• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권5호
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• pp.401-410
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• 2003

본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이를 평가하고자 한다. 이에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이용하여 시술한 모델 (Type I), 삽입된 압박 고관절 나사 주위에 시멘트 영역을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 (Type II),대학교추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 (TypeIII)의 3가지 형태로 구현하였다. 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 설정하였으며, 골다공증 정도 (Singh Indices, II∼V)에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다. 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mises 응력 부피비, (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최대 von Mises 응력 (PVMS), (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 (MVMS), (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량. 수술기법 중 Type III가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다. 이는 기존 시술법 (Type I,II)에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다. 특히, 골밀도가 낮을 때에는 Type III의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한, 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과, Type III의 수치가 다른 시술법들의 15∼20%로 나타나 시멘트를 가 압하여 보강하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다. 이러한 결과로부터, 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유합에 가장 큰 효과를 보일 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제18권1호
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• pp.49-61
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• 2014

인구의 고령화와 함께 골다공증성 척추압박골절 환자의 발병률은 매년 증가하는 추세이며 경피적 척추성형(percutaneous vertebroplasty, PVP)은 가장 많이 시행되는 표준화된 치료 방법이다. 시술 전 후의 정확한 진단평가에 있어 SPECT/CT 검사의 유용성이 우수하다는 연구 보고가 있으나 시술에 사용되는 골 시멘트(bone cement) 물질은 CT 영상에서 인공물(artifact)을 생성하여 영상품질에 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 골 시멘트가 SPECT/CT 영상에 미치는 영향을 평가하는 데 목적을 두었다. NEMA-1994 팬텀(phantom)에 배후방사능(3.6 kBq/ml), 열소(29.6 kBq/ml), 냉소(물)를 설정한 후 각 원통(cylinder)에 모형 시멘트를 삽입하여 영상 획득하였다. Astonish (Iterative: 4, Subset: 16)으로 재구성하였고, CT 보정 방법은 비감쇠보정(NAC), 감쇠보정(AC+SC-), 감쇠 및 산란보정(AC+SC+) 3가지 방법을 사용하였다. 각각의 보정방법에 따른 평균계수와 시멘트물질의 유 무에 따른 계수 변화율을 비교하고 대조도 회복 계수(contrast recovery coefficient, CRC)를 구했다. 또한, 압박골절 진단을 받은 환자 107명 중 PVP를 시행한 20명을 선별하여 추체를 골절, 정상, 시멘트로 나누고 연조직(척추기립근)을 포함 4곳의 평균 계수를 측정한 후, 뼈/연조직 간 계수 비(bone/soft tissue ratio, B/S ratio)을 구했다. NAC를 기준으로 AC+SC-, AC+SC+의 평균계수는 증가하였고, AC+SC-의 평균계수가 가장 높았으며, AC+SC+는 AC+SC-에 비해 상대적으로 낮았다. 시멘트 물질의 유 무에 따른 평균계수는 시멘트가 존재할 때 NAC, AC+SC-, AC+SC+에 따라 팬텀의 열소에서 12.4%, 6.5%, 1.5%, 냉소 75.2%, 85.4%, 102.9%, 배후방사능 13.6%, 18.2%, 9.1%, 임상영상의 골절부에서 33.1%, 41.4%, 63.5%, 정상부 53.1%, 61.6%, 67.7%, 연조직 10.0%, 4.7%, 3.6%의 증가율을 보였다. 반면 원통 내부의 시멘트 인접부에서 상대적 계수감소를 확인할 수 있었고, 병소에 대한 팬텀영상과 임상영상간의 계수 증가율은 상반된 양상을 보였다. 대조도 비를 나타내는 CRC와 B/S ratio는 NAC, AC+SC-, AC+SC+순으로 향상되었고, 팬텀의 냉소에서는 큰 변화 없이 일정하였다. 정량적 계수는 AC+SC-가, 대조도 비는 AC+SC+가 가장 높게 분석되었다. PVP 시행 환자의 척추 뼈 SPECT/CT 검사에서 AC+SC- 의 사용은 영상계수를 대폭 향상시켜 특히 병소의 농도가 높은 영상을 얻는 반면에 골 시멘트의 영향과 함께, 연부조직 및 산란영역의 영상잡음 계수까지 증가시키므로 대조도비를 향상시키는 AC+SC+의 적용을 병행한다면 임상진단에 유용할 것으로 사료된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제63권4호
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• pp.433-443
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• 2020

