예측 불가능한 호흡 변화에 따른 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료의 정확도 분석

서정민,이창열,허현도,김완선,Seo, jung min,Lee, chang yeol,Huh, hyun do,Kim, wan sun 대한방사선치료학회 2015 대한방사선치료학회지 Vol.27 No.2

Purpose : Cyber-Knife tumor tracking system, based on the correlation relationship between the position of a tumor which moves in response to the real time respiratory cycle signal and respiration was obtained by the LED marker attached to the outside of the patient, the location of the tumor to predict in advance, the movement of the tumor in synchronization with the therapeutic device to track real-time tumor, is a system for treating. The purpose of this study, in the cyber knife tumor tracking radiation therapy, trying to evaluate the accuracy of tumor tracking radiation therapy system due to the change in the form of unpredictable sudden breathing due to cough and sleep. Materials and Methods : Breathing Log files that were used in the study, based on the Respiratory gating radiotherapy and Cyber-knife tracking radiosurgery breathing Log files of patients who received herein, measured using the Log files in the form of a Sinusoidal pattern and Sudden change pattern. it has been reconstituted as possible. Enter the reconstructed respiratory Log file cyber knife dynamic chest Phantom, so that it is possible to implement a motion due to respiration, add manufacturing the driving apparatus of the existing dynamic chest Phantom, Phantom the form of respiration we have developed a program that can be applied to. Movement of the phantom inside the target (Ball cube target) was driven by the displacement of three sizes of according to the size of the respiratory vertical (Superior-Inferior) direction to the 5 mm, 10 mm, 20 mm. Insert crosses two EBT3 films in phantom inside the target in response to changes in the target movement, the End-to-End (E2E) test provided in Cyber-Knife manufacturer depending on the form of the breathing five times each. It was determined by carrying. Accuracy of tumor tracking system is indicated by the target error by analyzing the inserted film, additional E2E test is analyzed by measuring the correlation error while being advanced. Results : If the target error is a sine curve breathing form, the size of the target of the movement is in response to the 5 mm, 10 mm, 20 mm, respectively, of the average $1.14{\pm}0.13mm$, $1.05{\pm}0.20mm$, with $2.37{\pm}0.17mm$, suddenly for it is variations in breathing, respective average $1.87{\pm}0.19mm$, $2.15{\pm}0.21mm$, and analyzed with $2.44{\pm}0.26mm$. If the correlation error can be defined by the length of the displacement vector in the target track is a sinusoidal breathing mode, the size of the target of the movement in response to 5 mm, 10 mm, 20 mm, respective average $0.84{\pm}0.01mm$, $0.70{\pm}0.13mm$, with $1.63{\pm}0.10mm$, if it is a variant of sudden breathing respective average $0.97{\pm}0.06mm$, $1.44{\pm}0.11mm$, and analyzed with $1.98{\pm}0.10mm$. The larger the correlation error values in both the both the respiratory form, the target error value is large. If the motion size of the target of the sine curve breathing form is greater than or equal to 20 mm, was measured at 1.5 mm or more is a recommendation value of both cyber knife manufacturer of both error value. Conclusion : There is a tendency that the correlation error value between about target error value magnitude of the target motion is large is increased, the error value becomes large in variation of rapid respiration than breathing the form of a sine curve. The more the shape of the breathing large movements regular shape of sine curves target accuracy of the tumor tracking system can be judged to be reduced. Using the algorithm of Cyber-Knife tumor tracking system, when there is a change in the sudden unpredictable respiratory due patient coughing during treatment enforcement is to stop the treatment, it is assumed to carry out the internal target validation process again, it is necessary to readjust the form of respiration. Patients under treatm 목 적 : 사이버나이프 종양 추적 시스템(Cyber-knife tumor tracking system)은 환자 외부에 부착한 LED marker에서 얻어진 실시간 호흡 주기 신호와 호흡에 따라 움직이는 종양의 위치와의 상관관계를 바탕으로 종양의 위치를 미리 예측하고 종양의 움직임을 치료기와 동기화 (Synchronize) 시켜 실시간으로 종양을 추적하며 치료하는 시스템이다. 본 연구의 목적은 사이버나이프 종양 추적 방사선 치료 중 기침이나 수면 등으로 인해 예측 불가능한 갑작스러운 호흡 형태 변화에 따른 종양 추적 방사선 치료 시스템의 정확도를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 연구에 사용된 호흡 Log 파일은 본원에서 호흡 동조 방사선치료(Respiratory gating radiotherapy)나 사이버나이프 호흡 추적 방사선수술(Cyber-knife tracking radiosurgery)을 받았던 환자의 호흡 Log 파일을 바탕으로, 정현곡선 형태(Sinusoidal pattern)와 갑작스런 변화 형태(Sudden change pattern)의 Log 파일을 이용하여 측정이 가능하도록 재구성하였다. 재구성 된 호흡 Log 파일을 사이버나이프 동적 흉부 팬텀에 입력하여 호흡에 따른 움직임을 구현할 수 있도록 기존 동적 흉부 팬텀의 구동장치를 추가 제작하였고, 호흡의 형태를 팬텀에 적용 시킬 수 있는 프로그램을 개발하였다. 팬텀 내부 표적(Ball cube target)의 움직임은 호흡의 크기에 따라 상하(Superior-Inferior)방향으로 5 mm, 10 mm, 20 mm 3가지 크기의 변위로 구동하게 하였다. 팬텀 내부 표적에 EBT3 필름 2장을 교차 삽입하여 표적 움직임의 변화에 따라 사이버나이프 제조사에서 제공된 End-to-End(E2E) test를 호흡의 형태에 따라 각각 5회씩 실시하고 측정하였다. 종양 추적 시스템의 정확도는 삽입된 필름을 분석하여 표적 오차(Targeting error)로 나타내었고, 추가로 E2E test가 진행되는 동안 상관관계 오차(Correlation error)를 측정하여 분석하였다. 결 과 : 표적 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $1.14{\pm}0.13mm$, $1.05{\pm}0.20mm$, $2.37{\pm}0.17mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $1.87{\pm}0.19mm$, $2.15{\pm}0.21mm$, $2.44{\pm}0.26mm$으로 분석되었다. 표적 추적에 있어 변위 벡터의 길이로 정의할 수 있는 상관관계 오차는 정현곡선 호흡 형태일 경우 표적 움직임의 크기가 5 mm, 10 mm, 20 mm 에 따라 각각 평균 $0.84{\pm}0.01mm$, $0.70{\pm}0.13mm$, $1.63{\pm}0.10mm$이고, 갑작스런 호흡 변화 형태일 경우 각각 평균 $0.97{\pm}0.06mm$, $1.44{\pm}0.11mm$, $1.98{\pm}0.10mm$으로 분석되었다. 두 호흡 형태에서 모두 상관관계 오차 값이 클수록 표적 오차 값이 크게 나타났다. 정현곡선 호흡 형태의 표적 움직임 크기가 20 mm 이상일 경우, 두 오차 값 모두 사이버나이프 제조사의 권고치인 1.5 mm 이상으로 측정되었다. 결 론 : 표적 움직임의 크기가 클수록 표적 오차 값과 상관관계 오차 값이 증가하는 경향이 있었으며, 정현곡선 호흡 형태보다 갑작스런 호흡 변화 형태에서 오차 값이 크게 나타났다. 호흡의 형태가 규칙적인 정현 곡선 형태더라도 표적의 움직임이 클수록 종양 추적 시스템의 정확도가 감소하는 것으로 판단할 수 있다. 사이버나이프 종양 추적 시스템의 알고리즘을 이용하여 치료 시행 시 환자의 기침 등으로 인하여 갑작스럽게 예측 불가능한 호흡 변화가 있는 경우 치료를 멈추고 내부 표적 확인 과정을 재실시 하여야 하며 호

