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대한방사선종양학회지 2008;26(2):118∼125 DOI: 10.3857/JKSTRO.2008.26.2.118

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온보드 영상장치(On-Board Imager) 및 콘빔CT (CBCT)를 이용한 환자 자세 검증의 유용성에 대한 연구

앙 학교 의과 학 방사선종양학교실*, 울산 학교 의과 학 방사선종양학교실†

박 진 호*ㆍ박 성 호†ㆍ박 석 원*

목 적: 온보드 영상장치(On-Board Imager, OBI) 및 콘빔CT (Cone Beam Computerized Tomography, CBCT)를 이

용하면 치료실에 위치한 환자의 자세 및 위치와 모의치료 시점의 환자의 자세 및 위치를 비교할 수 있다. 온라인

영상유도방사선치료(on-line Image Guided Radiation Therapy, on-line IGRT)에서는 이러한 정보를 이용하여 방사

선 치료 직전에 환자의 위치를 확인하고 보정한다. 이때 모의치료 시 획득한 영상과 치료실에서 실시간 얻은 kV

X선 영상 또는 콘빔CT 영상을 이용하여 2차원/2차원 맞춤(2D/2D Match) 또는 3차원/3차원 맞춤(3D/3D Match)의

이미지 퓨젼 프로그램을 사용하여 그 편차를 산출한다. 이 과정에서 주어지는 편차가 환자 자세에 대한 오차를 정

확히 반영하고 있는지에 대해 알아보고자 한다.

대상 및 방법: 신체 내부 구조가 모사된 팬톰(The RANDOⓇ Phantom, Alderson Research Laboratories Inc.,

Stamford, CT, USA)을 사용하여 실제 방사선 치료와 동일한 과정을 따라 모의치료 및 치료계획을 시행한 후 치료

테이블 위에 팬톰을 셋업한다. 그리고 모의치료 시 표시된 팬톰의 표면 지점에 치료실의 레이저에 일치시킨다. 이

때, CT 모의치료실과 가속기가 있는 치료실의 벽면 고정 레이저에 대한 정렬의 일치만 확인하면, 치료테이블에 놓

여진 팬톰의 위치는 모의치료 시 위치와 정확히 일치한다. 실제로는 팬톰 표면에 나타나는 레이저 선의 두께 정도

되는 오차를 무시한다면, 두 시점에서 팬톰의 위치가 정확히 같다고 말할 수 있다. 정확히 위치가 재현되었다고 가

정되는 팬톰에 대해 평행이동 또는 회전이동의 변화를 만들어 준 후, 위치가 옮겨지고 틀어진 팬톰에 대해 온보드

영상장치로부터 kV X선 영상을 그리고 콘빔CT로부터 CT 영상을 얻는다. kV X선 영상과 모의치료 시 획득한 CT영

상을 이용하여 OBI 프로그램에서 제공되는 2차원/2차원 맞춤의 결과를 얻는다. 그리고 콘빔CT 영상과 모의치료

시 획득한 CT영상을 가지고 이미지 퓨젼 과정을 거쳐 3차원/3차원 맞춤의 결과를 얻는다. 이렇게 얻은 2차원/2차

원 맞춤 및 3차원/3차원 맞춤의 결과와 처음에 팬톰에 인위적으로 만들어준 위치 변화를 비교한다.

결 과: 온보드 영상장치로 획득한 kV X선 영상과 모의치료 시 영상을 비교하는 2차원/2차원 맞춤에서는 팬톰의 위

치에 회전이동만 존재한다고 가정했을 때에는 평균 0.06o의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치에 대한 편차를

찾을 수 있었다. 또한 평행이동만 존재한다고 가정했을 때에는 편차 벡터의 크기가 평균 1.8 mm였다. 그리고 회

전이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 평균 2.1 mm, 테이블 회전 방향으

로 평균 0.3o의 오차 내에서 모의치료 시 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 콘빔CT로 획득한 영상을 이용하는 3차원

/3차원 맞춤의 과정에서 팬톰의 위치가 회전이동만 존재할 때에는 평균 0.03o의 오차 내에서, 평행이동만 있는 경

우는 편차 벡터의 크기의 평균이 0.16 mm 내에서, 틀어지고 이동된 팬톰의 위치를 찾을 수 있었다. 그리고 회전

이동과 평행이동이 동시에 존재하는 일반적인 경우에는 편차 벡터의 크기는 1.5 mm, 테이블 회전 방향으로 평균

0o의 오차 내에서, 모의치료 시 팬톰의 위치와 맞출 수 있었다.

