[국내논문]골밀도 측정의 정확한 정도관리방법 -이중 에너지 방사선 흡수법을 중심으로- Accurate Quality Control Method of Bone Mineral Density Measurement -Focus on Dual Energy X-ray Absorptiometry-원문보기
골밀도의 질 관리는 검사를 시행하는 방사선사들의 책임과 의무이다. 하지만 질 관리의 이해 부족과 방법의 무지로 인한 잘못된 결과는 환자에게 치명적인 오류를 범할 수 있다. 따라서 이 논문은 올바른 질 관리의 이해와 방법을 기술하여 검사자 및 환자, 의뢰의사에게 골밀도 검사의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 이중 에너지 엑스선 골밀도 기기(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)는 골밀도 측정은 정확도와 정밀도가 우수하여야 작은 골량의 변화에도 진정한 생물학적 변화를 알 수 있다. 따라서 정확도와 정밀도를 높이기 위한 수단으로 장비 및 검사자의 올바른 질 관리가 지속적으로 이루어져야 한다. 올바른 장비관리방법은 매일 아침 장비 보정 질 관리 후 제조사에서 권고하는 팬텀을 이용하여 10~25회 측정하여 평균값을 구하고 이를 기준으로 허용 범위(${\pm}1.5%$)를 지정한다. 팬텀의 측정은 검사가 있는 날에 매일 측정하거나 일주일에 3회 이상 측정하여 실제 골밀도의 값의 변화 유무를 확인하여야 한다. 또한 측정된 팬텀의 골밀도수치를 기록 한 Shewart control chart를 Rule에 따라 평가한다. 이러한 관리는 장비의 설치 및 이동 시에 반드시 행해져야 한다. 검사자 관리방법은 정밀도 측정으로 평가하는데 정밀도는 재검사하였을 때에 실제 생물학적 변화 없이 수치상의 결과 값을 똑같이 재현될 수 있는지 알아보는 것이다. 측정 방법은 골밀도 검사를 진행하면서 환자를 두번씩 30번 측정하는 방법과 세번씩 15번 측정하는 방법이 있다. 측정에서 중요한 것은 한 번 검사 후 두번째나 세번째 검사에서도 반드시 검사 테이블에서 내려왔다 다시 올라가서 검사를 해야 한다. 측정된 골밀도수치로 정밀오차를 산출하고 95% 신뢰수준으로 정밀오차에 2.77을 곱하여 최소한의 생물학적 골밀도 변화를 산출한다. 산출된 값을 최소한의 의미있는 변화라고 표현하며 이 값을 넘어섰을 경우가 진정한 생물학적 변화구간이라고 할 수 있다. 검사자의 정도관리는 처음 검사를 시작하는 경우와 장비의 이동 및 교체 시에 반드시 행해져야하며 지속적으로 이루어져야 한다. 골밀도 검사를 시행하는 방사선사의 올바른 질 관리의 수행은 장비의 수명 연장과 정확한 결과의 산출로 이어져 검사의 신뢰성 확보와 환자 및 방사선사에게 부적절한 검사로 인한 방사능 노출의 최소화에 도움을 줄 것이다.
