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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 기존의 Merchant법에서 사용한 보조장비를 개선하여 환자의 대퇴부 두께에 따른 다양한 무릎굴곡각도가 가능하고 X-선 검사대에 장착하여 이동거리를 제거한 새로운 보조기구를 개발하고자 하였다. 그리고 다양한 보조장비의 굴곡각도를 이용하여 대퇴부 두께에 따른 적절한 무릎관절의 굴곡각도와 X-선 입사각도를 도출하여 유용성을 평가하고자 하였다.
- 그래서 재현성과 반복성이 우수하고 무릎넙다리사이 배열과 무릎뼈 아탈구, 무릎뼈 연골연화증 그리고 무릎뼈 외측경사도 잘 관찰할 수 있는 전산화단층영상(computed tomography, CT)을 이용하지만 고가의 검사비용과 방사선의 피폭에 대한 우려가 있다[10,11]. 따라서 본 연구에서는 기존의 Merchant법에서 사용한 보조장비를 개선하여 환자의 대퇴부 두께에 따른 다양한 무릎굴곡각도가 가능하고 X-선 검사대에 장착하여 이동거리를 제거한 새로운 보조기구를 개발하고자 하였다. 그리고 다양한 보조장비의 굴곡각도를 이용하여 대퇴부 두께에 따른 적절한 무릎관절의 굴곡각도와 X-선 입사각도를 도출하여 유용성을 평가하고자 하였다.
- 본 연구에서는 다양한 체형의 피검사자들의 무릎관절 각도를 조절할 수 있는 X-선 검사대 일체형 무릎뼈 방사선영상검사 보조장비를 개발하였다. 이를 이용하여 넙다리둘레가 평균 48 ± 1.
- 기존의 무릎뼈 축상 보조장비는 매 검사 시 장비를 준비해야하는 번거로움과 검사시간의 지체에 따른 업무효율성이 저하되는 단점이 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 새로운 보조장비를 개발하였다. 그리고 개발한 보조장비를 이용하여 넙다리둘레가 얇은 그룹과 두꺼운 그룹 사이에서 적절한 무릎관절 굴곡각도와 X-선 입사각도를 도출하여 진단이 가능한 우수한 무릎뼈 축상 영상을 얻을 수 있었다.
제안 방법
- Fig. 3와 같이 X-선의 조사조건은 50 kVp, 10 mAs, 조사거리는 120 cm로 설정하고 X-선의 중심 입사점은 무릎뼈와 넙다리 관절융기사이공간을 조준하였다. 대상자들의 불필요한 방사선 피폭을 방어하기 위하여 방사선 차폐체로 생식선을 가리고 조사야 면적은 가로 15 ± 2 cm, 세로 10 ± 2 cm으로 최소화하였다.
- 검사대 연결 프레임은 X-선 검사대에 부착할 수 있도록 맞춤형으로 설계하여 검사대 양측에 부착할 수 있도록 하였다. 영상판 거치대는 미사용 시 돌출되는 것을 방지하기 위해 종아리 거치대와 같이 겹칠 수 있도록 하였고 종아리 길이에 따라 영상판의 위치를 변경할 수 있도록 10 cm 간격으로 세 곳의 고정위치를 만들었다.
- 이러한 무릎뼈 축상에 적합한지 Likert 5 점 척도(매우 잘 보임: 5 점, 보통 3 점, 매우 잘 안보임 : 1 점)를 이용하여 사전에 측정 교육을 받은 방사선사 3 명이 교차분석으로 Table 1을 기준으로 육안평가 하였다. 그리고 3 명의 평균 점수가 4 점 이상의 평가를 받은 진단 가능한 영상으로 선택하여 무릎굴곡각도와 X-선 입사각도를 분석하였다.
- 그리고 Fig. 6처럼 영상판 거치대는 사용하지 않을 때 접힐 수 있도록 하였고 X-선 검사대를 최대한 낮추어도 바닥에 닿지 않도록 제작하였다.
- 그러나 최근에 생산되는 X-선 검사대는 x, y, z축을 자유로이 움직일 수 있는 6-way 방식으로 제작된다. 따라서 제안한 Merchant 보조장비는 Fig. 2와 같이 검사대 연결 프레임, 영상판 거치대, 그리고 종아리 거치대 3 부분으로 구성되었다.
