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대한소아내분비학회지 : 제 11 권 제 2 호 2006 1)
종
설
골밀도의 평가
순천향대학교 의과대학 소아과학교실
신 영 림
Assessment of Bone Mineral Density
Young-Lim Shin, M.D.
Department of Pediatrics, College of Medicine, Soonchunhyang University, Bucheon, Korea
2.5 표준편차(T점수 단위)보다 작을 때로 정의하였다. T
서
론
점수로 -1.0에서 -2.5 사이는 골감소증이라고 하였고 T점
수가 -1.0 이상에서는 정상 골밀도라고 하였다. 여기서 사
수십 년 동안 골다공증 및 이로 인한 골절과 관련된 여
용된 T 점수는 환자의 골밀도를 같은 성별과 같은 인종의
러 문제에 대해서 관심이 증가되었으며 최근 새로운 치료
건강한 젊은 성인의 평균 최고 골밀도와 비교하여 표준편
약제가 개발되면서 골밀도(Bone mineral density, BMD)
차로 나타낸 것이다.
측정에 대한 기술도 크게 발전하였다. 골밀도를 측정할 때
현재 가장 널리 사용되는 방법으로 dual-energy x-ray
T-score = (Measure BMD-young adult mean BMD)/
young adult SD
absorptiometry (DXA)가 잘 알려져 있으며 그 외에도
골다공증의 WHO 정의는 단지 척추, 둔부 또는 아래팔
quantitative computed tomography (QCT), quantitative
의 골밀도를 측정하여 제정되었다. 그래서 이 정의는 자동
ultrasound (QUS) 등의 방법들이 있다. 여기서는 각각의
적으로 다른 골밀도 측정 부위나 QCT 또는 QUS와 같은
측정 방법들에 대한 원리 및 장비에 대해 소개하고 측정
다른 기술로 측정한 골밀도에서는 적용할 수 없다. 또한
부위별 차이점과 현재 골다공증에서의 이용 정도, 그리고
코카서스 백인 인종의 성인 여성을 기준으로 하였기 때문
소아에서의 적용에 대하여 알아보고자 한다.
에 다른 인종이나 남자 및 소아 등에서 적용하는데도 한
계가 있다. T 점수와 함께 골밀도 측정에 또 다른 유용한
본
론
1. 골다공증의 정의
표현 방법으로 Z 점수 단위가 있다. 이것은 T 점수와는
달리 나이, 성별과 인종이 같은 건강한 대조군의 평균 골
밀도와 비교하여 나타내었다.
1990년대 초기에 “뼈질량의 감소와 뼈조직의 미세구조
의 변화로 뼈의 취약성이 증가되고 골절이 되기 쉬운 전
신 골격계 질환”으로 골다공증에 대한 의견을 모았으며
1994년 World Health Organization (WHO)에서 척추, 둔
Z-score = (measure BMD - age matched mean BMD) /
age matched SD
Z 점수는 T 점수처럼 많이 사용되지는 않지만 Z 점수
는 같은 연령의 사람들과 비교하여 골다공증에 의한 골절
부 또는 아래팔을 DXA로 측정하여 T 점수 표준편차 단
위로 측정한 골밀도를 기본으로 골다공증의 정의를 제시
1)
하였다 (Table 1). 여기서 제시한 골다공증은 젊은 건강한
성인을 기준으로 척추와 둔부의 골밀도를 측정한 수치가
책임저자 : 신영림, 경기도 부천시 원미구 중동 1174
순천향의대 부천병원 소아과
Tel : 032)621-5407, Fax : 032)621-5016
E-mail : [email protected]
Table 1. The WHO Study Group Recommendations
for the Definitions of Osteoporosis and Osteopenia
Terminology
T-score definition
Normal
Osteopenia
Osteoporosis
Established osteoporosis
T≥-1.0
-2.5<T<-1.0
T≤-2.5
T≤-2.5 in the presence of one of
more fragility fractures
골밀도의 평가
123
2, 4)
의 위험도를 나타낸 것이므로 임상적으로 유용하다.
