Efficacy of Dual Energy X-ray Absorptiometry to Evaluate Biomechanical Properties : 척추의 생역학적 특성평가의 이중에너지 X선 흡수계측법(DXA)의 효율성: 정량적 컴퓨터단층촬영(QCT)과의 비교

서성화 경북대학교 대학원 2013 국내박사

골밀도는 골다공증과 같은 골대사 질환의 진단, 골절의 예방, 그리고 치료 성과를 판단하는데 가장 중요한 지표이다. 골밀도 검사방법 중 이중에너지 방사선 흡수계측법(dual energy X-ray absorptiometry; DXA)은 사용이 간편하고 반복 측정 시 재현성이 높아서 골다공증 등의 환자에서 초기 진단뿐만 아니라 약물 치료에 대한 반응을 평가하는 데도 적합하다. 그러나삼차원분석방법의정량적컴퓨터단층촬영(quantitative computed tomography; QCT)와는 달리 DXA는 이차원적 분석방법으로 뼈의 기하학적 구조와 피질골과 해면골의 세분화된 분석이 제한되었다. 본 연구는 DXA와 QCT로 측정된 골밀도와 압박골절유도기기를 통해 압박골절을 유발하는 최소 역학 값과의 상관관계를 비교·분석하여 DXA와 QCT의 골절 예측 능력을 평가하였다. 골대사 질환이 없는 1인 남성 사체의 10개의 흉·요추(T8-L5)를 넓이의 반으로 종단한 후, 실험군(탈무기질화군)과 대조군(비탈무기질화군)으로 각각 10개의 시편을 제작하였다. 실험군은 다양한 정도의 골다공증을 재현하기 위하여 10분 단위로 각각의 시편을 최소 10분에서 최대 100분까지 염산에 담구어서 인위적인 탈무기질화를 진행하였다. 모든 시편은 탈무기질화 전·후에 DXA와 QCT를 이용하여 골밀도 측정으로 시간에 따른 골밀도 차이를 구하였다. 탈무기질화 과정을 마친 실험군은 압박골절유도기기를 사용하여 대조군과의 생역학적 특성(탄성계수와 항복응력) 차이를 비교하였다. 피어슨 상관관계 분석을 통하여, 탈회시간에 따른 DXA와 QCT(반척추체, 해면골)로 측정한 골밀도는 각각 통계학적으로 유의한 상관관계(γ=0.87, 0.78)를 가졌다. 척추체의 압박골절 실험에서도 DXA로 측정한 골밀도와 QCT(반척추체, 해면골)로 측정한 골밀도는 각각 탄성계수와 항복응력과의 강한 상관관계를 나타내었다. DXA 골밀도와의 관계에서, 탄성계수(γ =0.88)와 항복응력(γ =0.84)의 유의한 상관관계를 나타내었고, QCT 골밀도(반척추체, 해면골)에서도 탄성계수(γ =0.81, 0.68)와 항복응력(γ =0.87, 0,84)과 유의한 결과를 보였다. 본 실험연구를 통하여 DXA와 QCT를 사용하여 측정된 골밀도 값은 모두 골절저항능력과 강한 상관관계를 보였고 DXA와 QCT 모두 골절위험도를 예측할 수 있는 측정방법으로 평가되었다. 시편 수가 많지 않은 제약에도 불구하고 통계학적으로 유의한 결과가 도출되었으며, 결론적으로 DXA는 QCT와 대등한 골절 예측능력을 보여주었고 골밀도의 감소정도보다 실제의 골강도의 감소는 훨씬 컸음을 확인할 수 있었다.

The Longitudinal Change of Quantitative Computed Tomography(QCT) Measurements and their Clinical Relevance in COPD Patients

