Eine Machbarkeitsstudie zur Anwendung von zwei

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 14273 (2023) Diesen Artikel zitieren

1 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Stehende posteroanteriore Röntgenaufnahmen sind der goldene Standard zur Quantifizierung des Schweregrads einer Skoliosedeformität. Allerdings setzt es Skoliosepatienten ionisierender Strahlung aus und kann nicht für routinemäßige Untersuchungen und Überwachungen verwendet werden. Ziel dieser Studie war es, ein Protokoll zur Messung von Haltungsindizes mithilfe der nichtinvasiven und strahlungsfreien zweidimensionalen (2D) Photogrammetrie-Methode zu entwickeln und ihren klinischen Wert für das Skoliose-Screening und -Monitoring zu ermitteln. Die fünf Haltungsindizes wurden aus der Rückansicht von 110 Teilnehmern gemessen. Eine einfaktorielle ANOVA mit Post-hoc-Tukey-HSD/Games-Howell-Analyse wurde verwendet, um die Unterschiede zwischen den Teilnehmern in der Skoliose-Gruppe und der Nicht-Skoliose-Gruppe zu vergleichen. Pearson-Korrelationskoeffizienten wurden analysiert, um die Beziehungen zwischen Cobb-Winkeln und jedem der fünf quantitativen Haltungsindizes zu identifizieren. Basierend auf der 2D-Photogrammetrie wurden die Haltungsindizes der C7-Abweichung (p = 0,02), der Schulterausrichtung (p < 0,001), der Schulterblattausrichtung (p < 0,001), der Taillenwinkeldiskrepanz (p < 0,001) und der PSIS-Ausrichtung (p < 0,001) ermittelt. konnte beim Screening deutlich zwischen Skoliose- und Nicht-Skoliose-Patienten unterscheiden. Die Taillenwinkeldiskrepanz (r = 0,4, p = 0,01; r = 0,8, p = 0,03; r = 0,7, p = 0,01) und die Schulterausrichtung (r = 0,6, p = 0,03) hatten mäßige bis starke positive Korrelationen mit dem Cobb Winkel, die ihre klinischen Werte bei der Überwachung von Veränderungen der skoliotischen Krümmung bei Patienten mit jugendlicher idiopathischer Skoliose (AIS) unterstützten.

Die adoleszente idiopathische Skoliose (AIS) ist eine komplexe dreidimensionale (3D) strukturelle Wirbelsäulendeformität auf der Frontal-, Sagittal- und Horizontalebene, die bei Patienten in oder um den pubertären Wachstumsschub auftritt1. Das AIS betrifft etwa 2,4–5,1 % der Kinder, und weibliche Patienten neigen häufiger zur Entwicklung progressiver Krümmungen als männliche2.

Es ist wichtig, eine Früherkennung und ein regelmäßiges Skoliose-Screening durchzuführen, um die Bereitstellung einer rechtzeitigen Behandlung in einem frühen behandelbaren Stadium bei AIS-Patienten zu ermöglichen3. Unter den verschiedenen Geräten und Technologien zur Erreichung dieses Ziels war die Messung des Cobb-Winkels (d. h. des Winkels der Wirbelsäulenkrümmung zwischen den beiden am weitesten geneigten Endwirbeln einer Skoliosenkurve) auf stehenden posteroanterioren Röntgenaufnahmen die goldene Standardmethode zur Quantifizierung Schwere der Wirbelsäulendeformität4. Eine solche Röntgenaufnahme setzt jedoch ionisierende Strahlung und Gefahren für AIS-Patienten3 aus, die während und nach den schnellen Wachstumsphasen alle 4 bis 6 Monate und alle 6 bis 12 Monate regelmäßige Überwachungsuntersuchungen durchführen müssen5.

