Ⅰ. INTRODUCTION
팔꿈치 통증은 일반적으로 ‘테니스 엘보’로 알려져 있으며, 주로 손을 반복적으로 사용하는 작업을 수행할 때 발생한다. 이러한 질환은 흔히, 테니스 운동 후 발생한다고 해서 테니스 엘보라고 불리지만, 가사노동을 하는 주부나 손으로 작업하는 노동자들에게서도 발생할 수 있다[1,2]. 최근 들어서 직업의 분업화와 스포츠의 대중화로 인해 팔꿈치 통증 및 팔꿉관절 관련 질환으로 인한 병원 내원 환자는 꾸준히 증가하고 있는 추세이다[3,4].
이와 같은 팔꿈치 관련 질환을 진단 및 치료하기 위하여 가장 먼저 시행되는 검사는 X선을 이용한 팔꿉관절 일반촬영(general radiography)이다[5]. 그리고 임상에서는 기본적으로 팔꿉관절 전⋅후방향(anterioposterior plane) 검사와 측방향(lateral plane)검사가 함께 시행되고 있는데 검사 방법은 다음과 같다. 팔꿉관절 전·후방향 검사는 환자가 테이블 위에 손바닥이 위로 향하고 팔꿈치를 편 자세를 취한 뒤 수직으로 X선을 입사시켜 검사를 수행하고, 측방향 검사는 환자가 아래팔뼈와 위팔뼈를 평평한 테이블 위에 놓고, 엄지손가락과 노뼈 쪽이 위로 향하게 하여 팔꿈치를 90도 구부린 자세를 취한 뒤 수직으로 X선을 입사시켜 검사를 수행한다[6]. 팔꿉관절 전·후방향 검사와 측방향 검사 중 상대적으로 측방향 검사가 재검사가 필요한 요소가 많다.
그 이유는 팔꿉관절 측방향 검사 시 해부학적 구조상 위팔뼈(humerus)의 내측 위관절융기(medial epicondyle)가 외측 위관절융기(lateral epicondyle)보다 몸쪽(proximal)에 자리 잡고 있어서 외측 및 내측 융기가 영상을 재구성하는 디텍터까지 도달하는 거리가 서로 달라 양측 위관절융기(both epicondyle)가 겹치지 않게 보일 수 있기 때문이다[7]. 이런 영향은 팔꿉관절 또한 잘 분리되지 않게 만들어 질환 진단에 어려움을 초래할 수 있다. 실제로 임상에서는 측방향 검사 시 환자 자세를 취하고 기본 X선 입사방향인 수직 입사를 수행한 후 양측 위관절융기가 겹치지 않고, 팔꿈치 관절이 분리되지 않는다면 환자 자세를 다시 변경하거나 입사 각도를 일부 조정하여 검사를 다시 진행하는 경우가 임상적 경험에 의하면 상당히 존재한다. 결과적으로 팔꿉관절 측 방향 검사 시 내측 위팔뼈와 외측 위팔뼈가 정확히 겹치지 않고 팔꿈치 관절 분리가 명확하지 않은 경우에 방사선 검사 소견의 정확도가 떨어질 수 있으며 이에 따라 재검이 필요한 경우도 많다. 결과적으로 이와 같은 상황에 대한 적절한 개선 방법은 필요한 상황이며, 임상에서 어떤 프로세스로 진행하면 좋을지에 대한 논의도 함께 필요하다.
위와 같은 상황에서 본 연구자들은 X선 수직 입사 후 정확한 영상이 나오지 않을 때, 튜브를 이용한 각도 조정보다 미세하게 환자의 아래팔(forearm)각도를 조정하여 최적의 검사 조건 및 프로세스를 찾아보고자 연구를 진행하게 되었다. 또한, 환자의 아래팔 각도의 정확한 설정 및 환자 자세의 불편함을 최소화하기 위해 스티로폼(styrofoam)을 이용해 자체 제작 디바이스를 만들었다.