골밀도의 질 관리는 검사를 시행하는 방사선사들의 책임과 의무이다. 하지만 질 관리의 이해 부족과 방법의 무지로 인한 잘못된 결과는 환자에게 치명적인 오류를 범할 수 있다. 따라서 이 논문은 올바른 질 관리의 이해와 방법을 기술하여 검사자 및 환자, 의뢰의사에게 골밀도 검사의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 이중 에너지 엑스선 골밀도 기기(dual energy X-ray absorptiometry, DXA)는 골밀도 측정은 정확도와 정밀도가 우수하여야 작은 골량의 변화에도 진정한 생물학적 변화를 알 수 있다. 따라서 정확도와 정밀도를 높이기 위한 수단으로 장비 및 검사자의 올바른 질 관리가 지속적으로 이루어져야 한다. 올바른 장비관리방법은 매일 아침 장비 보정 질 관리 후 제조사에서 권고하는 팬텀을 이용하여 10~25회 측정하여 평균값을 구하고 이를 기준으로 허용 범위(${\pm}1.5%$)를 지정한다. 팬텀의 측정은 검사가 있는 날에 매일 측정하거나 일주일에 3회 이상 측정하여 실제 골밀도의 값의 변화 유무를 확인하여야 한다. 또한 측정된 팬텀의 골밀도수치를 기록 한 Shewart control chart를 Rule에 따라 평가한다. 이러한 관리는 장비의 설치 및 이동 시에 반드시 행해져야 한다. 검사자 관리방법은 정밀도 측정으로 평가하는데 정밀도는 재검사하였을 때에 실제 생물학적 변화 없이 수치상의 결과 값을 똑같이 재현될 수 있는지 알아보는 것이다. 측정 방법은 골밀도 검사를 진행하면서 환자를 두번씩 30번 측정하는 방법과 세번씩 15번 측정하는 방법이 있다. 측정에서 중요한 것은 한 번 검사 후 두번째나 세번째 검사에서도 반드시 검사 테이블에서 내려왔다 다시 올라가서 검사를 해야 한다. 측정된 골밀도수치로 정밀오차를 산출하고 95% 신뢰수준으로 정밀오차에 2.77을 곱하여 최소한의 생물학적 골밀도 변화를 산출한다. 산출된 값을 최소한의 의미있는 변화라고 표현하며 이 값을 넘어섰을 경우가 진정한 생물학적 변화구간이라고 할 수 있다. 검사자의 정도관리는 처음 검사를 시작하는 경우와 장비의 이동 및 교체 시에 반드시 행해져야하며 지속적으로 이루어져야 한다. 골밀도 검사를 시행하는 방사선사의 올바른 질 관리의 수행은 장비의 수명 연장과 정확한 결과의 산출로 이어져 검사의 신뢰성 확보와 환자 및 방사선사에게 부적절한 검사로 인한 방사능 노출의 최소화에 도움을 줄 것이다.
The image quality management of bone mineral density is the responsibility and duty of radiologists who carry out examinations. However, inaccurate conclusions due to lack of understanding and ignorance regarding the methodology of image quality management can be a fatal error to the patient. Theref...
The image quality management of bone mineral density is the responsibility and duty of radiologists who carry out examinations. However, inaccurate conclusions due to lack of understanding and ignorance regarding the methodology of image quality management can be a fatal error to the patient. Therefore, objective of this paper is to understand proper image quality management and enumerate methods for examiners and patients, thereby ensuring the reliability of bone mineral density exams. The accuracy and precision of bone mineral density measurements must be at the highest level so that actual biological changes can be detected with even slight changes in bone mineral density. Accuracy and precision should be continuously preserved for image quality of machines. Those factors will contribute to ensure the reliability in bone mineral density exams. Proper equipment management or control methods are set with correcting equipment each morning and after image quality management, a phantom, recommended from the manufacturer, is used for ten to twenty-five measurements in search of a mean value with a permissible range of ${\pm}1.5%$ set as standard. There needs to be daily measurement inspections on the phantom or at least inspections three times a week in order to confirm the existence or nonexistence of changes in values in actual bone mineral density. in addition, bone mineral density measurements were evaluated and recorded following the rules of Shewhart control chart. This type of management has to be conducted for the installation and movement of equipment. For the management methods of inspectors, evaluation of the measurement precision was conducted by testing the reproducibility of the exact same figures without any real biological changes occurring during reinspection. Bone mineral density inspection was applied as the measurement method for patients either taking two measurements thirty times or three measurements fifteen times. An important point when taking measurements was after a measurement whether it was the second or third examination, it was required to descend from the table and then reascend. With a 95% confidence level, the precision error produced from the measurement bone mineral figures came to 2.77 times the minimum of the biological bone mineral density change. The value produced can be stated as the least significant change (LSC) and in the case the value is greater, it can be stated as a section of genuine biological change. From the initial inspection to equipment moving and shifter, management must be carried out and continued in order to achieve the effects. The enforcement of proper quality control of radiologists performing bone mineral density inspections which brings about the durability extensions of equipment and accurate results of calculations will help the assurance of reliable inspections.