Um die Strahlenbelastung bei AIS-Patienten zu reduzieren, wird eine wachsende Zahl strahlungsfreier Beurteilungsmethoden/-technologien eingesetzt; einschließlich des Skoliometers6, des Tools zur klinischen Bewertung der Rumpfästhetik (TRACE)7, der Ultraschallbeurteilung8, 9, der Oberflächentopographieanalyse (ST)10, der 3D-Oberflächentopographie11 und der zweidimensionalen (2D) Photogrammetriemethode12,13,14 usw. ; wurden in der klinischen Beurteilung entwickelt und angewendet, um die traditionelle radiologische Beurteilung von AIS-Patienten in jüngerer Zeit zu ergänzen. Unter anderem kann die 2D-Photogrammetrie-Methode mehrere Parameter verallgemeinern, die sich auf die Haltungsmerkmale und das Aussehen von AIS-Patienten beziehen. Dies erfolgt durch die Berechnung der Winkel und Abstände zwischen verschiedenen anatomischen Orientierungspunkten auf den aufgenommenen Fotos15. Als schnelles, einfaches, kostengünstiges und zugängliches Tool hat es in den letzten Jahren zunehmende Aufmerksamkeit erhalten16. Frühere Studien haben die gute Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der 2D-Photogrammetrie-Methode17 sowie die mäßige bis hohe Korrelation zwischen ihr und der 3D-Oberflächentopographie-Methode bei der Beurteilung der Schulterhöhe, der Beckenneigung, der Abweichung des Rumpfes und des Brustskoliosewinkels16 bestätigt.

Die 2D-Photogrammetrie-Methode für das Skoliose-Screening und -Monitoring wurde in den letzten Jahren ebenfalls untersucht13, 14. Penha et al.14 fanden heraus, dass die Schulterschräge die mit der idiopathischen Skoliose bei Jugendlichen assoziierte Haltungsvariable ist und für die Einbeziehung in die zur Beurteilung verwendeten Routinen in Betracht gezogen werden sollte Skoliose bei Jugendlichen im klinischen und schulischen Umfeld. Allerdings bestand in dieser Studie eine unzureichende Kontrolle der skoliotischen Krümmungstypen der AIS-Teilnehmer14, was dazu führte, dass der mit der 2D-Photogrammetriemethode gemessene Schulterschrägheitsindex für das Skoliose-Screening nicht repräsentativ war. Da Skoliose mit morphologischen 3D-Veränderungen des Rumpfes verbunden ist11, variieren die Rumpfhaltungsindizes verschiedener skoliotischer Krümmungstypen bei Patienten mit Skoliose, z. B. die Position des ersten Brustwirbels entsprechend der zentralen Sakrallinie zwischen den drei Kurven, vier Kurven und Nicht-Drei-Nicht-Vier-Kurven in der Rigo-Klassifikation sind unterschiedlich18.

Bago et al.13 fanden heraus, dass die klinische Fotografie eine gültige Methode zur Beurteilung der Rumpfasymmetrie bei schwerer idiopathischer Skoliose (d. h. Cobb-Gradbereich 40°–101°) ist und dass speziell für Taillenbereichsmessungen robuste Grenzwerte zur Unterscheidung bestimmt werden können zwischen verschiedenen Kurvenmustern gemäß der Lenke-Klassifikation. In dieser Studie gab es jedoch eine unzureichende Kontrolle des Störfaktors (d. h. die Beinlängenunterschiede) und die Beschränkung der eingeschlossenen schweren idiopathischen Skoliose-Kandidaten (d. h. Cobb-Grad-Bereich 40°–101°)13, was die Genauigkeit und das Ergebnis beeinträchtigte Anwendungsbereich der Messungen des Taillenbereichs und robuste Grenzwerte. Haltungsindizes, gemessen mit der 2D-Photogrammetrie-Methode zur Skolioseüberwachung. Beispielsweise kann eine schwere Beinlängendifferenz (d. h. der Beinlängenunterschied beträgt > 20 mm) zu einer Lumbalskoliose und anderen Haltungsschäden führen19, 20.