결 론: 온보드 영상장치와 콘빔CT를 이용한 영상유도방사선치료(on-line IGRT)에서 모의치료 시 팬톰의 위치는 가

속기의 치료테이블 위에서 매우 정확히 재현되어졌다. 온보드 영상장치는 kV X선 영상을 이용하여 간단하게 위치

의 검증과 보정을 할 수 있었고, 콘빔CT를 이용하는 경우에는 2차원적인 정면 또는 측면 영상이 아니라, 3차원 영

상을 비교함으로서 더욱 정확한 위치보정이 가능하였다.

핵심용어: 온보드 영상장치(On-Board Imager), 콘빔 CT (CBCT), 영상유도방사선치료(IGRT)

이 논문은 2007년 12월 7일 수하여 2008년 5월 19일 채택되었음.

책임 자: 박석원, 앙 학교 의과 학 방사선종양학교실

Tel: 02)6299-2671, Fax: 02)3280-2674

E-mail: [email protected]

서 론

CT (Computerized Tomography)를 이용한 모의치료(simul-

ation)의 도입으로부터 3차원 공간 개념을 용한 3차원 입

박진호 외 2인: 온보드 영상장치(On-Board Imager) 및 콘빔CT (CBCT)를 이용한 환자 자세 검증의 유용성에 대한 연구

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Fig. 1. Clinac iX with Cone-Beam CT and OBI system.

체조형치료가 시작되었고, 그 이후 세기조 방사선치료가

도입되면서 더욱 정 한 방사선 치료계획이 가능하게 되

었다. 재 방사선 치료기술의 세계 인 흐름은 통상 인

2차원 방사선 치료에서 3차원 입체조형 방사선 치료를

거쳐서 정 방사선치료의 분야인 세기조 방사선치료와

상유도방사선치료로 발 하고 있다.1) 그러나 종양과 종

양주변 정상조직의 움직임, 매 회 치료마다 환자의 자세

변화 등 여러 가지 시간에 따른 변화 요인들은 여 히 해

결하여야 할 과제이다. 치료계획이 정교해질수록 이러한

요인들로부터 발생되는 오차는 더욱 치명 일 수 있다. 특

히 세기조 방사선치료의 방사선 치료계획은 불과 수 mm

간격의 차이로 격한 선량의 변화가 발생되므로, 환자의

자세 고정 모의치료 시 치의 재 그리고 이러한 오

차의 극복 여부가 치료의 질과 직결된다 할 수 있다.2,3)

방사선치료 반에 걸쳐 치료 정확도 오차의 발생에

향을 주는 요소들은 매우 많다. 정도 리(Quality As-

surance)에 의해 검증 가능한 부분 이외의 역에 존재하는

‘작은’ 오차들은 치료 과정에 자포털 상장치(Electronic

Portal Imaging Device, EPID)나 온라인 상유도방사선치료

(on-line image-guided radiotherapy, on-line IGRT)의 도입 등

에 의해 감소시킬 수 있다고 알려져 있다.4) 이러한 ‘작은’

오차는 크게 무작 오차(random error)와 체계 오차

(systematic error)로 나 수 있으며, 이미 많은 데이터들이

보고되었다.5∼7) 무작 오차(random error) 하나인 셋업

오차(set-up error)에 해서 자 포털 상장치와 필름을

이용한 연구 결과, 두경부에서는 1.1∼2.5 mm 정도, 골반

부의 경우는 1.1∼4.9 mm 정도로 보고되었다.7)

