新型手機小程序在測量青少年特發性脊柱側彎Cobb角中的應用

黃華強，胡正軍，趙登，汪飛，鐘銳，張鐘，蔣登旭，梁益建

脊柱側彎又稱為脊柱側凸，是一種脊柱在冠狀位、矢狀位及軸位的三維正常生理曲度改變，國際脊柱側凸研究協會（SRS）定義當Cobb角＞10°，即可診斷脊柱側彎[1]。脊柱側彎在人群中的發病率為2%～5%，根據其病因不同，可以分為特發性、先天性、代謝性及綜合征型等，其中青少年特發性脊柱側凸（AIS）是最常見的類型，占脊柱側凸的85%左右。脊柱側彎的三維畸形，不僅對患者外觀有所影響，嚴重者甚至會影響其心理、心肺功能等，所以積極的且適當的治療是非常有必要的。目前對于青少年AIS的嚴重程度評估及治療方案選擇，主要是依據Cobb角的大小來進行劃分；通常來說，當Cobb角＜20°時，僅需要定期觀察；當Cobb角在25°～40°時，需要保守治療，主要采取矯形支具；當Cobb角＞40或45°時，則建議進行手術治療。因此準確、快速的Cobb角測量，在評估患者病情、制定治療方案時顯得尤為重要。目前，Cobb角的測量方法包括傳統手工量角器法、PACS工作站測量、Mimics軟件、Photoshop軟件及Surgimap軟件等測量[2-4]，但存在有耗時長、誤差大、應用場景局限等問題。筆者團隊自行研制了一款新型手機小程序，在脊柱側彎Cobb角的測量中取得了較好效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2022年3—6月四川省成都市第三人民醫院骨科脊柱矯形團隊收治的青少年特發性脊柱側彎患者40例。其中男16例，女24例；年齡（14.6±2.5）歲。納入標準：（1）影像學檢查明確診斷為特發性脊柱側彎；（2）年齡12～16歲；（3）站立位脊柱全長正位X線膠片完好。本研究經成都市第三人民醫院倫理委員會批準通過，研究對象及家屬均簽署相關知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 測量人員與設備 選擇本院高年資脊柱矯形專科醫師3名，采用雙盲法測量。傳統法使用手工量角器測量，小程序法則使用本研究團隊設計研發的新型脊柱側彎測量小程序測量。為測量者提供一致的輔助工具，包括標準量角器、油性筆及筆記清潔劑、2部已安裝新型脊柱側彎測量小程序的同款智能手機。

1.2.2 測量方法 隨機抽選其中一名高年資脊柱矯形專科醫師確定入選患者X線片上側彎的上、下端椎。另外2名測量人員分別使用傳統法及手機小程序法，按照確定的端椎測量Cobb角，見圖1。

圖1 一名醫師確定端椎

傳統法沿上、下端椎分別作一平行延長線，延長線所形成夾角或延長線垂線夾角為Cobb角。使用統一的量角器測量，并記錄具體角度數據及測量時間，測量完畢后清除X線片上的測量痕跡，見圖2。手機小程序法實用手機拍攝X線膠片，導入測量程序中，將小程序中的可移動測量線分別移動至上、下端椎位置，程序自動顯示角度，記錄具體角度數據及測量時間，見圖3。2名測量人員分別使用傳統法及小程序法進行Cobb角測量，間隔2周[5]，共測量2次，并記錄角度數據及測量時間。

圖2 傳統測量法

圖3 手機小程序法（左上角為測量的Cobb角度）

1.3 觀察指標 記錄兩組測量時間、Cobb角，比較兩組組內誤差、組間誤差及可重復性。組內誤差、可重復性：比較每名測量者使用相同方法的2次角度結果，計算之間的差異為組內誤差，分析其可重復性。組間誤差、可信度：比較兩名測量者使用相同方法對同一張X線片的角度結果，計算不同測量者間的差異為組間誤差，分析其可信度。

1.4 統計方法 采用SPSS 22.0統計軟件進行分析，計量資料以均數±標準差表示，采用配對t檢驗對兩種方法測量時間、測量結果的差異性及組間誤差進行分析，組內誤差采用方差分析；采用組內相關系數（ICC）對2次測量角度進行前后一致性檢驗（可重復性），組內相關系數值越高表示一致性越好，ICC值為0.5～0.69表示一致性較好，ICC為0.70～0.89表示一致性好，ICC≥0.90表示一致性極好。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種方法的測量時間比較 小程序法測量時間（16.53±2.36）s低于傳統法（43.83±2.14）s，差異有統計學意義（t=58.789，P＜0.001）。