따라서 본 연구의 목적은 팔꿉관절 측방향 X선 촬영 시 스티로폼을 이용하여 수직 입사 후 정확한 팔꿉관절 측면 영상이 획득되지 않는 환자의 아래 팔 각도를 조정하여 양측 위관절융기의 겹침 및 적절한 팔꿈치 관절 분리 정도가 되는 자세를 조사하고, 최적의 영상을 제공할 수 있는 프로세스를 제안하고자 한다.
Ⅱ. MATERIAL AND METHODS
1. 대상 및 장비
본 연구는 2022년 1월부터 10월까지 A 병원에 내원한 환자를 대상으로 팔꿉관절의 정확한 진단 및 치료를 목적으로 환자의 동의하에 검사를 진행하였다. 검사 진행 순서는 Fig. 1에 도면으로 나타내었다. 연구 대상은 총 20명(남자 10명, 평균 연령: 24.0 ± 1.8세; 여자 10명, 평균 연령: 21.9 ± 0.9세)으로, 전체 평균 연령은 23.4 ± 1.8세였고, 장비는 TOSHIBA X선관장치(TOSHIBA E7252X Rotanode X-Ray Tube, Toshiba, Japan)를 사용하였다.
Fig. 1. Flowchart of study design.
2. 연구 방법
팔꿉관절 측방향 검사의 촬영 조건으로 선원−영상수용체 간 거리(source to image receptor distance; SID)는 100 cm, 60 kVp, 10 mAs로 설정하여 시행하였다.
검사 방법은 Fig. 2 - (a)와 같이 기본적으로 아래 팔뼈와 위팔뼈를 테이블 위에 평평하게 놓고, 엄지손가락과 노뼈 쪽이 위로 향하게 하여 팔꿈치를 90° 구부린 자세를 취한 뒤 수직으로 X선을 입사시켜 검사가 수행되었다[6]. 그 후, 팔꿉관절 측방향검사 영상이 적절하지 않다고 판단되면 아래팔 각도를 5°, 10°의 기울기를 순차적으로 적용(빗면에 아래팔을 거상 시킨 상태)하여 획득하였다. 두 단계의 적용은 아래팔 각도가 0°(대조군)에서 최적의 영상이 획득되지 않을 때 10° 이내의 각도 조정이 더 좋은 결과를 낼 수 있을 것이라 판단되어 중간정도인 5°와 최대 각도인 10°를 적용시키게 되었다. 이때, 아래팔의 각도를 적용하는 데 환자의 자세 설정에 도움을 주고, 정확한 각도 변화를 부여하기 위해 공학용 각도기를 이용하여 자체 제작한 2개의 스티로폼 지지대를 이용하였다. 제작한 5° 지지대의 크기는 Fig. 2 - (b)와 같이 밑변: 20 cm, 높이: 1.8 cm, 빗변: 20.1 cm 였고, 10° 지지대의 크기는 Fig. 2 - (c)와 같이 밑변: 20 cm, 높이: 23.5 cm, 빗변: 20.3 cm을 지닌 직각 삼각형 형태였다.
Fig. 2. The specific posture of applying angles to the forearm using the device. (a) A zero-degree posture between the forearm and table (b) A five-degree posture between the forearm and table (c) A ten-degree posture between the forearm and table
결과적으로 본 연구는 최적의 팔꿉관절 측방향 영상을 획득하기 위하여 아래팔뼈와 테이블 각도가 0°(대조군)와 스티로폼 지지대를 사용하여 아래 팔뼈와 테이블 각도가 5°, 10° 기울기가 적용(실험군)된 데이터의 영상을 분석하였다.
3. 영상 평가
영상 평가 방법으로는 리커트 5점 척도를 이용하여 정형외과 전문의 2명이 양측 위관절융기의 겹침정도와 팔꿉관절의 분리 정도를 정성적으로 평가하였다. 평가 시 1~5점까지 기준은 Table 1에 나타내었다.