- 장비가 굴곡될 때 장비사이에 환자의 무릎 아래 피부면이 끼는 것을 방지하기 위해 곡면처리하여 안전성을 확보하였다. 또한 Fig. 5처럼 라쳇핸들은 복스 렌치(box wrench)을 변형한 것으로 X-선 검사대가 6-way 방식으로 자유롭게 움직여도 종아리 거치대가 공중에서 지지할 수 있도록 하였다. 이때 라쳇핸들을 오른쪽으로 돌리면 종아리 거치대가 올라가고 왼쪽으로 돌리면 내려갈 수 있도록 하였다.
- 또한 소아부터 장신의 성인까지의 종아리 길이를 고려하여 10 cm 간격으로 영상판 거치대가 이동하고 고정할 수 있는 홈을 종아리 거치대 측면에 만들었다.
- 무릎뼈의 축방 영상을 획득하기 위해 무릎굴곡각도를 5°씩 증가시켜 35°, 45°, 55°로 설정하였으며, 각 각도별로 X-선 입사 각도를 수직면에서 40°, 50°, 60°로 변화시켜 9 가지의 조합으로 검사하였다.
- 제안한 Merchant 보조장비의 편리성은 기존의 Merchant 보조장비와 비교하였다. 비교내용은 검사소요 시간, 보조장비 설치 편리성과 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성 그리고 X-선 입사각도 조절 편리성에 대해서 평가하여 5 점 리커트 척도로 측정하였다. 평가자들은 임상 검사역량의 차이를 배제하기 위해 Merchant 검사법을 잘 학습하고 관련 방사선영상학을 이수한 방사선학전공 대학생 22 명(남: 5 명, 여: 17 명)을 대상으로 실시하였다.
- 검사대 연결 프레임은 X-선 검사대에 부착할 수 있도록 맞춤형으로 설계하여 검사대 양측에 부착할 수 있도록 하였다. 영상판 거치대는 미사용 시 돌출되는 것을 방지하기 위해 종아리 거치대와 같이 겹칠 수 있도록 하였고 종아리 길이에 따라 영상판의 위치를 변경할 수 있도록 10 cm 간격으로 세 곳의 고정위치를 만들었다. 이 때 양측 무릎뼈를 동시에 검사할 수 있는 10" × 12" 크기의 영상판을 올려 놓을 수 있도록 설계하였다.
- 이 때 양측 무릎뼈를 동시에 검사할 수 있는 10" × 12" 크기의 영상판을 올려 놓을 수 있도록 설계하였다.
- 무릎뼈의 축상은 넓적다리 고랑(femoral groove)의 심부와 양측 융기사이고랑(intercondylar sulcus)의 최고점을 연결하는 두 선이 이루는 각도인 구의각(sulcus angle)과 구의각을 이등분하는 선과 무릎뼈 관절면 중 최저 꼭지점에서 구의각의 꼭지점으로 그은 선과 이루는 각도인 일치각(congruence angle)을 측정할 수 있어야 한다[13]. 이러한 무릎뼈 축상에 적합한지 Likert 5 점 척도(매우 잘 보임: 5 점, 보통 3 점, 매우 잘 안보임 : 1 점)를 이용하여 사전에 측정 교육을 받은 방사선사 3 명이 교차분석으로 Table 1을 기준으로 육안평가 하였다. 그리고 3 명의 평균 점수가 4 점 이상의 평가를 받은 진단 가능한 영상으로 선택하여 무릎굴곡각도와 X-선 입사각도를 분석하였다.
- 재질은 스테인레스를 이용하여 주문 제작하였으며 고안자의 이름을 인용하여 Hun's axial viewer라고 명명하기로 하였다. 장비가 굴곡될 때 장비사이에 환자의 무릎 아래 피부면이 끼는 것을 방지하기 위해 곡면처리하여 안전성을 확보하였다. 또한 Fig.
- 재질은 스테인레스를 이용하여 주문 제작하였으며 고안자의 이름을 인용하여 Hun's axial viewer라고 명명하기로 하였다.
- 특히 무릎관절의 굴곡각도를 중앙 검사대 연결 프레임과 종아리 거치대 사이에 라쳇핸들(ratchet handle) 를 장착하여 지지대 없이도 종아리 거치대를 지지하고 0°에서 90° 사이에서 5° 씩 움직일 수 있도록 하였다. 측면에 각도기를 설치하여 설정각도를 알 수 있도록 하였다.