RR 수치의 결과는 Fig. 2에 나와 있다
. 전형적으로 골
역학적인 조사에서 골밀도와 골절 빈도 사이의 연관성
밀도가 1 표준편차 감소할수록 골절의 위험도는 1.5-2.5배
은 골절 위험도가 골밀도가 감소할수록 기하급수적으로
증가한다. Z 점수로 -1 미만인 환자에서는 실제로 같은
2, 3)
증가하는 gradient-of-risk 모델을 사용하여 나타낸다
연령의 사람들과 비교하여 골절 위험도가 증가된다는 것
(Fig. 1). 이것은 상대위험도(relative risk, RR)로 표현되는
이다. T 점수는 골절 위험도와 잘 연관되어 있으며 Z 점
데 골밀도가 각각 1 표준편차 감소할수록 증가되는 위험
수는 직접적인 환자의 실제 골밀도를 나타낸다. 특히 나이
요소를 나타내는 것이다. 최근 전향적인 연구의 메타 분석
많은 환자에서는 T 점수에 의해서 골다공증으로 진단되나
에 의해서 제시된 골절 위치와 골밀도 측정 위치에 의한
Z 점수에 의해서는 그 연령의 평균이 될 수도 있다.
2. 골밀도 측정에 이용되는 방법
골다공증을 진단하거나 골절의 위험도를 평가하기 위해
서 골격계를 비침습적 방법으로 측정하는데 이용되는 방
법들이 최근에 많이 발전해 왔다. 이들은 DXA, QCT,
peripheral DXA (pDXA), peripheral QCT (pQCT), radiographic absorptiometry (RA)와 QUS 등으로 실제로 기본
적인 원리와, 임상에서의 판별력과 적응증, 일반적인 유용
성과 가격에서 차이가 있다(Table 2).
1) Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA)
Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA)는 골밀도를
측정하기 위해 현재 가장 일반적으로 선택되는 방법이다.
DXA는 X-ray 관에서 153Gd 방사핵 자원을 대신하여
1980년대 중반에 dual photon absorptiometry (DPA)의 초
Fig. 1. Gradient-of risk relationship between bone density and
fracture risk. Bone density is plotted in T-score units relative
to mean and SD of healthy young adult population. In this
figure, a decrease in T-score by 1 unit increases fracture risk
by a factor of 2.5. This approximates to relationship between
3)
hip bone mineral density and hip-fracture risk .
기 기술로부터 개발되었다. 뛰어난 정확성과 짧은 스캔 시
간, 낮은 방사선량과 안정적인 보정, 적은 비용 등의 장점
으로 DXA는 골다공증을 진단하고 치료의 반응을 평가하
는 필수적인 장비가 되었다.
Table 2. Characteristics of Different Bone Densitometry Techniques5)
Technique
DXA
QCT
pDXA
pQCT
RA
QUS
Fig. 2. RR values for fractures at different skeletal sites for
bone density measurements in spine, calcaneus, distal radius,
midradius, and hip. RR is defined as increased risk of fracture
for a 1-SD decrease in BMD. Data are taken from
meta-analysis of prospective studies collated by Marshall et
4)
al .
124
대한소아내분비학회지 : 제 11 권 제 2 호 2006년
Regions of
interest
PA spine
Proximal femur
Total body
Spine
Forearm
Calcaneus
Forearm
Phalanx
Calcaneus
Calcaneus
Tibia
Multi-site
Units reported
BMD (g/cm2)
Precision Effective
(%CV) dose (µSv)
1%
1-2%
1%
3
BMD (g/cm ) 3%
2
BMD (g/cm ) 1-2%
1-2%
3
BMD (g/cm ) 1-2%
2
BMD (g/cm ) 1-2%
BUA (dB/MHz) 2-5%
SOS (m/s)
0.1-1%
SOS (m/s)
1-2%
SOS (m/s)
1-2%
1-10
1-10
3
50-500
0.1
0.1
0.3
0.01-10
None
None
None
None
DXA, dual energy x-ray absorptiometry; QCT, quantitative computed tomography; pDXA, peripheral DXA; pQCT, peripheral
QCT; RA, radiographic absorptiometry; QUS, quantitative ultrasound; BMD, bone mineral density; BUA, broadband ultrasonic
attenuation; SOS, speed of sound.
DXA의 기본 원리는 두개의 다른 에너지 X 선 광자를
위 ‘가는 빛살 빔(pencil-beam)’ 기술에 의한 장치였다. 이
사용하여 신체를 통과할 때 감쇠정도를 측정하는 것이다.
