-

piration phases and (B) respiratory

gated phases (30sim70) measured

in EPID image

일차원 움직임 팬텀을 이용하여 팬텀을 움직이면서 치료기

빔을 체 호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 조사하 다

이 때 치료기에 부착된 EPID (Electric Portal Image Device)

에 투시된 상을 분석하여 치료 에 포함되는 종양의 움

직임을 측정하 다

결 과

4차원 CT에서 측정된 종양의 움직임은 체 호흡 주기에

서는 Fig 3에서 보듯이 288 mm로 측정되었고 호흡동기방

사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 Fig 4에서 보

듯이 12 mm로 측정되었다

치료계획에 사용하기 해 후처리한 MIP 상에서 측정

된 종양의 움직임은 Fig 5에서 보듯이 291 mm와 호흡동기

방사선 치료를 한 30sim70 호흡주기에서는 122 mm로

측정되었다

치료계획시스템인 Eclipse에 10 의 CT를 송해 각각의

phase 상에 그린 종양들이 Fig 6에서 보듯이 MIP 기법으

로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있으며 호흡동기

방사선치료를 한 30sim70 Phase 상에 그린 종양들이

MIP 기법으로 처리된 상상의 종양과 잘 일치하고 있다

즉 치료에 필요한 phase의 상에 각각 종양을 그리는 것과

MIP 기법으로 처리된 상 에 종양을 그리는 것은 동일한

종양을 그릴 수 있음을 알 수 있다

폐암팬텀을 일차원 움직임 팬텀에 올려놓고 방사선을

체호흡주기와 30sim70 호흡주기에서 각각 조사하 다 Fig

7에 보이는 상은 치료기에 장착된 EPID에 힌 상인데

이 상은 팬텀이 움직이는 동안 치료범 에 포함되는 종

양의 움직임을 의미하며 체 호흡주기에서는 293 mm의

움직임이 치료범 에 포함되었으며 30sim70의 호흡주기

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 33

Fig 8 Tumor movement measured in 4D CT images MIP

image and EPID image for full respiration phases and

respiratory gated phases (30sim70)

