• 제목/요약/키워드: 이중에너지 방사선흡수

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이중에너지 X선 흡수 계측법을 이용한 골밀도 검사 시 진단불일치에 대한 분석 (The Study of Diagnostic Results Discordance Analysis on BMD Using DEXA)

  • 박원규;강영한;조광호
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제31권1호
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    • pp.25-31
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    • 2008
  • 목적: 이중 에너지 X선 흡수 계측(DEXA, Dual Energy X-ray Absorptiometry)을 이용한 골다공증 진단 시 부위 별로 골다공증에 대한 진단 불일치도를 파악하고, 연령의 증가에 따른 골다공증 진단 일치 여부를 조사하여 골절 예방과 치료에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 연구대상 및 방법: 골절 및 정형외과적 수술이 없는 여성 220명을 대상으로 요추부 $1{\sim}4$번과 고관절의 대퇴경부, Ward's triangle 그리고 전완부의 Ultra digital 부위의 골밀도를 측정하였다. 요추부와 대퇴경부, 전완부의 진단 일치 여부를 위해 각 부위 별 골감소증, 골다공증을 구별하여 분석하였고, 연령의 증가에 따른 진단의 불일치도를 파악하였다. 통계처리는 전완부와 대퇴 경부, 요추부 골밀도의 상관분석을 하였고, 각 부위 T-score 비교는 $x^2$-test를 사용하여 유의성 검정을 하였고, p < 0.05인 경우를 유의한 차이로 판정하였다. 결과: 대상자의 요추부 골밀도는 정상이 57명(25.9%), 골감소증군 86명(39.1%), 골다공증군은 77명(35.0%)이었다. 요추 4번에서는 골다공증군이 78명(35.5%)이었고, Ward's triangle은 126명(57.3%)에서 골다공증으로 진단되어 Ward's triangle에서 골밀도가 가장 낮았다. 요추부와 대퇴경부의 진단불일치율은 57%였고, 요추부와 전완은 43%, 전완과 대퇴경부는 51%로 나타났다. 정상군, 골감소증군, 골다공증군의 진단불일치율은 각각 39%, 63%, 42%로 나타나, 골감소증군에서 진단불일치율이 가장 높았다. 요추부가 정상일 때 불일치도는 30대, 40대, 50대, 60대, 70대에서 각각 25%, 23%, 11%, 65%, 86%로 나타나 60대 이후 불일치도가 급격히 높아졌다. 요추부가 골감소증이나 골다공증일 때는 30대, 40대, 50대, 60대, 70대에서 각각 62%, 55%, 36%, 20%, 9%로 나타나 연령이 높아질수록 불일치도는 낮아졌다. 결론: 골밀도는 연령증가에 따라 변화되고 부위에 따라 서로 차이가 있으므로 골밀도 검사는 요추와 대퇴경부, 전완을 각각 측정하여 차이를 살펴보는 것이 바람직하다. 진단의 불일치 정도가 60대와 70대, 그리고 골다공증군에서 가장 현저하였으며, 이는 두 부위 이상에서 불일치가 일어날 가능성이 있으므로 골절 위험 한계치의 측정에 각 부위별 골밀도 측정이 필요할 것으로 사료된다.

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이중 에너지 X선 흡수 계측법을 이용한 BMD 검사 시 발생할 수 있는 기술적인 오류 분석 (The Study of Technical Error Analysis on BMD Using DEXA)

