Standardization and threshold of digital subtraction radiography for detecting alveolar bone change

Abstract

[한글]

방사선 사진은 임상에서 치조골의 변화를 관찰하기 위해 일반적으로 사용되는 술식이다. 많은 장점이 방대한 방사선 자료의 누적을 가져왔으며, 이는 치조골 변화와 관련된 후향적 연구에 있어서 중요한 자원이다. 보다 더 정밀하고, 객관적인 분석을 위해 디지털 분석 방법, 특히 디지털 공제술이 도입되었다. 그러나 수많은 요인에 의해 디지털 공제술 결과간의 비교는 다소 어려운 점이 있다. 따라서 결과의 표준화와 분석 한계에 대한 연구가 필요하였다.본 연구에서는 알루미늄 스텝웨지를 표준화의 도구로 사용하였다. 치조골을 분석하기 위한 범위를 구하고, 다양한 요인에 의해 흑화도 곡선이 이 범위 내에서 어떻게 변하는지를 알아보았다. 또한 이로 인해 야기 가능한 결과 수치간의 비 균일성을 보이고, 이를 표준화 하는 방법을 소개함과 동시에, 표준화된 결과의 유효 범위에 관하여 알아보았다. 결과는 아래와 같다.1. 치조골은 알루미늄 두께 1-10mm 범위에 해당하는 흑화도를 가지고 있었으며, 상대적으로 다른 치아 구조에 비해 큰 표준편차를 가지고 있었다.2. 흑화도 곡선은 다양한 조건에 따라 직선, 로그함수, 또는 지수함수 형태를 나타내었다.3. 심지어는 한 이미지상의 동일한 알루미늄 두께라 하더라도 mm AET로 표준화되기 전에는 다른 결과값을 보여줄 수 있었다.4. 스텝웨지의 각 스텝의 흑화도 값은 정규분포와 유사하였으며, 분석한계는 표준편차의 두 배 값으로 잡으면 될 것으로 생각된다.5. 동일한 환경의 방사선 촬영도 그 한계로 인하여 0.5 mm AET내의 변화가 생기므로, 위에서 확인된 분석한계가 이보다 적더라도, 최소 분석한계는 0.5 mm AET로 하는 것이 타당하겠다.

[영문]Radiography is a common diagnostic method for detecting alveolar bone change in practice. Lots of merits made it possible to accumulate extensive radiographic data, which is important resource for retrospective research related to alveolar bone. For more sensitive and objective evaluation, digital analysis, especially digital subtraction is required. But there are so many factors which influence the comparison of different pairs of images. The standardization of result value and threshold for bony change are necessary.In this study, aluminum stepwedge was used for density value calibration. Density value distribution of alveolar bone was found, and then density profiles under various conditions were analyzed. Difference of subtraction result of same aluminum thickness values was shown. How to standardize the result value and precision degree of mm AET were found.Results are as follows,1. The gray value of the alveolar bone distributed from 1 - 10 mm AET with relatively large standard deviation.2. Density profiles were linear, log-shape, or exponential-shape type due to the conditions.3. Same aluminum thickness even in a image can be differently expressed before calibration into mm AET.4. Gray value distribution of each step is similar to normal distribution, and the threshold for significant change is ± 2 standard deviation.5. Because of systemic reproducibility limit, the threshold is more than 0.5 mm AET.