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脊柱骨盆放射学参数:放射科医生使用传统方法与脊柱外科医生使用半自动化软件

介绍
矢状平衡代表了以低能量需求保持直立姿势的基本机制。1 , 26面对这种情况的丧失,身体会使用补偿机制,以消耗更高能量成本的肌肉挛缩为代价,来维持适当的姿势,这对患者的生活质量产生负面影响,2 – 5甚至会对慢性肺病、视力障碍、骨关节炎、类风湿性关节炎等疾病产生影响。2因此,通过评估放射线测量和参数来分析矢状平衡对于脊柱畸形个体的评估和治疗至关重要。

即使对于最有经验的人来说,这种分析也可能是一项艰巨的实践,并且由于解剖标志的可视化效果不佳或手动测量错误而存在困难。6 , 7
尽管 TCM 仍然是评估矢状平衡最重要和最常用的技术,8 – 12为了纠正这些困难,并以更快、更实用的方式进行测量,各种自动化和半自动化计算机辅助诸如 Surgimap(Nemaris Inc.,纽约州纽约市)等工具已经开发出来。

尽管越来越多的研究支持使用这些工具,但仍然需要新的研究来支持它们的使用和实用性,因为许多脊柱外科医生承认不经常使用它们。13 , 14目前工作的目的是评估该工具的实用性,确定观察者内部和观察者之间的可靠性,并确定与 TCM 相比的潜在优势。

材料与方法
对我们机构数据库中的 36 张全脊柱侧位 X 线片进行了随机分析。那些属于 18 岁或以上且具有足够放射线照相技术(包括股骨头到耳廓)的个体也被包括在内。相比之下,所有解剖标志可视化较差或因肿瘤、感染和/或创伤后原因导致矢状面畸形的患者均被排除。
样本量由统计功效软件 (G-Power) 确定,使用定义的精度(功效 0.85;统计显着性p < .05)。

两名经验丰富的脊柱外科医生使用半自动程序 (Surgimap) 和两名放射科医生使用 TCM 和 Agfa-Enterprise 程序分别测量不同的放射学参数(颈椎前凸 [CL]、骨盆倾角 [PI]、骶骨斜度 [所有符合纳入标准的 X 光片中均存在 SS]、骨盆倾斜 [PT]、不匹配 [PI-LL]、腰椎前凸 [LL] 和胸椎后凸 [TK])​​。评估者之间以有偏差的方式进行测量,进行两次相同的过程,每次间隔 96 小时;评估人员在进行第二轮时对自己的测量结果一无所知。

通过广泛使用的可靠性指标组内相关系数(ICC)进行统计分析。我们使用它通过置信范围为 95% 的皮尔逊相关系数 (PCC) 来评估评估者内部和评估者间的可靠性分析。我们以 Dang 等人为模型。7将测量值解释为差(PCC <0.40)、足够(PCC 0.40 0.59)、良好(PCC 0.60 0.74)或优秀(PCC >0.75)。15

此外,每种情况下的测量时间均以秒为单位进行记录和记录。通过对两种方法获得的平均时间进行简单的数学比较来分析该时间变量。

结果
脊柱外科医生使用 Surgimap 进行的测量显示出出色的观察者内相关性(PCC:0.95 [0.85–0.99]),以及传统上由放射科医生使用 Agfa-Enterprise 系统进行的测量(PCC:0.90 [0.81– 0.99])。与其他人相比,名为“放射科医生 2”的评估员显示出最低的 PCC 值(0.87),但仍被归类为优秀。单独而言,该评估者在 CL 评估中获得了足够的相关性(ICC:0.66 [0.36–0.83])


两种方法之间的观察者间相关性也证明了几乎所有放射线摄影参数之间的良好关系(PCC > 0.95)。尽管 TK 在两轮测量中都显示出最低水平的观察者间相关性(PCC:0.75),但根据研究设计中确定的结果,结果被认为是优秀的,但处于范围的下限。同样,第二轮测量中 CL 的 PCC 为 0.85(表 2)。

