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        Setsquare軟件與Surgimap軟件測量模式在成人退行性脊柱側(cè)凸影像學(xué)參數(shù)測量中的應(yīng)用效果比較▲

        2022-11-22 02:31:28張承旻喻學(xué)科陳春華
        廣西醫(yī)學(xué) 2022年18期
        關(guān)鍵詞:一致性測量研究

        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)前計劃及預(yù)測畸形進展等具有重要意義。目前臨床上在測量ADS患者冠狀位及矢狀位參數(shù)時,常通過醫(yī)療影像存儲與傳輸系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication System,PACS)測量或直接在平片上手動測量,而隨著數(shù)字化骨科時代的到來,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)用價值?,F(xiàn)報告如下。

        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)驗的脊柱外科醫(yī)師(測量者A、B)進行參數(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進行參數(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)師在病例庫中隨機抽取平片再次進行測量,以最大限度地減少因短時間內(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)進行對比研究,當(dāng)兩名測量者結(jié)果偏差較大時,由副主任醫(yī)師進行裁定。

        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)端椎的同時將角度參數(shù)數(shù)值歸零,然后將手機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)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料采用(x±s)表示,計數(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,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]。兩種軟件測量時間的比較采用配對t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(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 兩種軟件測量時間的比較 使用Setsquare軟件測量冠狀位Cobb角、TK、LL參數(shù)所需時間短于使用 Surgimap軟件測量所需時間(t=-6.891,P<0.001)。見表3。

        表3 兩種軟件測量時間的比較(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)各級醫(yī)療單位得到廣泛應(yīng)用,但在實際工作中,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,形式多樣的移動終端設(shè)備及應(yīng)用程序為臨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。已有研究報告,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)手動測量方法[4,11],其中Setsquare軟件是一款利用平衡傳感器原理進行角度測量的工具;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)驗初步判斷端椎位置,然后將手機放置于影像學(xué)平片上并保持機身一側(cè)邊緣與椎體上(下)終板平行,隨后上下移動機身的同時根據(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,再將手機一側(cè)邊緣移動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值,因為測量者內(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角時平均耗時13.7 s。本研究中,使用Setsquare軟件測量3個角度參數(shù)耗時(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,并沒有根據(jù)傾斜角度進行量化評估,而是按照測量者主觀經(jīng)驗來判斷端椎位置,可在一定程度上縮短測量時間,同時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(93.64±16.27)s,與Setsquare軟件測量耗時差值約為20 s,且二者耗時差異具有統(tǒng)計學(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),同時在選擇上下端椎及描繪平行線的過程中,可能會耗費更多時間。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),進一步提高臨床醫(yī)生的手術(shù)效率及對整個手術(shù)過程的掌控程度[18]。此外,在數(shù)據(jù)存儲方面,Surgimap軟件還可以根據(jù)使用者的需要建立個性化的臨床資料數(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)果差異有待進一步研究。

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