모의 치료와 실제 치료 사이에 존재하는 시간차에 따른

변화 요인들을 실시간으로 고려하여 치료에 반 하는 개

념을 도입함으로서 방사선 치료의 정확성을 더욱 높이고

자 하는 것이 상유도방사선치료(IGRT)이다. 최근에는 보

다 상이 우수한 kV X선 상장치가 방사선 치료기기와

결합되고 있는 추세이다. 재 국내에는 MV (MegaVoltage)

CT를 장착한 Hi-ART 그리고 콘빔CT와 온보드 상장치

(on-board imager, OBI, Varian Medical Systems, USA)를 장

착한 Clinac iX 등과 같은 온라인 상유도방사선치료

(on-line IGRT)가 가능한 최신의 장비가 도입되어 있다(Fig.

1).1) 본 연구에서 사용된 Clinac iX에 장착되어 있는 온보

드 상장치는 40∼125 kVp인 방사선원과 2048×1536 픽셀

해상도로 당 30 임까지 얻을 수 있는 aSi Digital

Imaging 패 로 구성되어 있다. 이러한 온보드 상장치는

IGRT를 한 치료기기로서 OBI 운용 로그램에서는 2차

원/2차원 맞춤, 3차원/3차원 맞춤 등의 기능을 제공하고 있

다.8)

온보드 상장치 콘빔CT를 이용한 온라인 상유도

방사선치료에서 환자에 한 방사선 조사는 치료테이블

에서 실시간 치를 확인한 후, 치를 보정한 다음 수

행하게 된다. 온보드 상장치를 이용하면 치료 직 얻어

진 정면 는 측면 2차원 상과 모의치료 시 획득한 CT

상으로부터 만들어지는 디지털화 재구성 상(digitally

reconstructed radiography, DRR)을 비교하여 치료 테이블에

서 환자의 자세를 정확한 치료 치로 보정할 수 있고, 콘

빔CT에서는 모의치료 시 획득한 CT 상과 직 비교를

통하여 편차를 찾아낼 수 있다.

특히 kV (kilovoltage) 콘빔CT는 1회 촬 시 방사선량이

매우 낮으므로(∼3 cGy),9) 이를 이용하여 매 회 치료 직

치료실에서 상을 이용한 환자의 치를 한번 검증하고

보정한 후 방사선 치료를 수행하면, 효과 으로 셋업 오차

(set-up error)를 극복할 수 있다. 그리고 최근 방사선 치료

에서 콘빔CT의 이용이 보편화되면서 이러한 장비를 이용

한 셋업 오차의 보정이 보고되고 있다.10∼13)

본 연구에서는 치료 시 환자의 치가 특정 값만큼 모의

치료 시 과 편차를 갖는다고 가정할 때, 콘빔CT 온보

드 상장치를 이용해서 주어진 편차를 얼마나 정확히 찾

을 수 있는지 알아보고자 하 다. 모의치료 시 치와 치

료실에 치한 환자의 치 사이에는 평행이동 회 이

동의 계만 존재한다고 가정하고, 산출되는 편차가 환자

자세에 한 오차를 정확히 반 하고 있는지에 해 알아

보고자 한다.

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Fig. 2. Flow chart of on-line image-guided radiation therapy for one fraction.

Fig. 3. The RANDOⓇ

Phantom, Alderson Research Laboratories Inc., Stamford, CT, USA.

상 방법

온라인 상유도방사선치료에 사용된 장비는 2006년 3월

앙 학교 방사선종양학과에 설치된 Varian사의 Clinac iX

온보드 상장치이며, 콘빔CT의 소 트웨어 버 은

2006년 8월 설치된 CBCT Application 2.0.11.1이다(Fig. 1).

본 장비는 MV (Megavoltage) 방사선을 사용하여 자포털

상장치를 이용할 수 있고, 갠트리와 수직으로 치한 kV

방사선원과 kV 검출장치를 사용하여 콘빔CT, 방사선 촬

(radiographic) 상 그리고 형 투시(fluoroscopic) 상을

얻을 수 있다(Fig. 1). 이러한 기능을 이용하여 기존의 방사

선 치료 과정에서보다 더욱 정확성이 향상된, 방사선치료

직 에 종양의 치 환자 자세를 검증할 수 있는 온라

인 상유도방사선치료를 수행할 수 있었다(Fig. 2). 이때

치료실 워크스테이션의 소 트웨어를 사용하여, 환자 셋업

시 얻은 여러가지 상들을 모의치료 시 촬 되어 치료계

획에 사용되었던 CT 상과 이미지 퓨 을 이용한다(Fig. 2).

