端部椎体傾斜角法による側弯症コブ角の測定

側弯は脊椎の三次元変形であり、側弯症コブ角は脊椎の三次元変形である。 どんなに複雑な側弯症であっても、コブ角の測定は、冠状面または矢状面の画像に基づいて行われます。 コブ角は、冠状面の棘突起角度と頂椎の回転に密接に関係しています。 脊椎冠状面の大きな屈曲変形については、上端椎体終板線と下端椎体終板線が直接交差する角度を含めた角度がコブ角となる。 脊椎の変形が小さい場合、2つの終板線の交点はX線フィルムの外にあるため、上端椎終板線の垂直線と下端椎終板線の垂直線を引いて測定しなければならない。 近年、スマートフォンソフトウェアやPACSなどのコンピュータソフトウェアによる新しい測定方法が報告されており、それらの方法は信頼性と利便性が高く、従来のCobb角の測定方法に取って代わることができる。 デジタルX線写真と分析による現代の医療ヘルスケアシステムでは、X線フィルムの描画アーチファクトを低減するという考えは、やや冗長である。 中国のような発展途上国では、従来のX線フィルムでX線写真を分析するため、古典的なCobb角の測定方法は以下の通りです。 (1) フィルム上の椎体終板と側縁の2つの交点を結ぶ終板線、または同一椎体内の台木の目の上接線間に引いた直線を引く。 (2) 上部終板線の矩形角度を測定して垂直線を引き、下部終板線の矩形角度を測定して垂直線を引く。 (3) 2本の垂直線に含まれる角度(Cobb角)を測定する。 古典的なCobb法では、大きな範囲で線を引く必要があり、画像データが汚染されやすい。 また、各病院の放射線科の事情や撮影フィルムのサイズにより、1枚のフィルムに全脊椎を入れることは難しく、セグメントごとに撮影する必要があります。

幾何学法則によれば、コブ角は上端と下端の椎骨の傾斜角の和であることが推論されるので、端椎骨の傾斜角を測定することによってコブ角を計算することができる。 側弯の湾曲がどんなに深刻でも、側弯セグメントが1つの撮影フィルムに収まっていても、2つの端椎を決めて傾斜角を測定するだけで、正確かつ迅速にコブ角を算出することができる。 傾斜角法の測定手順は以下の通りです。 (1) フィルム上に上下の椎体端板連結線を引く。 (2) 上部および下部終板の傾斜角度を測定する。 (3) 2つの測定結果を加算し、Cobb角を求める。 明らかに、傾斜法は測定ステップを1つ減らすことができるため、測定時間を短縮することができる。 本研究では、チルト法を用いて角度を測定した場合の平均時間は、古典的な方法と比較して約6秒短縮されることがわかった。 この方法に熟練すれば、測定定規の直方体構造を利用して水平線を高速に決定し、撮影フィルム上の図の直線エッジと組み合わせて終末椎の傾斜角を測定することができ、2本の垂直線を追加して測定しなければならない古典的方法よりも高速で便利である。

画像データにおけるラインマーキングの干渉と封じ込めの程度を判断する場合、図形処理と分析を用いてラインによってマークされたピクセルの差を比較することができ、これは目視や判断よりも正確で、傾斜角によってマークされたピクセルの干渉はわずか23.5%である。

以前の研究では、Cobb測定法には、画像検査における患者や機器の非標準的な位置など、いくつかの誤差の原因があることが示唆されています。

これまでの研究で、Cobb計測法には、患者の体位や画像検査時の機器など、いくつかの誤差要因があることが示唆されています。 そのため、従来のCobb法の測定誤差は6~9°であった。 チルト法は、Cobb法をベースに方法論を改良したもので、測定誤差は従来のものと同じである。 また、同じ医用画像を用いて、同じ観察者がチルト法の有効性と効果を観察し、比較した。 したがって、最も多い誤差は、測定方法に内在するものである。 傾斜法では、X線フィルム上に2本の水平線を描く必要がある。 実際の胴体の水平線に関連する基準点を正確に判断することは困難である。 また、テーブルの上やX線ビューボックスの上にフィルムを置くと、フィルムを傾けたときに水平面の判定が実際の平面とずれてしまい、水平線が実際の胴体の水平と同じにならない。 測定誤差が生じやすくなります。 しかし、コンピュータシミュレーションによる測定で、フィルムが傾いていたり、実際の水平面の判定が難しい場合でも、明らかな測定ミスがないことがわかりました。 このように、脊柱側弯症のX線画像データ(図5a、b)でも全く同じケースがあります。 実際にテーブルの上やフィルム鑑賞用照明器の上に置かれたフィルムを想定して傾けたので、描画線が水平線からずれることがある。 緑色の線は撮像データ全体から求めた水平線で、コンピュータが自動的に与えたものである。 赤線はそれぞれ上端・下端椎体終板線とした。 赤線と緑線の間の角度が椎体端部傾斜角である。

Fig.5
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a 通常配置のフィルム b 傾斜した配置のフィルム

ig. c 赤い点線:イメージングデータ自体の矩形構造で、定規線(矢印)は実際の水平面に対して垂直

傾斜法と古典法の測定誤差は統計的に差がないにもかかわらず、測定誤差を極力避けるための手順がいくつかあります。 例えば、イメージングフィルムの形状は長方形で、フィルム上の定規線は標準的な垂直または水平であり、それはコンピュータによって与えられました。 それを基準点として使うことができる(図5c)。 一方、私たちは定規を計測器として使っています。 定規の形状は直方体であるため、定規の直方体構造とイメージングフィルムの直方体の輪郭を水平線の基準点として十分に活用することができる。 例えば、定規の広い辺はフィルムの辺と重なり、定規の長い辺に引いた線が撮影データの真の水平線でなければならない。

コブ角 >> 45°は外科的干渉が必要であることを意味します。 2回のX線検査でコブ角>> 5°の測定誤差は、診断と治療結果に支障をきたす可能性があります。 同じ患者のCobb角の測定には常に差があり、それは患者の位置と撮影角度に関連している。 また,手書きによる線引きや人為的な観察が測定誤差の主な原因であることに変わりはない。 本研究では、PACS で測定した Cobb 角度を基準として、古典的手法の測定誤差範囲は – 15~ 6°、平均誤差は± 3.67°、傾斜角手法の測定誤差範囲は – 9~5° 、平均誤差は± 3.19° であった。 誤差の原因は、第一に、対象とした複雑な側弯症の症例が少なかったこと、第二に、対象とした画像データをあらかじめ同じ解像度・サイズの写真にして印刷し、UEVとLEVを統一的に決定して測定・比較したため、測定者の判断バイアスやグループ間誤差が統計的に減少できたことである

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