Objective : Osteoporosis is a disease of unbalanced bone metabolism that results in low bone mineral density with increased bone fragility and propensity for fractures. The increased rate of bone fracture due to osteoporosis places a significant burden on public health care expenditures. Therefore, numerous studies have been designed and performed to identify the drugs or health foods that can improve the bone quality or quantity. This study was designed to evaluate and analyze the therapeutic effects of rutin on histomorphometric values of the spine and femur in an osteoporotic mouse model induced by bilateral ovariectomy. Methods : Thirty female ICR mice (8 weeks old) underwent either a sham operation (only abdominal incision, sham group, n=10) or bilateral ovariectomy (n=20). The ovariectomized (OVX) animals were randomly divided into two groups : untreated OVX group (OVX-C, n=10), or rutin-administered group (OVX-R, n=10). The OVX-C group received weight-adjusted doses of saline vehicle and the OVX-R group received 50 mg/kg of rutin intraperitoneally, starting 1 day after surgery. At 4 and 8 weeks after surgery, serum estrogen, osteocalcin, alkaline phosphatase (ALP), and the telopeptide fragment of type I collagen C-terminus (CTX-1) were analyzed. Interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-10, and tumor necrosis factor (TNF)-α were also analyzed. Bone histomorphometric parameters of the 4th lumbar vertebra and femur were determined by micro-computed tomography. Results : In OVX-C group, ALP, osteocalcin, CTX-1, IL-1β, IL-6, and TNF-α levels were significantly increased at 4 and 8 weeks compared to sham operation group. Rutin administration after OVX statistically significantly reduced ALP, CTX-1, IL-1β, IL-6, and TNF-α levels at 4 and 8 weeks. Rutin administration also improves bone histomorphometric parameters including trabecular bone volume fraction, trabecular thickness, and trabecular number. Trabecular separation was also decreased in OVX-R group compared to OVX-C group. Conclusion : The present study demonstrated that rutin has therapeutic effects on improving bone histomorphometric values in an OVX mouse model. The improvement in histomorphometric values may be associated with the reduction of osteoclastic activity via inhibition of IL-1β, IL-6, and TNF-α. In future studies, the mechanism for the effect of rutin on osteoporosis should be demonstrated more clearly to use rutin in human osteoporosis.

• 대한정형외과학회지
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• 제55권3호
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• pp.237-243
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• 2020

목적: 고령 여성에서 대퇴부에 발생한 골다공증과 동반된 전자간 골절에서 수술 후에 부갑상선 호르몬 제제 투여 후 골절 치유에 대한 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2013년 7월부터 2017년 12월까지 대퇴부 전자간 골절 및 골다공증을 진단 받은 후 수술을 시행한 65세 이상의 여자 환자에서 부갑상선 호르몬 제제를 투여한 군과 투여하지 않은 군을 대상으로 최초 가골의 형성 시기, 가골교로의 진행 시기 및 골유합 진행 시기를 조사하였다. 결과: 부갑상선 호르몬 투여군에서 최초 가골의 형성은 평균 32일, 가골교로의 진행은 평균 58일, 골유합이 된 시기는 평균 83일로 투약을 하지 않은 군에 비하여 통계적으로 의미 있게 기간이 단축된 소견을 보였다. 결론: 골다공증 치료제인 부갑상선 호르몬 제제는 고령의 여성에서 골다공증이 동반된 전자간 골절에서 가골의 형성 및 치유 과정을 촉진시킨다. 따라서 수술 후 이의 투여가 도움이 될 거라 생각된다.

• 대한정형외과학회지
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• 제54권6호
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• pp.528-536
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• 2019

목적: 저에너지 손상에 인한 척추체 압박골절이 발생한 골다공증 환자들에서 척추체 압박률의 변화, 요추부 동통 및 척추체 골절 치유에 테리파라타이드가 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 2016년 1월부터 2017년 12월까지 골밀도 검사상 T 점수가 -3.5 이하인 심한 골다공증성 척추 압박골절 환자 57명을 대상으로 하였다. 최소 6개월간 척추체 압박률의 변화, 시각통증지수(visual analogue scale, VAS) 및 Oswestry disability index(ODI)를 조사하였고 수상 후 자기공명영상에서 손상된 척추체의 골수 부종의 형태, 최종 추시 방사선 사진에서 추체내열의 유무, osteocalcin, N-terminal telopeptide (NTx) 등 골 형성 표지자의 변화 및 실험군 및 대조군에서 인구통계적 차이를 조사하였다. 결과: 실험군(테리파라타이드군)에서 3개월 후 평균 압박률은 20%, 대조군에서 38%였고 시간에 따른 척추체 압박률 변화에서 유의한 차이가 있었다(p<0.05; t-test). 각 군 내에서 추시 기간에 따른 척추체 압박률의 변화 정도를 비교하였을 때 실험군에서는 척추체 압박률이 유의하게 증가하지 않았으며(p=0.063), 대조군에서는 유의하게 증가하였다(p<0.05). 척추체의 평균 압박률이 변화하지 않는 평형기에 도달하는 시기는 실험군에서 1개월, 대조군에서 3개월이었다. 실험군에서 VAS가 0.39점, 대조군에서 1.07점으로 실험군에서 VAS의 호전 정도가 우수하였다. 실험군에서 ODI가 33.72점, 대조군에서 39.52점으로 실험군에서 ODI가 우수하였다. 최종 추시 방사선 사진에서 추체내열이 있는 증례가 실험군에서는 없었고(0%), 대조군에서는 1명이었다(2.2%). 실험군에서 osteocalcin 평균은 수상 직후 17.15 ng/ml, 6개월 후 24.20 ng/ml로 유의한 차이가 있었으며(p=0.003), NTx 평균은 수상직후 49.54 nMBCE/mMCr, 6개월 후 49.98 nMBCE/mMCr로 유의한 차이가 없었다(p=0.960). 결론: 심한 골다공증 환자에서 발생한 척추체 압박골절의 치료 약제로서 주 단위 테리파라타이드는 골절의 유합을 촉진하여 척추체 붕괴를 방지하며 요추부 동통을 더 빠르게 경감시킨다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제24권2호
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• pp.119-128
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• 2007

