Ⅰ. 서 론
생애 주기에 따른 골밀도의 변화는 골량(bone mass)으로 구분할 수 있다. 최대골량(peak bone mass)은 생애 동안 최고로 획득하는 골량을 의미하며, 이는 뼈의 크기 증가와 미네랄의 축적이 안정화되는 시점을 의미한다[1]. 최대골량 에 도달하는 시기는 개인차가 있지만, 여성은 16 세와 남성 은 18 세 경에 일어나며 남성이 좀 더 늦게 도달하게 된다 [2]. 남성의 뼈가 더 두껍고 피질골(cortical bone)의 두께 도 더 두꺼우므로 남성이 여성보다 약 10 % 정도 골밀도가 높다[3]. 최대골량에 도달한 이후 일정량을 확보하던 골량 은 매년 0.5 %~1 %씩 골 소실(bone loss)이 일어나게 된 다[4]. 남성의 경우 연령에 비례하여 지속적으로 큰 변화 없 이 골 소실이 일어나지만, 여성의 경우 폐경(menopause)이 되면 호르몬의 영향으로 폐경 진행기(menopausal transition period)인 폐경 후 1 년 이내와 그 이후를 흔히 갱년기라고 불리는 폐경 후기(postmenopausal period)까지 10 년 이내 동안 일반적인 골소실 속도의 세배로 가속되며 그 이후에는 폐경 전기(premenopausal)와 같아지게 된다[5].
골다공증 진단은 이중 에너지 X선 흡수법(Dual energy X-ray absorptiometry; DXA)을 가장 널리 사용되고 있 고, 최근 개정된 국내 보험(고시 제2019-28호)에 적용받고 있다[6]. DXA에서는 골절 호발부위인 요추 및 대퇴경부를 대상으로 골밀도를 측정하고 있지만, 최근에는 척추와 고관 절 부위를 측정할 수 없거나 해석이 어려운 구조적 문제가 있는 경우 전완부의 요골에서도 골밀도를 측정하기도 한다 [7]. 골밀도 측정은 단순 골감소증 진단뿐만 아니라 치아교 정, 사체구별, 뇌혈류 초음파 등 다양한 응용한 부위에 적용 할 수 있기 때문에 측정부위에 대한 확대 연구가 필요하다. 인체 골성장은 연골 내 골화(endochondral ossification)에 의해 연골에서 생성되어 나중에 골로 대체되는 연골성 골 (endchondral bone) 성장과 막내 골화(intramembranous ossification)에 의해 직접적으로 막결합 조직(membranous connective tissue)에서 형성되는 막성골(membranous bone) 성장이 있다[8]. 골밀도 측정 부위로 가장 많이 사용 되는 요추와 대퇴경부는 연골성 골에 해당된다. 막성골의 대표적인 부위는 두개골(cranial bone)이 있다[9]. 특히, 두 개골은 골 두께와 밀도에 따라 뇌혈류 초음파검사 시 음향 저항이 발생하기 때문에 추가 연구가 필요하다.
본 연구에서는 두개골 중 가장 얇은 두께로 막성골의 성질 이 잘 나타날 수 있는 측두골 비늘부위(squamous portion of temporal bone)를 대상으로 성별과 폐경기 나이가 두께 와 밀도에 미치는 영향을 알아보자 하였다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 연구 대상
연구 대상은 2019 년 5 월 1 일부터 2020 년 9 월 30 일까 지 충청남도 소재의 A종합병원을 내원한 환자 중 뇌질환 치 료 후 정상 판정을 받고 두부 전산화단층영상(Computed Tomography; CT) 검사를 시행한 120 명을 대상으로 후향 적 연구를 하였다. 본 연구에서는 국내 여성의 폐경기 평균 나이인 50 세를 기준으로 폐경기 영향이 일정 기간 진행된 폐경 후기 연령인 55 세를 기준으로 하였다[10]. 55 세 이하 남성 30 명, 56 세 이상 남성 30 명, 55 세 이하 여성 30 명, 56 세 이상 여성 30 명으로 구분하였다.