것은 바늘구멍 조준기가 좁은 X 선 빔을 생성하여서 환자
DXA는 X 선 빔이 물질을 통과하여 지나갈 때 X 선의 강
를 통과하여 스캔 팔 부위에 위치하고 있는 하나의 탐지
도가 물질의 기본 특성 즉, 두께, 밀도 및 원자 구성 등에
자에 의해 받아들어 진다. 결과는 이들 기계와 함께 스캔
의해 결정되는 양에 의해서 감쇠되는 사실을 기초로 한다.
팔이 찍고자 하는 부위를 가로질러서 직선 방향으로 움직
X 선 감쇠계수는 원자 번호와 광자 에너지에 의존하며 고
이면서 얻게 된다. 2세대의 스캐너는 Hologic QDR 4500
에너지와 저에너지 X 선을 각각 따로 측정하므로 저에너
과 Lunar Expert XL 같은 것이 있는데 이들은 틈 조준기
지 감쇠정도에 의해서 연조직이 감해져서 계산된다. 이것
를 사용하여서 소위 ‘부채꼴 빔(fan-beam)'을 생성해내고
은 골무기질(hydroxyapatie)의 “면적(areal)” 밀도(즉, 투과
이것이 탐지자의 배열에 결합되므로 찍고자 하는 부위가
범위에 대한 질량)를 반영한 골 감쇠를 나타낸다(Fig. 3).
한 범위에 다 적용되게 되었다. 부채꼴 빔 스캐너는 가는
X 선에 의한 조직의 감쇠계수는 X 선의 광자 에너지에
빛살 빔 스캐너보다 나은 장점이 있는데 첫 번째로 작업
따라 다르다. 낮은 광자 에너지에서는(10-20 keV) 피질골
처리량에서 스캔 시간이 약 5-10분에서 10-30초로 짧아졌
을 통과하는 감쇠가 지방과 근육 같은 연조직을 통과하는
으며 두 번째로는 해상도면에서는 가는 빛살빔 스캐너보
것보다 3-6배 정도 더 크며 반면에 높은 에너지(100 keV)
다 더 나아 해부학적인 양상 즉, osteophytes와 척추의 기
7)
에서는 여러 조직에서 모두 감쇠계수가 똑같다
(Table
3).
형 같은 것도 분별해 낼 수 있다. 3세대 DXA 스캐너는
소위 ‘원뿔 빔(cone-beam)' 기술로 만들어졌는데 X 선 빔
1세대의 DXA 장치로 Hologic QDR 1000, Norland
이 찍고자 하는 부분을 완전히 감싸며 게다가 스캔을 얻
XR26과 XR36, 그리고 Lunar DPX가 있었는데 이들은 소
는데 필요한 시간도 감소되었다. 방사선의 방출량은 부채
꼴 빔보다 더 커졌으나 원뿔 빔 스캐너는 세심한 관리를
통해서 방사선에 직업적으로 노출되는 것을 보호할 수 있
다. DXA를 측정할 때 필요한 방사선 양은 매우 적어서
(1-10 µSv) 자연적으로 나오는 방사선 평균 하루 양과 비
슷한 정도이다.
DXA 장비는 주로 척추와 둔부를 스캔하도록 되어있는
데 이들은 보통 생명과 연관되어 유병률과 사망률에 영향
을 주는 골절 부위이기 때문에 중요한 측정 부위로 알려
져 있다. 둔부 골밀도는 둔부 골절의 위험도를 측정하는
가장 이상적인 방법이다. 또한 척추뼈몸통에는 대사성 해
면골이 있기 때문에 척추는 치료의 반응을 관찰하는데 적
절한 부위로 여겨지고 있다.
DXA를 이용하여 골밀도를 측정하는 것은 일차적으로
골다공증이 의심되는 환자들을 평가할 때 주로 사용된다.
일반적으로 골다공증의 진단은 요추와 근위 대퇴부에서
Table 3. Mass Attenuation Coefficients of X-rays for
Materials of Relevance to Bone Densitometry
Photon
energy (keV)
Fig. 3. The principles of operation of a dual-energy x-ray
absorptiometry scanner. The top two profiles show the attenuation curves for the high-energy and the low-energy photons in the x-ray beam. The high-energy profile is then
multiplied by a factor k so that the soft tissue attenuation
matches that in the low-energy profile. When the modified
high-energy profile is subtracted from the low-energy profile
5)
the distribution of bone mineral density is left .