사이버나이프의 품질관리 절차서 개발

장지선(Jisun Jang),이동한(Dong Han Lee),강영남(Young Nam Kang),신동오(Dong Oh Shin),김문찬(Moon Chan Kim),윤세철(Sei Chul Yoon),최일봉(Ihl Bohng Choi),김미숙(Mi Sook Kim),조철구(Chul Koo Cho),류성렬(Seong Yul Yoo),권수일(Soo Il Kwon) 대한방사선종양학회 2006 Radiation Oncology Journal Vol.24 No.3

목 적: 국내 실정에 적합한 사이버나이프의 표준화된 품질관리 절차서가 없어 이를 개발하고 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 사이버나이프의 구조적 특성과 치료 방법 등을 고려하여 품질관리 검사항목을 설정한 후, 적합한 시행 시기에 맞추어 주기적 분류를 하였다. 그리고 설정된 항목들은 각각의 품질관리 목적에 따라 일반적인 품질 관리(basic QC), 치료정확도 품질관리(delivery specific QC), 환자 맞춤형 품질관리(patient specific QC) 등 3개의 분 야로 구분하였다. 국내의 두 개 기관을 대상으로 개발된 품질관리 절차서의 각 항목을 비교하여 허용오차를 분석 하였다. 설정된 항목에 대한 허용 오차는 제작사에서 제공된 품질관리 자료와 현재 국내에 설치되어 있는 두 개 기관의 최근 3년간의 품질관리 수행 데이터 등을 근거하였으며, 각 항목에 대한 측정 결과를 토대로 품질관리 실 태를 분석하고 개발된 품질관리 절차서의 타당성을 검증하였다. 결 과: 개발된 사이버나이프 품질관리 절차서의 항목에 대하여 두 개 기관을 대상으로 정확성을 상호 비교 분석하였다. 모든 측정 결과는 사이버나이프의 품질관리 절차서에서 제시한 허용오차 범위 내에서 일치하고 있음을 확인하였다. 결 론: 본 연구에서 개발된 품질관리 절차서를 통해 사이버나이프에 대한 성능평가 기준을 확립할 수 있으며, 영상유도 정위방사선치료에 대한 정확성 및 안전성을 확보할 수 있을 것으로 생각된다. Purpose: Standardization quality assurance (QA) program of CyberKnife for suitable circumstances in Korea has not been established. In this research, we investigated the development of QA program for CyberKnife and evaluation of the feasibility under applications. Materials and Methods: Considering the feature of constitution for systems and the therapeutic methodology of CyberKnife, the list of quality control (QC) was established and divided dependent on the each period of operations. And then all these developed QC lists were categorized into three groups such as basic QC, delivery specific QC, and patient specific QC based on the each purpose of QA. In order to verify the validity of the established QA program, this QC lists was applied to two CyberKnife centers. The acceptable tolerance was based on the undertaking inspection list from the CyberKnife manufacturer and the QC results during last three years of two CyberKnife centers in Korea. The acquired measurement results were evaluated for the analysis of the current QA status and the verification of the propriety for the developed QA program. Results: The current QA status of two CyberKnife centers was evaluated from the accuracy of all measurements in relation with application of the established QA program. Each measurement result was verified having a good agreement within the acceptable tolerance limit of the developed QA program. Conclusion: It is considered that the developed QA program in this research could be established the standardization of QC methods for CyberKnife and confirmed the accuracy and stability for the image-guided stereotactic radiotherapy.

