Effects of Gadolinium Contrast agent on Bone Mineral Density Measurement using Dual Energy X-ray Absorptiometry

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.

가돌리늄조영제가 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 미치는 영향

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.