2.2 兩種方法Cobb角度數據比較 傳統測量法測得40例患者的主彎Cobb角度范圍22.00°～125.00°，小程序法測得21.92°～124.25°。兩種測量方法的Cobb角度結果差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩種方法Cobb角度數據比較 °

2.3 兩種測量方法的組間誤差比較 兩名測量醫師使用小程序法測量Cobb角的組間誤差均小于傳統測量組（均P＜0.05）。見表2。

表2 兩種測量方法的組間誤差比較 °

2.4 兩種測量方法的組內誤差及可重復性比較 兩名測量醫師采用小程序法測量的組內誤差均小于傳統測量法（均P＜0.05）。小程序法測量Cobb角的可重復性高于傳統測量法，且兩名醫師使用兩種方法所測得的兩組測量數據，其ICC值均＞0.90（小程序法ICC為0.998，傳統測量法ICC為0.950），見表3～4。

表3 兩種測量方法的組內誤差比較 °

3 討論

脊柱側彎不僅影響患者的外觀，嚴重者甚至會影響其心理、心肺功能等。臨床中，脊柱側彎的診斷依據就是Cobb角。Cobb角也是目前唯一用于評估AIS患者病情嚴重程度以及制定治療方案的依據。國內外有關青少年AIS需要手術治療的患者，其分型及治療原則也需要參考Cobb角的評估，如Lenke分型及PUMC分型均以其作為依據[6-7]。因此，學者們也一直探索精確且便捷的測量方法。

傳統測量法是通過在站立位脊柱全長X線片上手工劃線，然后使用量角器進行測量，操作繁瑣，且出現誤差的可能性很多，包括：X線片的清晰度、膠片的人工拼接過程、測量時上下端椎的選擇及劃線過程中的人為因素等。Fortin等[8]研究表明傳統量角器測量法的重復性及可行性欠佳。Loder等[9]亦指出在端椎確定的前提下，使用量角器測量，同一測試組內誤差在3°～5°之間，而組間誤差則在5°～7°。此外，該方法不利于X線片保存，膠片上過多的線條，可能會干擾判斷。

目前在傳統測量法的基礎上，國內外學者研究設計了許多新型的測量方法，包括PACS工作站測量、Mimics軟件、Photoshop軟件及Surgimap軟件等，但存在有耗時長、誤差大、應用場景局限及臨床普及困難等問題。本研究團隊基于智能手機，自主設計出的測量小程序，不僅可隨時轉發普及應用，同時測量方法易掌握、應用場景廣泛，且縮短了測量時間、提高了測量效率[10]。本研究結果顯示小程序測量的平均時間低于傳統測量法，節省了近2/3的測量時間；同時小程序法測量的組內誤差均小于傳統測量法，可重復性高于傳統測量法（均P＜0.05）；此外，兩名測量醫師使用小程序法測量Cobb角度數據的組間誤差均小于傳統測量法（均P＜0.05），說明小程序法的結果可信度高于傳統測量法，與文獻[11]報道一致。小程序法測量結果可以保存在圖片上，方便為醫生在治療前后的對比提供數據參考[12]。由于目前智能手機的普及非常廣，因此使用該手機小程序，可以隨時、隨地進行測量，不受時間、地點等限制。

但本研究中仍存在不足之處：（1）本研究所納入的病例均為AIS，其端椎已確定完畢后進行的測量比較，因此對于一些端椎模糊、非特發性脊柱側彎（例如先天性脊柱側彎、退變性脊柱側彎等），使用小程序測量其Cobb角的可重復性、可信度仍需進一步探討研究；（2）本研究僅測量了冠狀位Cobb角，而未對矢狀位參數進行研究，需擴大樣本量進一步研究；（3）在小程序中，難以進行數字化的保存測量記錄，僅能保存在圖片上，故而不便于數據的導出，對于學者建立數據庫進行系統性分析，仍有待進一步研究[13]。

表4 兩種測量方法的可重復性比較

綜上所述，本研究團隊自主設計的小程序在測量Cobb角方面優于傳統測量法，具有測量時間短、效率高、推廣性強等優勢，適合在脊柱畸形臨床工作中普及、應用。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 黃華強：實驗操作、論文撰寫；汪飛、鐘銳、張鐘、蔣登旭：數據整理、統計學分析；胡正軍、趙登、梁益建：研究指導、論文修改、經費支持