신체 내부 구조가 모사된 휴먼 팬톰(The RANDOⓇ Phan-

tom, Alderson Research Laboratories Inc., Stamford, CT,

USA)을 사용하 다(Fig. 3). 일반 으로 복부가 두경부보다

는 환자의 셋업에 어려움이 있다고 알려져 있으므로, 본

연구에는 휴먼 팬텀의 복부를 상으로 하여 실험을 진행

하 다.7) 실제 방사선 치료와 동일한 과정으로 휴먼 팬톰

을 사용하여 모의치료, 치료계획 후 치료 테이블 에 팬

톰을 치시킨다. 팬톰의 표면에 모의치료 시 표시되었던

표시 에 치료실의 이 을 일치시킨다. 이때, CT 모의치

료실과 가속기가 있는 치료실의 벽면에 고정된 이 의

정렬을 일간정도 리 규정에 따라 확인하여야 하며, 이러

한 과정을 거친 후, 치료테이블에 놓여진 팬톰의 치는

모의치료시의 치와 오차 범 내에서 정확히 일치한다.

기 에 놓인 팬톰을 치료실의 테이블 좌표를 이용하

여, 평행이동 는 회 이동의 변화를 만들어 다. 치가

옮겨지고 틀어진 팬톰에 해 콘빔CT와 온보드 상장치

를 이용한 상을 얻어, 모의치료 시 얻은 상과 비교한

다. 온보드 상장치에서 얻은 정면, 측면 2차원 상은 장

비에 정의되어 있는 복부(Abdomen) 촬 조건인 80 kV, 80

mA, 55 ms로 촬 되었다. 콘빔CT에서는 125 kV, 80 mA,

25 ms (pulse width)의 조건으로 2.5 mm 간격으로 CT 상


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Fig. 4. 2D/2D match window. (A) Before image fusion, (B) After image fusion.

Fig. 5. 3D/3D match window. (A) Before image fusion, (B) After image fusion.

을 획득하 다. 이와 같이 치료실에서 획득한 정면, 측면 2

차원 상과 모의치료시 얻은 CT 상의 DRR 상을 2차

원/2차원 맞춤으로 비교하 고(Fig. 4), 콘빔CT를 이용할

때에는 획득한 3차원 콘빔CT 상과 모의치료 시 얻은 CT

상을 3차원/3차원 맞춤으로 비교하 다(Fig. 5). 이때 두

시 에서 얻어진 상들의 치 차이에 한 편차를 얻는

다. 이 게 얻어진 편차를 팬톰의 실제 이동값과 비교한다

(Fig. 4, 5).

팬톰의 치변화가 평행이동은 없고 회 이동만 있는 경

우, 회 이동은 없고 평행이동만 있는 경우, 그리고 평행이

동과 회 이동이 모두 존재하는 경우에 해서 각각 고려

하 다.

결 과

1. 2차원/2차원 맞춤

온보드 상장치로 획득한 정면 측면 kV X선 상과

모의치료 시의 DRR 상을 비교하는 2차원/2차원 맞춤에서

팬톰의 치변화가 회 이동만 있을 때, 팬톰이 회 된 각도

를 최 0.1o의 편차 내에서 찾아내 보정할 수 있었다(Table

1). 이때 편차의 평균값은 0.06o이다(Table 4). 그리고 팬톰의

치변화가 평행이동만 있을 때에는 팬톰이 이동된 각 방향

의 좌표를 최 2 mm의 편차 내에서 찾아 보정할 수 있었다

(Table 2). 이때 편차의 평균값은 1.8 mm이다(Table 4).