에서는 84 mm의 움직임이 치료범 에 포함되었다

고찰 및 결론

일차원 움직임 팬텀에 장착한 폐암 팬텀의 움직임을 측

정하여 Fig 8에 정리하 다 체 호흡주기에서는 4차원

CT에서는 288 mm MIP_100 image에서는 291 mm로 측

정되었으며 호흡동기방사선치료를 한 30sim70의 호흡

주기에서는 4차원 CT에서는 12 mm MIP_Gating image에서

는 122 mm로 측정되어 잘 일치하고 있음을 알 수 있다

즉 두 가지 기법 어느 기법을 사용해도 동일한 종양 움

직임을 측정하는 것이 가능하다

치료계획을 수립하기 해 종양을 그릴 때에는 종양의

움직임이 정확하게 포함되어 있는 MIP 기법으로 처리된

상을 이용할 것을 제안한다 다만 종양이 횡경막 부근에

치해 MIP 기법으로 처리했을 경우 종양과 횡경막이 부착되

어 있는 것처럼 상처리가 될 경우 주의가 필요하며 이

같은 경우에는 10 의 CT 상 에 각각 그리는 방법이

용되어야 할 것이다

4차원 CT 는 MIP_100 상에서 측정된 종양의 움직

임과 방사선 조사시 조사 범 에 포함된 종양의 움직임은

체 호흡주기에서는 288 mm 291 mm 293 mm로 잘 일

치하고 있어 재의 기술로도 충분히 정확한 측정에 의한

종양 치료가 가능하다고 단된다 그러나 호흡동기방사선

치료의 경우 30sim70의 phase에 조사한 조사범 에 포함된

종양의 움직임이 84 mm로 4차원 CT MIP_Gating 상에

서 측정된 12 mm 122 mm에 비하여 약 30 가량 게 측

정되었다 재의 치료 기술만을 평가한다면 호흡동기방사

선치료를 한 30sim70 호흡주기에서 MIP 상에서 더해

진 종양의 움직임이 실제 치료시 조사 범 에 포함되는 종

양의 움직임 보다 크게 측정되기 때문에 30 가량의 safety

margin이 포함되어 있는 것으로 생각할 수 있어 호흡동기방

사선치료가 종양의 움직임을 충분히 고려하면서 치료 가능

함을 알 수 있다

치료시 방사선 조사부분에 포함된 종양의 움직임이 4차

원 CT나 MIP 상에서 측정된 움직임보다 게 측정되어

30 가량의 정상조직 save가 가능할 것으로 측된다 이

기법은 4차원 상 처리 소 트웨에서 상 분석에 필요한

phase 상을 처리할 때 0 10 등 정확하게 그 phase 에

해당하는 상을 내삽하여 제공하는 기술(7)을 용하거나

촬 된 상 가장 선명한 50 상을 deformation 방법

으로 재구성하여 만들어진 phase 상을 이용하게 되면(8)

4D CT에서 보다 정확한 움직임 측정이 가능할 것으로 생각

된다

방사선 치료시 margin에 한 개념은 치료간 margin (inter-

fractional margin)과 치료 margin (intra-fractional margin)으

로 분리해서 설명 가능한데 이 논문에서는 치료 margin인

종양의 움직임에 국한하여 연구하 다 방사선 치료시 종

양의 움직임은 치료의 목 을 달성하기 해 측정되어야

하며 치료시 고려되어야 하는 요한 물리 인자 하나

이다 종양의 움직임은 population averaged margin의 개념으

로 통계치의 95를 cover하는 margin을 용함으로써 처방

선량이 95의 경우에 종양의 움직임을 포함하도록 다시

말해 5의 경우에는 target을 miss 할 가능성이 있는 개념이

었다(9) 최근 치료 기법이 고 화 되고 여유마진이 tight 해

지면서 통계치 개념에 의거한 margin 설정보다는 환자 개개

인의 움직임을 용하는 것이 요하게 되었다 방사선 치

료에서도 소 맞춤 치료(10sim12)가 도입되기 시작한 것이

다 맞춤 치료의 첫 단계는 종양의 움직임을 측정하는 것이

다 맞춤 치료가 소개되고 있지만 두경부처럼 종양의 움직

임이 은 부 의 경우 종양의 움직임을 측정하는 것은 의

미가 없고 치료간 움직임을 분석하는 것이 의미가 있다

(13) 다만 폐암이나 간암 등 종양 주변의 정상장기를 PTV

에서 배제시키는 것이 치료 후 부작용을 이는 요한 인

자로 작용하는 경우에는 종양의 움직임을 정확하게 측정하

는 것과 측정된 움직임을 치료계획에 정확하게 반 하는

것이 요하다(1415) 더구나 호흡동기방사선치료 기법이

가능해지면서 종양의 움직임을 소 트웨어 으로 제어 가

능하게 되면서 종양주변의 정상장기를 최 한 save 하는 것

이 기술 으로 가능하게 되었으며 본 연구에서 평가한 바

로는 재 기술로는 30 가량의 safety margin을 가지고 안

34 J Lung Cancer 20076(1)29-34

하게 치료할 수 있다고 단된다

REFERENCES

1 ICRU Report 62 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50) International

Commission on Radiation Units and Measurements Bethesda

MD (1999)

2 ICRU Report 50 Prescribing Recording and Reporting Photon

Beam Therapy International Commission on Radiation Units

and Measurements Bethesda MD (1993)

