陳 燦 張承旻 湯 勇 喻學(xué)科 李 凱 陳春華 羅 飛

(陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科，重慶市 400038)

成人退行性脊柱側(cè)凸(adult degenerative scoliosis，ADS)是指在人體骨骼發(fā)育成熟以后，因椎間盤、小關(guān)節(jié)等退變造成椎間隙不對稱改變，在冠狀面上形成Cobb角>10°并伴隨旋轉(zhuǎn)半脫位及椎體滑脫的三維畸形[1]。準(zhǔn)確、全面的影像學(xué)參數(shù)測量對于評估ADS患者畸形的嚴(yán)重程度、制訂術(shù)前計(jì)劃及預(yù)測畸形進(jìn)展等具有重要意義。目前臨床上在測量ADS患者冠狀位及矢狀位參數(shù)時(shí)，常通過醫(yī)療影像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication System，PACS)測量或直接在平片上手動(dòng)測量，而隨著數(shù)字化骨科時(shí)代的到來，各類輔助測量智能軟件的應(yīng)用逐漸在國內(nèi)外普及[2-3]?；谄胶鈧鞲衅髟淼腟etsquare軟件及Surgimap術(shù)前規(guī)劃軟件在影像學(xué)參數(shù)測量方面已被證明優(yōu)于傳統(tǒng)手動(dòng)測量方法[4-5]，但目前在國內(nèi)上述測量軟件的應(yīng)用研究尚不多見。因此，本研究旨在比較Setsquare軟件及Surgimap軟件在ADS患者影像學(xué)參數(shù)測量中的應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年1月至2021年1月于我院門診就診的30例ADS患者作為研究對象，所有受試者均按照標(biāo)準(zhǔn)姿勢拍攝脊柱全長正側(cè)位片[6]。納入標(biāo)準(zhǔn)：腰椎正側(cè)位片顯示冠狀面Cobb角>10°；年齡≥45歲，性別不限。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往有脊柱手術(shù)史，含內(nèi)固定、骨水泥等影響參數(shù)測量者；(2)伴下肢或髖關(guān)節(jié)相關(guān)疾病，無法完成平片拍攝者；(3)伴其他嚴(yán)重系統(tǒng)性疾病者。其中男性7例、女性23例，患者年齡48～80(63.6±8.3)歲，身高140～167(153.1±7.7)cm，體重46～74(57.2±7.2)kg，體質(zhì)指數(shù)19.4～28.5(24.4±2.4)kg/m2。所有研究對象入組前均簽署知情同意書。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究者及測量參數(shù) 選取我科2名碩士及以上學(xué)歷、具有3年以上臨床工作經(jīng)驗(yàn)的脊柱外科醫(yī)師(測量者A、B)進(jìn)行參數(shù)測量，兩名醫(yī)師在正式測量前由一名熟悉兩種軟件的副主任醫(yī)師指導(dǎo)，并進(jìn)行相關(guān)操作培訓(xùn)，在能夠熟練掌握兩種軟件基本操作后再單獨(dú)進(jìn)行參數(shù)測量。測量的參數(shù)包括冠狀位Cobb角、胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)、腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)。在兩名醫(yī)師單獨(dú)測量完成1周后，打亂研究對象的順序，并隱去患者信息，由這兩名醫(yī)師在病例庫中隨機(jī)抽取平片再次進(jìn)行測量，以最大限度地減少因短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測量造成的人為誤差。在兩名醫(yī)師測量結(jié)束后，由一名副主任醫(yī)師在PACS上測量以上參數(shù)，將測量結(jié)果作為參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比研究，當(dāng)兩名測量者結(jié)果偏差較大時(shí)，由副主任醫(yī)師進(jìn)行裁定。

1.3 Setsquare軟件測量影像學(xué)參數(shù) Setsquare軟件可通過手機(jī)或平板電腦自帶的應(yīng)用中心下載。測量者可根據(jù)角度增減變化確定Cobb角上(下)端椎的位置，確定一側(cè)端椎的同時(shí)將角度參數(shù)數(shù)值歸零，然后將手機(jī)邊緣放置于平行另一側(cè)端椎相應(yīng)終板的位置，即可顯示角度數(shù)值。記錄冠狀位Cobb角、TK、LL、測量時(shí)間及冠狀位Cobb角上下端椎的位置。見圖1。

圖1 Setsquare軟件測量影像學(xué)參數(shù)示意圖

1.4 Surgimap軟件測量影像學(xué)參數(shù) Surgimap軟件可在官方網(wǎng)站(https://www surgimap.com/)下載至個(gè)人電腦，由測量者A、B自行選擇Cobb角上(下)端椎(或相應(yīng)脊柱節(jié)段)，在上(下)端椎(或相應(yīng)脊柱節(jié)段)描繪平行于相應(yīng)終板的直線，即可自動(dòng)顯示角度數(shù)值，記錄內(nèi)容同1.3。見圖2。