Table 1. Likert 5-point scale for qualitative assessment
4. 통계 분석
통계 분석 프로그램은 IBM SPSS Statistics 23.0(Armonk, NY: IBM Corp, USA)을 이용하였다. 정성적 평가를 위해서 평가자가 선택한 점수에 대한 신뢰도 평가를 진행하여 크론바흐 알파(Cronbach’s alpha) 값을 제시하였다. 데이터 수치들은 평균 ± 표준편차로 표시하였다.
Ⅲ. RESULT
팔꿉관절 측방향 검사에서 수직 입사를 통해 양쪽 위관절융기가 정확히 겹치지 않고, 팔꿉관절의 분리 정도가 잘 안된다고 판단된 총 20명의 환자를 대상으로 최적의 영상을 획득하기 위하여 아래팔과 테이블 사이 각도를 5°, 10° 기울기로 모두 적용하였다. 그리고 결과적으로 아래팔 부분이 들리게 설정했을 경우 기존의 방법보다 상대적으로 더 좋은 영상을 나타냄을 확인하였다.
정성적으로 평가한 결과를 보면, 위관절융기의 겹침과 팔꿉관절의 분리 정도 전체 평균 점수는 0°에서 1.6 ± 0.8점, 5°에서 2.7 ± 0.8점, 10°에서 4.4 ± 1.3점으로 10°에서 가장 높게 나타났다. 두 명의 평가자(A, B)의 각 점수는 다음과 같았다. A 평가자의 경우는 0°에서 1.5 ± 0.9점, 5°에서 2.8 ± 0.7점, 10°에서 4.5 ± 1.2점이었고, B 평가자의 경우는 0°에서 1.7 ± 0.8점, 5°에서 2.7 ± 0.9점, 10°에서 4.3 ± 1.3점이었다. 두 평가자 간의 0°, 5°, 10° 사이의 신뢰도 분석결과 크론바흐 알파 수치는 순서대로 0.867, 0.697, 0.922였다(Table 2). 구체적으로 5°와 10° 기울기 적용에 대한 평가자들의 순위 평가는 다음과 같았다. A, B 평가자 모두 총 20명 데이터 중 가장 좋은 영상으로 아래팔뼈 10° 기울기 적용에서 18건, 5° 기울기 적용에서 1건, 아래팔뼈 각도 적용 없이 수직입사(0°)에서 1건으로 평가했다. Fig. 3을 보면 아래 팔뼈 각도 10° 적용 후 입사에서 위팔뼈 관절융기의 겹침이 잘되고, 팔꿉관절의 분리 정도가 좋은 영상을 확인할 수 있었다. 다음으로 아래팔뼈 5° 기울기 적용 후 입사에서 가장 좋다고 평가한 영상과 대조군(아래팔뼈 적용 없이 수직 입사; 0°)이 가장 좋다고 평가했던 경우는 Fig. 4에 나타냈다. Fig. 4 - (a)를 보면 5°의 기울기를 적용 시 기울기를 적용하지 않은 0°, 그리고 기울기를 10° 적용한 영상의 중간의 영상이 나타나면서 가장 위팔뼈 관절융기가 잘 겹치고, 팔꿉관절의 분리가 좋은 영상이었다. Fig. 4 - (b)에서는 기울기를 적용하지 않은 0°에서 가장 좋은 영상을 획득하였고, 적용한 기울기가 증가함에 따라 영상의 질이 나빠지는 것을 확인하였다.
Table 2. The results of the qualitative evaluation
Fig. 3 Examples of the optimal image which had overlap of the bilateral and separation of the elbow joint at the 10 degree angle between the forearm and the table (left images: 0°, center images: 5°, lateral images: 10°).