  • 강영한;조광호
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제29권4호
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    • pp.229-236
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    • 2006
  • 연구목적: 이중 에너지 X선 흡수 계측법(DEXA, dual-energy X-ray absorptiometry)을 이용한 골다공증 진단 시 발생할 수 있는 기술적인 오류의 유형을 분석하고, 골밀도(BMD, bone mineral density) 값에 미치는 영향에 대해 알아보고자 실시하였다. 연구대상 및 방법: 환자 정보(연령, 체중, 신장, 폐경연령) 입력 오류와 관심영역(ROI, region of interest) 설정에 대한 오류로 나누어 연구하였다. 환자정보 입력 오류는 연령과 폐경연령을 5살, 10살 많게 또는 적게 입력하고, 신장과 체중도 동일한 조건으로 증감하며 입력하여 척추팬텀으로 각각 10회씩 스캔하였다. ROI 설정 오류는 폐경기 여성 10명을 대상으로 스캔을 실시하여 요추부, 고관절부, 전완으로 나누어 ROI를 변화시키며 $BMD(g/cm^2)$, T-score 값을 얻었고, 각각의 결과 값으로 정밀도 1%를 적용하여 평균에 대한 차이 분석을 실시하였다. 결 과: 연령과 신장, 체중 폐경연령에 대한 환자 정보 입력 오류는 정밀도 1%에서 유의하지 않게 나타났다. ROI 설정 오류는 요추부 ROI 설정 시 ROI 기준선을 좌우 1 cm, 2 cm 좁혔을 때 평균 $0.006\;g/cm^2$, 0.1 그리고 $0.021\;g/cm^2$, 0.15 감소하였다. 제 12흉추를 포함하였을 때 $BMD(g/cm^2)$와 T-score는 평균 $0.063\;g/cm^2$, 0.3 감소하였고, 제 5번 요추를 포함하였을 때 각각 $0.077\;g/cm^2$, 0.5 증가하였다. 고관절 관심영역을 대퇴골두 위쪽 또는 좌측으로 0.5 cm 이동하였을 때의 결과 값은 평균에 대한 차이를 보이지 않았다. 하지만 소전자 아래쪽 0.5 cm, 1 cm 이동하였을 때의 $BMD(g/cm^2)$와 T-score는 $0.031\;g/cm^2$, 0.3 그리고 $0.094\;g/cm^2$, 0.65로 증가하였다. 전완의 관심영역을 수근부 아래쪽, 위쪽으로 1 cm으로 이동하였을 때 $BMD(g/cm^2)$와 T-score는 $0.042\;g/cm^2$, 0.9 감소 또는 $0.096\;g/cm^2$, 0.40 증가하였다. 좌우 기준선이 1 cm, 2 cm 넓어질 때 $BMD(g/cm^2)$, T-Score는 평균 $0.008\;g/cm^2$, 0.1 증가 또는 $0.021\;g/cm^2$, 0.3으로 증가하였다. 결 론: 골밀도 측정 시 발생할 수 있는 기술적인 오류는 다양하며, 오류에 따라 정상 BMD 값과 T-score에 변동이 있음을 알 수 있었다. 환자정보 입력과정에 발생할 수 있는 연령과 체중, 신장, 폐경 연령에 따른 입력오류는 BMD와 T-score에 영향을 미치지 않았으나 일반적 골밀도 검사 시에는 중요한 요소이다. ROI 지정 오류 시에는 BMD 값과 T-score에 유의한 차이가 있었다. 정확한 골밀도 검사를 위해서는 환자 정보에 대해서도 자세한 파악이 있어야 하겠지만 검사자의 기술적 지식이 결과 값에 영향을 미치게 됨을 충분히 인지하고 검사에 임하여야 하겠다.

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이중 산란형 컴프턴 카메라 구성 검출기 성능 평가 (Performance Evaluation of Component Detectors of Double-scattering Compton Camera)

