[논문]가돌리늄조영제가 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 미치는 영향

이근옥; 이민수

doi:10.7742/jksr.2020.15.1.63

초록
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골밀도검사에서 측정값에 영향을 주는 요인 중 하나인 방사선 조영제는 진단 목적으로 사용되어 조직 등에 흡수되어 골밀도 측정값을 높이는 효과가 있어, 골밀도검사 시행 전에는 될 수 있으면 피하고 있다. 이러한 방사선 조영제와는 다른 물리적 특성과 작용기전을 갖는 MRI 조영제는 금속원소인 가돌리늄 기반으로 방사선 불투과성 특징을 가지고 있어 일반적으로 방사선을 이용한 검사 전에 MRI 검사를 선 시행하고 있다. 본 연구에서는 MRI 조영제가 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 가돌리늄 기반의 MRI 조영제 2종을 아크릴 수조에 용량별로 주입하여 인체모형 척추 팬텀을 넣고, 각 주입량 종류별로 5회씩 총 30회 scan 하여 L1-L4 번까지의 골밀도와 T-score를 분석하였다. 측정된 2종의 조영제별 Total(L1-L4) 골밀도의 평균값은 가도테레이트 메글루민성분 0mL, 7.5mL, 15mL일때, 각각 0.952±0.052, 0.957±0.050, 0.956±0.05 g/㎠로 나타났으며, 가도부트롤성분 0mL, 5mL, 10mL일 때, 각각 0.953±0.001, 0.954±0.001, 0.945±0.001g/㎠로 모든 부위에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). Total (L1-L4) T-score의 평균값은 가도테레이트 메글루민성분은 0mL, 7.5mL, 15mL일 때, 각각 -0.46±0.05, -0.4±0, -0.42±0.04로 나타났으며, 가도부트롤성분 0mL, 5mL, 10mL일 때, 각각 -0.46±0.05, -0.46±0.05, 0.5±0.00으로 모든 부위에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 본 실험에서는 MRI 조영제는 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 영향이 없는 것으로 나타났으나, 임상 대상이 아닌 제한적 조건의 인체 모형 팬텀을 사용하여 조영제의 배출시간에 영향을 주는 신장 기능, 신체 상태 등이 고려되지 못한 제한점이 있어 추후 추가적인 임상연구 진행이 필요할 것으로 사료된다.

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Radiographic contrast agents are used for diagnostic purposes and are one of the factors affecting measured values in bone density tests. They are absorbed into tissues and have an effect of increasing the measured values of bone density, so they are avoided as much as possible before performing a b...

Radiographic contrast agents are used for diagnostic purposes and are one of the factors affecting measured values in bone density tests. They are absorbed into tissues and have an effect of increasing the measured values of bone density, so they are avoided as much as possible before performing a bone density test. MRI contrast agents, which have different physical properties and mechanisms of action than radiographic contrast agents, are based on gadolinium, a metal element. They have radiopacity characteristics, so MRI are generally performed prior to examination using radiation. The purpose of this study was to investigate the effects of MRI contrast agents on bone mineral density examination using dual energy X-ray absorption. Two types of gadolinium based MRI contrast agents were injected into an acrylic water tank for each volume, and the humanoid spine phantom was inserted and the BMD and T-score from (L1-L4) were analyzed by scanning a total of 30 times, 5 times for each injection type. The average value of the measured total (L1-L4) bone density for each of the two contrast agents was 0.952±0.052, 0.957±0.050, and 0.956±0.05g/㎠, respectively, for the Gadoterate Meglumine component 0mL, 7.5mL and 15mL, when the gadobutrol components were 0mL, 5mL, and 10mL, there was no statistically significant difference at all sites at 0.953±0.001, 0.954±0.001, and 0.945±0.001g/㎠, respectively(p>0.05). The average value of total T-score was -0.46±0.05, -0.4±0, -0.42±0.04 when the Gadoterate Meglumine component was 0mL, 7.5mL and 15mL, respectively. When the Gadobutrol ingredients were 0mL, 5mL and 10mL, there was no statistically significant difference in all areas, with -0.46±0.05, -0.46±0.05, and 0.5±0.00, respectively. In this experiment, the MRI contrast agent was found to have no effect on bone density tests, using the dual-energy X-ray absorption method. There is a limitation in that physical conditions such as kidney and health conditions etc. were not taken into consideration, so further clinical research is expected to be conducted in the future.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Flow Chart of Study.
그림 Fig. 2. The equipment used in this experiment.
그림 Fig. 3. Design of Phantom and DXA Scan.
표 Table 1. BMD result of phantom injected with Gadoterate Meglunine(Dotarem). (Unit: g/cm²)
표 Table 2. BMD result of phantom injected with Gadobutrol(Gadovist). (Unit: g/cm²)
표 Table 3. T-score result of phantom injected with Gadoterate Meglunine(Dotarem).
표 Table 4. T-score result of phantom injected with Gadobutrol(Gadovist).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 가돌리늄 조영제가 방사선에 이용되는 조영제와 다른 물리적 기전을 가지고 있으나 방사선 불투명화가 방사선 검사결과에 영향을 준다는 연구를 바탕으로 골밀도검사에 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 인체모형 척추 팬텀(Anthropomorphic Spine Phantom, ASP)을 이용하여 조영제를 인체에 투여했을 경우 환자의 건강 및 영양 상태에 따른 다양한 변수 등을 제거하였고, 조영제 단일제의 고유특성을 배제하고자 2종의 가돌리늄 조영제를 사용하여 희석량에 따른 팬텀을 제작하여 골밀도에 미치는 영향을 분석하고 가돌리늄 조영제를 이용한 MRI 검사 후 골밀도검사를 시행 여부의 적정성을 평가하고자 한다.
본 연구는 가돌리늄 조영제가 방사선에 이용되는 조영제와 다른 물리적 기전을 가지고 있으나 방사선 불투명화가 방사선 검사결과에 영향을 준다는 연구를 바탕으로 골밀도검사에 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 인체모형 척추 팬텀(Anthropomorphic Spine Phantom, ASP)을 이용하여 조영제를 인체에 투여했을 경우 환자의 건강 및 영양 상태에 따른 다양한 변수 등을 제거하였고, 조영제 단일제의 고유특성을 배제하고자 2종의 가돌리늄 조영제를 사용하여 희석량에 따른 팬텀을 제작하여 골밀도에 미치는 영향을 분석하고 가돌리늄 조영제를 이용한 MRI 검사 후 골밀도검사를 시행 여부의 적정성을 평가하고자 한다.