2. 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 측정 장비
두부 CT 영상은 64 multi detector CT (Ingenuity, Philips, USA)를 사용하여 획득하였다. 두부 CT 검사 조건은 120 kVp, 250 mAs, Field of View (FOV) 220 mm, 512 ×512 matrix이 었다. 측정 대상은 측두골 비늘부위로써 외이도 상방 2 cm에 위치한 단면영상(axial image)을 선정하였다. 공인된 영상 분석 프로그램(ImageJ 1.8.0, National Institutes of Health, USA)을 사용하여 측두골 비늘부위의 절편 민감도 측면상(Slice Sensitive Profile; SSP)을 획득하였다.
3. 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 측정 방법
두부 CT 영상은 영상 분석프로그램으로 SSP를 획득하고, 측두골 비늘부위의 두께와 밀도를 평가하였다. 두께는 디지 털 자를 이용하여 SSP의 폭을 계측하였으며, 밀도는 픽셀의 세기 값(intensity value)을 측정하였다. CT 영상에서의 픽 셀 세기 값은 CT 값(Hounsfield Units; HU)을 의미하며, 이 값은 물질의 밀도에 비례하는 X선의 감쇠 값(attenuation) 이다. 본 연구에서는 측두골 비늘부위의 막성 특성에 의해 나타나는 SSP의 형태학적 모양을 Fig. 1처럼 2가지 타입으로 정의하였다. 첫째 Fig. 1(a)처럼 SSP가 종 형태로 보이는 경 우를 종 타입(bell type)이라 정의하였다. 둘째 Fig. 2(b)처럼 측두골 비늘부위의 단면 중심의 해면골(sponge bone) 밀도 가 감소하여 SSP가 골짜기 형태로 나타나는 경우를 골 타입 (valley type)이라고 정의하고 분류하였다.
두 타입의 측두골 비늘부위의 두께와 밀도는 아래와 같은 조건으로 측정하였다.
4. 통계 처리
획득된 측정값은 SPSS 프로그램(SPSS 22.0 for windows, SPSS incorporation, Chicago, USA)을 사용하여 통계 분 석하였다. 대상자들의 인구학적 특성은 기술적 통계를 사용 하였으며 성별 및 폐경기 나이에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 평균값의 차이는 독립표본 T-test를 사용하여 유의성을 검정하였다. 이때 측정자의 신뢰도 분석은 시간 변화에 따른 측정자의 안정성을 평가하는 크론바흐 알파계 수(Cronbach, α)를 이용하였며, 0.6 이상이면 신뢰성이 있 다고 평가하였다. 이때 p값이 0.05 보다 작게 나오면 그룹 들 사이에 유의한 차이가 있다고 정의하였다.
Ⅲ. 결 과
1. 성별에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 연구 대상의 인구학적 특성
대상자의 인구학적 특성은 Table 1과 같이 대상자 중 남성 60명(100 %)의 평균 연령은 56.89±9.33 세이었고 이 중 55 세 이하 남성 30 명(50 %)이었으며, 평균 연령은 45.2±8.12 세이었다. 56 세 이상 남성은 30 명(50 %)이었 고, 평균 연령은 68.57±10.54 세이었다. 여성 60명(100%) 의 평균 연령은 60.38±9.17 세이었고, 이 중 55세 이하 여성은 30명(50%)이었으며, 평균 연령은 47.97±9.47 세 이었다. 56 세 이상 여성은 30 명(50 %)이었고, 평균 연령은 72.8±8.87 세이었다.
2. 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 데이터의 신뢰도 평가
신뢰도 측정 평가 결과는 Table 2와 같다. 측정자가 동일 한 측정방법으로 일정 시간적 간격을 두고 2 회씩 측정하 였다. 오른쪽 측두골 비늘부위의 골밀도의 Crobach α값 은 .997 이었고, 왼쪽 측두골 비늘부위의 골밀도의 Crobach α값은 .995 이었으며, 오른쪽 측두골 비늘부위의 두께는 Crobach α값은 .998 이었고, 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께 는 Crobach α값은 .986 으로 모두 0.9 이상이므로 측정 횟 수 간 신뢰도는 매우 우수하다 판정하였다.
3. 성별에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 데이터의 평균값 비교
성별에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 측정 데이터 비교 결과는 Table 3과 같다. 오른쪽 측두골비늘부위의 두 께는 전체 남성(n=60)에서 1.98±0.51 mm이었고, 전체 여성(n=60)은 2.51±0.59 mm이었으며, p값은 .001 이었다.