- 특히 무릎관절의 굴곡각도를 중앙 검사대 연결 프레임과 종아리 거치대 사이에 라쳇핸들(ratchet handle) 를 장착하여 지지대 없이도 종아리 거치대를 지지하고 0°에서 90° 사이에서 5° 씩 움직일 수 있도록 하였다.
대상 데이터
- 따라서 본 연구에서는 검사 대상자는 연구 목적에 동의하고 과거 무릎 관련 질병이 없는 정상인 32 명(평균나이 : 21 ± 2 세)을 선정하여 넙다리 둘레가 50 cm이하인 그룹 A (16 명, 평균둘레 48 ± 1.3 cm, 평균몸무게 51 ± 7.0 kg)와 60 cm이상인 그룹 B (16 명, 평균둘레 64 ± 4.1 cm, 평균몸무게 83 ± 17.6 kg)로 구분하였다.
- 본 실험에서 방사선영상획득은 X-선 발생장치 (MCM-901R, MIS, Korea), 컴퓨터 방사선영상 시스템 (CR85-X, AGFA, Germany)의 영상판독기(image reader)와 영상판(image plate, IP, 10" × 12")을 사용하였다.
- 비교내용은 검사소요 시간, 보조장비 설치 편리성과 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성 그리고 X-선 입사각도 조절 편리성에 대해서 평가하여 5 점 리커트 척도로 측정하였다. 평가자들은 임상 검사역량의 차이를 배제하기 위해 Merchant 검사법을 잘 학습하고 관련 방사선영상학을 이수한 방사선학전공 대학생 22 명(남: 5 명, 여: 17 명)을 대상으로 실시하였다.
데이터처리
- 05보다 작을 때 일치한다고 분석하였다. 또한 무릎굴곡각도와 X-선 입사각도의 9 가지 조합에 대한 평가자들의 평균 점수를 ANOVA 분석하였고, 사용편리성에 대한 분석은 기본의 검사법과 제안한 검사법을 wilcoxon 부호순위 검정하여 p 값이 0.05보다 작을 때 유의한 차이가 있다고 판정하였다.
- 수집된 데이터는 SPSS software (SPSS 15.0 for Windows, SPSS, Chicago, IL USA)로 통계학적 분석을 실행하였다. 영상평가의 신뢰도는 3 명 평가자들의 평가 일치도를 분석하기 위해 급내 상관계수(Intra-Class Correlation, ICC)를 이용하여 단일 측도가 최소 0.
- 0 for Windows, SPSS, Chicago, IL USA)로 통계학적 분석을 실행하였다. 영상평가의 신뢰도는 3 명 평가자들의 평가 일치도를 분석하기 위해 급내 상관계수(Intra-Class Correlation, ICC)를 이용하여 단일 측도가 최소 0.8 이상의 값과 p 값이 0.05보다 작을 때 일치한다고 분석하였다. 또한 무릎굴곡각도와 X-선 입사각도의 9 가지 조합에 대한 평가자들의 평균 점수를 ANOVA 분석하였고, 사용편리성에 대한 분석은 기본의 검사법과 제안한 검사법을 wilcoxon 부호순위 검정하여 p 값이 0.
- 제안한 Merchant 보조장비의 편리성은 기존의 Merchant 보조장비와 비교하였다. 비교내용은 검사소요 시간, 보조장비 설치 편리성과 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성 그리고 X-선 입사각도 조절 편리성에 대해서 평가하여 5 점 리커트 척도로 측정하였다.
이론/모형
- 본 실험에서 방사선영상획득은 X-선 발생장치 (MCM-901R, MIS, Korea), 컴퓨터 방사선영상 시스템 (CR85-X, AGFA, Germany)의 영상판독기(image reader)와 영상판(image plate, IP, 10" × 12")을 사용하였다. 무릎굴곡각도의 변형이 가능하도록 자체 제작한 Merchant axial viewer 기구를 이용하였고 영상분석은 G3 viewer(Infinitt Healthcare, Korea)를 사용하였다. 2010 년3 월부터 11 월까지 조사한 한국인 인체표준정보에 의하면 20 대의 평균 넙다리 둘레 분포는 평균둘레가 53.
성능/효과
- Table 3과 같이 3 명의 평균점수를 무릎굴곡각도와 X선 입사각도로 분석한 결과 A 그룹에서는 p 값이 0.05보다 작아 조합간의 유의한 차이가 있었으며 무릎굴곡 각도는 45°에서 X-선 입사 각도가 60°와 50°에서 각각 4.52와 4.41 점을 받아 우수한 영상으로 도출이 되었다.