Daher sind eingehendere Studien mit verbesserter Kontrolle der Homogenität der AIS-Teilnehmer und der Störfaktoren erforderlich, um den klinischen Bedarf zu decken. Unterdessen blieb auch die mögliche Anwendung dieser Technologie bei AIS-Patienten mit leichter bis mittelschwerer skoliotischer Krümmung (d. h. Cobb-Grad zwischen 10° und 45°)1, die eine konservative Behandlung erhalten, unklar. Um die oben genannten Probleme anzugehen, wird die Anwendung der 2D-Photogrammetrie-Methode zur Beurteilung der Haltungsindizes für das Screening und die Überwachung von AIS-Patienten mit leichter bis mittelschwerer skoliotischer Krümmung und unter konservativer Behandlung mit verbesserter Kontrolle der Homogenität und Störfaktoren der Patienten eingesetzt Die klinische Praxis wird in dieser Studie untersucht.

Zusammenfassend zielte diese Studie darauf ab, (1) mehrere Haltungsindizes zu identifizieren, die zum Screening und zur Identifizierung verwendet werden könnten, ob der Cobb-Winkel eines AIS-Patienten größer als 10° ist oder nicht; und (2) die Beziehung zwischen den Haltungsindizes und den Cobb-Winkeln untersuchen; bei AIS-Patienten mit leichten bis mittelschweren Krümmungen (d. h. Cobb-Grad zwischen 10° und 45°) aus der Gruppe mit Einzelkurve/C-Form und der Gruppe mit Doppelkurve/S-Form durch Verbesserung der Kontrolle des Störfaktors ( d. h. Beinlängenunterschiede) zur Messung von Haltungsindizes. Die Ergebnisse dieser Studie können auf den Erkenntnissen bezüglich der Anwendung der 2D-Photogrammetrie beim Screening und der Überwachung der skoliotischen Krümmung bei AIS-Patienten mit leichten bis mittelschweren Krümmungen (d. h. Cobb-Grad zwischen 10° und 45°) aufbauen, die konservative Behandlungen erhalten.

Die Teilnehmer wurden retrospektiv von Juli 2016 bis Juni 2023 aus der Ambulanz (spezialisiert auf die Behandlung von Skoliose) rekrutiert. Die Einschlusskriterien der Teilnehmer waren: (1) Skoliosepatienten, bei denen eine jugendliche idiopathische Skoliose diagnostiziert wurde (Cobb-Winkel zwischen 10° und 45°). ) mit den Beurteilungsergebnissen der stehenden posteroanterioren Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule und Nicht-Skoliose-Teilnehmern (Rumpfrotationswinkel (ATR), der im Adam-Test erscheint, gemessen mit dem Skoliometer < 4°21); (2) 10–16 Jahre alt; (3) keine vorherige Behandlung; und (4) mit den Beurteilungsergebnissen der 2D-Photogrammetrie der hinteren Ansicht des gesamten Körpers im Stehen14. Teilnehmer mit weiteren Erkrankungen, die zu Anomalien im Bewegungsapparat führen können, oder mit Beinlängendifferenzen wurden von dieser Studie ausgeschlossen22.

Gemäß der Definition der Scoliosis Research Society sind AIS-Patienten Patienten im Alter zwischen 10 und 17 Jahren mit einem Cobb-Winkel über 10°23. Basierend auf dieser Definition wurden die AIS-Teilnehmer weiter in drei Gruppen eingeteilt: (1) Einzelkurven-Skoliose-Gruppe, (2) Doppelkurven-Skoliose-Gruppe und (3) Nicht-Skoliose-Gruppe.

Diese Studie wurde in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt und von der medizinischen Ethikkommission des Tongji Medical College der Huazhong University of Science and Technology genehmigt (Protokollcode: [2020] (S173); Datum der Genehmigung: 8. Juli 2020). . Die Einverständniserklärung wurde vom AIS-Teilnehmer, dessen Fotos in diesem Artikel verwendet wurden, und seinen Eltern durch telefonische Rücksprache eingeholt.