팬톰의 치변화가 회 이동과 평행이동이 동시에 존재

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Table 1. Given Phantom’s Coordinates and It’s Deviations in OBI System and CBCT with Respect to Phantom’s Setup

Positions when Phantom is Only Rotated where ( ', ', ')a b cΔ =ur

or ( '', '', '')a b c , ' 'a x x= − , ' 'b y y= − , ' 'c z z= − and

'' ''a x x= − , '' ''b y y= − , '' ''c z z= − and 'θ θ θΔ = − or ''θ θ−( ), , : & : degx y z cm θ °

Phantom's given

coordinates

Coordinates in OBI

systemCoordinates in CBCT

Deviation (Δur

) in OBI

systemDeviation (Δ

ur) in CBCT

x y z θ 'x 'y 'z 'θ ''x ''y ''z ''θ 'a 'b 'c Δur

θΔ ''a ''b ''c Δur

θΔ

0 0 0 0 0 0.1 -0.1 0 - - - - 0 0.1 0.1 0.14 0 - - - - -

0 0 0 1 0 0.1 -0.1 -0.9 - - - - 0 0.1 0.1 0.14 0.1 - - - - -

0 0 0 2 0 0.1 -0.1 -2 - - - - 0 0.1 0.1 0.14 0 - - - - -

0 0 0 3 0.1 0.1 -0.1 -3.1 0.1 0.2 -0.2 -3 0.1 0.1 0.1 0.17 0.1 0.1 0.2 0.2 0.30 0

0 0 0 4 0 0.1 -0.1 -4.1 - - - - 0 0.1 0.1 0.14 0.1 - - - - -

0 0 0 4.5 0 0.1 -0.1 -4.4 0 0.2 -0.1 -4.4 0 0.1 0.1 0.14 0.1 0 0.2 0.1 0.22 0.1

0 0 0 5 0 0.1 -0.1 -5 * 0.1 0.1 -0.3 -5 0 0.1 0.1 0.14 0 * 0.1 0.1 0.3 0.33 0

(*): additional manual handling was needed

Table 2. Given Phantom’s Coordinates and It’s Deviations in OBI System and CBCT with Respect to Phantom’s Setup Positions

when Phantom is Only Translated where ( ', ', ')a b cΔ =ur

or ( '', '', '')a b c , ' 'a x x= − , ' 'b y y= − , ' 'c z z= − and '' ''a x x= − ,

'' ''b y y= − , '' ''c z z= − and 'θ θ θΔ = − or ''θ θ−( ), , : & : degx y z cm θ °

Phantom's given

coordinates

Coordinates in OBI

systemCoordinates in CBCT

Deviation (Δur

) in OBI

system

Deviation (Δur

) in

CBCT



θΔ

0 0.5 0 0 0.1 -0.5 -0.1 0.1 　 - - - - 0.1 0 0.1 0.14 0.1 　 - - - -

0 1 0 0 0.1 -0.9 -0.1 0.1 　 - - - - 0.1 0.1 0.1 0.17 0.1 　 - - - -

0 1.5 0 0 0.1 -1.4 0 0.1 　 - - - - 0.1 0.1 0 0.14 0.1 　 - - - -

0 2 0 0 0.1 -1.8 -0.1 0 * 0.1 -1.9 -0.1 0 0.1 0.2 0.1 0.24 0 * 0.1 0.1 0.1 0.17 0

0.5 0 0 0 -0.5 0.1 -0.1 0 　 - - - - 0 0.1 0.1 0.14 0 　 - - - -

1 0 0 0 -0.9 0.1 -0.1 0 * -1 0.1 0 0 0.1 0.1 0.1 0.17 0 * 0 0.1 0 0.10 0

0 0 0.5 0 0.1 0 -0.6 0 　 - - - - 0.1 0 0.1 0.14 0 　 - - - -

0 0 1 0 0 0.1 -1.1 0.1 * -0.1 0 -0.9 0 0 0.1 0.1 0.14 0.1 * 0.1 0 0.1 0.14 0

0.5 0.5 0 0 -0.5 -0.3 -0.2 0.1 　 - - - - 0 0.2 0.2 0.28 0.1 　 - - - -

1 1 1 0 -1 -0.8 -1.1 0.2 * -0.9 -1 -1.2 0 0 0.2 0.1 0.22 0.2 * 0.1 0 0.2 0.22 0


하는 일반 이고 실제 인 상황에서 2차원/2차원 맞춤의

결과는 Table 3에 나타내었다. Table 3에서 최 편차는 각

좌표방향으로 2 mm, 회 각 0.4o이고, 편차의 평균은 0.3o,

2.1 mm이다(Table 4).

