넙다리뼈 회전 각도에 따른 골밀도 변화 분석 및 고정기구 제안

• Published in: 한국방사선학회 논문지 Vol. 19; no. 3; pp. 301 - 309
• Main Authors: 서선열, Sun-youl Seo, 이진옥, Jin-ock Lee, 김영란, Young-ran Kim
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국방사선학회 30.06.2025
• Subjects: Bone Mineral Density (BMD); Femoral Neck; Phantom Study; Positioning Device; Rotation Angle; 고정 보조기구; 골밀도; 넙다리뼈 목; 원자력공학; 팬텀 실험; 회전각도
• ISSN: 1976-0620; 2384-0633
• DOI: 10.7742/jksr.2025.19.3.301

본 연구는 넙다리뼈 목(femoral neck)의 골밀도(BMD) 측정 시 내회전 및 외회전 각도 변화가 g/cm² 값에 미치는 영향을 분석하고, 검사 자세의 일관성이 결과의 신뢰도에 미치는 영향을 평가하였다. 3D 프린팅, 석고, 레진 재질로 제작된 팬텀을 사용하여 5°, 10°, 15°의 회전 각도에서 골밀도 측정을 수행하였다. 내회전 실험 결과, 3D 프린팅 팬텀은 g/cm² 값이 0.146, 0.120, 0.130로 나타났으며, 석고 팬텀은 4.180, 4.432, 4.396으로 측정되었다. 외회전의 경우, 3D 프린팅 팬텀은 0.137, 0.132, 0.133, 석고 팬텀은 4.012, 3.978, 4.096의 값을 보였다. 레진 팬텀은 밀도가 낮아 g/cm² 값을 측정할 수 없어 분석에서 제외되었다. 이러한 결과는 팬텀 재질과 회전 각도 모두가 골밀도 측정값에 유의한 영향을 미친다는 점을 보여주며, 정확하고 일관된 자세 유지의 중요성을 시사한다. 이에 따라 본 연구에서는 내회전 각도를 일정하게 유지할 수 있도록 설계된 고정 보조기구를 제안하였다. 해당 기구는 골밀도 측정 시 반복성과 정밀도를 향상시키는 데 기여할 수 있으나, 그 임상적 적용 가능성은 후속 연구를 통해 검증이 필요하다. This study aimed to analyze the effects of internal and external rotational angle changes on bone mineral density (BMD, g/cm²) measurements of the femoral neck and to evaluate the importance of consistent patient positioning for reliable results. Phantom models made of 3D-printed material, plaster, and resin were used, and BMD values were measured at 5°, 10°, and 15° rotations. In the internal rotation experiment, the 3D-printed phantom showed g/cm² values of 0.148, 0.120, and 0.139, while the plaster phantom showed 4.180, 4.432, and 4.396 respectively. In external rotation, the 3D-printed phantom values were 0.139, 0.130, and 0.133, and the plaster phantom values were 4.012, 3.976, and 4.096. The resin phantom could not be measured due to insufficient density. These results indicate that both the phantom material and femoral rotation angle significantly affect BMD measurements, emphasizing the need for precise and consistent positioning during scans. To address this, a fixation device was designed to maintain consistent internal rotation, thereby enhancing the reproducibility and standardization of BMD assessments. While the findings provide valuable insights into angle-dependent variability, their clinical applicability requires further validation through in vivo studies.