Die stehenden posteroanterioren Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule wurden mit einem General Radiographic System (uDR780ipro, Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd., Shanghai, China) aufgenommen. Für die Haltungsbeurteilung wurde das Haltungsanalysesystem GPS 400 (Chinesport, Italien) verwendet, das auf der fotografischen Technik basiert. Das System bestand aus folgenden Hardwareeinheiten: (1) einem Desktop-Computer mit der modularen GPS 5.0-Software, (2) einer stabilometrischen Plattform mit Webcams (Carl Zeiss Tessar HD 1080P), (3) einem Haltungsanalysegerät mit vertikalen/horizontalen Saiten als Haltungsreferenz (LUX POSTURAL ANALYZER) und (4) ein Spiegel an der Ober-/Oberseite des Patienten (Abb. 1). Die Höhe der Webcams betrug 108 cm und der Abstand zwischen den Webcams und dem Haltungsanalysegerät betrug 240 cm. Dieses System kann das digitale Bild aufnehmen und aufzeichnen, das die Rückansicht des gesamten Körpers des Teilnehmers darstellt.

Aufbau der Aufnahme digitaler Bilder des gesamten Körpers der Teilnehmer mittels der 2D-Photogrammetrie-Methode unter Verwendung des Haltungsbewertungssystems GPS 400.

Die Beinlängenunterschiede wurden bei den ersten Besuchen der Teilnehmer beurteilt. Die Beinlängendifferenz wurde als Differenz zwischen den bilateralen Beinlängen definiert (dh die Länge vom Trochanter major bis zum seitlichen Knöchel). Es wurde manuell mithilfe des Maßbandes ermittelt, wenn die Teilnehmer während der Untersuchung entspannt und liegend blieben.

Der Winkel der Rumpfrotation (ATR) wurde mit einem Skoliometer gemessen, um den Winkel der Brustrotation, den Winkel der Lumbalrotation und den Winkel der Thorakolumbalrotation während des Adam-Tests quantitativ zu beurteilen24. Der Adam-Test wurde durchgeführt, wobei die Füße des Teilnehmers zusammengelegt waren, die Knie gestreckt waren und die Hüften fast um 90° gebeugt waren, wobei die Arme frei nach vorne hingen und die Handflächen zusammengelegt waren25.

Auf der Röntgenaufnahme der gesamten posteroanterioren Wirbelsäule jedes AIS-Patienten führte ein erfahrener Orthopädietechniker die Messung mit der iPhone-Software/Anwendung (APP) „Scoliosis Tools“ durch und der Cobb-Winkel und die Lage der skoliotischen Krümmung wurden aufgezeichnet (Abb. 2). Die radiologischen Eigenschaften wurden wie folgt gemessen:

Cobb-Winkel der skoliotischen Krümmung (bewertet durch Messung des Winkels der Wirbelsäulenkrümmung zwischen den am stärksten geneigten oberen und unteren Endwirbeln einer skoliotischen Krümmung) (Abb. 2).

Lage der skoliotischen Krümmung (Lage der Scheitelwirbel) (Abb. 2).

Der Cobb-Winkel, gemessen mit der iPhone-Software/Anwendung (APP) „Scoliosis Tools“ (in diesem stehenden posteroanterioren Röntgenbild der gesamten Wirbelsäule: der Wirbel am oberen Ende ist T5, der Wirbel am Scheitelpunkt ist T8, der Wirbel am unteren Ende ist L2 und die Gradzahl des Cobb-Winkels beträgt 38°).

Für die radiologischen Merkmale wurden die Kurventypen der Teilnehmer in Einzelkurven (oder „C-Form“) und Doppelkurven (oder „S-Form“)1 unterteilt. Die Lage der Kurven wurde anhand der von der Scoliosis Research Society (SRS) vorgeschlagenen Nomenklatur klassifiziert: Eine Kurve mit einem Scheitelpunkt zwischen dem 2. und 11. Brustwirbel (T2–T11) wird als Brustwirbel („T“) betrachtet. Eine Kurve mit einem Scheitelpunkt am 12. oder 1. Lendenwirbelsegment (T12–L1) wird als thorakolumbale („TL“) Kurve betrachtet, und eine Kurve mit einem Scheitelpunkt zwischen dem 2. und 4. Lendenwirbel (L2–L4) wird als betrachtet eine Lendenkurve („L“)1.

Ein erfahrener Physiotherapeut führte die Beurteilung der Haltungsindizes für jeden Teilnehmer unter Verwendung des Haltungsanalysesystems GPS 400 mit dem gleichen Verfahren durch (ergänzender Anhang 1). Tabelle 1 und Abb. 3 zeigten die 7 anatomischen Markierungspunkte und die Methoden zur Winkel- und Distanzberechnung der 5 Haltungsindizes.