10
20
50
100
Material (density in g)
Air
(1.2×10-z)
Water
(1.000)
Muscle
(1.040)
Bone
(1.65)
Fat
(0.916)
4.91
0.733
0.205
0.154
5.066
0.761
0.224
0.170
5.154
0.778
0.224
0.169
19.790
2.753
0.347
0.180
3.081
0.533
0.201
0.168
Adapted from Langton and Njeh6)
골밀도의 평가
125
골밀도를 측정하는 것을 기본으로 한다. 근위 대퇴 경부에
는 조직 구성요소 뿐 아니라 X 선 에너지에 의해서도 결
서 골밀도는 일반적으로 네 개의 부분 즉, 대퇴골 경부,
정된다.
X 선 빔의 에너지가 CT 스캐너 사이에서도 다
돌기(trochanter), Ward 삼각부위, 전체 둔부에서 얻어진
양하게
구성되며 또한 조절되는
수치를 이용하여 측정된다. 대퇴골 경부는 주로 피질골이
Hounsfield unit (HU)로 알려진 일반적인 척도가 스캐너
있으며 돌기 부위는 해면골 조직으로 분포되어 중요하다.
를 가로지르는 회색 척도 상을 표준에 맞추기 위해 채택
Ward 삼각에서 골밀도 측정은 대퇴 경부의 해면골을 가
되어졌다. HU는 선형 척도로 공기는 -1000, 지방은 -200,
장 잘 반영하는 것으로 생각된다. 전체 둔부 측정은 근위
물은 0, 근육은 30 그리고 뼈는 300에서 3000 HU로 정해
대퇴골의 전체 부위에서부터 골밀도 수치를 통합할 수 있
져 있다. 어느 주어진 조직에서 HU의 수치는 스캐너에 의
다. 그래서 최근에 아직 골절 위험을 예측하는 것이 더 뛰
해서 형성된 voxel의 면적 안에 존재하는 조직에 의해 정
어나다는 증거는 없지만 전체 둔부의 골밀도를 검사하는
해진다. voxels 안에서 골밀도의 측정은 눈금 상으로 만들
방법이 선호되기도 한다. 요추에서 골밀도를 측정하는 것
어지며 그것은 알려진 질량의 물질로 구성되어 있다.
은 둔부에서보다 정확성이 뛰어난 장점이 있는데 환자의
QCT 스캔에서 주요한 오류는 뼈의 평균 voxel이 석회화
자세를 재현하는 것이 더 용이하기 때문이다. 요추는 또한
된 뼈, 골수와 지방을 포함하는 일부 조직들이 포함되어
많은 부분이 해면조직의 뼈로 이루어져 있어서 나이에 따
있어 부분적인 용적 효과가 생긴다는 것이다. 가장 중요한
른 골밀도 변화와 치료에 대한 반응을 더 민감하게 알 수
교란 요인은 지방성분으로 이것은 음성 HU 수치를 나타
있다. 그러나 척추에서 골밀도를 측정할 때 나이 많은 환
내어 골밀도를 과소평가하게 측정되게 할 수 있다. 그래서
자에서는 퇴행성 척추 변화와 동맥의 석회화 등이 생길
이를 보상하는 방법이 있는데 하나는 dual-energy QCT
확률이 높아지면서 골밀도가 증가된 것처럼 나타날 수 있
scanning을 이용하는 것으로 이것은 dual-energy X-ray
는데 이런 경우에는 둔부 골밀도를 측정하거나 측면에서
scanning과 같은 원리로 작용하여 지방에 의해서 감쇠되
요추의 DXA를 측정하면 더 정확하고 민감하게 검사할 수
는 것을 교정할 수 있다. 그러나 이런 이론적인 장점에도
있다. 왜냐하면 척추뼈의 후방 돌기가 주로 osteophyte로
불구하고 고용량의 방사선량과 single energy QCT보다
이루어져 있어서 옆에서 측정하면 이것을 피할 수 있기
낮은 정확성을 보인다는 단점을 가진다. 두 번째 방법은
때문이다. 그러나 측부 DXA는 환자가 정확한 자세를 유
나이와 연관된 참고치의 데이터베이스를 사용하여 지방
지하는 것이 어렵고 그 결과 정확성이 감소되기 때문에
성분을 교정하는 것이다. 이것도 골수의 지방 성분의 정도
잘 이용되지 않고 있다.
가 개인에 따라 다르기 때문에 오류가 있을 가능성이 있
2) Quantitative computed tomography (QCT)
정도도 다양하므로
다.
