Die Skoliose ist eine dreidimensionale Verformung der Wirbelsäule. Unabhängig davon, wie kompliziert die Skoliose ist, basiert die Messung des Cobb-Winkels auf der koronalen oder sagittalen Ebene der Bildgebung. Der Cobb-Winkel steht in engem Zusammenhang mit dem Winkel des Dornfortsatzes in der koronalen Ebene und der Rotation des Scheitelwirbels. Bei der größeren Biegeverformung der Wirbelsäule in der koronalen Ebene ist der Cobb-Winkel der Winkel, den die Endplattenlinie des oberen Endwirbels mit der Endplattenlinie des unteren Endwirbels einschließt und direkt schneidet. Bei kleineren Wirbelsäulendeformitäten liegt der Schnittpunkt der beiden Endplattenlinien außerhalb des Röntgenfilms, so dass für die Messung die Senkrechte der oberen Endwirbel-Endplattenlinie und die der unteren Endwirbel-Endplattenlinie gezogen werden muss. In den letzten Jahren wurden neue Messmethoden entwickelt, wie z. B. die Smartphone-Software, PACS und andere Computersoftware. Diese Methoden sind zuverlässig und bequem und können die klassische Methode zur Messung des Cobb-Winkels ersetzen. In modernen medizinischen Gesundheitssystemen mit digitalen Röntgenbildern und Analysen ist die Idee der Reduzierung von Zeichnungsartefakten auf einem Röntgenfilm eher überflüssig. In Entwicklungsländern wie China, in denen Röntgenbilder noch auf konventionellen Röntgenfilmen ausgewertet werden, sind die Schritte für die klassische Cobb-Winkelmessung wie folgt: (1) Zeichnen Sie auf dem Film eine Endplattenlinie zwischen den beiden Schnittpunkten der Endplatten der Wirbel und der seitlichen Ränder oder eine gerade Linie zwischen den oberen Tangenten der Pedikelaugen desselben Wirbels. (2) Messen Sie den Rechteckwinkel der oberen Endplattenlinie, um die vertikale Linie zu zeichnen, und messen Sie den Rechteckwinkel der unteren Endplattenlinie, um die vertikale Linie zu zeichnen. (3) Messen Sie den eingeschlossenen Winkel zwischen zwei vertikalen Linien (Cobb-Winkel). Bei der klassischen Cobb-Methode muss eine Linie in einem großen Bereich gezeichnet werden, was leicht zu einer Verunreinigung der Bildgebungsdaten führt. Darüber hinaus ist es aufgrund der Gegebenheiten in den radiologischen Abteilungen verschiedener Krankenhäuser und der Größe der Aufnahmefilme schwierig, die gesamten Wirbelsäulensegmente in einem Film zu erfassen, so dass die Filme segmentweise aufgenommen werden müssen. Daher muss die Messung des Cobb-Winkels durch manuelles Zusammenfügen der Filme zu einem Bild erfolgen, was zu Unannehmlichkeiten und Winkelabweichungen führt.
Aus dem Geometriegesetz lässt sich ableiten, dass der Cobb-Winkel die Summe der oberen und unteren Endwirbelneigungswinkel ist, so dass der Cobb-Winkel durch Messung der Endwirbelneigungswinkel berechnet werden kann. Unabhängig davon, wie stark die Skoliose gekrümmt ist und ob sich die Skoliose-Segmente in einem einzigen Aufnahmefilm befinden, kann der Cobb-Winkel allein durch die Bestimmung der beiden Endwirbel und die Messung der Kippwinkel genau und schnell berechnet werden. Die Messschritte der Kippwinkelmethode sind wie folgt: (1) Zeichnen Sie die Verbindungslinie zwischen der oberen und unteren Endwirbelplatte auf den Film. (2) Messen Sie die Neigungswinkel der oberen und unteren Endplatte. (3) Addieren Sie die beiden Messergebnisse, um den Cobb-Winkel zu erhalten. Es liegt auf der Hand, dass die Kippmethode einen Messschritt einspart und somit die Messzeit verkürzen kann. In dieser Studie ist der durchschnittliche Zeitaufwand für die Messung eines Winkels mit der Kippmethode etwa 6 s geringer als bei der klassischen Methode. Wenn Sie die Methode beherrschen, können Sie die rechtwinklige Struktur eines Messlineals nutzen, um die horizontale Linie schnell zu bestimmen und den Endwirbelneigungswinkel in Kombination mit der geraden Kante der Abbildung auf dem Aufnahmefilm zu messen, was schneller und bequemer ist als die klassische Methode, bei der die beiden vertikalen Linien zur Messung zusätzlich gezogen werden müssen. Wenn sich die Endplatten-Verbindungslinie deutlich entwickelt, kann die Markierungslinie eines Messlineals direkt zur Durchführung der Überlappungsmessung verwendet werden, was den Schritt des Linienzeichnens überflüssig macht.
Bei der Beurteilung des Interferenz- und Eindämmungsgrads der Linienmarkierung in den Bilddaten kann die Bildbearbeitung und -analyse verwendet werden, um die Differenz der durch Linien markierten Pixel zu vergleichen, was präziser ist als die visuelle Beobachtung und Beurteilung; die Interferenz in den durch den Neigungswinkel markierten Pixeln beträgt nur 23.Die Störung der durch den Neigungswinkel markierten Pixel beträgt nur 23,3 % bis 28,3 % der Störung bei der klassischen Methode, was die Verunreinigung der Bilddaten durch Linien erheblich verringert.