송예찬 울산대학교 일반대학원 2025 국내석사

Background: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is characterized by irreversible airflow limitation resulting from heterogeneous pathological processes, including emphysema, small airway disease, and airway remodeling. Traditional spirometry measures such as forced expiratory volume in 1 second (FEV₁) are limited in capturing the complexity and progression of COPD. Quantitative computed tomography (QCT) offers detailed measurements, but the clinical relevance of longitudinal changes in QCT measurements remains underexplored. Methods: This multicenter retrospective cohort study analyzed 268 patients from the Korean Obstructive Lung Disease (KOLD) cohort, all of whom underwent baseline and 12-month follow-up chest CT scans. QCT measurements assessed included low attenuation area (LAA%), functional air trapping (fAT%), airway wall thickness (Pi10), bronchiectasis score, and mucus plug index. Clinical and functional variables such as FEV₁, diffusing capacity of the lungs for carbon monoxide (DLCO), and 6-minute walking distance were evaluated. Correlations between longitudinal changes in QCT and clinical measurements were analyzed, and the association with clinically important deterioration—defined as FEV₁ decline ≥100 mL, St. George's Respiratory Questionnaire score increase ≥4 points, or moderate/severe exacerbation—was assessed. Results: A total of 268 patients (95.1% male) with a mean age of 66.6 years, a smoking history averaging 44.5 pack-years, and a mean post-bronchodilator FEV₁ of 54% were included. Significant correlations were observed between changes in QCT and clinical measurements. Increases in airway wall thickness (Pi10: r=-0.179, p=0.004), bronchiectasis score (r=-0.130, p=0.036), and mucus plug index (r=-0.150, p=0.015) correlated with declining FEV₁. Patients with clinically important deterioration showed greater declines in 6-minute walking distance (−25.55 ± 55.11 m vs. 10.54 ± 54.37 m, p < 0.001) and less improvement in airway wall thickness (−0.19 ± 0.47 mm vs −0.40 ± 0.47 mm, p = 0.001) and mucus plug index (−2.68 ± 17.84% vs −7.86 ± 16.53%, p = 0.026) over 12 months compared to those without CID. Conclusion: These findings suggest that longitudinal changes in QCT measurements provide insight into the course of progressive airflow obstruction in COPD, involving a heterogeneous process of airway wall thickening, increased mucus plugging, and bronchiectasis. Also, longitudinal changes in QCT measurements, particularly Pi10 and mucus plug index, which are linked to clinically meaningful deterioration have prognostic value. The study also highlights the potential use of automated QCT analysis in COPD monitoring.

크레스티드 게코의 골다공증 진단을 위한 골밀도 진단기법평가

정태영 전북대학교 대학원 2026 국내석사

Nutritional secondary hyperparathyroidism (NSHP) is a common metabolic bone disease (MBD) in captive reptiles, however objective quantitative diagnostic criteria remain unestablished, consequently rendering early diagnosis realistically difficult. This study evaluated the feasibility of quantitative osteoporosis diagnosis in crested geckos (Correlophus ciliatus) using quantitative computed tomography (QCT) and dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), and investigated whether standard radiography could serve as a quantitative alternative given the limited accessibility of these advanced modalities. We retrospectively analyzed 65 subjects (40 clinically healthy, 22 NSHP, 3 recovered). Imaging was performed without anesthesia, and bone mineral density (BMD) was evaluated at the jaws, long bones, and both anterior and posterior presacral vertebrae (PSV). QCT demonstrated superior precision (CV: 2.5–4.3%) compared to DXA (CV: 5.6–21.0%). Strong inter-site correlations across anatomical sites (correlation coefficients = 0.70-0.97, all p < 0.05) imply that the disease manifests systemically. Moreover, quantitative evaluation reclassified certain clinically healthy subjects as 'sub-clinical' cases based on their NSHP-level BMD deficits. QCT analysis confirmed a hierarchical sensitivity to bone loss extending from the jaws to the long bones and vertebrae, identifying the posterior vertebrae as the most sensitive indicator. Conversely, DXA failed to show a clear hierarchical pattern due to lower precision. Additionally, body weight exhibited a consistent positive correlation with BMD across all modalities, whereas sex exerted negligible effect. For conventional radiographic analysis, the model based on the average of bilateral humeral measurements yielded the highest correlation with QCT (R² = 0.902) among the various models assessed, accompanied by an acceptable precision for screening purposes (CV: 13.2%). In conclusion, quantitative assessment using QCT and DXA was confirmed to be a valid method for diagnosing osteoporosis earlier than conventional subjective evaluations. Furthermore, the derived conventional radiographic model proved to be a useful screening tool capable of substituting for these precision instruments in clinical settings.