QCT는 척추뿐 아니라 둔부와 말초부위 즉 손목 등의
QCT는 주로 척추뼈몸통의 해면골을 측정하는데 이용
골밀도를 측정할 수 있다. DXA와 같이 QCT에 의해서 골
된다 . 또한 DXA와 비교해서 QCT는 퇴행성 척추 변화에
밀도 측정은 뼈조직을 통과하는 X 선 빔의 감쇠에 기초하
덜 영향을 받는 장점이 있다. 그리고 DXA와는 다르게 피
여 정해진다. CT 스캔은 조직의 한 조각에서 X 선 감쇠
질과 해면골을 선택적으로 분석할 수 있다. 해면골은 피질
계수의 분포를 형상화한다. 이들은 전형적으로 1에서 10
골보다 더 회전률이 빠르므로 더 쉽게 대사성 변화를 관
mm의 두께로 이루어져 있고 특별한 용적(voxels)의 삼차
찰할 수 있다. 이런 장점은 어떤 약으로 치료하는 것이 골
원 영상 조각으로 구성되어 있다. 컴퓨터를 이용하여 이것
격계에 어떤 영향을 주는지 평가하는데 의미가 있다.
들을 다시 맞추어 상을 형성한다. QCT는 조직 용적의 분
QCT는 뼈의 모양에 대한 정확한 정보를 제공할 수 있다.
석을 기초로 하기 때문에 DXA를 이용하여 얻는 면적 골
뼈모양을 측정하는 것은 특히 대퇴 경부에서 중요한 데
밀도보다는 실제 용적의 골밀도의 추정치를 얻을 수 있다.
QCT 상은 뼈의 탄력률, 관성의 단면률과 뼈 세기와 관련
CT 스캔을 시행하는 동안 X선관과 탐지자는 환자 주위를
있는 다양한 부분을 측정하는데 분석요소를 한정지을 수
회전한다. X 선 빔의 감쇠정도는 계속적으로 컴퓨터에 의
있는 정보를 제공할 수 있다. DXA는 2차원적인 면적밀도
해서 측정되어 단면상을 나타낸다. 여러 부위의 상을 얻기
를 측정하는 데 반해서 QCT는 3차원적인 용적 밀도를
위해 스캐너를 통해서 환자의 점진적 움직임으로 시행할
(units : mg/cm )을 측정한다는 장점이 있다. 이것은 DXA
수 있으며 오래된 스캐너에서는 환자의 움직임이 불연속
에서 뼈의 크기에 따라 성장과 관련된 변화에 의해서 골
적이었으나 현재에는 연속적인 움직임으로 더 빠르게 상
밀도가 과소평가될 수 있는 소아와 청소년에서의 연구에
을 얻을 수 있다. 조직에 의한 X 선 감쇠의 절대적인 수치
서도 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 척추 골절을 예측
126
대한소아내분비학회지 : 제 11 권 제 2 호 2006년
8)
3
Fig. 4. Physical principles behind measurement of the measurement of broadband ultrasonic attenuation (BUA) and speed of
sound (SOS). A) The received pulse is digitized and Fourier
analysis used to determine the power spectrum. The pulse transit time is used for the SOS measurement. B) The power spectrum of the signal transmitted through the patient's heel is compared with a reference trace from a signal transmitted through
water. The difference between the two traces is the attenuation
resulting from the patient's heel. C) When the attenuation
through the patient's heel is plotted against frequency, a linear
relationship is found at frequencies below 1 MHz. BUA is
defined as the slope of the regression line and is measured in
2)
units of dB/MHz .
하는 정도는 DXA와 비슷하며 장비의 가격이 더 비싸고
방사선노출양이 DXA 보다 더 많다는 단점이 있다.
3) Peripheral DXA (pDXA), Peripheral QCT
(pQCT)와
Radiographic
Absorptiometry
(RA)
RA는 다시 새롭게 관심을 끌고 있는 손의 골밀도를
평가하는 방법이다. 이것은 교정을 위한 상 영역에서 작은
알루미늄 쐐기와 함께 일반적인 X 선 장비를 사용할 수
있는 장점이 있다. 이 방사선 필름 상은 개인 컴퓨터로 스
캔되고 그때 자동적으로 손가락의 골밀도 측정을 위해서
척추와 둔부 DXA가 널리 사용됨에도 불구하고 말초
소프트웨어가 적용된다. 최근에 손의 X 선 상의 직접적인
골격계의 평가를 위한 새로운 장비가 계속적으로 연구되
디지털 수치를 합한 작은 tabletop unit가 소개되었다. 또
고 있다. 처음 골밀도 측정은
125
I radionuclide 자원을 기
한 아래팔과 손가락의 뼈 부피를 바깥 골피막 지름과 안
초로 사용된 single photon absorptiometry (SPA)를 사용
의 골수 지름을 측정해서 추정한 radiogrammetry도 있다.