목적 : 이 연구는 낮은 b값의 SSFP-확산강조영상에 의한 물분자의 확산 성질 측정이 가능한지를 알기 위한 모형연구를 하고 이 기법이 골수질환에 적용이 가능한 가를 아는 것이 목적이다. 재료 및 방법: 모형 연구：순수한 물로 구성된 모형에서 확산강조 영상을 시행하였다. 섭씨 3도, 23도 그리고 63도의 순수한 물로 구성된 모형에서 SSFP 확산강조영상과 echo plannar imaging (EPI) 확산강조영상 (b값: $1000s/mm^2$)을 모두 시행하여 각각에서 신호 대 잡음 비 (SNR; signal to noise ratio)와 확산계수를 얻었다. 임상 연구 : 10명의 천골 부족 골절, 10명의 골다공증에 의한 급성 요추 압박골절, 그리고 전이암에 의한 요추 압박골절 8명에서 각각 SSFP 확산강조영상을 시행하였다. SSFP 확산 강조영상 외 확산계수를 측정하기 위해 single shot stimulated echo-acquisition mode sequence 를 이용한 확산강조영상을 시행하였다. 결과: 모형연구에서 EPI 확산 강조영상뿐만 아니라 SSFP 확산강조영상에서 물의 온도가 증가됨에 따라 신호강도의 감소를 보였다. EPI-확산계수 영상에서 확산계수 값은 3도의 물은 $0.13{\times}10^{-3}mm^2/s$, 23도는 $0.22{\times}10^{-3}mm2/s$ 그리고 63도에서 $0.37{\times}10^{-3}mm^2/s$를 나타냈다. 이러한 결과는 SSFP 기법은 비록 낮은 b 값을 가지지만 확산 강조 영상으로 확신된다. SSFP 확산강조영상에서 모든 천골 부족 골절과 골다공증 척추 압박골절은 높은 확산계수를 의미하는 저신호강도를 전이암에 의한 압박골절은 낮은 확산 값을 나타내는 고신호 강도를 보였다. 결론 : SSFP 확산강조영상에서 다른 확산계수를 가진 골수질환이 영상화 되었으며 모든 양성골절은 주위 정상 골수에 비해 저신호강도, 악성 종양에 의한 골절은 고신호강도로 관찰되었다.

• 대한정형외과학회지
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• 제54권5호
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• pp.435-439
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• 2019

목적: 골다공증성 척추 압박골절을 가진 환자에서 혈액을 혼합한 시멘트를 사용함으로써 기존 시멘트를 이용하여 경피적 척추 성형술을 시행했을 경우 나타나는 합병증을 줄이는 데 적합한지 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 2016년 1월부터 2017년 1월까지 80명을 대상으로 후향적으로 진행되었다. 각 군에서 기존에 사용하던 시멘트 20 g에 혈액을 각각 2, 4, 6 ml를 섞어서 다공성 시멘트를 생성하였다. 지름 2.8 mm, 길이 215 mm의 튜브를 이용하였고 중합온도, 응결 시간, 적절한 통과시간을 측정하여 기존의 시멘트만 사용하던 것과 비교하였다. 방사선적으로 컴퓨터 단층촬영 및 X-ray를 통하여 결과를 평가하여 비교하였다. 결과: 중합온도는 기존의 시멘트(R), 2 ml (B2), 4 ml (B4), 6 ml (B6) 군에서 각각 70.3℃, 55.3℃, 52.7℃, 45.5℃였으며, 응결시간은 960초(R)에서 558초(B2), 533초(B4), 500초(B6)로 감소하는 양상을 보였다. 통과시간은 각각 73초(R)에서 45초(B2), 60초(B4), 78초(B6)를 보였으며, 혈액의 양이 증가할수록 기존의 시멘트 통과시간과 유사하였다. 방사선적 결과 분석에서 추체 재건율과 추체 재함몰률은 4군 간에 유의한 차이가 없었다. 인접 추체 골절은 R군에서 2건, B2, B4 군에서 1건씩 나타났으며, 시멘트 누출률은 기존 시멘트 군에서 약 2배 높게 측정되었다. 결론: 기존의 경피적 척추 성형술 시 본인 자가 혈액을 시멘트와 혼합하여 사용하는 술식은 중합온도의 감소, 응결시간의 단축을 보이며 시멘트 누출 발생률이 적었다. 이러한 물성은 기존의 시멘트만 사용하는 경우보다 합병증을 줄일 수 있는 더 적합한 기계적 특성에 도움일 될 것으로 판단된다.