  • 서희;박진형;김찬형;이주한;이춘식;이재성
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제35권2호
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    • pp.69-76
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    • 2010
  • 현재 개발중에 있는 이중 산란형 컴프턴 카메라는 두 대의 산란부 검출기(양면 실리콘 스트립 검출기, DSSD)와 하나의 흡수부 검출기(NaI(Tl) 섬광 검출기)로 구성되며, 소형이면서도 높은 영상해상도를 제공할 수 있는 구조를 가지고 있다. 본 연구에서는 이중 산란형 컴프턴 카메라를 구성하고 있는 감마선 검출기들의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 평가하고, 산란부 검출기의 에너지 분해능에 영향을 미치는 인자들을 등가 노이즈 전하(equivalent noise charge)를 통하여 분석하였다. DSSD-1은 평균적으로 59.5 keV 피크($^{241}Am$)에 대하여 $25.2keV{\pm}0.8keV$ FWHM의 에너지 분해능을 보였으며, DSSD-2는 $31.8keV{\pm}4.6keV$ FWHM의 에너지 분해능 지니고 있는 것으로 확인되었다. DSSD의 시간 분해능은 57.25 ns FWHM으로 평가되었고, NaI(Tl) 섬광 검출기의 시간 분해능은 7.98 ns FWHM이었다. 또한 이중산란형 컴프턴 카메라를 이용하여 $^{137}Cs$ 점선원에 대한 컴프턴 영상을 획득한 후 성능을 평가하였다. 이번 실험을 통해서 영상해상도 8.4 mm FWHM (각 분해능 $8.1^{\circ}$ FWHM)을 획득하였고, 영상감도는 $1.5{\times}10^{-7}$(고유 효율=$1.9{\times}10^{-6}$)으로 나타났다.

이중에너지광자선의 전산화단층촬영술을 이용한 정량적 골무기물함량의 비교분석 (Comparative Analysis of Bone Mineral Contents with Dual-Energy Quantitative Computed Tomography)

  • 최태진;윤선민;김옥배;이성문;서수지
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제15권2호
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    • pp.153-158
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    • 1997
  • 목적 : 이중광자에너지 전산화단층촬영의 정량적골무기물함량(Dual-Energy Quantitative Computed Tomography, DEQCT)의 실험상수를 구하고, DEQCT에 의한 골무기물함량과 동물척추 해면골의 무기물함량과 일치하는지 비교하였다. 대상 및 방법 : 조직의 CT 번호는 주어진 방사선에너지와 조직상분에 따른 방사선 감약계수의 함수로 얻게 되며, 빙사선감약은 에너지에 따라 달라지므로 본 연구는 CT에서 사용되고 있는 80과 $120kV_p$ X선에서 각 조직의 질량감약계수를 구하여 실험적으로 DEQCT에 의한 골무기물함량을 결정하였다. DEQCT에서 골무기물함량결정에 이용되는 실험상수들은 골등가물질의 표준시료 $K_2HPO_4$ 용액과 연부조직의 물 및 지방등가물질로 무수알코올을 이용하여 구하였다. 골무기물함량 비교는 실험적 상수결정에 의한 DEQCT와 제작회사의 DEQCT를 사용하여 각각 구하였으며, 동물척추해면골 시편의 재의 질량과 각각 비교하였다. 결과 : $80kV_p$에서 골둥가물질의 질량흡수계수는 0.5608, 물 0.2409과 지방등가 조직에서 $0.2206cm^2/g$을 얻었으며, $120kV_p$의 방사선에서는 0.3273, 0.2046 및 $0.1971cm^2/g$을 각각 얻었다. 골등가물질 $K_2HPO_4$ 표준시료를 80과 $120kV_p$ X선으로 스켄한 CT 번호를 이용하여 실험상수 $K_1$는 0.3232, $K_2$는 0.2450를 각각 얻펐다. 이중광자에너지에 의한 골무기물함량측정결과는 동물척추해면골 시편의 재의 질량을 골무기물함량으로 정한 값과 비교한 결과 잘 일치하였으며 상관계수 r=0.998을 보였다. 한편, 동물척추골시편의 골무기물에 대하여 CT에 탑재된 DEQCT에 의한 골무기함량의 비교 결과는 상관계수 r=0.996 을 보여 상호 잘 일치함을 알 수 있었다. 결론 :이중광자에너지 전산화단층영상장친에 대한 조직등가물질의 실험적 질량감약계수에 의한 골무기물함량과 제작사의 DEQCT에 의한 정량적 골무기물함량이 실험적 골무기물함량과 잘 일치함을 보였다.

