Purpose : The purpose of this study is evaluation for the applicability of O-MAR(Metal artifact Reduction for Orthopedic Implants)(ver. 3.6.0, Philips, Netherlands) in head & neck radiation treatment planning CT with metal artifact created by dental implant. Materials and Methods : All of the in this study's CT images were scanned by Brilliance Big Bore CT(Philips, Netherlands) at 120kVp, 2mm sliced and Metal artifact reduced by O-MAR. To compare the original and reconstructed CT images worked on RTPS(Eclipse ver 10.0.42, Varian, USA). In order to test the basic performance of the O-MAR, The phantom was made to create metal artifact by dental implant and other phantoms used for without artifact images. To measure a difference of HU in with artifact images and without artifact images, homogeneous phantom and inhomogeneous phantoms were used with cerrobend rods. Each of images were compared a difference of HU in ROIs. And also, 1 case of patient's original CT image applied O-MAR and density corrected CT were evaluated for dose distributions with SNC Patient(Sun Nuclear Co., USA). Results : In cases of head&neck phantom, the difference of dose distibution is appeared 99.8% gamma passing rate(criteria 2 mm / 2%) between original and CT images applied O-MAR. And 98.5% appeared in patient case, among original CT, O-MAR and density corrected CT. The difference of total dose distribution is less than 2% that appeared both phantom and patient case study. Though the dose deviations are little, there are still matters to discuss that the dose deviations are concentrated so locally. In this study, The quality of all images applied O-MAR was improved. Unexpectedly, Increase of max. HU was founded in air cavity of the O-MAR images compare to cavity of the original images and wrong corrections were appeared, too. Conclusion : The result of study assuming restrained case of O-MAR adapted to near skin and low density area, it appeared image distortion and artifact correction simultaneously. In O-MAR CT, air cavity area even turned tissue HU by wrong correction was founded, too. Consequentially, It seems O-MAR algorithm is not perfect to distinguish air cavity and photon starvation artifact. Nevertheless, the differences of HU and dose distribution are not a huge that is not suitable for clinical use. And there are more advantages in clinic for improved quality of CT images and DRRs, precision of contouring OARs or tumors and correcting artifact area. So original and O-MAR CT must be used together in clinic for more accurate treatment plan.
목 적 : 두경부 치료계획 CT영상에서 dental implant로 인한 metal artifact 발생 시 O-MAR(Metal artifact Reduction for Orthopedic Implants)(ver. 3.6.0, Philips, Netherlands)를 적용할 수 있을지 여부를 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 모든 CT영상은 Brilliance Big Bore CT(Philips, Netherlands)에서 관전압 120kVp, 2mm 두께로 촬영하였으며, O-MAR를 이용하여 Metal artifact reduction 후 전산화치료계획장비(Eclipse ver 10.0.42, Varian, USA)로 원본영상과 비교, 분석하였다. O-MAR의 기본적인 성능 테스트를 위해 Metal artifact가 발생하지 않은 영상과 발생한 영상에서 O-MAR 적용시, HU 변화를 검증하기 위해 원통형 팬텀과 cerrobend 막대, 불균질 팬텀을 이용하여 실험하였다. 각각의 원본 영상과 O-MAR 적용 영상에서 관심영역 내 HU 변화를 측정하였다. 이를 바탕으로 본 연구의 주목적인 dental implant로 인한 metal artifact 발생 영상을 재현하기 위해 팬텀을 제작하여 사용하였고, 실제 임상 환자 영상에 O-MAR를 적용한 영상과 원본 영상 그리고 artifact 부분을 보정한 영상의 선량 분포를 SNC Patient(Sun Nuclear Co., USA)로 비교하였다. 결 과 : 두경부에서의 metal artifact를 재현한 원본 영상과 O-MAR 적용영상의 선량 분포를 비교한 결과 gamma passing rate 는 2 mm / 2% 기준으로 99.8%, 일치를 보였다. 실제 임상 환자 영상을 바탕으로 O-MAR 적용 전후 영상과 density corrected CT 영상에 동일한 조건으로 치료 계획을 수립하여 선량 분포를 비교한 결과는 98.5% 일치로 비교적 높은 gamma passing rate를 보였다. 전체적인 선량 분포 차이는 모두 2% 이내로 팬텀 실험과 실제 임상 환자 영상 실험에서 비슷한 결과로 나타났다. 하지만 선량 편차가 적더라도 국소적으로 집중되어 있는 것은 문제의 소지가 될 가능성이 있다. 화질 개선 면에서는 모든 실험에서 O-MAR 적용영상이 원본에 비해 개선됨을 알 수 있었으나, 두경부 metal artifact를 재현한 팬텀 영상 air cavity 내에서 최대 HU 값이 상승하는 경우가 생겼고, 환자 영상에서는 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우 또한 발견할 수 있었다. 결 론 : 업체에서 제시한 사용제한 사항인 피부 근처와 저밀도 영역이 공존하는 두경부에서 O-MAR의 사용 가능성을 확인해 본 결과, 원본의 왜곡과 보정이 동시에 일어났다. 심지어 팬텀 실험보다 더 심한 artifact가 생긴 환자의 경우 air cavity가 tissue로 잘못 보정되는 경우도 발생하였다. 결과적으로 아직까지는 O-MAR 알고리즘이 air cavity와 photon starvation artifact를 정확히 구분하지 못하는 것으로 보인다. 선량 측면에서의 영향은 임상에서 배제될 만큼 큰 차이를 보이지는 않았다. 임상에서 원본과 O-MAR 적용 영상을 비교하며 작업한다면 contouring, artifact 보정작업, DRR 화질 개선 등에 도움을 받을 수 있을 것으로 사료된다.