Die anatomischen Markierungspunkte (dargestellt durch Zahlen) und die Haltungsindizes (dargestellt durch verschiedenfarbige Bereiche).

Für die statistische Analyse wurde IBM SPSS (Version 23) verwendet. Die Quantil-Quantil-Diagrammmethode wurde verwendet, um die Normalität jeder der berechneten Variablen zu testen. Es wurden deskriptive Analysen durchgeführt, um die demografischen und radiologischen Merkmale der Studienteilnehmer zu untersuchen. Die Intraklassenkorrelationswerte (ICC) der Interbewerterzuverlässigkeit der fünf quantitativen Haltungsindizes wurden unter Verwendung eines Zwei-Wege-Mischeffektmodells für Einzelmessung und absolute Übereinstimmung [dh ICC (3,1)-Modell] berechnet. Die Werte der minimalen nachweisbaren Änderung (MDC) wurden mithilfe der folgenden Gleichungen27 berechnet: SEM = SD × \(\sqrt{1-ICC}\), MDC = SEM × 1,96 × \(\sqrt{2}\) (SEM: Standard Messfehler; SD: Standardabweichung; ICC: Intra-Class-Korrelation; MDC: minimale nachweisbare Änderung). Die Werte der fünf Haltungsindizes für die folgenden Analysen wurden von den beiden Bewertern mit der Münzmethode ausgewählt. Eine einfaktorielle ANOVA mit Post-hoc-Tukey-HSD-Analyse (erfüllt die Homogenität der Varianzen) oder Games-Howell-Analyse (erfüllt die Homogenität der Varianzen nicht) wurde verwendet, um die posterioren Haltungsmerkmale/-indizes zu analysieren, die durch 2D-Photogrammetrie von Teilnehmern am Skoliose-Screening gemessen wurden Beim Vergleich der Unterschiede zwischen den AIS-Teilnehmern mit einem Cobb-Winkel zwischen 10° und 45° (definiert als „Skoliosegruppe“)1 und denen mit einem Rumpfrotationswinkel (ATR), der im Adam-Test gemessen mit dem Skoliometer auftritt, betrugen sie weniger als 4 ° (definiert als „Nicht-Skoliose-Gruppe“). Pearson-Korrelationskoeffizienten wurden analysiert, um etwaige Beziehungen zwischen dem thorakalen Cobb-Winkel und dem lumbalen Cobb-Winkel der Doppelkurven-/S-Form-Gruppe zu identifizieren; der thorakale Cobb-Winkel, der thorakolumbale Cobb-Winkel und der lumbale Cobb-Winkel der Einzelkurven-/C-Form-Gruppe; und jeder der fünf Haltungsindizes separat. Das Signifikanzniveau wurde auf 0,05 festgelegt.

Diese Studie wurde von der medizinischen Ethikkommission des Tongji Medical College der Huazhong University of Science and Technology genehmigt (Protokollcode: [2020] (S173); Datum der Genehmigung: 8. Juli 2020).

Im Zuge der retrospektiven Erhebung der Teilnehmer aus der Ambulanz (spezialisiert auf die Behandlung von Skoliose) von Juli 2016 bis Juni 2023 wurden insgesamt 297 Probanden mit den Auswertungsergebnissen der 2D-Photogrammetrie der hinteren Ansichten des gesamten Körpers im Stehen erfasst Position wurden zunächst gesammelt. Von diesen Probanden wurden 187 Fälle gemäß den Einschlusskriterien ausgeschlossen, darunter 74 Fälle unter 10 Jahren oder über 16 Jahren; 36 Fälle mit Beinlängendifferenzen; und 77 Fälle ohne die Beurteilungsergebnisse der stehenden posteroanterioren Röntgenaufnahmen der gesamten Wirbelsäule. Schließlich wurden für diese Studie insgesamt 110 Teilnehmer ohne Beinlängendifferenzen einbezogen und analysiert. Wie in Tabelle 2 gezeigt, gab es unter den 110 Teilnehmern 32 Fälle in der Einzelkurvengruppe (13 ± 1 Jahre, 156 ± 8 cm, 47 ± 12 kg, 19 ± 3 kg/m2, Cobb-Winkel: 27 ± 10 Grad). ), 31 Fälle in der Doppelkurvengruppe (13 ± 1 Jahre, 156 ± 8 cm, 47 ± 9 kg, 19 ± 3 kg/m2, thorakaler Cobb-Winkel: 31 ± 7 Grad, lumbaler Cobb-Winkel: 29 ± 7 Grad) und 47 Fälle in der Nicht-Skoliose-Gruppe (12 ± 1 Jahre, 156 ± 8 cm, 46 ± 9 kg, 19 ± 3 kg/m2). Abgesehen von signifikanten Altersunterschieden zwischen den drei Teilnehmergruppen (p < 0,01) gab es keine signifikanten Unterschiede in Größe, Gewicht und BMI-Werten zwischen den drei Gruppen.