Fig. 4 Examples of the optimal image which had overlap of the bilateral and separation of the elbow joint at the different degree angle between the forearm and the table (left images: 0°, center images: 5°, lateral images: 10°) (a) The optimal image at a 5 degree angle between the forearm and the table (b) The optimal image at a 0 degree angle between the forearm and the table
Ⅳ. DISCUSSION
팔꿉관절 측방향 일반촬영 시 영상은 양측 위관절 융기가 잘 겹쳐져 보이고, 팔꿉관절이 잘 분리되어 나타나야 진단학적으로 좋은 영상이라고 볼 수 있다[8,9]. 그러나 전⋅후방향 검사와 비교 시 측방향 검사는 여러 번 검사를 진행할 확률이 상대적으로 높으므로 환자의 자세가 중요하다. 환자의 내측 위관절융기와 외측 위관절융기는 해부학적 구조상 위치가 다르며 이를 보상하기 위해 측방향 검사 시 아래팔뼈를 수직(90°)로 굽히고 팔이 어깨까지 올라가게 검사 테이블을 올려서 검사하고 있다[6,8]. 이와 같은 정확한 자세 잡이는 잘못된 영상 획득에 따른 반복 검사를 줄임으로써 환자의 방사선 피폭을 감소시킬 수 있고, 진단에 유용한 도움이 되게 만든다[8,10]. 하지만 정확한 환자의 자세에도 불구하고 실제 검사 시 위관절융기가 정확히 겹치지 않은 경우가 많은데 이는 해부학적 구조와 디텍터와의 거리에 따른 문제점이라고 생각하였고, 이를 해결하기 위해 아래팔 뼈 각도를 조정함으로써 최적의 영상을 획득할 수 있는 연구를 수행하게 되었다.
결과적으로 팔꿉관절 측방향 검사에서 기존 검사 방법을 이용한 결과에서 양측 위관절융기가 잘 겹쳐지지 않고, 팔꿉관절의 분리가 잘 안 되어 본 연구의 프로토콜로 추가 검사를 한 총 20명 중 가장 좋은 영상이 나왔던 자세는 아래팔과 테이블 사이의 각도를 10° 적용했을 때였다. 또한, 나머지 1명의 데이터는 5° 각도가 10° 각도보다 영상 평가 결과가 더 좋다고 확인되었는데, 이는 추후 한 개의 각도 설정만 가능한 스티로폼 외에 각도가 조절될 수 있는 보조 기구가 더 필요할 수 있다는 점을 나타내었다. 실제로 사람마다 뼈의 해부학 구조 및 아래팔과 위팔의 두께의 차이가 존재해 최적의 영상을 획득할 수 있는 각도는 일부 다를 수 있는데 이를 보완할 수 있는 다양한 각도 설정이 가능한 보조 기구가 있다면 도움이 될 것으로 판단된다.
연구결과를 바탕으로 본 저자들은 실제 임상 현장에서 팔꿉관절 측방향 검사 시 기존 검사(아래팔과 테이블 사이의 각도를 부여하지 않고 X선 수직입사)에서 가장 좋은 영상이 나온다면 그대로 검사를 마무리하고, 그렇지 않다면 먼저 아래팔과 테이블의 각도를 10°로 변경 후 영상을 획득하길 권한다. 그리고 그 후에도 최적의 영상이라 판단하기 미흡하면서 임상적으로 더 정확한 영상이 필요할 경우 5°의 각도로 진행하라고 조언을 하고자 한다.