GEANT4를 이용한 정위적 사이버나이프 선량분포의 계산과 측정에 관한 연구

이충일,신재원,신헌주,정재용,김연래,민정환,홍승우,정수미,정원균,서태석,Lee, Chung-Il,Shin, Jae-Won,Shin, Hun-Joo,Jung, Jae-Yong,Kim, Yon-Lae,Min, Jeong-Hwan,Hong, Seung-Woo,Chung, Su-Mi,Jung, Won-Gyun,Suh, Tae-Suk 한국의학물리학회 2010 의학물리 Vol.21 No.2

사이버나이프 치료에서 사용하는 소조사면은 전자평형의 부재와 급격한 선량 경사도(Steep dose gradients), 그리고 광자와 전자들의 스펙트럼 변화 요인으로 인하여 소조사면 광자선 선량 측정은 일반적인 치료의 측정보다 좀더 어렵고 복잡하다. 본 연구에서는 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 GEANT4를 이용한 계산값을 비교하고 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 GEANT4의 유용성을 입증하고자 한다. 사이버나이프 몬테카를로 모델을 개발하는데 있어 두 단계로 진행하였다. 첫 번째 단계는 선형가속기 헤드(treatment head) 시뮬레이션과 이를 통한 광자 에너지 스펙트럼의 계산이었고, 두 번째 단계는 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 여섯 개 원형 조사면에 대한 물팬텀속에서의 깊이선량율의 계산이었다. 그리고 출력인수(Relative output factors)에 대한 계산은 5 mm부터 60 mm까지 총 12가지 조사면에 대해 수행되었으며 그 결과를 다이오드 검출기를 이용한 측정값과 비교하였다. 가로선량분포(Profiles)의 경우 5, 10, 20, 30, 50, 60 mm의 6가지 조사면에 대해 계산이 이루어졌고 깊이는 1.5, 10, 20 cm의 세 가지 깊이에 대해 수행되었다. 깊이선량율의 계산값을 측정값과 비교한 결과 평균 2% 미만의 오차를 보여 임상에서 허용 가능한 결과를 얻었다. 조사면 출력인자의 경우에 조사면 직경 7.5 mm 이상에서 3% 이내의 오차를 보였으나 직경 5 mm 조사면에서는 6.9%로 높은 오차를 보였다. 가로선량분포에서 20 mm 이상의 조사면에서는 2% 미만의 오차를 보였고 그 이하의 조사면에서는 3.5% 미만의 오차를 보였다. 본 연구에서는 소조사면 사이버나이프 측정을 위한 선량분포 계산을 GEANT4 코드를 사용하여 다이오드 측정 결과와 비교하였다. 다이오드와의 측정 비교 결과 5 mm 조사면을 제외한 나머지 조사면들에 대해 오차 0.2~0.6% 내의 만족할만한 결과를 얻었다. 향후 소조사면에서 정확성을 가지는 Gafchromic 필름 등 다른 측정기와 비교를 통하여 그 정확성이 평가된다면 이 GEANT4의 선량분포 계산 방법은 소조사면을 이용하는 사이버나이프 방사선치료에서 정확한 선량 전달을 위한 측정 선량의 검증 도구의 한 종류로 사용할 수 있을 것으로 예상한다. Cyberknife with small field size is more difficult and complex for dosimetry compared with conventional radiotherapy due to electronic disequilibrium, steep dose gradients and spectrum change of photons and electrons. The purpose of this study demonstrate the usefulness of Geant4 as verification tool of measurement dose for delivering accurate dose by comparing measurement data using the diode detector with results by Geant4 simulation. The development of Monte Carlo Model for Cyberknife was done through the two-step process. In the first step, the treatment head was simulated and Bremsstrahlung spectrum was calculated. Secondly, percent depth dose (PDD) was calculated for six cones with different size, i.e., 5 mm, 10 mm, 20 mm, 30 mm, 50 mm and 60 mm in the model of water phantom. The relative output factor was calculated about 12 fields from 5 mm to 60 mm and then it compared with measurement data by the diode detector. The beam profiles and depth profiles were calculated about different six cones and about each depth of 1.5 cm, 10 cm and 20 cm, respectively. The results about PDD were shown the error the less than 2% which means acceptable in clinical setting. For comparison of relative output factors, the difference was less than 3% in the cones lager than 7.5 mm. However, there was the difference of 6.91% in the 5 mm cone. Although beam profiles were shown the difference less than 2% in the cones larger than 20 mm, there was the error less than 3.5% in the cones smaller than 20 mm. From results, we could demonstrate the usefulness of Geant4 as dose verification tool.