The image quality management of bone mineral density is the responsibility and duty of radiologists who carry out examinations. However, inaccurate conclusions due to lack of understanding and ignorance regarding the methodology of image quality management can be a fatal error to the patient. Therefore, objective of this paper is to understand proper image quality management and enumerate methods for examiners and patients, thereby ensuring the reliability of bone mineral density exams. The accuracy and precision of bone mineral density measurements must be at the highest level so that actual biological changes can be detected with even slight changes in bone mineral density. Accuracy and precision should be continuously preserved for image quality of machines. Those factors will contribute to ensure the reliability in bone mineral density exams. Proper equipment management or control methods are set with correcting equipment each morning and after image quality management, a phantom, recommended from the manufacturer, is used for ten to twenty-five measurements in search of a mean value with a permissible range of ${\pm}1.5%$ set as standard. There needs to be daily measurement inspections on the phantom or at least inspections three times a week in order to confirm the existence or nonexistence of changes in values in actual bone mineral density. in addition, bone mineral density measurements were evaluated and recorded following the rules of Shewhart control chart. This type of management has to be conducted for the installation and movement of equipment. For the management methods of inspectors, evaluation of the measurement precision was conducted by testing the reproducibility of the exact same figures without any real biological changes occurring during reinspection. Bone mineral density inspection was applied as the measurement method for patients either taking two measurements thirty times or three measurements fifteen times. An important point when taking measurements was after a measurement whether it was the second or third examination, it was required to descend from the table and then reascend. With a 95% confidence level, the precision error produced from the measurement bone mineral figures came to 2.77 times the minimum of the biological bone mineral density change. The value produced can be stated as the least significant change (LSC) and in the case the value is greater, it can be stated as a section of genuine biological change. From the initial inspection to equipment moving and shifter, management must be carried out and continued in order to achieve the effects. The enforcement of proper quality control of radiologists performing bone mineral density inspections which brings about the durability extensions of equipment and accurate results of calculations will help the assurance of reliable inspections.
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문제 정의
골밀도 측정에서 추적검사의 중요성은 골다공증의 치료전 후의 평가에 매우 유용하게 반영되고 있다. 검사자의 정밀도 측정은 동일한 방법으로 재검사하였을 때에 실제 생물학적의 변화 없이 수치상의 결과 값을 똑같이 재현할 수 있는지 알아보는 것이다. 정밀도 측정은 통상적인 원칙을 필요로 하지 않는다.
우리나라 골밀도 검사 센터 중 올바른 질 관리를 수행하고 있는 센터는 몇 곳에 불과하다. 따라서 이 논문은 올바른 질 관리 방법의 이해와 필요성을 인지하도록 하여 검사자 및 환자, 의뢰의사에게 골밀도 검사의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
하지만 장비 및 검사자의 질 관리가 잘 이루어지지 않을 경우에는 실제 골밀도 변화를 과장되게 나타내는 경향이 있어 오진의 위험성을 내포하고 있다6,7). 이러한 위험성이 있음에도 불구하고 골밀도 장비 및 검사자의 질 관리가 잘 이루어 지지 않아 올바른 질 관리를 통하여 골밀도 검사의 신뢰성을 높이는 것을 목적으로 한다.
근위대 퇴골(proximal femur)의 스캔에서 변화들은 잘못된 회전과 다리의 위치잡이, 관심 영역의 변화된 크기, 대퇴 경부 (femoral neck)의 부적절한 영역 설정이 가장 크다. 정밀도 측정의 목적은 환자의 골밀도 연구를 확증하고 오진을 내리지 않기 위해서이다.
