Purpose of the study — to assess the accuracy of dual energy x-ray absorptiometry (DXA ) for measurements of mineral bone density, bone mineral content, area of selected spine zone of examination as well as impact of subcutaneous fat layer and correction of auto-segmenting of the spine on the mentioned parameters. Material and Methods. The study was performed on iDXA scanner using the designed phantom DMA PP2 of the lumber spine with inlays to simulate subcutaneous fat (SF). To ensure correct assessment of measurements (precision and accuracy) the authors performed fivefold repeated scanning. Two modifications of the phantom were used, with and without SF inlays, as well as two methods for selection of spine range for examination – automatic and correction of autosegmentation. Results. Scanning of the phantom without SF inlays demonstrated a systematic understated values of bone mineral density (BMD) and bone mineral content (BMC) along the full measured interval: mean relative error of BMD for L1-L4 interval was 10.62% with automatic segmentation and 7.43% — with correction of autosegmentation. The least accuracy for BMD and BMC (1.53% and 0.90%, respectively) was observed during SF simulation and with correction of auto-segmentation of the spine. Analysis of variation coefficient for area of examined vertebrae, BMC and BMD demonstrated rather high precision of measurements, namely for BMD without SF in the L1-L4 interval amounted to 1.00% (auto-segmentation) and 0.56% (correction). Variation coefficient for scanning including SF inlays in the interval L1-L4 was 1.00% (auto-segmentation) and 0.68% (correction). Conclusion. The lowest level of accuracy was observed with the SFL object; in this case, the variation coefficient did not exceed 1% for all BMD interval. The mean value of the BMC accuracy also did not exceed 1% with the optimal scan parameters. The study proved the effectiveness of “RSK PK2” phantom when estimating the accuracy of BMD and BMC on iDXA scanner.
Цель исследования — оценить показатели точности измеряемых методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДРА) минеральной плотности кости, минерального содержания кости, площади выделяемой зоны интереса, а также степень влияния на указанные значения наличия жирового слоя и коррекции автосегментирования области позвоночника. Материал и методы. Исследования проведены на ДРА-сканере iDXA с использованием разработанного фантома РСК ФК2, моделирующего поясничную область позвоночника и имеющего вкладки для имитирования подкожно-жировой клетчатки (ПЖК). Для корректной оценки показателей точности (воспроизводимости и относительной ошибки) выполнялись пятикратные повторные сканирования. Использовались две модификации фантома РСК ФК2: с моделированием ПЖК и без моделирования, а также два метода выделения области исследования позвоночника: автоматический и коррекция автосегментирования зоны интереса. Результаты. Сканирование фантома без вставок ПЖК продемонстрировало систематическое занижение показателей минеральной плотности кости (МПК) и минерального содержимого кости (МСК) на всем интервале измеренных значений: средняя относительная погрешность МПК для интервала L1-L4 составила 10,62% с автосегментированием и 7,43% — с его коррекцией. Наименьшая относительная погрешность для МПК и МСК (1,53% и 0,90% соответственно) отмечалась при моделировании ПЖК с коррекцией автосегментации позвоночника. Анализ коэффициента вариации площади позвонков, МСК и МПК показал, что воспроизводимость результатов измерений достаточно высокая, и составила в интервале позвонков L1-L4 для МПК без учета ПЖК 1,00% (автосегментирова-ние) и 0,56% (коррекция). С моделированием ПЖК для интервала позвонков L1-L4 CV = 1,00% (автосегментирование) и 0,68% (коррекция). Выводы. При измерениях с имитацией ПЖК наблюдается меньшее значение относительной ошибки, а коэффициент вариации при повторных измерениях не превышает 1% для заданного диапазона МПК. Усредненная относительная погрешность МСК при соблюдении оптимальных условий сканирования также не превышает 1%. Разработанный фантом перспективен для определения кратковременной и долговременной воспроизводимости денситометрических исследований, оптимизации условий сканирования, сравнения ДРА-сканеров в ходе кросс-калибровочных испытаний.