사이버나이프 출력인자 분석: 전리함, 다이오드 검출기 및 필름

장지선,신동오,최병옥,이태규,최일봉,김문찬,권수일,강영남,Jang Ji-Sun,Shin Dong-Oh,Choi Byung-Ock,Lee Tae-Kyu,Choi Ihl-Bohng,Kim Moon-Chan,Kwon Soo-Il,Kang Young-Nam 한국의학물리학회 2006 의학물리 Vol.17 No.1

사이버나이프에 대한 정확한 선량측정은 정위방사선수술 전 과정에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 여러 가지 검출기를 이용하여 사이버나이프의 상대적인 출력인자 값에 대하여 평가하고자 하였다. 사이버나이프는 12개 조준기를 사용하고 있으며, 이들 조준기에 대한 출력인자 값은 6개의 검출기(다이오드 검출기, X-Omat V 필름, Gafchromic EBT 필름, 0.015 cc, 0.125 cc, 0.6 cc 전리함)를 사용하여 측정하였다. 다이오드 검출기와 전리함은 물팬텀을 이용하여 선원과 표면 간의 거리 80 cm, 최대선량깊이인 1.5 cm에서 측정하였고 필름은 고체팬텀을 이용하여 물팬텀과 동일한 위치에서 측정하였다. 각 조준기의 출력인자는 사이버나이프의 최대 조사면의 크기인 직경 60 mm 조준기의 출력인자 값에 대하여 규격화하였다. 조준기의 크기가 30 mm 이상인 경우 0.6 cc 전리함을 제외하고 다른 검출기에서 0.5% 이내로 상호 잘 일치하였다. 그러나 15 mm 이하의 조준기에서는 출력인자 값이 검출기의 종류에 따라 다소 차이가 있음을 확인하였다. 즉, 다이오드 검출기와 Gafchromic 필름 경우 5 mm 조준기의 출력인자는 각각 $0.656{\pm}0.009$와 $0.777{\pm}0.013$이었다. 전리함과 다이오드 검출기에서 이러한 차이는 깊이에 따라 선량률 변화가 급격하고 측방쪽으로의 전자평형상태(lateral electronic equilibrium)가 이루어지지 않은 것으로 기인된다. 그러므로 Gafchromic EBT 필름이 사이버나이프 출력인자 값을 결정하는데 다른 검출기에 비하여 보다 정확하다고 사료된다. The accuracy of the dosimetry in the Cyberknife system is accomplishing important role from all processes of the stereotactic radiosurgery. In this study, we estimated relative output factors for Cyberknife. All measurements were peformed by six different detectors: diode detector, X-Omat V film, Gafchromic EBT film, 0.015 cc, 0.125 cc and 0.6 cc ionization chamber The diode detector and three ionization chambers peformed using water phantom at 80 cm SSD and 1.5 cm depth. When the film measurements were peformed, the water phantom was replaced with a solidwater phantom. Each collimator normalized with respect to the output factor of the largest collimator (60 mm). For the collimators over than 30 mm, the output factors from the different detectors showed a good agreement within 0.5% except 0.6 cc ion chamber For the collimators less than 15 mm, there were substantial differences In the output factors among different detectors. That is, the value of output factor for the 5 mm collimator of a diode and Gafchromic film was each $0.656{\pm}0.009$ and $0.777{\pm}0.013$. In the ion chamber and diode detector, those difference were due to the presence of large dose gradients and lack of electronic equilibrium in narrow megavoltage x-ray beams Therefore, the Gafchromic EBT film were considered more accurate than the others detectors.

삼차신경통에 대한 사이버나이프 방사선수술의 조기 치료 효과

문성권(Seong Kwon Mun),최병옥(Byung Ock Choi),최일봉(Ihl Bohng Choi),강영남(Young Nam Kang),장지선(Ji Sun Jang),강기문(Ki Mun Kang) 대한방사선종양학회 2006 Radiation Oncology Journal Vol.24 No.2

