Merchant 검사 시 슬개대퇴관절 겹침 최소화를 위한 중심 X선 입사각에 대한 평가 The Assessment of Tube Incidence Angle for Minimizing the Patellofemoral Joint Overlap Distance in Merchant View원문보기
This study aimed to found out the effect of patellofemoral overlap distance by changing femur thickness and center X-ray angles in Merchant method images. Based on the femur thickness, it suggested tube angle minimizes overlap. It was conducted by Merchant method, a knee tangential view, and the ima...
This study aimed to found out the effect of patellofemoral overlap distance by changing femur thickness and center X-ray angles in Merchant method images. Based on the femur thickness, it suggested tube angle minimizes overlap. It was conducted by Merchant method, a knee tangential view, and the image was obtained by changing the thigh thickness from 14 to 20 cm and the center ray angle from 60°, 57°, 55°. The images were measured by five researchers using a method of measuring the overlap, which was designed by them. The results showed at 60°, 57°, 55° angle, the patellofemoral overlap distance resulted in 0.47±0.66 to 20.89±0.65 cm, 2.26±0.28 to 15.73±0.62 cm, 1.39 ± 0.83 to 12.49 ± 0.37 cm. However, for 57° and 55°, no overlap in thickness under 14.5 and 14 to 15.5 didn't appear. it showed high correlation between femur thickness and overlap. The difference in the mean value of overlap in each group showed a statistically significant difference (p<0.01), all were classified as independent groups in the post-hoc test. In all images, the patellofemoral overlap distance increased as the thickness increased, and at the average thickness of Korean men and women, overlap decreased when reducing center ray. When conducting Merchant tests on Koreans, it was suggested it would be useful to use 57° angle because it minimize the effects of overlap and intrusions of tibia.
This study aimed to found out the effect of patellofemoral overlap distance by changing femur thickness and center X-ray angles in Merchant method images. Based on the femur thickness, it suggested tube angle minimizes overlap. It was conducted by Merchant method, a knee tangential view, and the image was obtained by changing the thigh thickness from 14 to 20 cm and the center ray angle from 60°, 57°, 55°. The images were measured by five researchers using a method of measuring the overlap, which was designed by them. The results showed at 60°, 57°, 55° angle, the patellofemoral overlap distance resulted in 0.47±0.66 to 20.89±0.65 cm, 2.26±0.28 to 15.73±0.62 cm, 1.39 ± 0.83 to 12.49 ± 0.37 cm. However, for 57° and 55°, no overlap in thickness under 14.5 and 14 to 15.5 didn't appear. it showed high correlation between femur thickness and overlap. The difference in the mean value of overlap in each group showed a statistically significant difference (p<0.01), all were classified as independent groups in the post-hoc test. In all images, the patellofemoral overlap distance increased as the thickness increased, and at the average thickness of Korean men and women, overlap decreased when reducing center ray. When conducting Merchant tests on Koreans, it was suggested it would be useful to use 57° angle because it minimize the effects of overlap and intrusions of tibia.
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문제 정의
본 연구는 Merchant 검사 시 중심 X선 입사각도 별 허벅지 두께 차이가 영상 변화에 미치는 방사선학적 정보 고찰 및 한국인에게 적용 시 슬개대퇴관절 겹침을 최소화할 수 있는 적절한 입사 각도를 제시하고자 진행하였다. 본 연구의 결과 허벅지 두께와 슬개대퇴관절 겹침은 양의 상관성으로 나타났지만, 기존의 중심 X선 입사각도에서는 모든 허벅지 두께에서 슬개대퇴관절 겹침이 발생하였고, 중심 X선 각도 55°에서는 정강뼈의 슬개대퇴관절 내 침범이 발생하였다.
