青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸校正身高的測(cè)算方法比較及可行性分析

張勇，劉洋，趙黎，黨曉謙，陶惠人*

(1.深圳大學(xué)總醫(yī)院骨科，廣東 深圳 518055；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用教研室，陜西西安 710003；3.英華骨科醫(yī)生集團(tuán)，上海 200092；4.西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨科，陜西 西安 710003)

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(adolescent idiopathic scoliosis，AIS)是青少年最常見的脊柱畸形之一，青春期身高的變化是導(dǎo)致畸形進(jìn)展的重要因素，由于側(cè)凸畸形導(dǎo)致患者身高實(shí)際值與測(cè)量值之間存在差值，且差值隨著畸形的加重而增大，為臨床上準(zhǔn)確評(píng)價(jià)實(shí)際身高造成困難。而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)實(shí)際身高對(duì)于研究AIS的相關(guān)問(wèn)題十分重要。校正身高是研究身高實(shí)際值及畸形發(fā)展變化的重要參數(shù)[1-2]，但國(guó)際上目前尚無(wú)準(zhǔn)確測(cè)算校正身高的理想方法，而如何測(cè)算校正身高是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)AIS實(shí)際身高和預(yù)測(cè)側(cè)凸進(jìn)展的關(guān)鍵問(wèn)題。目前臨床上測(cè)算校正身高的方法主要采用手工選點(diǎn)置線拉直后測(cè)算獲得，這種方法可直接測(cè)算校正身高，但手工測(cè)量的操作復(fù)雜，實(shí)用性較差，因此臨床上提出幾種常用的通過(guò)側(cè)凸角度間接獲得校正身高的方法[3-6]，這些方法雖然操作較直接測(cè)量方法簡(jiǎn)便，但結(jié)果的準(zhǔn)確性卻不理想[7]。因此，本研究提出計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高，通過(guò)比較青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸校正身高的三種測(cè)算方法，評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取30例女性AIS患者，患兒初次就診前未行任何治療，無(wú)脊柱脊髓和雙下肢的其他疾病。年齡10～13歲，平均11.6歲；Cobb角10°～45°，平均26.1°；胸彎18例，胸腰彎9例，腰彎3例。

1.2 數(shù)碼圖片獲取 對(duì)30例AIS患者在相同標(biāo)準(zhǔn)下拍攝站立位前后脊柱全長(zhǎng)正位X線片，拍片時(shí)要求患者站立位，雙足分開，與雙肩等寬，雙膝、髖關(guān)節(jié)自然伸直，雙肩放松，雙手自然下垂于身體兩側(cè)，下頜抬平，雙眼平視前方。本研究為保證獲取數(shù)碼圖片的大小和分辨率相同，并保證獲取站立位前后脊柱全長(zhǎng)正位X線片的放大率小于5%，參照以往研究標(biāo)準(zhǔn)，要求投照距離為2.0 m，拍片時(shí)患者背對(duì)投照板[6]。

1.3 校正身高的測(cè)算

1.3.1 手工測(cè)量方法測(cè)算校正身高 在獲取的脊柱全長(zhǎng)正位X線片上，采用Kono等[6]提出的手工測(cè)量脊柱長(zhǎng)度的方法測(cè)量C7椎體中心點(diǎn)至S1上緣中點(diǎn)的脊柱長(zhǎng)度，與C7椎體中心點(diǎn)至S1上緣高度的差值即為校正身高(見圖1～2)。

1.3.2 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高 在獲取的數(shù)碼圖片上，采用Zhang等[8-9]提出的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量脊柱長(zhǎng)度的方法測(cè)量T1上終板至L4下終板的脊柱長(zhǎng)度(L)，與T1上終板至L4下終板高度(H)的差值即為校正身高(見圖3)。

注：SL-C7椎體中心點(diǎn)至S1上緣中點(diǎn)的脊柱長(zhǎng)度；SH-C7椎體中心點(diǎn)至S1上緣高度 注：L-T1上終板至L4下終板的脊柱長(zhǎng)度；H-T1上終板至L4下終板高度

1.4 三種校正身高測(cè)算方法的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià) 由同一骨科醫(yī)師對(duì)30例AIS患者的臨床資料，在前后站立位脊柱全長(zhǎng)正位片上分別采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法、手工測(cè)量方法和Bjure公式測(cè)算校正身高，計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差，比較三種測(cè)算方法的結(jié)果是否存在差異。

1.5 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高的可靠性評(píng)價(jià) 為評(píng)價(jià)不同觀察者間的可靠性，由3名骨科醫(yī)師經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后各自采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高，然后比較3名醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性；為評(píng)價(jià)同一觀察者內(nèi)的可靠性，由同一骨科醫(yī)師采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高，并在間隔4周后再次測(cè)量，比較兩次測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

30例AIS患者由同一骨科醫(yī)師分別采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法、手工測(cè)量方法和Bjure公式測(cè)算校正身高，計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差。由于30例患者三種測(cè)量方法的結(jié)果均服從正態(tài)分布，方差分析結(jié)果表明，三種測(cè)量方法差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=112.718，P<0.001)，三組數(shù)據(jù)間進(jìn)一步行兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。由表1可見，手工測(cè)量組和計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量組測(cè)算校正身高兩組均數(shù)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，手工測(cè)量組和Bjure公式組、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量組和Bjure公式組測(cè)算校正身高組間比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明與Bjure公式測(cè)算校正身高相比，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高更接近于手工測(cè)量方法測(cè)算的校正身高。