2. 3차원/3차원 맞춤

콘빔CT로 획득한 상과 모의치료 시 획득한 CT 상을

비교하는 3차원/3차원 맞춤에서 팬톰의 치변화가 회 이

동만 있을 때, 팬톰이 회 된 각도를 최 0.1o의 편차 내

에서 찾아내 보정할 수 있었다(Table 1). 이때 편차의 평균


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Table 3. Given Phantom’s Coordinates and It’s Deviations in OBI System and CBCT with Respect to Phantom’s Setup Positions

when Phantom is Moved with Translation and Rotation where ( ', ', ')a b cΔ =ur

or ( '', '', '')a b c , ' 'a x x= − , ' 'b y y= − , ' 'c z z= −

and '' ''a x x= − , '' ''b y y= − , '' ''c z z= − and 'θ θ θΔ = − or ''θ θ−( ), , : & : degx y z cm θ °

Phantom's given

coordinates

Coordinates in OBI

systemCoordinates in CBCT Deviation (Δ

ur) in OBI system Deviation (Δ

ur) in CBCT



θΔ

1 1 0 1 -1 -0.8 -0.2 -1 -1 -0.9 0 -1 0 0.2 0.2 0.28 0 0 0.1 0 0.10 0

0.5 0.5 0.5 0.5 -0.5 -0.4 -0.6 -0.4 -0.5 -0.5 -0.6 -0.5 0 0.1 0.1 0.14 0.1 0 0 0.1 0.10 0

0.5 0.5 0.5 1 -0.5 -0.4 -0.6 -0.8 * -0.4 -0.5 -0.6 -1 0 0.1 0.1 0.14 0.2 * 0.1 0 0.1 0.14 0

0.5 0.5 0.5 2 -0.4 -0.5 -0.7 -1.6 * -0.4 -0.5 -0.7 -2 0.1 0 0.2 0.22 0.4 * 0.1 0 0.2 0.22 0

1 1 1 1 -0.9 -0.9 -1.1 -0.9 * -0.9 -1 -1.2 -1 0.1 0.1 0.1 0.17 0.1 * 0.1 0 0.2 0.22 0

1 1 1 2 -0.9 -0.9 -1.1 -0.9 * -0.9 -1 -1.1 -2 0.1 0.1 0.1 0.17 1.1 * 0.1 0 0.1 0.14 0

1.5 1.5 1.5 3 -1.4 -1.3 -1.5 -2.8 * -1.4 -1.4 -1.5 -3 0.1 0.2 0 0.22 0.2 * 0.1 0.1 0 0.14 0

1.5 1.5 1.5 4 -1.3 -1.3 -1.5 -3.7 * -1.4 -1.5 -1.4 -4 0.2 0.2 0 0.28 0.3 * 0.1 0 0.1 0.14 0


Table 4. Average of Absolute Value of Deviation Vectors

and Deviation Angles in OBI System and CBCT with

Respect to Phantom’s Setup Positions when Phantom is

Moved with Translation or Rotation

In OBI system In CBCT

Deviation

Δur

(cm) ∆θ(o)

Δur

(cm) ∆θ(o)

Rotation - 0.06 - 0.03

Translation 0.18 - 0.16 -

Translation and rotation 0.21 0.30 0.15 0.00

값은 0.03o이다(Table 4). 그리고 팬톰의 치변화가 평행이

동만 있을 때에는 팬톰이 이동된 각 방향의 좌표를 최 2

mm의 편차 내에서 찾아내 보정할 수 있었다(Table 2). 이

때 편차의 평균값은 1.6 mm이다(Table 4).