이에 본 연구에서는 Merchant 검사 시 진단적 가치가 높은 영상 구현을 위해, 중심 X선 입사각도 별 허벅지 두께 변화에 따른 슬개대퇴관절의 겹침 비교를 통해 모든 허벅지 두께에서 겹침을 최소화할 수 있는 중심 X선 입사각을 알아보고, 한국인 표준 허벅지 두께를 고려한 중심 X선 입사각을 제시하고자 한다.
가설 설정
d has to be vertical against a. The study defines that patellofemoral overlap distance is the distance from a to soft tissue of femur.
검사조건은 60 kVp, 100 ㎃, 64 ㎳, 초점-영상수용체 간거리(source to image receptor distance; SID)는 110 ㎝로 동일하게 적용하였으며, 다음과 같은 방법으로 실험을 진행하였다.
방사선사 5명(임상경력 15년 이상 1명, 10년 이상 2명, 1년 이상 2명)이 1주간의 사전 훈련 후 서로의 측정치에 영향을 주지 않도록 다른 시간과 장소에서 측정하였다.
획득한 영상에서 슬개골과 허벅지 겹침의 차이를 측정하였으며, 슬개대퇴관절 겹침 거리(patellofemoral overlap distance; PFOD)라고 정의하였다. 본 연구자들이 고안한 PFOD 측정방법은 대퇴의 내측관절융기(medial femoral condyle)과 외측관절융기(lateral femoral condyle)에 가상의 선을 긋고, 이 선과 융기사이고랑(intercondylar groove)의 가장 낮은 지점에서 슬개골을 방향으로 수직으로 선을 그렸을 때 교차하는 지점부터 허벅지 연부조직과 슬개골의 겹침 정도를 측정하였다[Fig. 2].
Whole Body Phantom PBU-50(PH-2, KYOTO KAGAKU, JAPAN)의 Left leg/foot Phantom을 대상으로 하였으며, X선 발생장치는 GC 85A(Samsung electronics, KOREA)를 사용하였다. 영상측정은 Centricity RA1000(General Electronic, USA) 의료영상저장전송시스템(picture archiving and communication system; PACS)에서 측정하였다.
Phantom은 허벅지를 테이블에 밀착시키고 Merchant 검사 전용장치를 이용하여 무릎관절을 45° 구부린 자세로 유지하였다. 허벅지 두께 변화 시 경골의 움직임이 무릎관절각도 변화에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 경골 부위를 고정시켰다[Fig. 1].
허벅지 두께의 변화를 위해 0.5㎝, 1㎝, 2 ㎝ 나무 블럭을 사용하여 14∼20㎝까지 0.5 ㎝씩 증가 시켰으며, 중심 X선 입사각도 60°, 57°, 55°에서 허벅지 두께 변화에 따른 영상을 획득하였다[Fig. 1].
대상 데이터
Whole Body Phantom PBU-50(PH-2, KYOTO KAGAKU, JAPAN)의 Left leg/foot Phantom을 대상으로 하였으며, X선 발생장치는 GC 85A(Samsung electronics, KOREA)를 사용하였다. 영상측정은 Centricity RA1000(General Electronic, USA) 의료영상저장전송시스템(picture archiving and communication system; PACS)에서 측정하였다.
방사선사 5명이 측정한 PFOD를 기초자료로 활용하였다. 측정한 값에 대한 측정자 간 신뢰도 분석과 측정자 각각의 측정값에 대한 합을 평균으로 변환하였다.
데이터처리
측정한 값에 대한 측정자 간 신뢰도 분석과 측정자 각각의 측정값에 대한 합을 평균으로 변환하였다. 각각의 중심 X선 입사각도 별 허벅지 두께 변화에 따른 PFOD의 평균값 비교분석을 위해 일원배치분산분석(one-way ANOVA)를 이용하였으며, 사후분석으로는 Duncan을 사용하였고, 두 값의 상관성 분석을 위해 Pearson 상관분석을 실시하였다. 통계프로그램은 SPSS(version 22.