하여 아래팔을 스캔하였다. 최근에 낮은 전압 X선 관
RA와 radiogrammetry의 장점은 일반적 필름 방사선 촬영
(40-60 kVp)으로 방사핵 자료을 대신하게 되었고 DXA의
술을 널리 사용할 수 있다는 것이다.
원리를 사용하여 말단 아래팔 부위와 발뒤꿈치뼈를 스캔
Peripheral x-ray absorptiometry는 일차 의료 기관의
하는 방법이 발달되었다. pDXA의 장점은 작은 장비, 상대
진료실에서도 유용하게 선택적 골밀도를 측정할 수 있다.
적으로 낮은 가격과 매우 낮은 방사선 방출량(0.1 µSv)이
그러나 역학적인 연구에서 보면 둔부 골절을 예상할 수
다. pDXA가 중심 골격계의 DXA 스캔의 대안으로 발전
있는 말초 골밀도 측정의 판별 능력이 아직은 낮다고 보
한 것처럼 pQCT도 아래팔을 측정하는데 또한 이용되고
고하고 있다. 또한 치료에 대한 반응을 관찰하기에도 덜
있다. 이들 장비는 용적 밀도로 측정되며 요골 말단 부위
적합하다.
의 해면과 피질골을 분리할 수 있는 장점이 있다. 해면골
4) Quantitative Ultrasound (QUS)
의 pQCT 측정의 사용과 더불어 피질의 자세한 기하학적
QUS는 말초 골격계의 골밀도를 측정할 수 있는 방법
인 측정은 다른 골격계 부위의 골절 위험도와 관련 있는
으로 최근 관심이 증가되고 있다. 이용할 수 있는 장비가
뼈 세기의 구조적 변수를 계산할 수 있게 되었다.
다양한데 대개는 측정부위로 발뒤꿈치를 사용한다. 발뒤
골밀도의 평가
127
10)
꿈치뼈가 상대적으로 편편한 면 사이의 해면골 부분이 크
유용하다 . 골밀도는 주로 중심(척추와 둔부)부위와 말초
고 쉽게 투과 측정을 적용하기 편하여서 선택되었다. 기본
부분에 위치한 뼈에서 측정된다. 골다공증은 전신 질환이
원리는 Fig. 4에 나타나 있다. 뼈를 통과하는 초음파 펄스
므로 척추나 둔부 골절의 위험도를 말초부위를 측정해서
는 신호가 산란되면서 매우 감쇠되고 해면조직에 의해서
도 예측할 수 있다. 척추와 둔부가 일반적으로 골절이 잘
흡수된다. 감쇠(decibels 로 측정)는 밀도와 진동수와 함께
일어나서 삶의 질에 큰 영향을 주고 유병률 및 사망률과
직선적으로 증가되고 상관관계와 관련된 기울기는 bro-
많은 연관성이 있기 때문에 가장 중요한 골밀도 측정 부
adband ultrasonic attenuation (BUA)으로 나타난다. BUA
위로 고려되어지고 있다. 많은 경우에서 여전히 척추 골밀
는 골다공증 환자에서 감소되는데 신호가 감쇠되는 발뒤
도가 측정에 가장 적절한 곳으로 여겨지는데 연령, 질병과
꿈치뼈의 해면조직이 더 작기 때문이다. BUA 뿐만 아니
치료에 따른 변화가 민감하기 때문이다. 그러나 나이 많은
라 대부분 QUS 시스템은 또한 전파시간에 의해서 초음파
환자에서는 단점이 있는데 이것은 자주 퇴행성 변화에 의
탐지자 사이의 거리를 나누어서 발뒤꿈치에서 the speed
해서 측정에 영향을 받을 수 있는데 이것에 의해서 골밀
of sound (SOS)를 측정할 수 있다. SOS 수치는 골다공증
도 수치가 증가된 것처럼 잘못 측정 될 수도 있기 때문이
환자에서 광물질이 낮은 뼈에서 탄력률이 감소되어 있기
다. 이것은 70세 이후에 주로 큰 문제가 된다. 또 다른 사
때문에 작아진다. 초기 QUS 측정 시에는 환자의 발을 직
람들은 둔부 골밀도가 가장 유용한 부위라고 주장하기도
접 물에 넣어서 발뒤꿈치에서 초음파 신호를 포착하였다.