圖2 Surgimap軟件測量影像學(xué)參數(shù)示意圖

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用(x±s)表示，計(jì)數(shù)資料用例數(shù)和百分比表示。測量者內(nèi)及測量者間的一致性采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficients,ICC)檢驗(yàn)，ICC值為0表示無一致性，0.01～0.20表示一致性微弱，0.21～0.40表示一致性一般，0.41～0.60表示一致性中等，0.61～0.80表示一致性良好，0.81～1.00表示一致性極佳[7]。兩種軟件測量時(shí)間的比較采用配對t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩種軟件測量的可重復(fù)性分析 兩名測量者在不同時(shí)間使用兩種軟件重復(fù)測量冠狀位Cobb角、TK、LL，結(jié)果均具有極佳的一致性(ICC為0.889～0.968)。見表1。

表1 研究對象的影像學(xué)參數(shù)情況及兩種軟件測量的可重復(fù)性分析結(jié)果(x±s，°)

2.2 兩種軟件與PACS測量結(jié)果的一致性分析 Setsquare軟件及Surgimap軟件測量的冠狀位Cobb角、TK、LL與PACS所測結(jié)果一致性極佳(ICC為0.858～0.987)。見表2。

表2 兩種軟件與PACS系統(tǒng)測量結(jié)果的一致性分析(x±s，°)

2.3 兩種軟件測量時(shí)間的比較 使用Setsquare軟件測量冠狀位Cobb角、TK、LL參數(shù)所需時(shí)間短于使用 Surgimap軟件測量所需時(shí)間(t=-6.891，P<0.001)。見表3。

表3 兩種軟件測量時(shí)間的比較(x±s,s)

2.4 兩種軟件對上、下端椎選擇的一致性比較 兩種軟件在上下端椎的選擇上具有較強(qiáng)的一致性，分別為70.8%(85/120)，75.8%(91/120)。見表4。

表4 兩種軟件選擇下端椎的一致性分析(n)

3 討 論

隨著我國社會(huì)人口的老齡化，ADS在老年人群中的發(fā)病率亦逐漸上升，ADS患者影像學(xué)參數(shù)是預(yù)測疾病進(jìn)展、選擇治療方案及預(yù)測術(shù)后康復(fù)效果的重要參考依據(jù)，因此，準(zhǔn)確有效評估相關(guān)參數(shù)顯得十分重要。傳統(tǒng)測量方法往往通過在脊柱全長正側(cè)位片上進(jìn)行畫線標(biāo)注來完成，該方法可重復(fù)性較差且易受測量者主觀因素的影響[8]。近年來，PACS已經(jīng)在國內(nèi)各級(jí)醫(yī)療單位得到廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際工作中，使用PACS測量脊柱相關(guān)影像學(xué)參數(shù)往往易受辦公條件的限制。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，形式多樣的移動(dòng)終端設(shè)備及應(yīng)用程序?yàn)榕R床及科研工作提供了極大便利[9-10]，逐漸成為當(dāng)今臨床研究的熱點(diǎn)。已有研究報(bào)告，使用Setsquare軟件及Surgimap軟件測量影像學(xué)參數(shù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)手動(dòng)測量方法[4，11]，其中Setsquare軟件是一款利用平衡傳感器原理進(jìn)行角度測量的工具；Surgimap軟件則是一款術(shù)前規(guī)劃軟件，但是上述兩款測量工具目前在國內(nèi)的應(yīng)用仍較少。

Setsquare軟件可直接在影像學(xué)平片上進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量，該軟件基于平衡傳感器原理，在測量開始前，測量者需要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)初步判斷端椎位置，然后將手機(jī)放置于影像學(xué)平片上并保持機(jī)身一側(cè)邊緣與椎體上(下)終板平行，隨后上下移動(dòng)機(jī)身的同時(shí)根據(jù)角度變化情況確定端椎位置；在確定一側(cè)端椎后，將角度參數(shù)歸零，再將手機(jī)一側(cè)邊緣移動(dòng)至平行另一端椎相應(yīng)終板位置，即可顯示角度數(shù)值[4]。Surgimap軟件在測量開始前則需要先將影像學(xué)平片以DCM格式導(dǎo)入該軟件，測量者根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)選擇上下端椎后，通過描繪端椎上下終板的平行線來測量角度數(shù)值。Surgimap軟件所測結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性與測量者本身的工作經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)，而Setsquare軟件可在初步判斷端椎位置的基礎(chǔ)上利用角度數(shù)值變化情況來進(jìn)一步提升端椎位置判斷的準(zhǔn)確性，相對更加客觀精準(zhǔn)[4]。