특정한 골격이나 뼈 들의 모양과 크기를 복제하는 것과 뼈를 통한 비균일 밀도를 측정하는 것은 특정 계통에 대한 edge detection방법을 실험하는 것이다. 즉, 인간의 부드러운 조직으로 부터 뼈를 구별해낼 수 있는 기계의 능력을 테스트하는 것이다. 다양한 단계의 골밀도에 대한 장비 system의 능력을 테스트하기 위해서는 팬텀이 포함하고 있는 다양한 범위의 골 밀도들을 측정해보는 것이 바람직하다.
가설 설정
그리고질 관리가 완료되어 실제 환자를 측정하기 이전에는 반드시 장비의 상태와 검사자의 능력을 파악하여야 한다. 만일 검사자가 이를 무시하고 검사를 시행할 경우 골밀도 검사의 재현성은 좋지 않을 것이다. 골밀도 검사를 시행하는 방사선사의 올바른 질 관리의 수행은 장비의 수명 연장과 정확한 결과의 산출로 이어져 검사의 신뢰성 확보 및 방사선의 유해한 영향의 최소화에 도움을 줄 것이다.
제안 방법
골밀도 측정 장비는 매일 아침 각 제조회사에서 만들어진 블록 팬텀을 이용하여 방사선질, 조직 등가물질의 값, 흡수계수 등의 평가와 보정을 하며 장비 움직임도 평가한다. 이는 장비의 전반적인 사항을 확인할 수는 있지만 실제 환자의 검사에서는 측정값의 변화가 있는지를 알 수가 없다.
위치변화 없이 같은 날 10번 스캔한 것의 평균값은 그날 그날의 변이성을 반영하지는 않는다. 따라서 연속적으로 20일 동안 스캔한 것을 이용하여 산출한 평균 기준선 팬텀 값을 권고 한다. 그것은 매일 기계적 변이성을 더욱 더 정확하게 반영할 것이다(Table 2).
측정된 검사자들의 정밀오차의 합은 기관(병원) 정밀오차가 된다. 측정된 골밀도 수치를 이용하여 정밀오차를 산출하여 95% 신뢰수준으로 정밀오차에 2.77을 곱하거나 80% 신뢰수준으로 정밀오차에 1.81을 곱하여 최소한의 생물학적 골밀도 변화를 산출한다. 즉, 정밀도 오차범위(LSC)가 초과되었을 때가 진정한 생물학적 변화가 생긴 것이다.
오늘날 사용되는 제조사가 제공하는 대부분의 팬텀들이 이러한 특성들을 지니고 있다. 하지만, 제조사가 강조한 이 특성들은 제조사 장비의 일반적인 정도 관리 프로그램(quality control program)에서만 사용됨으로 이를 보완하기 위하여 독립적으로 개발된 범용성 팬텀으로 모든 장치에 사용될 수 있도록 시도하였다(Fig. 1). 이를 반 인체 모형 팬텀(semianthropomorphic phantom)이라고 한다.
대상 데이터
30명의 환자는 이전 시스템에서 두 번 새로운 시스템에서 두 번 4번의 스캔이 행해진다. 측정 부위는 임상적으로 흔하게 측정되는 요추(spine)와 근위대퇴골(proximal femur)을 스캔한다. 따라서 상호-시스템의 양적 비교는 교차보정은 각 측정 부위에서 수행되면 이루어질 수 있다.
데이터처리
세로 축 즉 y축은 BMD값을 반영하고, 가로 축 즉 x축은 날짜에 시간을 반영한다. 20번 scan하여 측정한 평균 BMD값은 가운데에 검은 직선으로 그려 놓았다. 평균값의±1.
이론/모형
CUSUM chart는 대부분 정교한 통계 프로그램을 이용하여 쉽게 수행 되어 진다. 그러나 진료로 골밀도를 측정하는 곳에서는 CUSUM 방법론을 사용하지 않고 Shewarts charts와 rule을 많이 사용한다. 이러한 평가는 장비의 경향이나 상태를 확인하고 오류를 해결하는데 많은 도움을 줄 것이다.