검진 코호트에서의 인공지능 기반 관상동맥 경화반 정량화 : 정상 참조 범위 확립 및 임상적 활용 가능성 평가

오홍민 울산대학교 일반대학원 2026 국내석사

배경(Background): 관상동맥질환의 예후 평가에서 경화반 부하(plaque burden)는 주요한 위험 인자로 알려져 있다. 그러나 기존의 경화반 부하 평가는 관상동맥 석회화 점수(coronary artery calcium, CAC)와 같은 석회화 경화반 중심의 정량 지표나, 분절 침범 점수(segment involvement score, SIS) 또는 시각적 평가(visual assessment)와 같은 관찰자 의존적인(subjective) 방법에 주로 의존해 왔다. 이러한 접근법은 비석회화 경화반, 특히 저음영 경화반과 같은 고위험 경화반의 임상적 중요성을 충분히 반영하지 못하는 한계가 있다. 최근 인공지능 기반 정량 관상동맥 CT 혈관조영술(artificial intelligence–based quantitative coronary CT angiography, AI–QCT)의 도입으로 총 경화반 부피(total plaque volume, TPV), 비석회화 경화반 총부피(non-calcified plaque volume, NCPV), 저음영 경화반 부피(low-attenuation plaque volume, LAPV)를 자동화되고 재현성 있게 정량화할 수 있게 되었으나, 이러한 지표에 대한 아시아 인구집단(Asian population)을 대표하는 정상 참조 범위(reference range)는 아직 확립되지 않았다. 목적(Objectives): 본 연구는 건강검진으로 관상동맥 CT 혈관조영술(coronary CT angiography, CCTA)을 시행한 한국인 무증상 성인 코호트에서 AI–QCT 기반 경화반 정량 지표(TPV, NCPV, LAPV)의 분포를 제시하고, 기존 임상 경화반 평가 지표(CAC, SIS) 및 관상동맥 질환 영상 보고 및 자료체계 (coronary artery disease–reporting and data system, CAD–RADS) 등급과의 연관성을 평가하는 것을 목적으로 한다. 대상 및 방법(Methods): 2012 년 건강검진으로 CCTA 를 시행한 1,271 명 중 무작위로 500 명을 선별하였으며, 관상동맥 중재술(percutaneous coronary intervention, PCI) 과거력이 있는 3 명을 제외한 497 명을 최종 분석에 포함하였다. 경화반 정량 분석은 AI 기반 관상동맥 경화반 분석 소프트웨어(Siemens Healthineers)를 이용하여 수행하였다. 경화반은 CT 감쇠계수(Hounsfield unit, HU)에 따라 비석회화 경화반(NCPV, <350 HU)과 저음영 경화반(LAPV, <30 HU)으로 분류하였으며, 총 경화반 부피(TPV)는 석회화 및 비석회화 경화반을 모두 포함한 전체 경화반 부피로 정의하였다. 임상 판독 결과로부터 CAC, SIS 및 CAD–RADS 등급을 수집하였고, CAD–RADS 는 0, 1–2, ≥3 으로 구분하였다. 연령군은 <50 세, 50–59 세, ≥60 세로 분류하였다. AI–QCT 지표와 기존 임상 지표 간의 연관성은 Spearman 상관분석으로 평가하였으며, 연령 및 성별, CAD–RADS 등급에 따른 비교에는 Mann–Whitney U 검정과 Kruskal–Wallis 검정을 사용하였다. 결과(Results): 연구 대상자는 총 497 명으로 평균 연령은 54.9±8.4 세였고, 남성은 343 명(69.0%)이었다. CAD–RADS 분포는 0 등급 288 명(57.9%), 1–2 등급 171 명(34.4%), ≥3 등급 38 명(7.6%)이었으며, CAC >0 은 200 명(40.2%)에서 관찰되었다. AI 기반 경화반 정량 지표는 기존 임상 지표와 전반적으로 강한 상관성을 보였다. 전체 코호트에서 CAC 는 TPV 와 유의한 상관관계를 보였고, SIS 는 TPV 와도 유의한 상관관계를 보였다. 연령이 증가함에 따라 TPV, NCPV, LAPV 는 모두 단계적으로 증가하였다. TPV 중앙값은 <50 세군에서 47.7 mm³, 50– 59 세군에서 135.2 mm³, ≥60 세군에서 362.6 mm³로 증가하였으며, NCPV 와 LAPV 역시 연령 증가에 따라 유사한 증가 양상을 보였다. 성별 분석에서는 남성이 여성보다 NCPV(176.6 mm³ vs 97.1 mm³)와 LAPV(7.7 mm³ vs 2.0 mm³)가 유의하게 높았다. CAD–RADS 등급에 따른 분석에서도 TPV, NCPV, LAPV 는 모두 등급에 따라 증가하였다. TPV 중앙값은 CAD–RADS 0, 1–2, ≥3 군에서 각각 43.7 mm³, 370.7 mm³, 876.6 mm³ 였으며, NCPV(41.4, 352.8, 784.9 mm³)와 LAPV(0.6, 14.9, 44.4 mm³) 역시 등급 상승에 따라 증가를 보였다. 결론(Conclusions): AI–QCT 기반 경화반 정량 분석은 한국인 무증상 성인 인구집단에서 기존 임상 경화반 평가 지표와 높은 상관성을 보였으며, 연령, 성별 및 CAD–RADS 등급에 따라 일관된 증가 양상을 나타냈다. 본 연구에서 제시한 AI 기반 경화반 정량 지표의 분포는 향후 관상동맥 CT 혈관조영술 보고 및 관상동맥질환 위험도 평가를 위한 기준 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Impacts of aromatase inhibitors on site-specific bone mass and geometry in postmenopausal women with endocrine-responsive breast cancer