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이중 모드 컴프턴 카메라의 측면 흡수부 제작을 위한 신호처리회로 개발 (Development of Signal Processing Circuit for Side-absorber of Dual-mode Compton Camera)

  • 서희;박진형;박종훈;김영수;김찬형;이주한;이춘식
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제37권1호
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    • pp.16-24
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    • 2012
  • 본 연구에서는 이중 모드 컴프턴 카메라의 측면 흡수부 개발을 위해 CsI(Tl) 섬광체에 실리콘 광다이오드를 결합한 섬광 검출기를 제작하였고, 이를 위한 신호처리회로를 설계 및 제작하였다. 개발된 신호처리회로는 에너지를 결정하는 파트와 타이밍을 결정하는 파트로 구성되어 있으며, 트리거 신호를 발생시키기 위해 상승 에지 선별기 및 TTL-to-NIM 로직 변환기를 포함하도록 개발하였다. 검출기와 초단의 신호처리회로(front-end electronics, FEE)는 AC 커플링 구조로 구성하였다. FEE의 잡음 특성은 전체 시스템의 성능에 크게 기여하므로 설계 시 고려해야 할 몇 가지 조건들에 대해 논의하였다. 이후 제작된 감마선 검출 시스템의 에너지 분해능 및 시간 분해능을 결정하였다. 평가된 에너지 분해능은 662 keV 피크와 511 keV 피크에 대해서 각각 12.0% 및 15.6% FWHM이었다. 시간 분해능은 59.0 ns로 평가되었다. 본 연구를 통해 제작된 섬광 검출기 및 신호처리회로의 성능이 기대에 다소 미치지 못하므로 결론에서는 성능 향상을 위한 추가 연구 방향에 대해 논의하였다.

소아 체지방 평가를 위한 생체 저항분석법의 타당성 연구 : 이중 에너지 방사선 흡수법과의 비교 (Validity of Bioelectrical Impedance Analysis(BIA) in Measurement of Human Body Composition)

  • 김형석;김수영
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권7호
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    • pp.696-700
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    • 2005
  • 목 적 : 소아 체지방 평가에 있어 여러 가지 방법 중 BIA를 이용한 체성분 분석은 비침습적이고, 경제적이며, 방사선 노출의 위험이 없이 검사가 용이해 반복 시행할 수 있다는 장점이 있는 반면 검사 결과의 정확성에 대해 확인해 볼 필요가 있다. 이에 BIA 및 이중 DEXA에 의한 측정치들을 비교하여 BIA의 타당성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 2003년 7월에서 10월까지 4개월 동안 부산대학교병원 소아과 방문하였던 소아 100명(남아 58명, 여아 42명)을 연구대상으로 하여 연구 대상자들에 대하여 각각 신장, 체중, 피부두께를 측정하였으며, BIA 및 DEXA법을 이용하여 체성분(체지방량, 제지방량, 제지방률, 체수분량)을 분석하였다. 결 과 : BIA와 DEXA법을 통한 검사상 FBM, LBM, %BF의 상관관계는 남녀 모두에서 통계학적으로 의미있는 양의 상관관계를 보였으며, 통계학적으로 의미가 있었다(P<0.001). 특히 FBM에서 남녀 모두 상관 계수가 높았다. 결 론 : 소아 비만의 평가에 있어 BIA를 통한 체성분 분석은 장치가 간단하고 특별한 기술을 필요로 하지 않으며, 비침습적이면서 경제적일 뿐 아니라 측정치가 객관적이고 정확한 것으로 분석되었다.

엑스선골밀도측정기의 기술문서 작성을 위한 가이드라인 개발 연구 (A Study on Development of Guideline on Writing Technical Document for Electrical Medical Devices : Bone Absorptiometric X-ray System)