Eine frühere Studie hat ergeben, dass die Cobb-Messmethode mehrere Fehlerquellen aufweist: nicht standardmäßige Positionierung der Patienten oder/und der Geräte bei der bildgebenden Untersuchung. Um die korrekten Markierungslinien in den Skoliose-Segmenten zu bestätigen, die anatomische Variationen der Wirbel aufweisen, identifizieren unterschiedliche Beobachter die verschiedenen oberen und unteren Endwirbel. Aus diesen Gründen lag der Messfehlerbereich bei der klassischen Cobb-Methode bei 6~9°. Die Tilt-Methode ist eine methodische Verbesserung auf der Grundlage der Cobb-Methode, die die gleichen Messfehler aufweist wie die frühere Methode. Die Wirksamkeit und Effektivität der Tilt-Methode wurde von denselben Beobachtern unter Verwendung derselben medizinischen Bilder beobachtet und verglichen. Die häufigsten Fehler liegen also in der Messmethode selbst begründet. Bei der Kippmethode müssen zwei horizontale Linien auf den Röntgenfilm gezeichnet werden. Es ist schwierig, die Referenzpunkte, die mit der horizontalen Linie des tatsächlichen Rumpfes verbunden sind, genau zu bestimmen. Wenn der Film auf den Tisch oder die Röntgenbox gelegt wird, weicht die Beurteilung der horizontalen Ebene von der tatsächlichen Ebene ab, wenn der Film gekippt wird, und die horizontale Linie stimmt nicht mit der Horizontalen des tatsächlichen Rumpfes überein. Es kann leicht zu Messfehlern kommen. Durch Computersimulationsmessungen haben wir jedoch festgestellt, dass es keinen offensichtlichen Messfehler gab, obwohl der Film gekippt war oder die tatsächliche Horizontalebene schwer zu bestimmen war. Wie gezeigt, ist es genau derselbe Fall bei den Skoliose-Röntgenbilddaten (Abb. 5a, b). Wir haben den Film gekippt, um den tatsächlichen Film zu simulieren, der auf dem Tisch oder in der Filmbetrachtungsleuchte liegt, so dass die Zeichnungslinie von der horizontalen Linie abweichen kann. Die grüne Linie ist eine horizontale Linie, die auf den gesamten Bilddaten basiert und vom Computer automatisch vorgegeben wurde. Die rote Linie befand sich jeweils an der oberen/unteren Wirbelendplattenlinie. Der Winkel zwischen der roten und der grünen Linie ist ein Endwirbelneigungswinkel. Der Winkel stimmt vollständig mit dem Geometriegesetz und der tatsächlichen Beobachtung überein (Abb. 5a, b).
a Normal platzierter Film. b Gekippt platzierter Film. c Rote gestrichelte Linie: die rechteckige Struktur der Bilddaten selbst, und die Lineallinie (Pfeil) steht senkrecht zur realen horizontalen Ebene
Auch wenn es keinen statistischen Unterschied zwischen dem Messfehler der Kippmethode und der klassischen Methode gibt, gibt es dennoch einige Verfahren, um den Messfehler so weit wie möglich zu vermeiden. Zum Beispiel ist die Form des Films ein Rechteck, und die Lineallinie auf dem Film ist standardmäßig vertikal oder horizontal; sie wurde vom Computer vorgegeben. Wir können sie als Referenzpunkt verwenden (Abb. 5c). Auf der anderen Seite verwenden wir das Lineal als Messwerkzeug. Das Lineal hat eine rechteckige Struktur, so dass wir die rechteckige Struktur des Lineals und den rechteckigen Umriss des Films als Bezugspunkt für die horizontale Linie nutzen können. Zum Beispiel überlappt die breite Kante des Lineals mit der Kante des Films, und die auf der langen Kante des Lineals gezeichnete Linie muss die wahre horizontale Linie der Bilddaten sein.
Cobb-Winkel > 10° bedeutet, dass eine Skoliose vorliegt, 10~25° bedeutet, dass eine regelmäßige Nachuntersuchung durchgeführt werden sollte, und 25~45° bedeutet, dass eine Orthese erforderlich ist. Cobb-Winkel > 45° bedeutet, dass ein chirurgischer Eingriff erforderlich ist. Ein Cobb-Winkel > 5° bei zwei Röntgenuntersuchungen deutet auf ein Fortschreiten der Skoliose-Deformität hin. Daher wird der Messfehler für den Cobb-Winkel > 5° möglicherweise die Diagnose und die Behandlungsergebnisse beeinträchtigen. Es gibt immer einen Unterschied bei der Messung des Cobb-Winkels desselben Patienten, der mit der Position des Patienten und dem Aufnahmewinkel zusammenhängt. Das manuelle Zeichnen von Linien und die künstliche Beobachtung sind nach wie vor die Hauptgründe für Messfehler. In dieser Studie wurde der von PACS gemessene Cobb-Winkel als Referenzstandard verwendet; der Messfehlerbereich für die klassische Methode betrug – 15~ 6° mit einem durchschnittlichen Fehler von ± 3,67°, und der Messfehlerbereich für die Kippwinkelmethode betrug – 9~5° mit einem durchschnittlichen Fehler von ± 3,19°. Der erste Grund für den Fehler ist, dass die Fälle mit komplizierter Skoliose, die wir eingeschlossen haben, weniger waren; der zweite Grund ist, dass die Bildgebungsdaten, die in die Studie eingeschlossen wurden, im Voraus in Bilder mit der gleichen Auflösung und Größe umgewandelt und ausgedruckt wurden und dann UEV und LEV einheitlich für die Messung und den Vergleich bestimmt wurden, was die Beurteilungsvoreingenommenheit des Messers und den Fehler zwischen den Gruppen statistisch reduzieren könnte.