목 적: 삼차신경통 환자에서 사이버나이프 방사선수술이 효과적이며 안전한 치료방법인지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2004년 3월부터 2005년 5월까지 수술 후 실패하였거나 수술이 부적합한 삼차신경통 환자 26명을 대상으로 사이버나이프 방사선수술을 시행하여 후향적 분석을 하였다. 치료 표적은 삼차신경근 진입구역으로부터 3 mm 떨어진 지점의 삼차신경 최고 근위부를 제외한 6 mm 길이의 삼차신경 부위를 설정하고, 그 부위에 80% 등선량 곡선에 단일 조사로 총방사선량은 60∼64 Gy를 조사하였다(중앙선량: 64 Gy). 결 과: 추적관찰기간은 3∼15개월이었다(중앙추적관찰기간 : 9개월). 대상환자 26명에서 사이버나이프 방사선 수술 후 24시간 이내에 50% (13/26)에서 통증 완화를 관찰하였으며. 7일 이내에 조기 통증 완화를 보였던 환자는 96.2% (25/26)이었다. 치료 실패는 7.7% (2/26)에서 나타났으며 통증 개선 실패와 통증 재발이 각각 1명에서 관찰되었다. 치료 부작용으로 안면감각 감퇴가 11.5% (3/26)에서 관찰되었다. 결 론: 삼차신경통 환자를 대상으로 사이버나이프 방사선수술을 시행한 예비 결과로 비교적 안전하며, 효과적인 치료임을 확인하였다. Purpose: We evaluated whether Cyberknife radiosurgery is an effective and safe method of therapy for medically intractable trigeminal neuralgia (TN). Materials and Methods: We retrospectively analyzed the outcome of 26 patients, who failed to surgery or were not suitable candidates for invasive intervention and were treated by Cyberknife radiosurgery between March 2004 and May 2005. Radiosurgery doses of 60∼64 Gy were delivered to the 80% isodose line prescribed to an 6 mm length of the nerve, sparing the most proximal 3 mm away from the trigeminal nerve root entry zone (median dose: 64 Gy). Results: Follow-up period was 3∼15 months (median follow-up period: 9 months) Preliminary results from a cohort of 26 patients undergoing Cyberknife radiosurgery for TN showed that pain relief was achieved in 50% (13/26) of patients within the first 24 hrs after treatment. At last follow-up, 96.2% (25/26) of patients reported early pain relief within 7 days. Treatment failure developed in 2 of 26. Poor response occurred in one patient and relapse was observed in the other patient. 3 patients had hypoesthesia (11.5%), which was the only complication observed with any of our patients. Conclusion: With these results, authors assumed that Cyberknife radiosurgery for TN could be one of safe and effective therapeutic methods.

사이버나이프 Synchrony™ 호흡 추적 장치를 이용한 폐종양 방사선수술의 유용성 평가

김가중(Gha-Jung Kim),배석환(Seok-Hwan Bae),최준구(Jun-Gu Choi),채홍인(Hong-In Chae) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2010 방사선기술과학 Vol.33 No.4

본 연구는 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용하여 방사선 수술을 시행한 폐종양 환자 48명을 대상으로 전 치료기간 중 종양의 움직임과 방사선수술의 정확성을 평가하였다. 폐종양의 움직임은 종양이나 종양주변에 삽입된 금침의 좌표를 사이버나이프 영상유도 장치로 측정하였으며, 방사선수술의 정확성은 움직임 추적 컴퓨터(MTS)로 계산된 상관관계 오차로 평가하였다. 폐종양의 움직임은 두미방향으로 평균 2.63± 1.87 mm며, 좌우방향 1.13±0.71 mm, 전후방향 1.74±1.16 mm의 움직임을 보였으며, 회전 움직임 정도는 X축 1.66±1.66°, Y축 1.20±0.97°, Z축 1.18±0.73°로 측정되었다. 직선 움직임의 벡터 값은 평균 3.78± 2.00 mm값을 나타냈다. 연구 결과에서 두미방향(p<0.001)과 전후방향(p<0.029), 3차원 벡터 값(p<0.002)들은 종양의 위치가 상부보다 하부의 움직임이 크게 나타나 통계적 유의성을 보였다. 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용한 폐종양의 방사선 수술시 상관관계 오차는 전체 평균 0.95±0.62 mm로 매우 정확한 조사로 종양의 움직임을 보상하여 방사선 수술이 이루어졌으며 그 유용성을 확인할 수 있었다. This study evaluated the motion of tumors during the entire period of therapy and the accuracy of radiosurgery among forty eight lung tumor patients who were underwent radiosurgery using the CyberKnife ynchrony Respiratory Tracking System. The motion of lung tumor was measured by the coordinates of a gold acupuncture needle inserted into the tumor or the area around the tumor using the CyberKnife image guided system. Then the accuracy of radiosurgery was evaluated based on the error of correlation computed with the motion tracking system. The lung tumor motion is Cranio-Caudal direction by an average of 2.63±1.87 mm, moved left-right direction by 1.13±0.71 mm, and anterior-posterior direction by 1.74±1.16 mm. The degree of rotational movement was 1.66±1.66° on X axis, 1.20±0.97° on Y axis, and 1.18±0.73° on Z axis. The vector of translation movement was measured to be 3.78±2.00 mm on the average. The results show that directions of Cranio-Caudal(p < 0.001), anterior-posterior direction(p < 0.029), and three dimensional vector value(p < 0.002) showed statistical significance, because the lower side of tumor showed more intensive movement compared to the upper side of tumor. The radiosurgery was carried out by compensating the motion of tumor after accurate investigation of the correlation error with the average of 0.95±0.62 mm during the lung tumor radiosurgery with the CyberKnife Synchrony Respiratory Tracking System.