  • 이승열;김재량;김은림;이준호;이창형;박창원
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제39권2호
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    • pp.263-271
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    • 2016
  • 최근 인구 고령화에 따른 골다공증 환자의 증가 및 의료기기 시장의 성장으로 인해 엑스선골밀도측정기 시장이 커지고 있으며, 이에 따른 의료기기 허가 심사건수가 증가하고 있다. 의료기기 기술문서는 의료기기의 허가 심사 시 가장 기본이 되는 문서로 필수 제출 첨부자료 중 하나이다. 기술문서는 의료기기 관련 법령 및 고시에 그 근거를 두고 있으며, 의료기기 전반적인 항목을 기술해야하는 만큼 작성자의 전문성이 필요한 항목이다. 하지만 최근 부정확한 작성의 증가로 인한 심사자들의 업무부담이 증가되고 있어 민원 처리 효율이 저하되고 있다. 특히 엑스선골밀도측정기의 경우 식품의약품안전처 기준규격이 없어, 의료기기 제조/수입업체 등에서 시험항목을 설정하는 데 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 개선된 제도가 반영된, 엑스선골밀도측정기 기술문서 작성 가이드라인 개발을 위해 첫째, 개선된 제도 운영에 대한 조사, 품목별 의료기기의 제도 적용에 따른 문서 작성 방법 검토, 기 허가된 품목에 대한 허가 및 기술문서 검토를 완료하였다. 둘째, 품목별 시장현황 조사, 적용 가능한 국내 외 규격을 조사 분석하여 품목별 국제조화된 안전성 및 성능평가 시험기준 및 방법을 도출하였다. 마지막으로, 산 연 관 전문가협의체 논의를 거쳐 기술문서 작성 가이드라인(안)을 최종 도출하였다.

3D 프린팅을 이용한 골밀도 팬텀 개발 (Development of BMD Phantom using 3D Printing)

  • 이준호;최관용;홍성용
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.185-192
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    • 2019
  • DXA 검사는 작은 골량의 변화로 발생하는 생물학적 변화를 가장 잘 반영할 수 있어 임상에서 우수한 성능을 발휘하는 골밀도 검사 장치이다. 검사의 정확도와 정밀도의 유지를 위하여 정도관리가 필수적으로 수행되어야 하지만 팬텀의 제작이 어렵고 상대적으로 고가의 가격이기 때문에 병원마다 보유하지 않고 있는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린터 및 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 필라멘트의 내부채움 정도의 변화를 이용하여 교차보정 팬텀을 개발하고 상용화된 팬텀과의 비교 평가를 통해 유용성을 평가하였다. 팬텀의 개발을 위해 ABS, TPU, PLA, 30% Cu-PLA, 30% Al-PLA의 HU을 평가하였으며 각각 내부 채움 100%에서 $-149.74{\pm}2.36$, $-55.62{\pm}7.14$, $-7.68{\pm}3.82$, $87.53{\pm}1.07$, $1795.20{\pm}16.15$의 HU를 나타내었다. 선형회귀분석이 적용된 3D 프린팅 팬텀의 L1, L2, L3 골밀도는 $0.620{\pm}0.010g/cm^2$, $1.092{\pm}0.025g/cm^2$, $1.554{\pm}0.026g/cm^2$으로, 기존 팬텀과 통계적으로 높은 관련성을 보였다. 이를 활용한다면, DXA 장치의 적절한 정도관리가 가능할 것이며, FDM 3D 프린팅을 이용한 다양한 의료용 팬텀 제작에 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.

Dixon 정량 화학적 변위 자기공명영상을 이용한 척추 골수 지방함량과 이중에너지 방사선 흡수법의 BMD 값의 비교 (Correlation Between Vertebral Marrow Fat Fraction Measured Using Dixon Quantitative Chemical Shift MRI and BMD Value on Dual-energy X-ray Absorptiometry)