Wie in Tabelle 3 dargestellt, lag die Interrater-Zuverlässigkeit aller von Bewerter A und B gemessenen Haltungsindizes in dieser Studie zwischen 0,80 und 0,93 (95 %-Konfidenzintervall: 0,72–0,95). Die Werte der minimalen nachweisbaren Veränderung (MDC) in der Interrater-Messung betrugen 0,72 cm, 1,54°, 2,77° und 5,44° für die C7-Abweichung, die Schulterausrichtung, die Schulterblattausrichtung und die Taillenwinkeldiskrepanz.

Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurden die AIS-Teilnehmer in drei Gruppen eingeteilt: (1) Einzelkurven-/C-förmige Skoliosegruppe mit einem Cobb-Winkel von mehr als 10° (definiert als „Einzelkurven-/C-förmige Skoliosegruppe/Teilnehmer“) , n = 32), (2) Doppelkurven-/S-förmige Gruppe mit Cobb-Winkel größer als 10° (definiert als „Doppelkurven-/S-förmige Skoliosegruppe/Teilnehmer“, n = 31) und (3 ) Nicht-Skoliose-Gruppe, deren Rumpfrotationswinkel (ATR), der im Adam-Test mit dem Skoliometer gemessen wurde, kleiner als 4° war (definiert als „Nicht-Skoliose-Gruppe/Teilnehmer“, n = 47). Die C7-Abweichung (F [2,107 = 3,5, p = 0,03), die Schulterausrichtung (Welch F [2,50,4 = 12,0, p < 0,001), die Schulterblattausrichtung (Welch F [2,45,9] = 16,1, p < 0,001), Die Taillenwinkeldiskrepanz (Welch F [2,41,6] = 24,8, p < 0,001) und die PSIS-Ausrichtung (Welch F [2,52,5] = 8,7, p < 0,001) unterschieden sich signifikant zwischen den drei Gruppen.

Bei AIS-Teilnehmern mit Einzelkurve/C-förmiger Kurve hatten die Skoliose-Teilnehmer eine deutlich um 0,4 cm größere C7-Abweichung (95 %-KI 0,04–0,8, p = 0,02) und eine um 3,0° größere Schulterblattausrichtung (95 %-KI 1,5–4,5, p < 0,001), 8,8° größere Taillenwinkeldiskrepanz (95 %-KI 4,8–13,0, p < 0,001) und 1,5° größere PSIS-Ausrichtung (95 %-KI 0,3–2,8, p = 0,01) als die Nicht-Skoliose-Teilnehmer.

Bei AIS-Teilnehmern mit Doppelkurve/S-förmiger Kurve hatten die Skoliosepatienten eine deutlich um 1,1° größere Schulterausrichtung (95 %-KI 0,5–1,7, p < 0,001) und eine um 2,0° größere Schulterblattausrichtung (95 %-KI 0,5–3,4, p = 0,04), 7,0° größere Taillenwinkeldiskrepanz (95 %-KI 3,5–10,5, p < 0,001) und 1,1° größere PSIS-Ausrichtung (95 %-KI 0,3–2,0, p = 0,05) als die Nicht-Skoliose-Teilnehmer.

