글로벌 연구동향
의학물리학
- 2025년 09월호
[J Appl Clin Med Phys .] Localization accuracy of 6-second CBCT for lung IGRT with various breathing patternsH. Lee Moffitt Cancer Center and Research Institute / 구지혜, Jacqueline M.Andreozzi*
- 출처
- J Appl Clin Med Phys .
- 등재일
- 2025 Jul
- 저널이슈번호
- 26(7):e70130.
- 내용
Abstract
Purpose: The 6-second cone beam computed tomography (CBCT) acquisition of the Ethos HyperSight (Varian Medical Systems, Inc. Palo Alto, CA, USA) on-board imaging system offers benefits, but could be too fast to accurately capture an average target position in a free-breathing lung cancer patient. This study aimed to ascertain whether a 6-second acquisition is appropriate for regularly breathing patients with varying respiration periods. Additionally, breathing patterns that could lead to clinically impactful inaccuracies for image-guided radiation therapy (IGRT) shifts were investigated.Methods: Nine regular (sinusoidal) breathing patterns with different respiration rates (8-20 breaths-per-minute) and amplitudes, along with five irregular breathing patterns including a gasp/cough scenario, were tested using a respiratory motion phantom with a 3 cm diameter spherical target. Once the phantom was aligned using the external chassis to remove any default shifts, the 6-second CBCTs with Acuros reconstruction were acquired. Rigid registrations were performed using the 4DCT simulation average/untagged reconstructed image as reference to align to target (simulating clinical lung IGRT setup). Sixty-second CBCTs were also tested to verify the average offsets with conventional practice. The IGRT shifts were compared to 5 mm, a PTV margin typically used for lung tumors.
Results: Minimal (<1.0 mm) shifts were observed for all regular breathing patterns with both 6-second and 60-second CBCT acquisitions. For moderately irregular breathing patterns and the gasp/cough scenario, all shifts were less than 5 mm. Shifts larger than 5 mm were observed in highly irregular breathing patterns, with both 6-second (14%) and 60-second (24%) CBCT acquisitions. Statistical tests showed no significant differences (p > 0.05) between the sizes of shifts made with the two CBCT durations.
Conclusion: The 6-second CBCT can effectively and reliably localize a mobile target for regular and moderately-irregular breathers. Cautions should be used for highly irregular breathers, regardless of the duration of CBCT acquisition.
Affiliation
Jihye Koo 1, Gage Redler 1, Vladimir Semenenko 1, Stephen A Rosenberg 1, Emily Keit 1, Jacqueline M Andreozzi 1
1Department of Radiation Oncology, H. Lee Moffitt Cancer Center and Research Institute, Tampa, Florida, USA.
- 키워드
- 4DCT; CBCT; IGRT; localization; respiratory motion.
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편집위원
본 논문은 방사선치료시 환자 셋업에 필요한 CBCT 촬영에 있어, 최근 출시된 치료기(Varian-Ethos)에서 지원하는 6초 CBCT와 60초 CBCT의 두 모드를 흉부 영상에 대해 비교한 연구로서, 고속의 6초 CBCT 영상이 60초 CBCT와 임상적 차이가 없음을 보고하고 있다.
- 6초 만에 CBCT를 촬영하는 것은 기존보다 10배 빠른 속도로 영상을 얻을 수 있으며, 치료 테이블에서 촬영과 치료가 진행되는 동안 환자의 움직임도 줄일 수 있는 장점이 있으나, 흉부 촬영의 경우에 고속의 영상 획득은 호흡에 따른 타겟의 변위 또는 영상의 아티펙트가 나타날 수 있다.
- 저자들은 환자의 호흡시 종양의 움직임을 시늉할 수 있는 팬텀을 써서 호흡주기 3.0~7.5초 범위에서 6초와 60초 모드 CBCT 영상을 기준 영상과 비교하였으며, 6초 CBCT의 경우 타겟의 변위가 약 0.2 mm 이내로서 60초 CBCT와 임상적으로 차이가 없다고 보고했다.
- 한편, 불규칙한 호흡주기를 가지는 추가 실험의 경우에는 6초와 60초 CBCT 모두에서 무작위적 오차가 발생하였다. 따라서 호흡에 따른 폐 종양의 규칙적 움직임 또는 비규칙적 움직임에 대해서 6초와 60초 CBCT의 영상이 임상적으로 유사하다는 흥미로운 결과를 보였다.
- 비록 단편적 연구지만, 본 논문에서는 6초와 60초 CBCT의 영상이 통계적으로 유사하다고 잠정적 결론을 내리고 있으며, 이에 따라 6초 CBCT의 임상적 유용성과 함께 향후 6초 CBCT가 맞춤 방사선치료 등에 활용 가능성이 높을 것으로 전망한다.
※ CBCT : Cone Beam Computed Tomography
덧글달기닫기2025-08-28 16:40:19
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