팬톰의 치변화가 회 이동과 평행이동이 동시에 존재

하는 일반 이고 실제 인 상황에서 3차원/3차원 맞춤의

결과는 Table 3에 나타내었다. Table 3에서 최 편차는 각

좌표방향으로 2 mm, 회 각 0o이고, 편차의 평균은 0o, 1.5

mm이다(Table 4).

고안 결론

콘빔CT와 온보드 상장치를 이용하면 치료테이블 에

워있는 환자의 상과 모의치료 시 획득된 상을 실시

간으로 비교한 후, 방사선 치료를 수행하는 상유도방사

선치료(on-line IGRT)가 가능해진다. 온보드 상장치는 정

면 측면 kV X선 상과 DRR 상을 비교하여 편차를

산출하고, 콘빔CT는 2차원 상이 아닌 3차원 CT 상

을 직 비교하여 편차를 산출한다.

온보드 상장치는 형 투시(fluoroscopic) 상을 볼 수

있으며 kV X선 상도 얻을 수 있다. 온보드 상장치

는 정면 는 측면의 2차원 상 획득 과정이 간편하고,

이 상을 매우 짧은 시간에 DRR 상과 비교한다. 그리고

정면 는 측면뿐 아니라, 임의의 빔 조사방향으로도 치

를 확인 할 수 있다. 그러나 어느 정도 큰 편차가 존재하는

2개의 상을 비교하는 경우, 그 편차를 정확히 찾아주지

못하 다. 이러한 경우에는 의사 등이 두 상을 최 한 근

하게 수작업으로 맞추어 후, 이미지 퓨 의 비교 과정

을 다시 거치면 주어진 편차를 거의 정확하게 찾아낼 수 있

었다. Table 1, 2, 3의 데이터 , 이러한 수작업 과정이 필요

했던 것들은 (*)로 표시하 다. 평행이동에서는 χ, y, z 각

방향으로 1 cm 이상, 회 이동에서는 5o 정도의 편차가 존

재할 때에, 이러한 수작업 과정이 필요하 다. 그러나 실제

환자치료 시 이 의 정렬에 한 정도 리가 잘 수행되

고, 환자의 신체에 큰 변화가 없다면, 모의 치료하는 시 과

방사선 치료를 수행하는 시 에서 1 cm 이상 는 5o 정도

의 편차는 잘 발생되지 않는다. 한 1 cm 이상 는 5o 정

도의 오차가 존재하더라도, 정면 는 측면 kV X선 상에

서 두 상의 불일치를 으로 쉽게 확인할 수 있다.

대한방사선종양학회지 2008;26(2):118∼125

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콘빔CT를 이용하는 경우는 온보드 상장치에 비해 콘

빔CT 상 획득에 걸리는 시간과 두 개의 CT 상의 비교

분석에 걸리는 시간이 조 더 길다. 략 콘빔CT 상 획

득에 걸리는 시간은 1∼2분, 두 CT 상 비교 분석에 걸리

는 시간은 3∼5분 정도로 악된다.

그러나 콘빔CT에서는 2차원 상이 아닌 3차원 CT

상을 직 비교하므로, 온보드 상장치보다 더 정확하

게 팬톰이 틀어진 편차를 산출할 수 있었다(Table 4). 이는

정면과 측면, 두 방향의 2차원 상의 비교와 달리 하나의

체 으로 재구성된 3차원 상을 비교하는 기본 인 정보

의 양에 따른 결과로 생각된다. 그리고 2차원/2차원 맞춤

과 달리 3차원/3차원 맞춤에서는 실험을 수행했던 모든 경

우에서 수작업이 필요하지 않았다. 2차원/2차원 맞춤

에서 수작업을 필요로 했던 1 cm 는 5o 정도의 편차는

콘빔CT의 3차원/3차원 자동 맞춤을 사용하면, 더 이상의

수작업 없이 편차를 정확히 찾아낼 수 있었다.

한 이러한 비교 편차분석 과정이 빠른 시간안에 처

리됨으로서 방사선 치료 , 환자의 치를 검증하는 온라

인 상유도방사선치료를 구 할 수 있다.