  • 윤인영;이화연;김재균
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제16권1호
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    • pp.16-24
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    • 2012
  • 목적: Dixon 정량 화학적 변위 자기공명영상(QCSI)의 척추 골수 지방함량과 이중에너지 방사선 흡수법 (DXA)를 통한 BMD 값과의 상관성을 알아본다. 대상과 방법: QCSI와 간의 화학적 변위영상을 포함한 전신 자기공명영상(MRI)과 요추의 DXA를 시행한 68명의 건강한 사람들[평균연령, 50.7세; 범위, 25-76세; 남/여=36/32]을 대상으로 후향적 연구를 시행하였다. 성별과 T-score에 따라 정상(남/여=27/23)과 골감소증(남/여=9/9)집단으로 나누고, MRI로 척추골수와 간의 지방함량을 측정하였다. 각 집단의 나이, 체질량지수(BMI), 골수 지방함량과 간의 지방함량을 비교하였고, 여성에서는 폐경 전후 각 변수들의 비교를 추가하여 Spearman's 상관계수로 평가하였다. 결과: 남성의 나이, BMI, 척추 골수와 간의 지방함량은 정상과 골감소증 집단 사이에 큰 차이를 보이지 않았다. 여성에서는, 골감소증 집단의 평균 나이가 정상집단에 비해 높았고(p=0.01), 폐경된 경우가 많았으나[폐경 전, 26.1%(6/23); 후, 77.8%(7/9); p<0.05], 다른 변수들은 유의한 차이를 보이지 않았다. 골수 지방함량과의 비교에 있어 여성의 나이는 유일한 의미 있는 변수였다(r=0.43, p<0.05). 결론: Dixon QCSI를 통한 척추 골수 지방함량의 측정은 남녀 모두에 있어 DXA BMD 감소를 정확히 반영하지는 않는다.

단순 영상에서 요추체의 음영이 감소된 성인 남성에서의 골다공증 유병률 (Prevalence of Osteoporosis among Male Adults with Apparently Radiolucent Lumbar Vertebral Bodies on the Plain Radiographs)

  • 김국종;임성준;김용민;이형기;김건중
    • 대한정형외과학회지
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    • 제56권6호
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    • pp.491-497
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    • 2021
  • 목적: 단순 방사선상 척추 추체의 골 음영이 감소된, 즉 골다공증이 의심된 남성에서 골밀도 검사를 통해 골다공증(또는 골감소증)의 유병률을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 정형외과 진료를 받은 남성 중 척추의 단순 방사선상 골다공증이 의심되었던 98명(이하 의심군)에서 실제 유병률을 확인하기 위해 이중에너지 X-선 흡수계측법 골밀도 검사를 실시하였고, 그 결과를 대조군 168명, 골다공증성 골절로 치료받은 환자군 113명(이하 골절군)과 비교하였다. 각 군마다 세계보건기구(World Health Organization, WHO) 방법(요추 평균 및 대퇴골 경부 골밀도 중 최하값)과, Hansen 방법(요추 1-4번 골밀도 중 최저값)의 두 가지 방법으로 골밀도 값의 평균, 표준편차를 비교하였고, 각 군별 골다공증, 골감소증의 유병률에 대해 확인하였다. 결과: 각 군별 골밀도 값의 평균(±표준편차) 통계 조사 결과, 의심군이 -1.4 (±1.2), 대조군이 -0.8 (±1.1), 골절군이 -2.4 (±1.0)으로 통계적으로 유의한 결과를 나타냈다. 각 군별 골다공증의 유병률을 WHO 방법(요추 평균 및 대퇴골 경부 골밀도 중 최하값)으로 비교한 결과 의심군 17.3%, 대조군 8.3%, 골절군의 45.1%에서 골다공증이 진단되었고, 의심군의 40.8%에서 골감소증이 관찰되었다. Hansen 방법(요추 1-4번 골밀도 중 최저값)으로는 의심군 30.6%, 대조군 17.9%, 골절군 62.0%가 골다공증으로 진단되었다. 결론: 요추 단순 영상에서 골음영이 감소된 것으로 의심되어 골밀도 검사로 확인한 남성 환자들 중 17.4%에서 골다공증이, 40.8%에서 골감소증이 진단되었다. 대조군 또한 전체의 8%에서 골다공증이 확인되었다. 이러한 결과는 남성에서도 골다공증의 존재 가능성이 적지 않음을 일깨워 주는 것으로, 특히 단순 영상에서 골다공증이 의심될 경우 골밀도 검사를 통한 확인이 필요함을 말해 준다.