3 McNair HA Panakis N Evans P et al Active Breathing

Control (ABC) in Radical Radiotherapy of Non-small Cell

Lung Cancer (NSCLC) Clin Oncol (R Coll Radiol) 200719

S39

4 Ko YE Ahn SD Yi BY et al Effectiveness of breath hold

with a ABC for SRS of lung cancer J Lung Cancer 2005

442-47

5 DSouza WD Nazareth DP Zhang B et al The use of gated

and 4D CT imaging in planning for stereotactic body radiation

therapy Med Dosim 20073292-101

6 Wurm RE Gum F Erbel S et al Image guided respiratory

gated hypofractionated stereotactic body radiation therapy

(H-SBRT) for liver and lung tumors initial experience Acta

Oncol 200645881-889

7 Schreibmann E Chen GT Xing L Image interpolation in 4D

CT using a BSpline deformable registration model Int J Radiat

Oncol Biol Phys 2006641537-1550

8 Shekhar R Lei P Castro-Pareja CR et al Automatic seg-

mentation of phase-correlated CT scans through nonrigid

image registration using geometrically regularized free-form

deformation Med Phys 2007343054-3066

9 van Herk M Remeijer P Rasch C et al The probability of

correct target dosage dose-population histograms for deriving

treatment margins in radiotherapy Int J Radiat Oncol Biol

Phys 2000471121-1135

10 Jin L Wang L Li J et al Investigation of optimal beam

margins for stereotactic radiotherapy of lung-cancer using

Monte Carlo dose calculations Phys Med Biol 200752

3549-3561

11 Gordon JJ Siebers JV Convolution method and CTV-to-PTV

margins for finite fractions and small systematic errors Phys

Med Biol 2007521967-1990

12 Jin JY Ajlouni M Chen Q et al A technique of using

gated-CT images to determine internal target volume (ITV) for

fractionated stereotactic lung radiotherapy Radiother Oncol

200678177-184

13 Li XA Qi XS Pitterle M et al Interfractional variations in

patient setup and anatomic change assessed by daily computed

tomography Int J Radiat Oncol Biol Phys 200768581-591

14 Nelson C Starkschall G Balter P et al Assessment of lung

tumor motion and setup uncertainties using implanted

fiducials Int J Radiat Oncol Biol Phys 200767915-923

15 Fox T Simon EL Elder E et al Free breathing gated delivery

(FBGD) of lung radiation therapy analysis of factors affecting

clinical patient throughput Lung Cancer 20075669-75

Strategy of Respiratory Gated Radiation Therapy for Lung SRS 33

Fig 8 Tumor movement measured in 4D CT images MIP

image and EPID image for full respiration phases and

respiratory gated phases (30sim70)