Basierend auf dem Vergleich der Werte der minimalen nachweisbaren Veränderung (MDC) zwischen den Bewertern (Tabelle 3) wurde festgestellt, dass die Unterschiede in der Schulterblattausrichtung (3,0°) und der Taillenwinkeldiskrepanz (8,8°) zwischen der Einzelkurve/ Die C-förmige Skoliose-Gruppe und die Nicht-Skoliose-Gruppe übertrafen die Werte der interbewertbaren minimalen nachweisbaren Veränderung (MDC) (2,77° für die Schulterblattausrichtung und 5,44° für die Taillenwinkeldiskrepanz), aber die Schätzungen waren zu ungenau, um diese Möglichkeit auszuschließen dass der Effekt für die Ausrichtung des Schulterblatts (95 %-KI 1,5–4,5) und für die Taillenwinkeldiskrepanz (95 %-KI 4,8–13,0) trivial ist. Darüber hinaus überstieg der Unterschied der Taillenwinkeldiskrepanz (7°) zwischen der Doppelkurven-/S-förmigen Kurvengruppe und der Nicht-Skoliose-Gruppe die Interrater-Werte für die minimal nachweisbare Veränderung (MDC) (5,44° für die Taillenwinkeldiskrepanz). ), aber die Schätzung war auch zu ungenau, um die Möglichkeit auszuschließen, dass der Effekt für die Taillenwinkeldiskrepanz trivial ist (95 %-KI 3,5–10,5). Inzwischen sind die verbleibenden Unterschiede der C7-Abweichung (0,4 cm), der Schulterausrichtung (1,1°), der Schulterblattausrichtung (2°) und der PSIS-Ausrichtung (1,5° und 1,1°) zwischen der Nicht-Skoliose-Gruppe und der Einzelkrümmungsgruppe Die /C-Form- oder Doppelkurven-/S-Form-Kurvengruppe überschritt nicht die Interrater-Werte für die minimal erkennbare Veränderung (MDC) (0,72 cm für die C7-Abweichung, 1,54° für die Schulterausrichtung, 2,77° für die Schulterblattausrichtung). 5,44° für die Taillenwinkeldifferenz und 2,51° für die PSIS-Ausrichtung).

In keinem der fünf Haltungsindizes dieser Studie bestand ein statistischer Unterschied zwischen der Gruppe/den Teilnehmern der Gruppe/Teilnehmer mit Skoliose mit doppelter/S-förmiger Kurve und der Gruppe/Teilnehmer/der Gruppe/Teilnehmer mit Skoliose mit einfacher/C-förmiger Kurve.

Wie in Tabelle 5 gezeigt, hatte die Taillenwinkel-Diskrepanz bei allen drei Arten von Cobb-Winkeln und in beiden Skoliose-Gruppen eine mäßige bis starke positive Korrelation mit dem lumbalen oder thorakolumbalen Cobb-Winkel sowohl für die Einzelkurven- als auch für die Doppelkurvengruppe ( r = 0,4, p = 0,01; r = 0,8, p = 0,03; r = 0,7, p = 0,01). Die Schulterausrichtung hatte eine mäßige positive Korrelation mit dem thorakalen Cobb-Winkel der Einzelkurvengruppe (r = 0,6, p = 0,03). Es bestand kein statistischer Unterschied in den verbleibenden Korrelationen zwischen den Haltungsindizes und den Cobb-Winkeln der teilnehmenden Skoliosepatienten.

Diese Studie hat ein neuartiges Protokoll zur Messung von fünf Haltungsindizes mittels 2D-Photogrammetrie bei AIS-Patienten mit leichten bis mittelschweren Krümmungen, die konservative Behandlungen erhalten, entwickelt, angewendet und evaluiert. und stellte fest, dass die C7-Abweichung, die Schulterausrichtung, die Schulterblattausrichtung, die Taillenwinkeldiskrepanz und die PSIS-Ausrichtung die skoliotischen Krümmungen von AIS-Patienten untersuchen und überwachen können.