왼쪽 측두골 비늘부위의 두께는 전체 남성(n=60)이 2.0±0.46 mm, 전체 여성(n=60)이 2.52±0.68 mm이었으며, p값이 .001로 측두골 비늘부위의 두께는 성별에 따라 유의한 차이 가 있었다. 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 전체 남성 (n=60)이 1329.26±210.99 HU이었고, 전체 여성(n=60)이 1129.8±322.59 HU이었으며, p값이 .001이었다. 왼쪽 측두 골 비늘부위의 밀도는 전체 남성(n=60)이 1370.79±241.05 HU이었고, 전체 여성(n=60)이 1188.99±296.48 HU이었으 며, p 값이 .001 으로 측두골 비늘부위의 밀도는 성별에 따라 유의한 차이가 있었다.
4. 폐경기 나이에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 데이터의 평균값 비교
폐경기 나이에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 측정 데이터 비교 결과는 Table 4와 같다. 오른쪽 측두골 비늘부 위의 두께는 55 세 이하 남성에서 1.86±0.4 mm이었고, 56 세 이상 남성은 2.09±0.59 mm이었으며, p값이 .010 으로 유의한 차이를 보였다. 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께는 55 세 이하 남성에서 1.93±0.34 mm이었고, 56 세 이상 남성 은 2.07±0.57 mm이었으며, p값이 .083 유의한 차이가 없 었다.
오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 55 세 이하 남성에서 1398.22±171.71 HU이었고, 56 세 이상 남성은 1260.29±226.38 HU이었으며, p값이 .383 으로 유의한 차이가 없었다. 왼쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 55 세 이하 남성에서 1398.23± 218.44 HU이었고, 56 세 이상 남성은 1343.37±262.58 HU 이었으며, p값이 .254 로 유의한 차이가 없었다.
남성 오른쪽 측두골 비늘부위는 연령에 따라 유의한 차 이가 이었고, 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께, 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도와 왼쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 연령에 따라 유의한 차이가 없었다. 오른쪽 측두골 비늘부위의 두 께는 55 세 이하 여성에서 2.21±0.60 mm이었고, 56 세 이 상 여성에서 2.80±0.42 mm이었으며, p값이 .001으로 유 의한 차이를 보였다. 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께는 55 세 이하 여성에서 2.09±0.64 mm이었고, 56 세 이상 여성에 서 2.94±0.39 mm이었으며, p값이 .001 으로 유의한 차이 를 보였다. 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 55 세 이하 여성에서 1347.55±263.87 HU이었고, 56 세 이상 여성에서 912.06±209.76 HU이었으며, p값이 .001 으로 유의한 차이 를 보였다. 왼쪽 측두골 비늘부위의 밀도는 55 세 이하 여성 에서 1410.98±224.90 HU이었고, 56세 이상 여성에서 967.00±162.17 HU이었으며, p값이 .001로 유의한 차이를 보였다. 여성의 오른쪽과 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께와 밀도는 폐경기 나이에 따라 유의한 차이를 보였다.