하는데 아주 중요한 골절 부위인 둔부 골절의 위험도를
그러나 이후에는 탐지자 패드를 초음파 젤을 묻힌 발을
정확히 예측할 수 있기 때문이다. 이런 이유로 대퇴골이
눌러서 검사하는 dry contact system을 이용하고 있다.
표준 측정 부위로 사용되어야 한다는 의견이 많아지고 있
초음파 기구를 이용하여 골밀도를 측정하는 것에 대한
장점은 이온화된 방사선을 사용하기 않으므로 X선 체계의
다. 실제로 DXA 측정을 수행할 때 척추와 둔부 골밀도
모두 일반적으로 많이 평가되고 있다.
일반적인 장비가 필요 없다는 점이다. 또한 기계들이 상대
골다공증이 일차 진료소에서도 흔하게 접할 수 있는 질
적으로 저렴하며 dry systems 같은 여러 기구들은 이동할
환이므로 더 간단하고 이용이 쉬운 장비가 필요하게 되었
수 있게 설계되어 있다. 그러므로 초음파는 전통적인
다. 그래서 pDXA와 QUS 장치에 대한 관심이 높아지고
DXA 스캐너보다 쉽게 널리 사용될 수 있다. 또 여러 전
있는데 이들은 작고 가격도 DXA 보다 싸다. 골다공증은
향적 연구에서 QUS 측정이 다른 말초 측정계처럼 둔부
전신 질환이므로 뼈손실이 중심 골격계에만 제한되지 않
9)
골절의 위험도를 예측할 수 있다고 보고하였다 . 그러나
는다. 그렇지만 다른 골격계 부위에서 골밀도 측정 사이의
QUS 측정에는 많은 제한이 남아 있다. 그전의 연구들은
상관계수를 보면 대개는 r≈0.4에서 0.5 정도이다. 그러므
70세 이상의 노인들을 대상으로 한 것이며 단지 둔부 골
로 새로운 골다공증에 대한 치료제의 효과를 평가할 때
절 위험도만 측정하였고 물을 이용한 초기 QUS 장치를
측정부위와 사용되는 장비를 잘 선택하여야 한다.
사용하여 발뒤꿈치뼈의 골밀도를 측정하였었다. 그래서
더 젊은 환자들에서 예상되는 골절 위험도와 QUS 연관성
4. 골밀도 측정의 적응증
은 아직 확실하지 않다. 또 다른 연구의 어려운 점으로 골
어떤 환자들에서 골밀도를 측정할 것인가는 여러 위험
다공증에 대한 WHO 정의가 여기서 적용될 수 없다는 점
요소에 따라 결정할 수 있다 . 골다공증의 위험 요소는
이다. 그리고 발을 사용하는 많은 기구들은 환자의 발뒤꿈
취약 골절의 위험도와 다르지만 양쪽 모두 환자 진료 시
치 위치를 고정된 탐지자 사이에 위치하게 한다. 그래서
고려해야 한다. 아직 골밀도 스캔을 사용하여 환자를 선택
측정 부위는 여러 크기를 다루기 어렵고 발뒤꿈치 모양의
검사 하는 것은 정책적으로 제정되지는 않았다. 그 대신
다양성에 적용하기도 힘든 문제가 있다. 마지막으로 상대
임상적으로 위험 요소로 생각되어지는 환자들을 대상으로
적으로 QUS 측정에서 정확성이 낮아서 환자의 치료에 대
선별적 검사를 시행하고 있다
한 반응을 감시하기에는 적절하지 않은 것으로 알려져 있
다.
3. 측정부위 간의 연관성
10)
12, 13)
(Table 4, 5).
