Accurate Quality Control Method of Bone Mineral Density Measurement -Focus on Dual Energy X-ray Absorptiometry-

골밀도 측정의 정확한 정도관리방법 -이중 에너지 방사선 흡수법을 중심으로-

  • Kim, Ho-Sung (Department of Nuclear Medicine, Asan Medical Center) ;
  • Dong, Kyung-Rae (Department of Radiological Technology, Gwangju Health College University) ;
  • Ryu, Young-Hwan (Diagnostic Radiology, Seoul Medical Center)
  • Published : 2009.12.31

Abstract

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.

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.

Keywords

References

  1. Ward KA, Cotton J and Adams JE : A technical and clinical evaluation of digital X-ray radiogrammetry, J. of Osteoporosis International. 14(5), 389-39, 2003 https://doi.org/10.1007/s00198-003-1386-3
  2. Gundry CR, Miller CW, Ramos E, Moscona A, Stein JA : Dual-energy radiographic absorptiometry of lumbar spine, Clinical experience with two different systems. J. of Radiology, 174, 539-541, 1990 https://doi.org/10.1148/radiology.174.2.2296663
  3. Ku YM, Jee WH, Choe BY : Relation ship between bone mineral density of lumbar paraspinal Muscles by Quatitative Computed Tomography. J of Korean Radiol. Soc. 38, 163-167, 1998 https://doi.org/10.3348/jkrs.1998.38.1.163
  4. Sydney LB, Lori AL : MRT, CDT : Bone Densitometry for Technologists. Texas-Women's university, 169-220, 2002
  5. Cho JA, Kim SW, Kim A, Ku JR, Kim YT : Standardization for dual energy X-ray absorptiometry. Korean J. of Med, 52(4), 445-448, 1997
  6. 강영한, 조광조 : 이중 에너지 X선 흡수 계측법을 이용한 BMD 검사 시 발생할 수 있는 기술적인 오류 분석. 방사선 기술과학, 29(4), 229-236, 2006
  7. Gluer CC : Accurate assessment of precision errors : how tomeasure the reproducibility of bone densitometry techniques. Osteoporos Int, 5(4), 262-270, 1995 https://doi.org/10.1007/BF01774016
  8. Westguard JO, Barry PL, Hunt MR, Groth Y. : A multirole shewhart Chart for quality control in Clinical chemistry. J. of Clin. Chem, 27, 493-501, 1981
  9. Angela J and Feyerabend Jl : Regional variations in bone mineral density as assessed with dualenergy photon absorptiometry and dual x-ray absorptiometry. J. of Radiology, 183, 467-469, 1993
  10. 강점덕, 김종봉 : 중년 여성의 요통에 따른 골밀도 측정. 대한정형물리치료학회지, 7(1), 54-63, 2001
  11. Kanis JA, Melton LJ, Christiansen C, Johnston CC, Khaltaev N : The diagnosis of osteoporosis. J. of Bone Miner. Res. 9, 1137-1141, 1994
  12. Gundry CR, Miller CW, Ramos E, Moscona A, Stein JA, Mazess RB, Sartoris DJ, Resnick D : Dual energy radiographic absorptiometry of the lumbar spine: clinical experience with two different systems. J. of Radiology, 174, 539-541, 1990 https://doi.org/10.1148/radiology.174.2.2296663
  13. Pocock NA, Sambrook PN, Nguyen T, Kelly P, Freund J, Eisman JA : Assessment of spinal and femoral bone density by dual Xray absorptiometry : comparison of lunar and hologic instruments. J. of Bone Miner. Res. 7, 1081-1084, 1992
  14. The Writing Group for the ISCD Position Development Conference. 2004 Technical standardization for dual energy X-ray absorptiometry. J.Clin.Densitom.7:2736.
  15. Bonnick SL, Johnston CC, Jr, Kleerekoper M, Lindsay R, Miller P, Sherwood L, Siris E : Importance of Precision in bone density measurements. J. of Clin. Densitom., 4, 105-110, 2001 https://doi.org/10.1385/JCD:4:2:105
  16. Gluer CC, Blake G, Lu Y, Blunt BA, Jergas M, Genant HK : Accurate assessment of Precision errors: how to measure the reproducibility of bone densitometry techniques. Osteoporos Int., 5, 262-270, 1995 https://doi.org/10.1007/BF01774016