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  • [Sci Rep.] A pilot study of a novel method to visualize three-dimensional dose distribution on skin surface images to evaluate radiation dermatitis

    2022년 07월호
    [Sci Rep.] A pilot study of a novel method to visualize three-dimensional dose distribution on skin surface images to evaluate radiation dermatitis

    연세의대 / 박예인, 홍채선*, 김진성*

  • 출처
    Sci Rep.
  • 등재일
    2022 Feb 17
  • 저널이슈번호
    12(1):2729. doi: 10.1038/s41598-022-06713-7.
  • 내용

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    Abstract
    Predicting the radiation dose‒toxicity relationship is important for local tumor control and patients' quality of life. We developed a first intuitive evaluation system that directly matches the three-dimensional (3D) dose distribution with the skin surface image of patients with radiation dermatitis (RD) to predict RD in patients undergoing radiotherapy. Using an RGB-D camera, 82 3D skin surface images (3DSSIs) were acquired from 19 patients who underwent radiotherapy. 3DSSI data acquired included 3D skin surface shape and optical imaging of the area where RD occurs. Surface registration between 3D skin dose (3DSD) and 3DSSI is performed using the iterative closest point algorithm, then reconstructed as a two-dimensional color image. The developed system successfully matched 3DSSI and 3DSD, and visualized the planned dose distribution onto the patient's RD image. The dose distribution pattern was consistent with the occurrence pattern of RD. This new approach facilitated the evaluation of the direct correlation between skin-dose distribution and RD and, therefore, provides a potential to predict the probability of RD and thereby decrease RD severity by enabling informed treatment decision making by physicians. However, the results need to be interpreted with caution due to the small sample size.

     

     

    Affiliations

    Ye-In Park  1 , Seo Hee Choi  2 , Chae-Seon Hong  3 , Min-Seok Cho  2 , Junyoung Son  2 , Ji Won Jang  1 , Jihun Kim  1 , Hojin Kim  1 , Dong Wook Kim  1 , Jin Sung Kim  4
    1 Department of Radiation Oncology, Yonsei Cancer Center, Yonsei University College of Medicine, 50-1 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul, South Korea.
    2 Department of Radiation Oncology, Yongin Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Yongin, South Korea.
    3 Department of Radiation Oncology, Yonsei Cancer Center, Yonsei University College of Medicine, 50-1 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul, South Korea. cs.hong@yuhs.ac.
    4 Department of Radiation Oncology, Yonsei Cancer Center, Yonsei University College of Medicine, 50-1 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul, South Korea. JINSUNG@yuhs.ac.

  • 연구소개
    방사선량-독성 관계를 예측하는 것은 국소 종양 조절과 환자의 삶의 질에 중요하다. 이 연구는 방사선 치료를 받는 환자의 방사선피부염(RD)를 예측하기 위해 방사선 피부염 환자의 피부 표면 이미지와 3차원 선량 분포를 직접 일치시키는 직관적인 평가 시스템을 최초로 개발했다. RGB-D 카메라를 사용하여 방사선 치료를 받은 19명의 환자로부터 82개의 3D 피부 표면 이미지(3DSSI)를 획득했다. 획득한3DSSI 데이터에는 3D 피부 표면 모양과 RD가 발생한 영역의 광학 영상이 포함되었다. 3D 피부 선량(3DSD)과 3DSSI 사이의 표면 등록은 반복적인 최근접점 알고리즘을 사용하여 수행된 다음 2차원 컬러 이미지로 재구성되었다. 개발된 시스템은 3DSSI와 3DSD를 성공적으로 일치시켰고 계획된 선량 분포를 환자의 RD 이미지에 시각화했다. 그 결과, 선량 분포 패턴은 RD의 발생 패턴과 일치했다. 이 새로운 접근 방식은 피부선량 분포와 RD 사이의 직접적인 상관 관계 평가를 용이하게 하여 의사가 정보에 입각한 치료 결정을 내릴 수 있게 함으로써 RD의 확률을 예측하고 그에 따라 RD 중증도를 감소시킬 수 있는 가능성을 제공한다.
  • 편집위원

    - 3D 카메라로 획득한 피부 표면 영상에 TPS로 계산된 피부선량을 계산하여, 방사선량 분포와 방사선량의 직접적인 상관관계를 객관적으로 분석할 수 시스템을 개발을 통하여 부작용 최소화 연구에 적용에 기대
    - 3차원 영상처리 기술에 대한 융합 및 적용을 통하여 방사선량에 대한 3차원적 효과에 대하여 객관적이고 직관적인 이해를 통하여 치료계획 시 크게 활용 가능 할것으로 기대

    덧글달기2022-07-08 09:20:06

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