단일분획 SRS 마스크 제작 방식 비교를 통한 설정 오차 평가

초록

본 연구는 BrainLAB 프레임리스 고정 마스크를 이용해 단일분획 뇌정위방사선수술(SF‑SRS) 시 설정 오차를 평가한다. 기존 매뉴얼에 따라 제작한 일반 마스크(R‑mask)와 머리 상부를 추가로 덮는 변형 마스크(A‑mask)를 각각 23명 환자에게 적용하고, 치료 전 CBCT 기반 위치 교정 데이터를 분석하였다. 평균 위치 교정값은 두 마스크 모두 0.7 mm 이하, 회전 교정은 0.1° 미만였으나 표준편차는 R‑mask에서 크게 나타났다. A‑mask는 전반적인 평균·표준편차가 감소했으며, 3차원 벡터 이동이 큰 경우도 적었다. 따라서 머리 상부를 포괄하는 A‑mask가 설정 불확실성을 줄이는 데 유리함을 확인하였다.

상세 요약

이 연구는 단일분획 SRS에서 가장 중요한 ‘정밀한 위치 고정’ 문제를 두 가지 마스크 제작 방식으로 비교함으로써 실질적인 임상 적용 가능성을 탐색한다. R‑mask는 BrainLAB 사용 설명서에 제시된 표준 절차대로 제작되었으며, 머리 뒤쪽과 측면을 주로 감싸는 형태이다. 반면 A‑mask는 기존 마스크의 커버 범위를 확대해 두피 상부까지 포함하도록 설계했으며, 이는 머리의 회전 및 미세 이동을 물리적으로 제한할 수 있다는 가설에 기반한다.

환자 46명을 두 그룹으로 나누어 각각 23명씩 적용한 뒤, 치료 전 CBCT 영상을 이용해 좌·우(LR), 상·하(SI), 전·후(AP) 3축 및 요(yaw) 회전 방향의 위치 교정값을 수집하였다. 평균값(mean)과 표준편차(SD)를 각각 계산했으며, 3차원 벡터 이동 길이의 빈도분포도 분석했다. 결과는 R‑mask의 평균 교정값이 <0.7 mm, <0.1° 로 작지만, SD가 상대적으로 크게 나타나 설정 오차가 일관되지 않음을 시사한다. 특히 AP 방향에서 양의 편향이 지속적으로 관찰되어, 마스크와 스테레오타픽 로컬라이저 간 비대칭적 오프셋이 존재함을 확인했다.

A‑mask는 평균값과 SD가 전반적으로 감소했으며, 특히 LR·SI·AP 축에서 R‑mask 대비 유의미하게 작은 변동성을 보였다. 다만 AP 방향의 SD는 두 마스크 간 차이가 미미했는데, 이는 머리 상부를 덮는 설계가 전후 방향의 미세 움직임을 완전히 억제하지 못함을 의미한다. 회전(yaw) 방향에서는 두 마스크 모두 비슷한 수준의 오차가 나타났으며, 이는 마스크 자체보다는 환자 고정 시 발생하는 회전성 요인이 제한적이라는 점을 암시한다.

3차원 벡터 이동 분석에서는 R‑mask에서 3 mm 이상 이동이 발생할 확률이 A‑mask에 비해 현저히 높았다. 이는 임상적으로 허용 가능한 오차 범위를 초과할 위험이 더 크다는 것을 의미한다. 따라서 머리 상부까지 포괄하는 A‑mask는 설정 불확실성을 감소시켜 치료 정확도를 향상시킬 가능성이 높다.

연구는 또한 마스크 제작 과정의 세밀함이 설정 오차에 직접적인 영향을 미친다는 점을 강조한다. 마스크 제작 시 환자의 두피 형태와 머리 크기를 정확히 반영하고, 고정 부위와 압박 정도를 적절히 조절해야 한다는 실무적 권고를 제시한다. 이러한 세부적인 제작 품질 관리가 없을 경우, A‑mask의 이점도 상쇄될 위험이 있다.

결론적으로, 머리 상부를 포함하는 A‑mask는 단일분획 SRS에서 위치 설정의 정확성을 향상시키는 효과적인 방법이며, 마스크 제작 단계에서의 정밀한 품질 관리가 필수적이다. 향후 연구에서는 A‑mask와 최신 이미지 가이드라인(예: 실시간 표면 모니터링)과의 결합 효과를 검증하고, 다양한 두피 형태에 대한 맞춤형 마스크 설계 알고리즘을 개발하는 방향이 제시될 수 있다.