에서는 84 mm의 움직임이 치료범 에 포함되었다

고찰 및 결론

일차원 움직임 팬텀에 장착한 폐암 팬텀의 움직임을 측

정하여 Fig 8에 정리하 다 체 호흡주기에서는 4차원

CT에서는 288 mm MIP_100 image에서는 291 mm로 측

정되었으며 호흡동기방사선치료를 한 30sim70의 호흡

주기에서는 4차원 CT에서는 12 mm MIP_Gating image에서

는 122 mm로 측정되어 잘 일치하고 있음을 알 수 있다

즉 두 가지 기법 어느 기법을 사용해도 동일한 종양 움

직임을 측정하는 것이 가능하다

치료계획을 수립하기 해 종양을 그릴 때에는 종양의

움직임이 정확하게 포함되어 있는 MIP 기법으로 처리된

상을 이용할 것을 제안한다 다만 종양이 횡경막 부근에

치해 MIP 기법으로 처리했을 경우 종양과 횡경막이 부착되

어 있는 것처럼 상처리가 될 경우 주의가 필요하며 이

같은 경우에는 10 의 CT 상 에 각각 그리는 방법이

용되어야 할 것이다

4차원 CT 는 MIP_100 상에서 측정된 종양의 움직

임과 방사선 조사시 조사 범 에 포함된 종양의 움직임은

체 호흡주기에서는 288 mm 291 mm 293 mm로 잘 일

치하고 있어 재의 기술로도 충분히 정확한 측정에 의한

종양 치료가 가능하다고 단된다 그러나 호흡동기방사선

치료의 경우 30sim70의 phase에 조사한 조사범 에 포함된

종양의 움직임이 84 mm로 4차원 CT MIP_Gating 상에

서 측정된 12 mm 122 mm에 비하여 약 30 가량 게 측

정되었다 재의 치료 기술만을 평가한다면 호흡동기방사

선치료를 한 30sim70 호흡주기에서 MIP 상에서 더해

진 종양의 움직임이 실제 치료시 조사 범 에 포함되는 종

양의 움직임 보다 크게 측정되기 때문에 30 가량의 safety

margin이 포함되어 있는 것으로 생각할 수 있어 호흡동기방

사선치료가 종양의 움직임을 충분히 고려하면서 치료 가능

함을 알 수 있다

치료시 방사선 조사부분에 포함된 종양의 움직임이 4차

원 CT나 MIP 상에서 측정된 움직임보다 게 측정되어

30 가량의 정상조직 save가 가능할 것으로 측된다 이

기법은 4차원 상 처리 소 트웨에서 상 분석에 필요한

phase 상을 처리할 때 0 10 등 정확하게 그 phase 에

해당하는 상을 내삽하여 제공하는 기술(7)을 용하거나

촬 된 상 가장 선명한 50 상을 deformation 방법

으로 재구성하여 만들어진 phase 상을 이용하게 되면(8)

4D CT에서 보다 정확한 움직임 측정이 가능할 것으로 생각

된다

방사선 치료시 margin에 한 개념은 치료간 margin (inter-

fractional margin)과 치료 margin (intra-fractional margin)으

로 분리해서 설명 가능한데 이 논문에서는 치료 margin인

종양의 움직임에 국한하여 연구하 다 방사선 치료시 종

양의 움직임은 치료의 목 을 달성하기 해 측정되어야

하며 치료시 고려되어야 하는 요한 물리 인자 하나

이다 종양의 움직임은 population averaged margin의 개념으

로 통계치의 95를 cover하는 margin을 용함으로써 처방

선량이 95의 경우에 종양의 움직임을 포함하도록 다시

말해 5의 경우에는 target을 miss 할 가능성이 있는 개념이

었다(9) 최근 치료 기법이 고 화 되고 여유마진이 tight 해

지면서 통계치 개념에 의거한 margin 설정보다는 환자 개개

인의 움직임을 용하는 것이 요하게 되었다 방사선 치

료에서도 소 맞춤 치료(10sim12)가 도입되기 시작한 것이

다 맞춤 치료의 첫 단계는 종양의 움직임을 측정하는 것이

다 맞춤 치료가 소개되고 있지만 두경부처럼 종양의 움직

임이 은 부 의 경우 종양의 움직임을 측정하는 것은 의

미가 없고 치료간 움직임을 분석하는 것이 의미가 있다

(13) 다만 폐암이나 간암 등 종양 주변의 정상장기를 PTV

에서 배제시키는 것이 치료 후 부작용을 이는 요한 인

자로 작용하는 경우에는 종양의 움직임을 정확하게 측정하

는 것과 측정된 움직임을 치료계획에 정확하게 반 하는

것이 요하다(1415) 더구나 호흡동기방사선치료 기법이

가능해지면서 종양의 움직임을 소 트웨어 으로 제어 가

능하게 되면서 종양주변의 정상장기를 최 한 save 하는 것

이 기술 으로 가능하게 되었으며 본 연구에서 평가한 바

로는 재 기술로는 30 가량의 safety margin을 가지고 안

34 J Lung Cancer 20076(1)29-34

하게 치료할 수 있다고 단된다

REFERENCES

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MD (1999)

2 ICRU Report 50 Prescribing Recording and Reporting Photon

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and Measurements Bethesda MD (1993)

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5 DSouza WD Nazareth DP Zhang B et al The use of gated

and 4D CT imaging in planning for stereotactic body radiation

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gated hypofractionated stereotactic body radiation therapy

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7 Schreibmann E Chen GT Xing L Image interpolation in 4D

CT using a BSpline deformable registration model Int J Radiat

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mentation of phase-correlated CT scans through nonrigid

image registration using geometrically regularized free-form

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9 van Herk M Remeijer P Rasch C et al The probability of

correct target dosage dose-population histograms for deriving

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3549-3561

11 Gordon JJ Siebers JV Convolution method and CTV-to-PTV

margins for finite fractions and small systematic errors Phys

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12 Jin JY Ajlouni M Chen Q et al A technique of using

gated-CT images to determine internal target volume (ITV) for

fractionated stereotactic lung radiotherapy Radiother Oncol

200678177-184

13 Li XA Qi XS Pitterle M et al Interfractional variations in

patient setup and anatomic change assessed by daily computed

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하게 치료할 수 있다고 단된다

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