방사선사 5명이 측정한 PFOD를 기초자료로 활용하였다. 측정한 값에 대한 측정자 간 신뢰도 분석과 측정자 각각의 측정값에 대한 합을 평균으로 변환하였다. 각각의 중심 X선 입사각도 별 허벅지 두께 변화에 따른 PFOD의 평균값 비교분석을 위해 일원배치분산분석(one-way ANOVA)를 이용하였으며, 사후분석으로는 Duncan을 사용하였고, 두 값의 상관성 분석을 위해 Pearson 상관분석을 실시하였다.
성능/효과
57°의 중심 X선 입사각도에서는 허벅지 두께에 따른 PFOD는 허벅지 두께 14 ㎝에서는 겹침이 관찰되지 않았으며, 15 ㎝이하의 허벅지 두께에서는 겹침이 1 ㎝이하로 나타났고, 15.5 ㎝ 이상에서 슬개대퇴관절의 겹침 범위는 2.26±0.28∼15.73±0.62 ㎝이었고, 허벅지 두께 14 ㎝를n제외한 모든 그룹의 평균값의 차이는 통계적으로 유의한 차이(p<0.01)를 보였으며 사후검정에서도 모두 독립적인 그룹으로 나타났다[Table 2], [Fig. 3].
각 그룹에서 PFOD의 평균값의 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p<0.01), 사후 검정에서도 모두 독립적인 그룹으로 분류되었다[Table 3],[Fig. 3].
본 연구 결과, Merchant method 적용 시, 허벅지 두께가 증가할수록 PFOD가 증가하는 것을 알 수 있었으며, 모든 각도에서 허벅지 두께별 평균값들의 차이는 통계적으로 유의하였고, 각 중심 X선 입사각에서 허벅지 두께와 PFOD는 매우 높은 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. Merchant method 관련 연구에서는 중심 X선 입사각도를 60°로 조사할 것을 권고하고 있지만, 이 각도에서는 모든 허벅지 두께에서 슬개대퇴관절의 겹침이 발생했다.
본 연구의 결과 허벅지 두께와 슬개대퇴관절 겹침은 양의 상관성으로 나타났지만, 기존의 중심 X선 입사각도에서는 모든 허벅지 두께에서 슬개대퇴관절 겹침이 발생하였고, 중심 X선 각도 55°에서는 정강뼈의 슬개대퇴관절 내 침범이 발생하였다.
측정값에 대한 평균비교결과는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며 (p<0.01), 사후검정결과 모두가 독립적인 그룹으로 분류되었다[Table 1], [Fig. 3].
허벅지 두께와 슬개대퇴관절의 겹침에 관한 상관분석 결과, 모든 중심 X선 입사각도(60°, 57°, 55°)에서 허벅지 두께와 슬개대퇴관절의 겹침은 매우 높은 양의 상관관계(r=.994, r=.998, r=.971)로 나타났으며, 통계적으로 유의하였다(p<0.01), [Table 4].
후속연구
본 연구의 결과 허벅지 두께와 슬개대퇴관절 겹침은 양의 상관성으로 나타났지만, 기존의 중심 X선 입사각도에서는 모든 허벅지 두께에서 슬개대퇴관절 겹침이 발생하였고, 중심 X선 각도 55°에서는 정강뼈의 슬개대퇴관절 내 침범이 발생하였다. 결론적으로, 한국인을 대상으로Merchant 검사 시 중심 X선 입사각도는 57°를 사용하는 것이 허벅지 두께에 따른 슬개대퇴관절의 겹침과 정강뼈의 침범으로 인한 영향을 최소화할 수 있는 영상을 구현하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
본 연구의 의의는 무릎 접선 영상 평가에 대한 새로운 방법을 고안한 점과 허벅지 두께와 중심 X선 입사 각도에 따른 영상의 차이를 객관적인 지표로 제시했다는 점이며, 제한점은 인체모형 팬텀을 대상으로 하여 다양한 관절 질환환자를 대상으로 연구하지 못한 점이다.
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