[논문]이중 에너지 조사 방식의 장비별 골밀도 측정의 정량적 비교 분석: CT vs DEXA 비교

김명성

doi:10.17946/jrst.2017.40.2.18

초록
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골다공증 검사의 표준검사법은 이중 에너지 X선 흡수율(DEXA) 차이를 이용한 방식이고, 임상에서는 유사한 방식의 이중 에너지 X선 전산화단층영상장치(DECT)가 사용되고 있다. 본 논문의 목적은 기존 방식의 DEXA와 DECT 장비를 활용하였을 때 골밀도 차이를 확인하고 DECT 활용의 유용성을 알아보고자 한다. 기존 방식의 DEXA (QDR 4500W, Hologic)와 DECT (750 HD, GE Healthcare system) 장비를 이용하여 동일한 부위의 허리척추 팬텀 대상으로 검사 시행과 측정을 하였고, 1개월 내 기존 DEXA와 DECT 검사를 동일하게 허리 척추 검사를 시행한 환자 50명을 대상으로 골밀도를 측정 분석하였다. 허리척추 팬텀 대상 골밀도 측정 결과 두 영상장비 간에 통계적으로 높은 상관성(r=0.93, p<0.05)을 나타냈고, 사람을 대상으로 하였을 때도 비교적 높은 상관성(r=0.635, p<0.05; ${\tau}=0.46$, p<0.05)을 나타냈다. DECT를 이용한 골다공증 검사는 일반적으로 시행한 CT 영상 정보를 추가로 분석하여 골밀도 값을 얻는 것으로 추가적인 방사선 노출 없이 유용한 골밀도 정보를 제공해줄 수 있다는 유용성이 있다.

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Generally assessing bone mineral density (BMD) were performed on dual energy X-ray absorptiometry (DEXA) the same as dual energy CT (DECT) with a rapid-kVp switching. The purpose of this study is to compare the different of BMD value between DEXA and DECT method, and evaluate usefulness of DECT meth...

Generally assessing bone mineral density (BMD) were performed on dual energy X-ray absorptiometry (DEXA) the same as dual energy CT (DECT) with a rapid-kVp switching. The purpose of this study is to compare the different of BMD value between DEXA and DECT method, and evaluate usefulness of DECT method. Using scanner for BMD measurements were GE, Healthcare Discovery 750 HD for DECT and Hologic QDR 4500W for DEXA. For compare BMD value in each method, scanned lumbar spine phantom and subjects visiting Korean National Cancer Center from April 2015 to December 2015, records of 50 patients. This study was approved by the Institutional Review Board. The mean BMD value measures for spine phantom and for subjects in each scanners presented strong correlation (r=0.948 with p<0.05 for phantom; r=0.635 with p<0.05 and Kendall's tau $({\tau})=0.46$ with p<0.05 for subjects) and linear relationship between DECT and conventional DEXA. DECT technique for BMD measurement will provide a very useful methodology without additional radiation dose.

주제어

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문제 정의

There are a few studies that have been published on measuring BMD using DECT[4,5]. Therefore the aim of this study was to compare the different of BMD value that conventional DEXA and the using in rapid kVp switching a dual energy CT technique and assess the feasibility of measuring BMD by DECT technique as new technique.

제안 방법

All subjects underwent were scanned using both scanners (DEXA and DECT) to evaluate the BMD, which measurements of BMD on lumbar spine (first to fourth lumbar vertebra) in total subjects. Each scanners scanned within one month and does not one month difference from each measurements method.
That is subjects were CT scanned that match the subjects’ visiting NCC goal, but additional not performed CT scan for this study.
The evaluation of DECT images were using GSI Viewer in AW system with ROI (region of interest) drawn fitted for outer line of coronal cross-section of the mid line vertebral body, respectively (Fig. 2(b)).

대상 데이터

In subjects, compare the different BMD value depending on evaluation of BMD scanners and from April 2015 to December 2015, records of 50 patients (28 men and 22 women, age range 38-68, mean age 55.6 years) visiting Korean National Cancer Center. In subjects, measurements of BMD were performed on only lumbar spine because subjects received an additional CT radiation dose.

데이터처리

BMD measurements value obtained from DECT (phantom and subjects) were compared with conventional DEXA method to know a value using linear regression model, and their Pearson correlation coefficient was computed. Statistically a paired t test between measurements from DECT and conventional DEXA, and a p value of 0.

참고문헌 (9)

Kar aaltincaba M, Aktas A: Dual-energy CT revisited with multidetector CT: review of principles and clinical applications. Diagn Interv Radiol, 17(3), 181-94. 2011
Jimenez-Mendoza D, Espinosa-Arbelaez DG, Giraldo-Betancur AL, Hernandez-Urbiola MI, Vargas-Vazquez D, Rodriguez-Gacia ME: Single X-ray transmission system for bone mineral density determination. Rev Sci instrum. 82(12), 125105. doi:10.1063/1/3666864, 2011

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Liu X, Yu L, Primak AN, McCollough CH: Quantitative imaging of element composition and mass fraction using dual-energy CT: Three-material decomposition. Med phys, 36(5), 1602-1609, 2009

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Philipp H, Martin S, Bernhard K, et al.: Phantomless bone mineral density (BMD) measurement using dual energy computed tomography-based 3 material decomposition. SPIE. 97853E. doi:10.1117/12/2217413, 2016
Wait JM, Cody D, Jones AK, Rong J, Baladandayuthapani V, Kappadath SC: Performance evaluation of material decomposition with rapid-kilovoltage-switching dual-energy CT and implication for assessing bone mineral density. AJR, 204(6), 1234-1241, 2015

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Matsumoto K, Jinzaki M, Tanami Y, Ueno A, Yamada M, Kuribayashi S: Virtual monochromatic spectral imaging with fast kilovoltage switching: improved image quality as compared with that obtained with conventional 120-kVp CT. Radiology, 259(1), 257-262, 2011

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Islamian JP, Garoosi I, Fard KA, Abdollahi MR: Comparison between the MDCT and the DEXA scanners in the evaluation of BMD in the lumbar spine densitometry. The Eguptian journal of radiology and nuclear medicine, 47, 961-967, 2016

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Damilakis J, Maris TG, Karantanas AH: An update on the assessment of osteoporosis using radiologic techniques. Eur Radiology, 17, 1591-1602, 2007

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Graser A, Johnson TRC, Chandarana H, Macari M: Dual energy CT: preliminary observations and potential clinical applications in the abdomen. European Radiology, 19(13), 2009

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