제안 방법

실험방법은 Fig.1과 같이 MRI 조영증강검사를 시행한 후 골밀도검사를 연속적으로 시행하는 상황을 가정하여 실험을 설계하였고, Fig. 2(a)의 DXA 장비를 이용하였다.

대상 데이터

, Danbury CT, USA)를 이용하였으며, 실험에 사용된 팬텀은 정도관리(Quality Control, QC)용 장비전용 ASP로 요추(Lumbar spine, L) 1~4번까지의 척추골 모양을 가지고 있다. MRI 조영제는 가돌리늄계열(Gadolinium Base Agent)의 조영제인 가도테레이트 메글루민(Gadoterate Meglunine)성분의 도타렘(Dotarem)과 가도부트롤(Gadobutrol)성분의 가도비스트(Gadovist) 2종을 사용하였다.
본 연구에 사용된 장비는 DXA 방식의 Horizon W(Hologic Inc., Danbury CT, USA)를 이용하였으며, 실험에 사용된 팬텀은 정도관리(Quality Control, QC)용 장비전용 ASP로 요추(Lumbar spine, L) 1~4번까지의 척추골 모양을 가지고 있다. MRI 조영제는 가돌리늄계열(Gadolinium Base Agent)의 조영제인 가도테레이트 메글루민(Gadoterate Meglunine)성분의 도타렘(Dotarem)과 가도부트롤(Gadobutrol)성분의 가도비스트(Gadovist) 2종을 사용하였다.

데이터처리

Chicago. Illinois)을 사용하여, 비모수적 검정방법으로 Kruskal-Wallis Test를 사용하였고, 통계적 유의성은 p-value 0.05 미만을 유의한 차이가 있는 것으로 해석하였다.

성능/효과

본 연구에서도 MRI 조영제가 이중에너지 방사선을 이용하는 골밀도검사에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 의문으로 연구를 시작하였고, 팬텀 실험결과 골밀도 값과 T-score에 영향이 없는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 팬텀 연구라는 제한점이 있으나, 향후 임상에서 환자를 대상으로 추가적인 연구 진행이 필요하다고 판단되며, 본 연구의 실험결과는 추후 임상연구의 영상검사들 사이의 잠재적인 간섭 효과에 관한 추가연구 기초자료로 활용되고자 한다.
본 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 임상 시험대상이 아닌 ASP를 활용한 Water phantom tank를 이용한 점이다. 둘째, MRI 조영제가 실제 인체에 투여되었을 때의 환자 건강상태, 성별, 신장, 체중과 함께 신장 기능 등의 배출에 영향을 미치는 인자가 고려되지 못하였다.

후속연구

첫째, 임상 시험대상이 아닌 ASP를 활용한 Water phantom tank를 이용한 점이다. 둘째, MRI 조영제가 실제 인체에 투여되었을 때의 환자 건강상태, 성별, 신장, 체중과 함께 신장 기능 등의 배출에 영향을 미치는 인자가 고려되지 못하였다. 셋째, MRI 조영제 종류의 2종으로 제한하여 진행하였으며, 실험 이외의 다수 조영제에 대한 물리적 특징과 반감기가 서로 다른점 등이 고려되지 못한 점이다.
둘째, MRI 조영제가 실제 인체에 투여되었을 때의 환자 건강상태, 성별, 신장, 체중과 함께 신장 기능 등의 배출에 영향을 미치는 인자가 고려되지 못하였다. 셋째, MRI 조영제 종류의 2종으로 제한하여 진행하였으며, 실험 이외의 다수 조영제에 대한 물리적 특징과 반감기가 서로 다른점 등이 고려되지 못한 점이다. 향후 골밀도검사는 임상에서 진단적 가치에 활용범위가 확대되는 추세로 실제 임상 환자를 대상으로 추가적 연구가 이루어져야 한다.
본 연구에서도 MRI 조영제가 이중에너지 방사선을 이용하는 골밀도검사에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 의문으로 연구를 시작하였고, 팬텀 실험결과 골밀도 값과 T-score에 영향이 없는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 팬텀 연구라는 제한점이 있으나, 향후 임상에서 환자를 대상으로 추가적인 연구 진행이 필요하다고 판단되며, 본 연구의 실험결과는 추후 임상연구의 영상검사들 사이의 잠재적인 간섭 효과에 관한 추가연구 기초자료로 활용되고자 한다.
셋째, MRI 조영제 종류의 2종으로 제한하여 진행하였으며, 실험 이외의 다수 조영제에 대한 물리적 특징과 반감기가 서로 다른점 등이 고려되지 못한 점이다. 향후 골밀도검사는 임상에서 진단적 가치에 활용범위가 확대되는 추세로 실제 임상 환자를 대상으로 추가적 연구가 이루어져야 한다.

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