角度參數(shù)的測量誤差與上下端椎的選擇、測量者對測量工具的熟悉程度及測量者臨床經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)[12]。本研究結(jié)果顯示，Setsquare軟件和Surgimap軟件測量ADS患者冠狀位Cobb角、TK、LL的平均絕對差值均在1°以內(nèi)，在臨床上屬于可接受誤差范圍[13]，這提示兩種測量方法偏差較小。Carman等[14]認(rèn)為同一測量者(測量者內(nèi))兩次測量所得數(shù)值的一致性相對于不同測量者間測量所得數(shù)值的一致性具有更高的臨床參考價(jià)值，因?yàn)闇y量者內(nèi)的一致性欠佳更容易導(dǎo)致臨床誤診的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示，使用Setsquare軟件和Surgimap軟件測量ADS影像學(xué)參數(shù)在測量者內(nèi)及不同測量方法間均具有極佳的一致性，ICC均在0.85以上，這提示在測量脊柱角度參數(shù)時(shí)可將Setsquare軟件和Surgimap軟件視為等效工具。其中，在冠狀位Cobb角、TK、LL 3個(gè)角度參數(shù)的測量一致性分析中，TK的一致性相對較低，分析原因可能為胸椎在矢狀面上常常與縱隔內(nèi)組織、肋骨及肺組織等有交叉重疊，這在一定程度上可影響椎體定位的準(zhǔn)確性；由于受軟組織遮擋等原因，平片的清晰度也更易受到曝光程度的影響，這也是影響椎體定位的因素之一。

在臨床實(shí)際工作中，在門急診等患者流量密集的公共醫(yī)療場所，快速準(zhǔn)確評估影像學(xué)參數(shù)對于準(zhǔn)確評估病情、提升工作效率有重大意義。Qiao等[15]在使用Cobbmeter軟件測量青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者冠狀位Cobb角時(shí)平均耗時(shí)13.7 s。本研究中，使用Setsquare軟件測量3個(gè)角度參數(shù)耗時(shí)(74.06±13.70)s，長于Qiao等[15]的研究結(jié)果，分析原因可能為使用Cobbmeter軟件測量角度參數(shù)時(shí)，并沒有根據(jù)傾斜角度進(jìn)行量化評估，而是按照測量者主觀經(jīng)驗(yàn)來判斷端椎位置，可在一定程度上縮短測量時(shí)間，同時(shí)測量效率也可能受到醫(yī)師對軟件操作熟練程度的影響。而采用Surgimap軟件測量耗時(shí)(93.64±16.27)s，與Setsquare軟件測量耗時(shí)差值約為20 s，且二者耗時(shí)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。分析原因可能為 Surgimap 軟件在測量參數(shù)前，需要先將影像學(xué)平片以DCM格式導(dǎo)入系統(tǒng)，同時(shí)在選擇上下端椎及描繪平行線的過程中，可能會(huì)耗費(fèi)更多時(shí)間。上述結(jié)果提示，相對Surgimap軟件而言，Setsquare軟件可能具有更高的測量效率。雖然Setsquare軟件測量效率相對較高，但Setsquare軟件僅能夠測量角度參數(shù)，功能覆蓋范圍相對單一。而Surgimap軟件除了可測量常規(guī)角度參數(shù)，還可以測量距離相關(guān)參數(shù)(矢狀位垂直偏距、下肢力線等)，并能模擬手術(shù)功能[16-17]，且該軟件可實(shí)現(xiàn)模擬置釘、截骨矯形、內(nèi)固定棒的三維旋轉(zhuǎn)等功能，為臨床醫(yī)生提供直觀可靠的術(shù)前評估數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高臨床醫(yī)生的手術(shù)效率及對整個(gè)手術(shù)過程的掌控程度[18]。此外，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，Surgimap軟件還可以根據(jù)使用者的需要建立個(gè)性化的臨床資料數(shù)據(jù)庫，快速批量導(dǎo)出所需病例數(shù)據(jù)，為臨床及科研工作提供便利[5]。目前，關(guān)于退行性脊柱側(cè)凸患者影像學(xué)參數(shù)的研究已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問題，除角度參數(shù)的評估外，面積和距離參數(shù)也是未來研究的趨勢。因此，僅局限于角度參數(shù)測量的Setsquare軟件可能難以滿足未來臨床工作的需求。

上下端椎位置的正確選擇會(huì)在一定程度上影響Cobb角測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，既往研究結(jié)果顯示，端椎選擇的可重復(fù)性和可信度并不令人滿意[4]。本研究結(jié)果顯示，在上下端椎的選擇方面，兩種軟件對上端椎的選擇一致性為70.8%，對下端椎選擇的一致性為75.8%，對上端椎選擇的一致性略低于下端椎，這與Allam等[19]的研究結(jié)果基本一致。分析原因可能為上端椎往往在腰椎或下胸椎水平，相對于下端椎而言，前方可能有肺組織等結(jié)構(gòu)遮擋，容易造成端椎定位的偏差，同時(shí)也容易影響測量者對所描繪直線與終板平行程度判斷的準(zhǔn)確性。

綜上所述，Setsquare軟件和Surgimap軟件在測量ADS患者的影像學(xué)角度參數(shù)方面可視為等效工具，Setsquare軟件的測量時(shí)間短于Surgimap軟件，且操作簡單、便于攜帶，但Surgimap軟件的功能覆蓋范圍更為齊全。因此，在硬件設(shè)施相對欠缺的地區(qū)及缺少PACS的情況下，應(yīng)結(jié)合實(shí)際靈活選擇測量方法。本研究仍然存在一定的局限性：首先，納入測量的角度參數(shù)類型較少，測量結(jié)果可能存在一定偏倚；其次，本研究僅納入兩名醫(yī)師參與測量，不同職稱醫(yī)師使用不同測量方法所測得的結(jié)果差異有待進(jìn)一步研究。