5. 폐경기 나이를 기준으로 성별에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 데이터의 평균값 비교
폐경기 나이인 55 세를 기준으로 대상군을 성별에 따라 측두골 비늘부위의 두께와 밀도를 비교한 결과는 Table 5와 같다. 55 세 이하 남성의 오른쪽 측두골 비늘부위의 두께 평 균은 1.86±0.4 mm이었고, 55 세 이하 여성의 오른쪽 측두 골 비늘부위의 두께 평균은 2.21±0.6 mm이었고, p값 .382 로 유의한 차이가 없었다. 55 세 이하 남성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께 평균은 1.93±0.34 mm이었고, 55 세 이하 여성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께 평균은 2.09±0.64 mm이었으며, p값이 .011 으로 유의한 차이가 있었다. 55 세 이하 남성의 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도 평균은 1398.23±17.71 HU이었고, 55 세 이하 여성의 오른쪽 측두 골 비늘부위의 밀도 평균은 1347.55±263.87 HU이었으며, p값이 .842 로 유의한 차이가 없었다. 55 세 이하 남성의 왼 쪽 측두골 비늘부위의 밀도 평균은 1398.23±218.44 HU이 었고, 55 세 이하 여성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 밀도 평균 은 1410.98±224.9 HU이었으며, p값이 .228 으로 유의한 차이가 없었다. 56 세 이상 남성의 오른쪽 측두골 부늘부위 의 두께 평균은 2.09±0.57 mm이었고, 56 세 이상 여성의 측두골 비늘부위의 두께 평균은 2.81±0.42 mm이었으며, p값이 .001 으로 유의한 차이가 있었다. 56 세 이상 남성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께 평균은 2.07±0.57 mm이었 고, 56 세 이상 여성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께의 평균 은 2.94±0.39 mm이었으며, p값이 .001 으로 유의한 차이 가 있었다. 56 세 이상 남성의 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀 도 평균은 1260.29±226.38 HU이었고, 56 세 이상 여성의 오른쪽 측두골 비늘부위의 밀도 평균은 912.06±209.76 HU이었으며, p 값이 .001 으로 유의한 차이가 있었다. 56 세 이상 남성의 왼쪽 측두골 비늘부위의 밀도 평균은 1343.37±262.58 HU이었고, 56 세 이상 여성의 왼쪽 측두 골 비늘부위의 밀도 평균은 967.00±162.17 HU이었으며, p값이 .001 유의한 차이가 있었다.
Ⅳ. 고 찰
본 연구는 측두골 비늘부위의 밀도와 두께를 SSP로 정량 평가하여 성별과 폐경기 나이에 따른 골감소증의 영향이 막 성골에 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 막성골은 중배 엽조직이 증식하여 세포밀도가 커진 후 뼈가 될 부분에 결 합조직의 막이 생기고 결합세포가 골아세포로 분화되어 골 기질이 형성되어 뼈가 만들어지며 피질골과 해면골로 구분 할 수 있다. 이러한 막성골은 두개골에서 볼 수 있으며 연골 성 골과 달리 다른 형태학적 특징을 보이고 있다. 막성골은 얇은 판 형태로 구성되어 있기 떄문에 기존의 골밀도 측정 에서 일정 면적의 관심영역(region of interest; ROI) 설정 이 어려웠다. 따라서 본 연구에서는 SSP 기법을 이용하여 두께와 밀도를 측정하였다. SSP의 반치폭을 이용한 두께 평 가 근거는 선행연구에서 카데바의 측두골 실제 측정 두께와 CT 영상을 사용하여 측두골의 SSP의 반치폭을 사용한 두께 평가에서 유의한 차이가 없다는 연구 결과이었으며 그 유용 성을 본 연구에서 확인하였다[11].
성별에 의한 측두골 비늘부위의 두께와 밀도는 남성보다 여성이 양측 측두골에서 약 0.5 mm 두껍게 측정되었고, 유 의한 차이가 있었다. 밀도 측정은 관찰된 SSP의 두 종류에 따라 반치폭 내에서 변화를 관찰할 수 있는 HU값의 최대값 또는 최소값을 평가하였다. 그 결과, 남성보다 여성이 양측 측두골 비늘부위에서 높게 측정되었고, 유의한 차이가 있었 다. 결과적으로 여성의 측두골 비늘부위가 두껍고 밀도는 더 낮았다. 연령에 따른 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 측 정 데이터 비교에서는 남성의 오른쪽 측두골 비늘부위는 연 령에 따라 유의한 차이가 있었고, 왼쪽의 측두골 비늘부위 두께는 연령에 따라 유의한 차이가 없었지만, 이는 대상군 의 차이로 해석되며 남성에서 연령에 따른 측두골 비늘부위 의 두께 차이는 크게 차이가 없다고 판단된다. 여성의 오른 쪽과 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께는 연령이 높은 여성에서 약 0.7 mm정도 두껍게 측정되었다. 측두골 비늘부위의 밀 도는 연령이 높을수록 400 HU정도 낮게 측정되었다. 이는 폐경에 의한 골 대상의 영향을 받은 55 세 이상의 여성의 측 두골 비늘부위의 두께는 두껍고 밀도는 낮아졌다 판단된다.