사이버나이프 6-D Skull Tracking의 유용성 평가

이건호,배선명,송흥권,백금문,Lee, Geon Ho,Bae, Sun Myeong,Song, Heung Kwon,Baek, Geum Mun 대한방사선치료학회 2018 대한방사선치료학회지 Vol.30 No.1

목 적 : 사이버나이프(Accuray Inc., Sunnyvale, CA)를 이용한 제1, 2경추의 정위체부방사선치료(Stereotactic Body Radiation Therapy, SBRT)시 사용가능한 Xsight Spine Tracking(XST)과 6-Dimensional Skull Tracking(6DST)의 비교를 통해 6DST의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 2017년 1월부터 9월까지 본원에서 사이버나이프를 이용하여 제1, 2경추에 SBRT를 진행한 환자 9명을 대상으로, 전산화단층촬영장치(Lightspeed VCT 64, General Electric Co. Waukesha, WI, USA)를 이용해서 컴퓨터 단층 영상(Computed tomography) 을 획득한 후 전산화치료계획시스템(Multiplan system Version 4.6, Accuray, US)를 이용해 제 1, 2경추에 대한 XST와 6DST가 가능한 계획을 수립하였다. 1차 영상 유도를 통해 환자 자세를 보정한 후 동일 환자에 대한 XST와 6DST를 순서대로 진행하고 측정된 결과값을 비교 평가하였다. 결 과 : 제1경추를 대상으로 XST을 실시한 후 측정된 6D Couch 의 Y, Z, X 축 값과 Roll, Pitch, Yaw 값 중 최대값은 0.9 mm, 0.9 mm, 0.7 mm과 $1.0^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.2^{\circ}$로 측정되었고, 6DST의 경우 0.7 mm, 0.7 mm, 0.9 mm과 $0.5^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $0.8^{\circ}$로 측정되었다. 제2경추의 XST를 실시했을 때 측정된 값 중 최대값은 0.7 mm, 0.7 mm, 0.8 mm과 $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.8^{\circ}$였고, 6DST의 경우 0.9 mm, 0.7 mm, 0.9 mm와 $0.9^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$로 측정되었다. 결 론 : 이번 연구를 통해서 제 1, 2 경추에 대한 XST와 6DST의 6D Couch 측정값이 모두 본원에서 기준으로 하고 있는 범위 안에서 측정되고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 두 방법을 진행하는 과정에서 설정값 변경을 진행해야하는 XST보다 6DST가 영상유도절차를 간소화 시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 제 1, 2 경추에 대한 SBRT를 진행할 경우 XST와 더불어서 6DST를 사용한다면 정확한 치료와 더불어서 치료 시간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. Purpose : The purpose of this study is to evaluate the usefulness of 6 Dimensional Skull Tracking(6DST) in Cyberknife Stereotactic Body Radiation Therapy(SBRT) for the first and second cervical vertebrae(C1 and C2) metastasis. Methode and material : The Computed Tomography (Lightspeed VCT 64, General Electric Co. Waukesha, WI, USA) was used to acquire the CT images of the 9 patients with cervical vertebrae(C1 and C2) metastasis. Treatment plans for Xsight spine tracking and 6 Dimensional skull tracking were established with planning system (Multiplan system Version 4.6, Accuray, US). The results of XST and 6DST for each patient were analyzed with Microsoft Excel 2010. Result : The Maximum offsets of XST for C1 were 0.9 mm in Y(supero-inferior), 0.9 mm in Z(antero-posterior), 0.7 mm in X(left-right) direction, and rotations were and 1.0 degrees roll, 1.0 degrees pitch and 1.2 degrees yaw. The Maximum offsets of 6DST for C1 were 0.7 mm, 0.7 mm, 0.9 mm and $1.0^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.2^{\circ}$ for Y, Z, X and Roll, Pitch, Yaw. The Maximum offsets of XST and 6DST for C2 were 0.7 mm, 0.7 mm, 0.8 mm and $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $1.8^{\circ}$, and 0.9 mm, 0.7 mm, 0.9 mm and $0.9^{\circ}$, $0.9^{\circ}$, $1.0^{\circ}$ for Y, Z, X and Roll, Pitch, Yaw, respectively. Conclusion : XST and 6DST showed identical results for translations and rotations within the tolerance. It is possible to simplify the treatment time and procedure by using the 6DST. Therefore, 6DST is very useful methode with XST among the various tracking methods in Cyberknife for the patients with C1, C2 vertebral metastasis.

사이버나이프 SynchronyTM 호흡 추적 장치를 이용한 폐종양 방사선수술의 유용성 평가

김가중,배석환,최준구,채홍인 대한방사선과학회 2010 방사선기술과학 Vol.33 No.4

본 연구는 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용하여 방사선 수술을 시행한 폐종양 환자 48명을 대상으로 전 치료기간 중 종양의 움직임과 방사선수술의 정확성을 평가하였다. 폐종양의 움직임은 종양이나 종양주변에 삽입된 금침의 좌표를 사이버나이프 영상유도 장치로 측정하였으며, 방사선수술의 정확성은 움직임 추적 컴퓨터(MTS)로 계산된 상관관계 오차로 평가하였다. 폐종양의 움직임은 두미방향으로 평균 2.63± 1.87mm며, 좌우방향 1.13±0.71mm, 전후방향 1.74±1.16mm의 움직임을 보였으며, 회전 움직임 정도는 X축 1.66±1.66°, Y축 1.20±0.97°, Z축 1.18±0.73°로 측정되었다. 직선 움직임의 벡터 값은 평균 3.78± 2.00mm값을 나타냈다. 연구 결과에서 두미방향(p<0.001)과 전후방향(p<0.029), 3차원 벡터 값(p<0.002)들은 종양의 위치가 상부보다 하부의 움직임이 크게 나타나 통계적 유의성을 보였다. 사이버나이프 Synchrony 호흡추적 장치를 이용한 폐종양의 방사선 수술시 상관관계 오차는 전체 평균 0.95±0.62mm로 매우 정확한 조사로 종양의 움직임을 보상하여 방사선 수술이 이루어졌으며 그 유용성을 확인할 수 있었다.