이수진 Graduate School, Yonsei University 2012 국내석사

(The) relationship between aortic calcification, BMD, vertebral fracture, 25-hydroxy-vitamin D, and osteocalcin

김광준 Graduate School, Yonsei University 2011 국내석사

특발성 간질성 폐질환 환자에서 인공지능 기반 정량화 전산화 단층 촬영 지표의 항섬유화제 치료 반응 예측 바이오마커로서의 가능성 평가

장동예 전북대학교 대학원 2026 국내박사

목적: 본 연구의 목적은 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 기반 정량적 고해상도 전산화단층촬영(Quantitative High-Resolution Computed Tomography, HRCT) 지표가 병리학적으로 확진된 통상형 간질성 폐렴(Usual Interstitial Pneumonia, UIP) 환자에서 항섬유화제 치료 반응을 모니터링할 수 있는 영상 바이오마커로 활용 가능한지를 평가하고자 함. 대상 및 방법: 이 후향적 연구는 전북대학교병원 기관생명윤리위원회(CUH 2024-02-003-004)의 승인을 받았다. 2010년 1월부터 2023년 7월까지 흉부 CT에서 간질성 폐질환(Interstitial Lung Disease, ILD)으로 진단된 2,223명 중, 수술 생검 미시행, 폐기능검사(Pulmonary Function Test, PFT) 불충분, 또는 추적 관찰 기간 6개월 미만인 환자를 제외한 143명의 병리학적 또는 다학제적 논의를 통해 확진된 UIP 환자가 포함되었다. 모든 HRCT는 16·64·128채널 지멘스(Seimens) 스캐너를 사용하여 표준화된 프로토콜(절편 두께 1–2 mm, 120 kV, 60–90 mA)로 획득하였다. AI 기반 정량 분석(AVIEW Lung Texture v1.1.43.7; 코오라인소프트, 서울, 대한민국)은 폐 실질 패턴을 자동 세분화하여 섬유화, 벌집(honeycomb), 망상(reticulation) 영역을 정량화하였으며, 섬유화 점수는 전체 폐 용적 대비 망상 및 벌집 영역의 합으로 정의하였다. HRCT 및 PFT 지표의 종단적 변화는 윌콕슨 부호 순위 검정을 이용하여 평가하였으며, 시간×치료 상호작용(term)을 포함한 선형 혼합효과모형(linear mixed-effects model, LMM)을 적용하여 피르페니돈 투여에 따른 시간적 추세를 분석하였다. 양측 검정에서 p 값 < 0.05를 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다. 결과: 전체 환자의 평균 연령은 68.3 ± 7.0세였으며, 남성이 107명 (74.8%)이었다. 총 93명 (65%)이 피르페니돈을 투여받았고, 50명 (35%)은 미치료군으로 분류되었다. 추적 관찰 기간 동안 폐기능 지수(PFT)는 전반적으로 감소하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지 않았다. 반면, AI 기반 HRCT 정량 지표에서는 섬유화 및 벌집 점수가 유의하게 증가하고 폐 용적이 감소하였다(모두 p < 0.05). 항섬유화제 치료 시작 시점에 기능적 악화 기준을 충족한 환자는 9명 (6.3%)에 불과했으나, 방사선학적 지표상 악화를 보인 경우가 대부분이었다. 혼합 효과 모델에서 피르페니돈 치료를 받은 환자들은 방사선학적 경사가 더 가파른 반면(시간×치료, p < 0.05), FVC와 DLCo에 미치는 영향은 유의미하지 않았습니다. 결론: AI 기반 정량적 HRCT 지표는 피르페니돈을 투여받은 UIP 환자에서 섬유화 진행의 완화 및 망상 병변의 감소를 민감하게 탐지하였으며, 이는 두 군 간 폐기능 지수가 유사한 수준을 유지하는 경우에도 관찰되었다. 이러한 결과는 AI 정량 HRCT 분석이 항섬유화 치료 반응 모니터링의 객관적 영상 바이오마커로서 활용될 수 있으며, 향후 항섬유화제 임상시험에서 대체 평가 지표(surrogate endpoint)로 사용될 잠재력을 제시한다. 키워드: 특발성 폐섬유증 (IPF); 일반 간질성 폐렴 (UIP); 피르페니돈; 인공지능 (AI); 정량적 CT (QCT); 치료 반응 바이오마커; 생존 분석; 예후