의학물리학

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  • [Phys Med Biol.] Smartphone application for mechanical quality assurance of medical linear accelerators.

    2017년 07월호
    [Phys Med Biol.] Smartphone application for mechanical quality assurance of medical linear accelerators.

    서울대/ 김휘영, 예성준*

  • 출처
    Phys Med Biol.
  • 등재일
    2017 Jun 7
  • 저널이슈번호
    62(11):N257-N270. doi: 10.1088/1361-6560/aa67d5. Epub 2017 Mar 20.
  • 내용

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    본 시스템은 두 대의 스마트폰 (device, displayer)으로 구성되어 있다. 선형가속기 겐트리에 부착된 device의 모션센서를 이용해 겐트리와 콜리메이터의 회전각도를 측정하고, 고해상도의 후면 카메라를 이용하여 조사야의 크기 등을 측정한다. displayerdeviceBluetooth로 연결되어 device로 측정한 data를 전송받게 된다.


    Abstract

    Mechanical quality assurance (QA) of medical linear accelerators consists of time-consuming and human-error-prone procedures. We developed a smartphone application system for mechanical QA. The system consists of two smartphones: one attached to a gantry for obtaining real-time information on the mechanical parameters of the medical linear accelerator, and another displaying real-time information via a Bluetooth connection with the former. Motion sensors embedded in the smartphone were used to measure gantry and collimator rotations. Images taken by the smartphone's high-resolution camera were processed to evaluate accuracies of jaw-positioning, crosshair centering and source-to-surface distance (SSD). The application was developed using Android software development kit and OpenCV library. The accuracy and precision of the system was validated against an optical rotation stage and digital calipers, prior to routine QA measurements of five medical linear accelerators. The system accuracy and precision in measuring angles and lengths were determined to be 0.05  ±  0.05° and 0.25  ±  0.14 mm, respectively. The mean absolute errors (MAEs) in QA measurements of gantry and collimator rotation were 0.05  ±  0.04° and 0.05  ±  0.04°, respectively. The MAE in QA measurements of light field was 0.39  ±  0.36 mm. The MAEs in QA measurements of crosshair centering and SSD were 0.40  ±  0.35 mm and 0.41  ±  0.32 mm, respectively. In conclusion, most routine mechanical QA procedures could be performed using the smartphone application system with improved precision and within a shorter time-frame, while eliminating potential human errors. 

     

    Author information

    Kim H1, Lee H, Park JI, Choi CH, Park SY, Kim HJ, Kim YS, Ye SJ.

    Interdisciplinary program in Radiation Applied Life Science, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Republic of Korea. Department of Radiation Oncology, Jeju National University Hospital, Jeju, Republic of Korea. 

  • 연구소개
    방사선치료는 치료계획시의 기계적 파라메터들 (e.g., 겐트리 회전각도 등)이 치료 시에도 정확히 유지되어야 정확한 치료가 가능하다. 치료 시에는 이러한 기계적 파라메터들을 물리적으로 매번 측정하는 것이 현실적으로 불가능하므로 치료기기의 displayer에 표시된 파라메터들을 신뢰할 수 밖에 없고, 그 신뢰도를 높이기 위해 의학물리사는 정기적으로 품질관리를 시행해야 한다. 이러한 기계적 품질관리 작업은 단순한 반복 작업이면서 인적 오류 (human error)의 가능성을 가지고 있기 때문에 정밀하면서도 자동으로 기계적 품질관리 작업을 수행할 수 있는 시스템을 개발하였다. 최근의 스마트폰에는 기본적으로 내장되어있는 고해상도 카메라와 모션센서들을 활용하여 기계적 품질관리 항목들 중 일부를 보다 정밀하게 수행할 수 있도록 개발하였다. 본 연구에서는 다양한 선형가속기 모델의 실제 기계적 품질관리에 적용해 봄으로써 그 효용성을 확인하였다. 본 시스템의 개발로 누구나 갖고 있는 스마트폰으로 쉽고 자동화된 방법으로 인적오류의 가능성을 제거한 정밀한 기계적 품질관리를 수행할 수 있다.
  • 편집위원

    방사선치료기기에 대한 주기적인 품질관리/품질보증(QC/QA)은 고정밀 환자맞춤형 방사선치료의 정확성과 안전성 측면에서 매우 중요하다고 생각된다. 본 논문에서는 의료용 선형가속기의 기계적인 품질관리를 위해 2개의 스마트 폰을 이용하여 스마트 폰 어플리케이션 시스템을 개발하여 의료용 선형가속기의 기계적인 품질관리 항목에 대한 QC/QA를 실시하는 데 사용하는 도구로써 향후 품질관리에 있어 인적오류를 감소시킬 수 있어 실용적인 측면에서 적극 활용될 것으로 사료된다.

    덧글달기2017-07-06 16:16:00

  • 편집위원2

    스마트폰을 방사선치료기의 정도관리에 활용하려는 시도가 매우 좋았으며, 간편한 사용과 함께 정확도와 정밀도 면에서도 충분한 수준으로 평가되었다. 아울러 향후 정도관리와 관련한 데이터를 활용하는 빅데이터 또는 딥러닝 분야와 쉽게 접목될 수 도 있겠다는 점에서 흥미로왔다.

    2017-07-06 16:16:00

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