좌측 유방암 방사선 치료 시 치료 기법에 따른 선량적 고찰

김태민,문성공,김이지,김세영,박령황,김주호,조정희,Kim, Tae Min,Moon, Sung Kong,Kim, Li Zzy,Kim, Se Young,Park, Ryeung Hwang,Kim, Joo Ho,Cho, Jung Heui 대한방사선치료학회 2018 대한방사선치료학회지 Vol.30 No.1

목 적 : 부분절제술 시행 후 좌측 유방암 환자의 방사선 치료 시 적용된 각 방사선 치료 기법 별 선량을 후향적으로 분석하여 정상장기와 종양용적의 선량적 결과를 전형적인 분할치료 선량(EQD2)을 고려한 선량 결과를 도출함으로써 임상적 참고 지표로 활용하고자 한다. 대상 및 방법 : 본원에서 시행한 좌측 유방암 환자 중 부분절제술을 시행한 40명을 대상으로 3가지의 치료기법으로 구분하여 적용하였다. 각 치료법의 총 종양용적과 임상적 표적용적에서 HI(homogeneity index), $D_{95%}$, 그리고 CI(conformity index)값, 그리고 $V_{hot}$ 수치를 도출한 후 치료계획을 평가하였다. 사이버나이프를 이용한 경우 종양용적은 타 기법에서의 고선량 용적과 동일하여 임상적 표적용적는 고려하지 않았다. 정상장기에 대한 평가는 평균선량을 비교하였다. 결 과 : 세가지 치료법의 HI는 3D-CRT, VMAT, RIMRT 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 체적조절 호형 방사선치료(VMAT)을 이용한 치료의 경우 임상적 표적용적의 $D_{95%}$의 경우 $95.84{\pm}0.75%$로 3차원 입체조형 방사선 치료(3D-CRT) 치료법에 비해 높은 값을 나타냈다. 총 종양용적의 $D_{95%}$값은 다른 치료법들에 비해 미세하게 높은 결과를 보여줬다. 사이버나이프를 이용한 치료법은 정상장기들에 조사되는 선량이 타 치료법에 비해 현저하게 낮았다. 결 론 : 3D-CRT의 경우 DIBH를 동반하여 치료할 경우 전반적으로 심장을 보호하는데 유용한 치료 기법이며 VMAT의 경우 탁월한 TARGET COVERAGE를 나타내지만 저 선량 영역이 타 기법에 비해 넓은 것을 알 수 있다. 그러나 앞선 두 가지 치료법에서 치료계획 평가를 위한 대부분의 선량적 지표에서 비슷한 값을 보여 치료 계획 결과 및 평가에서는 큰 차이가 없는 것으로 환자의 해부학적 구조나 호흡 조절 가능 유무에 따라 치료기법 선택이 가능할 것으로 사료된다. 사이버나이프를 이용한 치료의 경우 종양용적에 정확한 고 선량을 주며 정상장기 보호에 매우 유용한 치료법이지만 국소부위 치료만 가능한 점, 치료시간이 상대적으로 긴 점, 치료 전 침습적 시술인 금침 삽입술을 해야 하는 제약이 있다. Purpose : We retrospectively analyzed doses of each radiation therapy technique used in the treatment for left breast cancer patients after partial mastectomy through dose results for normalorgans and tumor volume to use this as a clinical reference for radiation therapy of domestic left breast cancer patients. Materials and Methods : 40 patients who underwent partial mastectomy on left breast cancer were classified in 3 treatment methods. The treatment plan was evaluated by HI(homogeneity index), $D_{95%}$, and CI(conformity index), and the $V_{hot}$ for gross tumor volume and clinical target volume of each treatment method. In Cyberknife treatment, tumor volume was the same as high dose volume in the other techniques, so no consideration was given to clinical target volume. Treatment plan evaluation for normal organs were evaluated by mean dose on ipsilateral lung, heart, left anterior descending artery, opposite breast and lung, and non-target tissue. Result : Treatment with volumetric arc radiotherapy(VMAT) showed $95.84{\pm}0.75%$ of $D_{95%}$ on the clinical target volume, significantly higher than that of 3D-CRT. The $D_{95%}$ value of the total tumor volume was slightly higher than the other treatments. In Cyberknife treatment, the dose to the normal organs was significantly lower than other treatments. Overall, the maximum dose and mean dose to the heart were $26.2{\pm}6.12Gy$ and $1.88{\pm}0.2Gy$ in VMAT treatment and $20.25{\pm}9.35Gy$ and $1.04{\pm}0.19Gy$ in 3D-CRT therapy, respectively. Conclusion : In comparison on 3D-CRT and VMAT, most of the dosimetric parameters for the evaluation of the treatment plan showed similar values, so that there is no significant difference in treatment plan evaluation. It is possible to select the treatment method according to the patient's anatomical structure or possibility of breath control. Cyberknife treatment is very useful treatment for normal organs because of its accurate dose exposure to the tumor volume However, it has restrictions to treat the local area, to have relatively long treatment time and to involve invasive procedure.