5. 소아에서의 골밀도 측정의 진단적 이용
소아에서 자라나는 뼈에 대한 평가를 할 수 있는 임상
적 기술이 아직은 확립되지 않았으며 해석하기에도 어렵
골밀도 측정은 골다공증에 의한 골절 위험도를 가장 잘
다. 골밀도 측정은 대개 골다공증이 있는 코카서인 인종의
예측할 수 있는 방법이며 치료적 방침을 정할 때도 아주
백인 폐경기 여성을 대상으로 연구되어 왔으며 WHO에
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대한소아내분비학회지 : 제 11 권 제 2 호 2006년
의한 골다공증 정의도 젊은 성인의 골밀도를 비교하여 나
성숙도를 비교하여 해석하는 경우에도 평가가 부적절할
타내었다. T 점수는 DXA에 의한 골밀도를 나타낼 수 있
수 있어서 뼈의 단면 부위나 피질골의 두께 등의 모양을
는 표준 방법이지만 소아에서 이용하여 평가하기에는 부
기계적으로 측정하기 위해 pQCT이나 일부 DXA soft-
정확하다. 또한 DXA를 이용한 측정의 한계점은 용적 골
ware를 이용하여 평가하기도 한다. 이런 문제를 해결하기
밀도가 아니라 면적에 대한 골밀도를 측정한다는 점이다.
위해서 많은 DXA 연구에서 소아를 대상으로 골밀도의 정
그래서 면적 골밀도 측정은 키 작은 사람에서는 실제보다
상 참고치를 제시하고 있다
14)
15, 16)
. 그러나 자라나는 골격계
적게 나타날 수 있다 (Fig. 5). 작은 소아들에서는 뼈의
의 특성과 이질적인 성질 때문에 더 정확한 표준 정상치
무기질화에도 장애가 있을 수 있다. 그러므로 뼈의 크기와
를 정하거나 더 나은 검사 방법을 찾는 것이 쉽지는 않다.
우리나라에서도 소아에서의 골밀도 정상치를 연구한 논문
Table 4. Risk Factors for Osteoporosis Additional to
Age and BMD Incorporated in the NOF Guidelines
12)
for Therapeutic Intervention
History of fracture after age 40
History of hip, wrist or vertebral fracture in a first-degree
relative
Being in lowest quartile for body weight [≤57.8 kg (127 Ib)]
Current cigarette smoking habit
Abbreviations : BMD, bone mineral density; NOF, the National
Osteoporosis Foundation
17-19)
이 거의 없는 상태로 적은 수만 보고되고 있다
결
.
론
1990년대 부터 골다공증에 대한 관심이 고조되면서
bisphosphonate, selective estrogen receptor modulators와
PTH 같은 골다공증을 예방하고 치료할 수 있는 약들의
효과에 대한 많은 임상적인 연구가 시도되었고 더불어 비
침습성 골밀도 측정 기술도 빠르게 발전하였다. 골밀도를
Table 5. Risk Factors Providing Indications for the
Diagnostic Use of Bone Densitometry13)
Presence of strong risk factors
Estrogen deficiency
Premature menopause (age <45 years)
Prolonged secondary amenorrhoea (age <45 years)
Primary hypogonadism
Corticosteroid therapy
Prednisolone >7.5 mg/day for 1 year and more
Maternal family history of hip fracture
Low body mass index (<19 kg/m2)
Other disorders associated with osteoporosis
Anorexia nervosa
Malabsorption syndrome
Primary hyperparathyroidism
Posttransplantation
Chronic renal failure
Hyperthyroidism
Prolonged immobilization
Cushing's syndrome
Radiographic evidence of osteopenia and/or vertebral deformity
Previous fragility fracture, expecially of the hip, spine, or wrist
Loss of height, thoracic hyphosis (after radiographic
confirmation of vertebral deformities)
Fig. 5. Effect of skeletal size on DXA-based measures of
areal bone mineral density.
측정할 때에 둔부와 척추의 DXA 스캔이 아직까지는 가장
좋은 측정 방법으로 여겨지고 있지만 현재 더 싸고 간단
하며 방사선량도 적은 말초 측정 기계들이 많이 개발되고
있다. 골밀도 측정의 임상적인 적용에 대해 여러 보고들이
있지만 대개는 백인의 폐경기 여성을 대상으로 시행되고
있어서 남자와 소아에서 골밀도 측정을 적응하기에 연구
자료가 부족하다. 그러나 최근에 소아에서도 선천성 골격
계 질환, 만성 신질환, 내분비 이상 및 장기간 스테로이드
사용으로 인한 골다공증의 진단 및 치료에 대한 연구가
활발히 진행되고 있으므로 소아에게 적합한 골밀도 측정
방법 및 성별, 연령, 사춘기 정도 등에 따른 정확한 참고
치가 매우 필요하며 특히 우리나라 소아들을 대상으로 한
정밀한 기초 자료를 얻는 것이 시급한 과제이다.
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