성능/효과
측정된 자료의 정밀도 평가는 Precision study를 통해서 정량화 하여야 한다. 이를 통해 Standard Deviation(SD), Percentage Coefficient of Variation(%CV), 진정한 생물학적 변화를 구성하는 최소한의 골밀도 변화(Least Significant Change, LSC)을 얻을 수 있다. 평가 방법은 측정된 값을 위의 공식을 이용하여 산출하거나 ISCD(www.
어떤 골격부위의 정밀도를 알게 되었다면 그 골밀도의 변화의 크고 작음의 정도가 진짜 생물학적 변화를 의미하는 것인지를 결정해야 하며, LSC를 결정하기 위해서 통계적 신뢰도의 수준이 얼마인지 기준검사와 추적검사를 위해서 얼마나 많은 측정을 해야 하는지 결정해야 한다. 이상적으로, 95% 통계적 신뢰도를 선택하지만 임상적인 결정을 위해서는 일반적으로 80%가 좀 더 알맞다. 수식 3은 LSC를 나타낸 공식이다.
후속연구
만일 검사자가 이를 무시하고 검사를 시행할 경우 골밀도 검사의 재현성은 좋지 않을 것이다. 골밀도 검사를 시행하는 방사선사의 올바른 질 관리의 수행은 장비의 수명 연장과 정확한 결과의 산출로 이어져 검사의 신뢰성 확보 및 방사선의 유해한 영향의 최소화에 도움을 줄 것이다.
처음 측정과 추적 검사를 끝내고 골밀도 변화의 크고 작음과 유의성에 관해 결정되면 그 범위로 실제적인 변화에 대해서 계산할 수 있다. 어떤 검사결과가 처음 측정과 추적 검사가 통계적으로 불확실하다면 측정된 변화의 크고 작음을 말하는 것 또한 불확실할 것이다. 예를 들어 만일 어떤 곳에서 처음 측정과 추적 검사가 되었는데 정밀도가 95%신뢰도 구간에서 1.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
정밀도 평가에 가장 중요한 요소는?
환자의 적절한 자세와 스캔의 적절한 분석은 정밀도 평가에 가장 중요한 요소이다. 요추 스캔 변화의 가장 흔한 요인들은 잘못된 자세, L1-4의 불완전한 영상 획득, 척추 레벨의 변화와 잘못 설정된 요추 간의 표시들이다.
골밀도에서 사용되고 있는 정도 관리 방법에는 무엇이 있는가?
골밀도에서 사용되고 있는 정도 관리 방법들은 원래 공업이나 분석 화학에서 쓰이는 정도 관리를 위해 개발된 방법들에 의해서 생겨났다8). 가장 널리 쓰이는 방법들은 Shewhart control chart와 Shewhart rule 그리고 누적 합산표(Cumulative sum, CUSUM)에 따른 관리 표와 시각적 검사이다. 이러한 모든 방법들은 기준적인 장비관리 지침과 장기적인 장비관리 지침을 세우기 위하여 반드시 시행되어야 하며 장비의 관리를 수행하기 위한 측정에는 팬텀(phantom)을 필요로 한다.
일반적으로 가장 많이 사용되는 골밀도 장비는?
골밀도 측정은 정확도와 정밀도가 우수하여야 작은 골량의 변화에도 진정한 생물학적 변화가 생긴 것임을 알 수 있다1,2). 일반적으로 가장 많이 사용되는 골밀도 장비인 이중에너지 엑스레이 흡수기(Dual Energy X-ray Absorptiometry ; DEXA)는 최소한의 생물학적 변화를 가장 잘 반영할 수 있는 장비로서 임상에서 우수한 성능을 발휘한다3-5). 하지만 장비 및 검사자의 질 관리가 잘 이루어지지 않을 경우에는 실제 골밀도 변화를 과장되게 나타내는 경향이 있어 오진의 위험성을 내포하고 있다6,7).
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