根據(jù)3名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的骨科醫(yī)師各自采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算30例AIS患者的校正身高，計(jì)算不同觀察者間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)；根據(jù)同一骨科醫(yī)師采用計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算30例AIS患者的校正身高，并在間隔4周后再次測(cè)量校正身高，計(jì)算同一觀察者不同測(cè)量時(shí)間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)。結(jié)果如表2所示。由表2可知，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高同一觀察者不同時(shí)間的ICC為0.998，不同觀察者間的ICC為0.977，表明計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高的可重復(fù)性較好。

表1 三種校正身高的測(cè)量方法測(cè)算結(jié)果兩兩比較

表2 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高同一觀察者內(nèi)和不同觀察者間組內(nèi)相關(guān)系數(shù)結(jié)果

3 討 論

3.1 校正身高的重要性及其在AIS研究中的應(yīng)用價(jià)值 校正身高是研究AIS相關(guān)問(wèn)題的重要參數(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量校正身高，有助于深入理解AIS在發(fā)生、發(fā)展中出現(xiàn)的生長(zhǎng)發(fā)育異常問(wèn)題，側(cè)凸角度會(huì)影響身高的測(cè)量值，只有對(duì)身高校正后獲得實(shí)際身高才能客觀反映AIS的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，否則可能得出相反的結(jié)論[10]。校正身高在研究AIS生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)的作用不容忽視，因?yàn)樾Ｕ砀叩淖兓桥袛嗉怪Ｓ嗌L(zhǎng)潛力的重要參數(shù)[11]，脊柱剩余生長(zhǎng)潛力是畸形進(jìn)展的重要因素[12]，因此本研究提出快速、準(zhǔn)確地測(cè)算校正身高的方法，對(duì)深入研究青春期AIS生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，準(zhǔn)確判斷脊柱剩余生長(zhǎng)潛能，有效預(yù)測(cè)畸形進(jìn)展具有重要意義。

3.2 校正身高測(cè)算方法的準(zhǔn)確性分析 目前臨床上測(cè)算校正身高的方法主要采用手工選點(diǎn)置線拉直后測(cè)量獲得脊柱長(zhǎng)度，計(jì)算與脊柱的高度之差獲得，但手工測(cè)量操作復(fù)雜，實(shí)用性較差，因此臨床上提出幾種常用的通過(guò)側(cè)凸角度對(duì)垂直高度校正后間接獲得校正身高的方法[3-6]，這些方法雖然操作較直接測(cè)量方法簡(jiǎn)便，但結(jié)果的準(zhǔn)確性卻不理想，Bjure等[3]的方法忽略了代償彎的影響，且不適用于小角度脊柱側(cè)凸應(yīng)用；Kono等[6]考慮了代償彎對(duì)脊柱長(zhǎng)度的影響，較Bjure等方法的準(zhǔn)確性有所提高，但對(duì)于Cobb角小于25°的輕度側(cè)凸有身高丟失出現(xiàn)負(fù)值的局限性；Ylikoski[4]研究的特點(diǎn)是其方程適用于不同程度的脊柱側(cè)凸，但缺乏準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)。Stokes[5]方程分別對(duì)單彎和雙彎進(jìn)行矯正，提高了計(jì)算方法的針對(duì)性，并可以計(jì)算側(cè)凸角度變化后對(duì)身高的影響。Tyrakowski等[7]對(duì)以上四種方法綜合比較評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同方法計(jì)算的校正身高總體差異顯著，并且不同方法兩兩比較亦具有顯著差異，認(rèn)為應(yīng)用患者Cobb角計(jì)算校正身高并不準(zhǔn)確，而準(zhǔn)確測(cè)算校正身高是AIS相關(guān)問(wèn)題研究需要解決的重要問(wèn)題。本研究發(fā)現(xiàn)，在評(píng)價(jià)畸形變化情況時(shí)，較小的校正身高測(cè)算差異即會(huì)對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。由于目前尚沒(méi)有較好的準(zhǔn)確測(cè)算校正身高的方法，導(dǎo)致臨床上許多研究依然采用以上方法測(cè)量校正身高，從而直接影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，準(zhǔn)確可靠的測(cè)算校正身高，是評(píng)價(jià)畸形變化情況必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為此，本研究提出了計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高，該方法與手工測(cè)量方法比較，其準(zhǔn)確性與手工測(cè)量值相當(dāng)，同一觀察者內(nèi)和不同觀察者間組內(nèi)相關(guān)系數(shù)值均較高，說(shuō)明其可重復(fù)性較好；與目前臨床上常用的Bjure公式測(cè)算校正身高的方法比較，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高更接近于手工測(cè)量方法測(cè)算的校正身高，說(shuō)明其測(cè)算結(jié)果較Bjure公式更為準(zhǔn)確。

綜上所述，校正身高是研究AIS生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)及預(yù)測(cè)畸形變化情況的關(guān)鍵指標(biāo)，目前臨床上尚沒(méi)有準(zhǔn)確可靠的測(cè)算校正身高的方法，本研究在以往手工測(cè)算校正身高的基礎(chǔ)上，提出計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法測(cè)算校正身高，該方法操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性均較好，既克服了手工測(cè)量操作復(fù)雜的局限，同時(shí)也彌補(bǔ)了Bjure公式應(yīng)用側(cè)凸角度計(jì)算校正身高準(zhǔn)確性較差的缺點(diǎn)，在AIS相關(guān)研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。