Analysis of Uncertainties due to Digitally Reconstructed Radiographic (DRR) Image Quality in 2D-2D Matching between DRRs and kV X-ray Images from the On-Board Imager (OBI)

디지털 재구성 방사선영상과 온보드 영상장치를 이용한 2D-2D 정합 시 디지털 재구성 방사선영상의 질이 정합 정확도에 미치는 영향 분석

We evaluated the accuracy of a patient setup error correction due to reference image quality for a 2D-2D matching process. Digitally reconstructed radiographs (DRRs) generated by use of the Pinnacle3 and the Eclipse for various regions of a humanoid phantom and a patient for different CT slice thickness were employed as a reference images and kV X-ray Images from the On-Board Imager were registered to the reference DRRs. In comparison of the DRRs and profiles, DRR image quality was getting worse with an increase of CT image slice thickness. However there were only slight differences of setup errors evaluation between matching results for good and poor reference DRRs. Although DRR image quality did not strongly affect to the 2D-2D matching accuracy, there are still potential errors for matching procedure, therefore we recommend that DRR images are needed to be generated with less than 3mm slice thickness for 2D-2D matching.

본 연구에서는 환자 치료 전 셋업 확인을 위해 디지털 재구성 방사선영상(digitally reconstructed radiographs, DRR)을 참조영상으로 하여 온보드 영상 장치로부터 획득된 kV X선 영상과의 2차원 정합을 수행하였을 경우 DRR 영상의 질에 따라 환자 셋업 오차 보정의 정확도가 어떻게 달라지는가를 확인하였다. 방사선치료계획 장치로는 Pinnacle3와 Eclipse를 이용하였으며 참조 영상으로는 팬텀 및 환자를 각각 다른 슬라이스 두께로 부위별로 CT 촬영한 영상으로부터 재구성된 DRR 영상을 이용하였다. DRR 영상 및 프로파일 비교에서는 CT 슬라이스 두께가 증가함에 따라 이를 이용한 DRR 영상의 질이 저하됨을 확인할 수 있었지만 2차원 정합 결과 유사한 오차 값을 보여주어 DRR 영상의 질이 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다. 슬라이스 두께에 따른 2차원 정합 결과의 차이가 크지는 않지만 일반적인 환자 치료계획 및 2차원 정합을 위해 슬라이스 두께 3 mm 이하의 CT 영상 획득이 필요할 것으로 생각한다.