재 방사선치료 과정의 셋업 오차는 일반 으로 두경

부의 경우 2 mm, 립선, 골반부, 폐암의 경우 각각 2.5

mm, 3.0 mm, 3.5 mm로 알려져 있다.5) 한 셋업 오차에

해 이미 보고된 많은 데이터들은 자포털 상장치, 필

름 는 L-gram 등을 이용하여 치료 후 측정되어진 것들이

부분이다.5) 실제로 자포털 상장치, 필름 는 L-gram

등을 이용해 치료 에 오차를 산출하여, 치를 보정한

후 방사선 치료를 수행하기에는 많은 어려움이 있다. 그러

나 온보드 상장치나 콘빔CT를 이용하면 치 보정 후

방사선 치료를 시행하는 온라인 상유도방사선치료가 가

능하다.

콘빔CT를 이용한 온라인 상유도방사선치료에서 기존

의 방사선 치료에 비해 추가되는 시간은 콘빔CT 촬 에 1

∼2분, 상 비교 분석에 2∼4분 정도이며, 온보드 상장

치를 이용하는 경우 더욱 짧은 시간이면 충분하다. 실제로

앙 학교 방사선종양학과에서는 온보드 상장치는 모

든 환자에 해 치료 치검증을 해 사용하고 있지

만, 좀 더 시간이 걸리는 콘빔CT를 이용한 온라인 상유

도방사선치료는 환자의 상태를 고려하여 제한 으로 용

하고 있다.

온보드 상장치와 콘빔CT를 이용한 온라인 상유도방

사선치료의 향상된 정확도는 3차원 입체조형치료에서보다

복잡한 모양의 표 용 과 격한 선량분포의 변화가 나

타나는 세기조 방사선 치료에서 더욱 필요할 것이며, 각

치료 부 별 온보드 상장치 콘빔CT를 이용한 온라인

상유도방사선치료 시행에 한 로토콜을 마련하는 연

구가 시 할 것으로 생각된다.

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Abstract

A Study on the Availability of the On-Board Imager (OBI) and Cone-Beam CT (CBCT) in the Verification of Patient Set-up

Jino Bak, Ph.D.*, Sung Ho Park, Ph.D.† and Suk Won Park, M.D.*

*Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Chung-Ang University, †Department of Radiation Oncology, College of Medicine, University of Ulsan, Seoul, Korea

Purpose: On-line image guided radiation therapy (on-line IGRT) and (kV X-ray images or cone beam CT im-ages) were obtained by an on-board imager (OBI) and cone beam CT (CBCT), respectively. The images were then compared with simulated images to evaluate the patient’s setup and correct for deviations. The setup devi-ations between the simulated images (kV or CBCT images), were computed from 2D/2D match or 3D/3D match programs, respectively. We then investigated the correctness of the calculated deviations.Materials and Methods: After the simulation and treatment planning for the RANDO phantom, the phantom was positioned on the treatment table. The phantom setup process was performed with side wall lasers which standardized treatment setup of the phantom with the simulated images, after the establishment of tolerance limits for laser line thickness. After a known translation or rotation angle was applied to the phantom, the kV X-ray images and CBCT images were obtained. Next, 2D/2D match and 3D/3D match with simulation CT im-ages were taken. Lastly, the results were analyzed for accuracy of positional correction.Results: In the case of the 2D/2D match using kV X-ray and simulation images, a setup correction within 0.06o for rotation only, 1.8 mm for translation only, and 2.1 mm and 0.3o for both rotation and translation, re-spectively, was possible. As for the 3D/3D match using CBCT images, a correction within 0.03o for rotation on-ly, 0.16 mm for translation only, and 1.5 mm for translation and 0.0o for rotation, respectively, was possible.Conclusion: The use of OBI or CBCT for the on-line IGRT provides the ability to exactly reproduce the simulated images in the setup of a patient in the treatment room. The fast detection and correction of a patient’s posi-tional error is possible in two dimensions via kV X-ray images from OBI and in three dimensions via CBCT with a higher accuracy. Consequently, the on-line IGRT represents a promising and reliable treatment procedure.

Key Words: OBI System (On-Board Imager System), Cone Beam CT (CBCT), IGRT

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