폐경기 나이인 55 세를 기준으로 성별로 비교한 결과, 55 세 미만의 남성과 여성의 측두골 비늘부위의 두께는 왼쪽 측두골 비늘부위의 두께와 유의한 차이가 있었다. 이는 대 상군에 따른 차이로 해석되며, 두께와 밀도의 평균값은 유 의한 차이가 없었다. 55 세 이상의 남성과 여성의 측두골 비 늘부위의 두께는 여성의 두께가 약 0.8 mm 이상 두꺼웠으 며, 밀도는 약 400 HU 이상 낮게 측정되었다. 이는 골 소실 속도가 폐경을 겪은 50 대 이상의 여성에서 3배 이상 빨라진 다는 선행 연구와 일치하였다[12]. 또 다른 특징은 55 세 이 상의 여성에서 측두골 비늘부위의 두께가 증가하였다. 이때 두께 증가는 골외막에 분포된 조골세포가 성장하면서 피질 골의 두께가 증가했기 때문이라고 판단된다. 또한, 피질골 은 생애 주기에 따른 밀도의 변화가 크게 없다는 선행연구 와도 일치하며, 극단적인 막성골 해면질의 밀도 감소는 SSP 가 골짜기 형태로 만들어지는 결과를 얻었다[3]. 연구 결과 에서는 55 세 이상 여성군에서 다른 대상군들과 다른 뚜렷 한 두께의 증가와 밀도의 감소를 보였으며, 이는 폐경기 이 후 여성이 골다공증에 쉽게 노출된다는 선행 연구와도 일치 하였다. 또한, 성별과 연령에 의한 요추 및 대퇴골 경부 골 밀도의 변화와 막성골인 측두골 비늘부위의 변화는 동일하 였다[13-16].
따라서 막성골인 측두골 비늘부위의 두께와 밀도의 평가 는 다음과 같은 유용성이 있다. 첫째, 척추와 고관절 부위의 골밀도를 측정할 수 없거나 결과 해석이 어려운 경우 혹은 해부학적 구조적 문제가 있는 경우 막성골의 두께와 밀도 측정은 환자의 골밀도 진단에 있어서 기존과는 다른 대안이 될 수 있다. 둘째, 사체 구별에 도움을 줄 수 있다. 사체의 두부만 발견 시 두부의 연령과 성별을 대략적으로 예측이 가능하다. 셋째, 뇌혈류 초음파검사 음향창 평가에 활용하 여 검사의 유효율을 높이는데 연구의 기초자료로 활용될 수 있다. 뇌혈류 초음파의 유용성에 비해 대중화되기 어려운 단점은 골기반의 음향창 상태에 의해 검사의 유효율이 영향 을 받는다는 한계점이 있다. 따라서 본 연구 결과는 초음파 의 반복적인 모니터링 검사의 재현성을 확보하는 데 도움을 줄 수 있다[17-19]. 국내 뇌혈류 초음파검사 유효율 분석에 서는 50대 미만에서는 검사 유효율이 90 %정도로 높았지만 50 대에서 68 %, 60 대에서 45 %, 70 대에서 26.8 %, 80 대 이상에서는 12.5 %로 낮아짐을 보고하였다[20]. 이러한 차 이의 원인으로 연령이 증가하면서 두개골의 총 무게는 감소 하나 두께는 증가된다는 보고가 있었으며 이러한 두께의 증 가는 검사의 불유효율이 높아지는 원인 중 하나라고 주장하 고 있다[21]. 특히, 50 대 이상의 여성에서 급격히 검사 유 효율이 떨어짐을 알 수 있었고, 이는 폐경과 관련된 호르몬 의 변화가 골대사에 영향을 준 것이라고 판단된다. 이처럼 측두골 비늘부위의 두께와 밀도는 골밀도 평가, 사체 검시, 뇌혈류 초음파검사 등에 중요한 지표로 유용하게 활용될 수 있으리라 기대한다.
본 연구의 제한점은 대상자의 표본 수가 일반화하기에는 작은 제한점이 있지만 막성골의 두께와 밀도 결과 값이 기 존의 골밀도 측정 결과와 부합되었기 때문에 신뢰할 수 있 으리라 판단된다.
Ⅴ. 결 론
본 연구에서는 막성골인 측두골 비늘부위의 두께와 밀도 를 대상으로 성별과 폐경기 나이로 구분하여 비교 분석한 결론은 다음과 같다.