동적 팬톰을 이용한 사이버나이프 호흡동기 추적장치의 위치 정확성 평가

서재혁,강영남,장지선,신헌주,정지영,최병옥,최일봉,이동준,권수일,임종수,Seo, Jae-Hyuk,Kang, Young-Nam,Jang, Ji-Sun,Shin, Hun-Joo,Jung, Ji-Young,Choi, Byong-Ock,Choi, Ihl-Bohng,Lee, Dong-Joon,Kwon, Soo-Il,Lim, Jong-Soo 한국의학물리학회 2009 의학물리 Vol.20 No.4

본 연구에서는 정위방사선수술시 움직이는 목표점에 대한 사이버나이프 호흡동기추적장치의 위치 정확성 및 유용성을 평가하고자 한다. 본 연구를 위해 움직이는 목표점을 재현할 수 있는 동적팬톰을 사용하였으며 움직이는 목표점 추적을 위하여 사이버나이프의 호흡동기추적장치인 $Synchrony^{TM}$ 시스템을 사용하였다. 움직이는 목표점의 치료계획을 위하여 4D CT를 이용한 영상획득을 하였고 움직이는 목표점에서의 선량분포와 점선량 측정을 위하여 gafchromic EBT 필름과 0.62 cc 이온 전리함을 사용하였다. 호흡동기추적장치의 정확성을 평가하기 위하여 팬톰의 목표점을 움직였을 때와 정지 상태일 때 목표점에서의 선량분포(처방선량기준 선량분포의 80%)를 비교하였으며 목표점에서의 점선량을 측정하였다. 위치추적장치와 호흡동기추적장치 상호간의 동기화에 의한 정확성은 동기화 되지 않을 경우 평균 $11.5{\pm}3.09\;mm$였으며 동기화 되었을 경우 $0.14{\pm}0.08\;mm$의 차이를 나타내었다. 목표점 정지상태시의 영상과 4D CT를 이용한 움직이는 목표점에 대한 영상을 이용하여 치료계획상의 정확성은 평균 $0.18{\pm}0.06\;mm$의 차이를 나타내었다. 또한 호흡동기추적장치의 정확성은 1 mm 이하로 나타났다. 호흡동기추적장치의 유효성을 확인하기 위하여 움직이는 목표점에 대하여 호흡동기추적장치를 중지하여 측정한 결과 평균 $17.39{\pm}0.14\;mm$였으며 가동하였을 때 $1.37{\pm}0.11\;mm$로 나타났다. 목표점에서의 선량값을 비교한 결과 목표점이 정지상태일 때 $0.68{\pm}0.38%$, 호흡동기추적장치를 이용한 움직이는 목표점에서는 $1.31{\pm}0.81%$의 차이를 나타내었다. 위치추적장치와 호흡동기추적장치 상호간의 동기화에 의한 정확성 확인에서 장치사이에서 동기화가 매우 정확하게 수행됨을 확인하였다. 본 연구의 결과 움직이는 목표점에 대한 정위방사선수술시 호흡동기추적장치를 필수적으로 사용해야하며 본 연구에서 사용된 사이버나이프의 호흡동기추적장치인 Synchrony 시스템의 유용성과 정확성을 평가한 결과 매우 정확함을 확인하였다. In this study, we evaluated accuracy and usefulness of CyberKnife Respiratory Tracking System ($Synchrony^{TM}$, Accuray, USA) about a moving during stereotactic radiosurgery. For this study, we used moving phantom that can move the target. We also used Respiratory Tracking System called Synchrony of the Cyberknife in order to track the moving target. For treatment planning of the moving target, we obtained an image using 4D-CT. To measure dose distribution and point dose at the moving target, ion chamber (0.62 cc) and gafchromic EBT film were used. We compared dose distribution (80% isodose line of prescription dose) of static target to that of moving target in order to evaluate the accuracy of Respiratory Tracking System. We also measured the point dose at the target. The mean difference of synchronization for TLS (target localization system) and Synchrony were $11.5{\pm}3.09\;mm$ for desynchronization and $0.14{\pm}0.08\;mm$ for synchronization. The mean difference between static target plan and moving target plan using 4D CT images was $0.18{\pm}0.06\;mm$. And, the accuracy of Respiratory Tracking System was less 1 mm. Estimation of usefulness in Respiratory Tracking System was $17.39{\pm}0.14\;mm$ for inactivity and $1.37{\pm}0.11\;mm$ for activity. The mean difference of absolute dose was $0.68{\pm}0.38%$ in static target and $1.31{\pm}0.81%$ in moving target. As a conclusion, when we treat about the moving target, we consider that it is important to use 4D-CT and the Respiratory Tracking System. In this study, we confirmed the accuracy and usefulness of Respiratory Tracking System in the Cyberknife.