关于获得测量结果的记录时间,TCM 每次 X 射线的平均时间为 154.6 秒,而半自动程序的平均时间为 41.8 秒,因此,在这种情况下执行这些测量的速度快了 3.5 倍脊柱外科医生(图1)。

讨论
较差的放射照相技术和解剖标志的可视化较差可能导致难以获得矢状面的放射照相测量结果,并且在存在不同病理(例如感染、脊柱侧凸、畸形、肥胖、骨质疏松症或高度脊椎滑脱)的情况下,情况甚至更加复杂, 6 , 24 , 25使矢状平衡的评估成为一项挑战。

数字 X 射线的出现使得调整对比度、反转颜色和修改清晰度成为可能,通过允许更好的可视化和识别参考点,从而部分地克服了这个问题,从而减少了测量误差,并且与传统射线照相模板上进行的测量相比,显示出出色的观察者内和观察者间可靠性。

随着数字X射线时代的到来,多种计算机程序被开发出来,例如自动和半自动工具,这些程序也显示出良好的相关性,并且获得这些射线照相测量所需的时间更少。

尽管技术进步,解剖标志的正确识别仍然是一个限制,也是不同方法和观察者之间差异的主要根源,特别是在胸部区域,肩膀的重叠使得很难看到该节段的上部区域,阻碍了对 TK 的评估,6这反映在我们对 PCC 较低级别的工作中获得的结果。在颈部水平,CL 也显示出较低的 PCC 值,这可以通过 C2 下终板的弯曲形状来解释,用户必须使用近似直线,从而导致混乱和测量误差。

根据本研究获得的结果和文献中提到的结果,计算机辅助方法并没有提高测量的精度,而是提高了获得测量的时间,这是所显示的主要优势。18 – 22
在我们的研究中,半自动程序获得所有评估变量所需的平均时间为 41.8 秒,而 TCM 则为 154.6 秒,前者快了 3.5 倍,与其他研究一致,表明平均时间为 75 秒。相比之下,中医需要 3-15 分钟。

获得这些测量值的最快速度,特别是使用 Surgimap,是由于其半自动特性,只需顺序识别有限数量的解剖点(股骨头、S1、L1 的上终板和T1 和 C2 的下终板),与 TCM 相比,17需要在每次测量时识别这些点,这意味着需要更长的时间,对操作员的要求更高,因此人为错误的风险更大。

脊柱测量软件的主要缺点之一是缺乏实用性,并且由于界面困难,需要广泛的知识或操作,因此通常很麻烦。就 Surgimap 而言,它提供了一个用户友好的界面,其中包含每个工具的说明和图形表示,使其成为一个易于使用的程序,除了获得矢状面的评估之外,还可以执行截骨模拟和手术计划以快速可靠的方式进行配置文件,而不需要用户具有相当高水平的专业知识,这也没有被证明是影响该方法可靠性的因素。

本研究的主要局限性是因为所有 X 射线都属于健康患者;因此,他们没有出现脊柱畸形或结构改变,这可能代表我们的结果存在偏差。然而,其他具有类似特征的评估病理脊柱的研究表明,这些条件似乎并没有改变该方法的可靠性。27 – 30此外,对于熟悉所使用的两种类型工具的操作员来说,可能存在固有的偏向于获得更具可重复性的结果。尽管如此,Segev 等人。23无法证明评估者的经验对不同放射线参数的测量有显着影响。

总之,我们的研究显示的结果与现有文献一致,通过证明观察者间和观察者内的良好相关性以及显着缩短的时间(3.5 倍),支持半自动程序(特别是 Surgimap)的可靠性和实用性。与 TCM 相比,更快)以获得评估患者矢状面所需的不同测量值和放射学参数,进一步增强了该工具进行术前规划和术后模拟的能力。

发布日期:2024-02-19