- Table 4와 같이 기존 보조장비와 제안한 보조장비의 사용편리성을 비교한 결과, 보조장비설치의 편리성은 제안한 보조장비를 이용한 방법이 평균 4.4 점으로 기존 보조장비를 이용한 방법보다 유의하게 높게 나타났다 (p=0.007). 그러나 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성은 기존 보조장비를 이용한 방법이 평균 4.
- 046). X-선 입사각도 조절 편리성은 기존 보조장비를 이용한 방법이 평균 3.8 점으로 제안한 보조장비를 이용한 방법의 평균 3.1 점보다 높았지만 유의한 차이는 없었다(p=0.068). 마지막으로 검사소요시간은 제안한 보조 장비를 이용한 방법이 평균 60 초로 기존 보조장비를 이용한 방법의 78 초보다 높았지만 유의한 차이는 없었다 (p=0.
- 007). 그러나 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성은 기존 보조장비를 이용한 방법이 평균 4.3 점으로 제안한 보조 장비를 이용한 방법보다 유의하게 높게 나타났다 (p=0.046). X-선 입사각도 조절 편리성은 기존 보조장비를 이용한 방법이 평균 3.
- 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 새로운 보조장비를 개발하였다. 그리고 개발한 보조장비를 이용하여 넙다리둘레가 얇은 그룹과 두꺼운 그룹 사이에서 적절한 무릎관절 굴곡각도와 X-선 입사각도를 도출하여 진단이 가능한 우수한 무릎뼈 축상 영상을 얻을 수 있었다. 따라서 제안한 Merchant Hun's axial viewer가 검사대에 장착된다면 사용이 편리하고 검사 업무의 효율성을 증대시킬 수 있으며 무릎굴곡각도를 다양화할 수 있어 마른환자나 비만환자들의 무릎뼈 재발성 탈구, 무릎뼈 연골연화증 등과 같은 질환 평가에 유용할 것으로 기대된다.
- 대상자들의 불필요한 방사선 피폭을 방어하기 위하여 방사선 차폐체로 생식선을 가리고 조사야 면적은 가로 15 ± 2 cm, 세로 10 ± 2 cm으로 최소화하였다.
- 068). 마지막으로 검사소요시간은 제안한 보조 장비를 이용한 방법이 평균 60 초로 기존 보조장비를 이용한 방법의 78 초보다 높았지만 유의한 차이는 없었다 (p=0.066).
- 1cm 인 경우에는 X-선 입사 각도가 60°에서 무릎굴곡 각도가 35°와 45°에서 우수한 영상으로 도출이 되었다. 사용편리성 평가에서 보조장비 설치 편리성은 기존의 방법과 비교하여 매우 편리하였지만 무릎뼈 굴곡각도 조절 편리성은 기존의 방법에 비해 다소 불편함이 있었다. 하지만 고정되어 있는 기존의 보조장비는 체형의 변화에 적응을 못하는 단점이 있는 만큼 좋은 영상을 얻기 위해서는 불편함보다는 검사의 정밀도를 위해 감수해야 할 점이다.
- 이를 이용하여 넙다리둘레가 평균 48 ± 1.3cm 인 경우에는 무릎굴곡 각도가 45°에서 X-선 입사 각도가 60°와 50°에서 우수한 영상으로 도출이 되었고 넙다리둘레가 평균둘레 64 ± 4.1cm 인 경우에는 X-선 입사 각도가 60°에서 무릎굴곡 각도가 35°와 45°에서 우수한 영상으로 도출이 되었다.
후속연구
- 그러나 본 Merchant 보조장비는 X-선 검사대의 형태와 크기에 따라 맞춤식으로 제작해야 하므로 검사대 표준화하는 것에는 한계가 있으며 향후 범용으로 사용될 수 있는 기술을 개발하거나 초기 X-선 검사대 제작 시 부가적으로 설치할 수 있도록 설계하고 제품화하여 사용자들이 선택할 수 있도록 하는 방법도 강구해야 할 것이다.
- 따라서 제안한 Merchant Hun's axial viewer가 검사대에 장착된다면 사용이 편리하고 검사 업무의 효율성을 증대시킬 수 있으며 무릎굴곡각도를 다양화할 수 있어 마른환자나 비만환자들의 무릎뼈 재발성 탈구, 무릎뼈 연골연화증 등과 같은 질환 평가에 유용할 것으로 기대된다.
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