기존에 일반촬영 검사 시 X선관의 각도를 조절하여 해부학적 겹침 구조를 해결하려고 한 연구들이 상당수 있었다. 예를 들어, 주상골 골절의 진단가치를 높이기 위하여 X-ray 튜브의 각도를 0°~25°까지 변화시켜 설상골과 주상골의 겹침 정도를 파악한 연구가 있었고[11], 무릎뼈의 접선방향 X선 검사를 위해 환자의 무릎의 각도와 X-ray 튜브와 영상과의 관계를 연구한 연구가 있었다[12]. 이런 연구들 모두 최적의 영상을 획득하여 부위별 질환을 정확히 평가하고자 함이었는데 본 연구의 목적도 비슷했다. 위에 언급된 연구들처럼 디바이스 또는 보조 기구를 이용하여 10°의 각도를 적용하면 보다 정확한 팔꿉관절 측방향 영상을 획득할 수 있게 도움을 줄 것이다. 여기서 10°의 각도를 적용하기 위해 디바이스를 사용하지 않는다면 환자가 자세 유지에 불편함을 느낄 수 있고, 그로 인해 팔꿈치의 움직임이 발생하여 수직 입사보다 안 좋은 결과를 나타낼 수 있을 것이다. 이를 최소화하기 위하여 본 연구에서는 스티로폼으로 된 촬영용 보조 기구를 이용하였는데, 다음에 남녀 성별 및 성인과 소아에 모두 적용할 수 있으면서 각도까지 조절이 가능한 디바이스를 제작하여 사용한다면 다양한 체형을 가진 환자들에게 각도 변화를 쉽게 적용할 수 있게 되어 효과적일 수 있다고 판단을 했으며 이에 관한 연구는 추후 진행할 계획이다.
본 연구의 제한점으로는 첫 번째, 본 연구에 참여한 환자 그룹이 20명으로 구성되어 있다는 점이다. 정확한 결과를 제시하기 위해서는 많은 표본수를 획득하여 분석해야 할 필요가 있었다. 그러기 위해서는 추후 기관윤리위원회의 승인을 받고 더 신뢰 있는 결과를 제시할 수 있게 연구를 진행하겠다. 두 번째, 아래팔뼈 각도를 부여한 방법에서 스티로폼 기반의 자체 제작 디바이스를 이용하였다면 자세 재현성과 안정성 등 다양하고 면밀한 품질평가가 이뤄줘야만 하는데[13], 이 부분이 진행되지 않았다. 이는 추후 연구에서 다뤄질 예정이며, 그때는 디바이스를 사용한 환자의 만족도까지 조사하고자 한다. 마지막으로 본 연구의 결과 분석이 정성적으로만 이루어졌다는 점이다. 영상의 질을 평가할 때 경험 있는 평가자들의 정성적 평가도 매우 중요하지만, 객관화할 수 있는 정량적 평가 방법도 실제 필요하다[14-16]. 즉, 정량적으로 평가할 방법도 추가로 개발되어 사용된다면 더 좋을 것으로 생각한다. 위와 같은 제한점이 존재하지만 본 연구는 팔꿉관절 측방향 일반촬영 검사 시 유용한 X선 촬영 각도를 확인하였고, 최적의 영상을 획득할 수 있는 조건을 제안하였다는 것에 의미가 있다고 생각한다. 향후 개선된 디바이스의 개발과 함께 체계적인 연구를 진행한다면 팔꿉관절 일반촬영 검사시 반복 촬영을 줄이고 진단에 유용한 영상을 획득할 수 있는 프로세스 형성에 도움이 될 것으로 생각한다.
Ⅴ. CONCLUSION
팔꿉관절 측방향 일반촬영 검사 시 기존의 검사 자세에서 최적의 영상이 획득되지 않은 환자들에게 아래팔의 각도 변화를 주어 시행한 결과 10° 각도에서 가장 많이 위팔뼈의 양측 위관절융기의 겹침 및 팔꿉관절의 분리를 확인할 수 있었다. 결론적으로 기존 자세 및 X선 입사 방법보다 더 최적의 영상을 획득하고자 할 때, 아래팔뼈와 테이블 사이의 각도를 먼저 10° 그다음 5° 순으로 적용하면서 영상을 획득한다면 불필요한 반복 검사를 줄이고 최적의 팔꿉관절 영상을 획득할 수 있을 것으로 생각한다.
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