Review on Usefulness of EPID (Electronic Portal Imaging Device)

EPID (Electronic Portal Imaging Device)의 유용성에 관한 고찰

Purpose: Replacing the film which used to be used for checking the set-up of the patient and dosimetry during radiation therapy, more and more EPID equipped devices are in use at present. Accordingly, this article tried to evaluated the accuracy of the position check-up and the usefulness of dosimetry during the use of an electronic portal imaging device. Materials and Methods: On 50 materials acquired with the search of Korea Society Radiotherapeutic Technology, The Korean Society for Radiation Oncology, and Pubmed using "EPID", "Portal dosimetry", "Portal image", "Dose verification", "Quality control", "Cine mode", "Quality - assurance", and "In vivo dosimetry" as indexes, the usefulness of EPID was analyzed by classifying them as history of EPID and dosimetry, set-up verification and characteristics of EPID. Results: EPID is developed from the first generation of Liquid-filled ionization chamber, through the second generation of Camera-based fluoroscopy, and to the third generation of Amorphous-silicon EPID imaging modes can be divided into EPID mode, Cine mode and Integrated mode. When evaluating absolute dose accuracy of films and EPID, it was found that EPID showed within 1% and EDR2 film showed within 3% errors. It was confirmed that EPID is better in error measurement accuracy than film. When gamma analyzing the dose distribution of the base exposure plane which was calculated from therapy planning system, and planes calculated by EDR2 film and EPID, both film and EPID showed less than 2% of pixels which exceeded 1 at gamma values (r%>1) with in the thresholds such as 3%/3 mm and 2%/2 mm respectively. For the time needed for full course QA in IMRT to compare loads, EDR2 film recorded approximately 110 minutes, and EPID recorded approximately 55 minutes. Conclusion: EPID could easily replace conventional complicated and troublesome film and ionization chamber which used to be used for dosimetry and set-up verification, and it was proved to be very efficient and accurate dosimetry device in quality assurance of IMRT (intensity modulated radiation therapy). As cine mode imaging using EPID allows locating tumors in real-time without additional dose in lung and liver which are mobile according to movements of diaphragm and in rectal cancer patients who have unstable position, it may help to implement the most optimal radiotherapy for patients.

목 적: 방사선 치료 중 정확한 환자의 셋업 확인과 선량 측정용으로 사용되었던 film을 대신 하여 현재는 전자포탈영상장치(EPID)가 장착된 장비가 증가하고 있다. 이에 본 논문은 전자포탈영상장치 사용 시 자세확인의 정확성과 선량측정의 유용성을 평가해 보고자 한다. 대상 및 방법: 대한방사선치료학회, 대한방사선종양학회, Pubmed에서 "EPID", "Portal dosimetry", "Portal image", "Dose verification", "Quality control", "Cine mode", "Quality - assurance", "In vivo dosimetry"와 같은 용어로 검색하여 획득한 50개의 자료(1997~2012)를 대상으로 EPID의 역사와 선량측정(dosimetry), 자세확인(set-up verification), EPID 특성으로 구분하여 EPID의 유용성을 분석 하였다. 결 과: EPID는 1세대 Liquid-filled ionization chamber, 2세대 Camera based fluroscopic, 3세대 Amorphous-silicon 순으로 발전하였으며, EPID 촬영 모드에는 크게 EPID mode, Cine mode, Integrated mode로 나뉜다. 필름과 EPID의 절대선량정확성 평가를 한 결과 EPID는 1%, EDR2 필름은 3% 이내로 나타나 오차 측정 정확도가 필름에 비해 EPID가 우수하다는 것을 알 수 있었고, 치료계획 시스템으로부터 계산된 기준 조사면과 EDR2 필름, EPID로 측정한 기준 조사면의 선량 분포를 중첩하여 감마 분석한 결과 필름과 EPID 모두 허용기준 3%/3 mm와 2%/2 mm에서 감마값이 1을 초과하는 화소(r%>1)가 전체 화소의 2% 이내였다. 또한 업무 부하 비교에 있어 세기조절방사선 치료에서 전 과정 QA를 수행하는데 소요되는 시간은 EDR2 필름이 약 110분, EPID가 약 55분으로 측정되었다. 결 론: 전자포탈영상장치의 이용은 선량측정과 자세확인에 있어 기존의 복잡하고 번거로웠던 film과 전리조(Ionization chamber)를 대체하기에 충분하였으며, 특히 세기조절방사선치료의 정도관리에 있어 매우 유용하고 효율적이며 정확한 선량 측정 장치임을 알 수 있었다. 또한, 전자포탈영상장치를 이용한 Cine mode 촬영은 횡격막의 움직임에 따라 유동성이 큰 폐와 간의 경우나 자세의 안정성이 불안한 직장암 환자의 경우 추가 선량 없이 실시간으로 종양의 위치를 확인 할 수 있다는 장점이 있어 최적의 방사선 치료 구현이 가능하리라 사료된다.