Die Interrater-Zuverlässigkeit der fünf von Bewerter A und Bewerter B gemessenen Haltungsindizes war in dieser Studie moderat bis hoch (0,80 bis 0,93 [95 %-KI 0,72–0,95]). Dieser Befund steht im Einklang mit der vorherigen Studie, in der die gesamte Test-Retest- und Inter-Bewerter-Zuverlässigkeit der Haltungsindizes bei Patienten mit idiopathischer Skoliose untersucht wurde und ein gutes Maß an Zuverlässigkeit (ICC: 0,67–0,99) für 26 Haltungsindizes festgestellt wurde von 32 mit 49 anatomischen Markierungspunkten15. In dieser Studie könnte die weiter reduzierte Anzahl von 7 anatomischen Markierungspunkten für 5 Haltungsindizes die Beurteilungszeit und die aus der Palpation resultierende Verzerrung verkürzen, was wichtig war, um die Zuverlässigkeit der Beurteilungen auf der Grundlage der Fotoanalyse zu verbessern28. Die mäßige bis hohe Inter-Reviewer-Zuverlässigkeit der neuartigen Messung des Haltungsindex in dieser Studie unterstützte auch die Machbarkeit und Zuverlässigkeit des Einsatzes dieses Protokolls in zukünftiger Forschung und klinischer Praxis mit weiteren Optimierungen.

Während bei den vorherigen AIS-Bewertungen die Bedenken hinsichtlich radiologischer Gefahren zum Ausdruck kamen3, hat diese Studie die Möglichkeit mehrerer Haltungsindizes identifiziert, die zum Screening und zur Identifizierung von AIS-Patienten mit Cobb-Winkeln von mehr als 10° verwendet werden könnten. Genauer gesagt hat diese Studie beobachtet, dass die Haltungsindizes der C7-Abweichung, der Schulterausrichtung, der Schulterblattausrichtung, der Taillenwinkeldiskrepanz und der PSIS-Ausrichtung die AIS-Patienten mit Cobb-Winkeln von mehr als 10° von den Nicht-Skoliose-Teilnehmern unterscheiden konnten. Diese Erkenntnis könnte auf den bisherigen Erkenntnissen zum Skoliose-Screening aufbauen, indem mehr Haltungsindizes identifiziert und validiert werden, die mit der 2D-Photogrammetrie-Methode gemessen werden. In der vorherigen Studie wurden die AIS-Patienten mit Einzel- und Doppelkurventypen für die Datenanalyse gemischt, was teilweise erklären könnte, warum der Haltungsindex (d. h. die Schulterschräge), der für die routinemäßige Skoliosebeurteilung14 ermittelt wurde, nicht mit den Haltungsindizes in dieser Studie übereinstimmte (d. h. die C7-Abweichung, Schulterausrichtung, Schulterblattausrichtung, Taillenwinkeldiskrepanz und PSIS-Ausrichtung). Durch die Verbesserung der Homogenität der Teilnehmer und die Kontrolle der Störfaktoren durch Analyse der Haltungsindizes basierend auf dem spezifischen Krümmungstyp von AIS-Patienten hat diese Studie ergeben, dass die C7-Abweichung, die Schulterausrichtung, die Schulterblattausrichtung, die Taillenwinkeldiskrepanz und die PSIS-Ausrichtung berücksichtigt werden können für das Skoliose-Screening und hat möglicherweise die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Skoliose-Screenings verbessert. Unter Berücksichtigung der Vergleichsergebnisse der Werte der minimalen nachweisbaren Veränderung (MDC) zwischen Bewertern und der Unterschiede zwischen der Nicht-Skoliose-Gruppe und der Einzelkurven-/C-förmigen oder Doppelkurven-/S-förmigen Kurvengruppe dieser Studie: Weitere multizentrische klinische Studien mit großen Stichprobengrößen können durchgeführt werden, um solche Ergebnisse vor der klinischen Umsetzung weiter zu überprüfen.

In Screening-Programmen für Kinder und Jugendliche sind die Adam-Vorwärtsbeugungstests in Kombination mit/ohne Rumpfneigungswinkel (ATI oder ATR/Rumpfrotationswinkel), gemessen mit dem Skoliometer, die Haupttests in der klinischen Untersuchung1. Der Vorwärtsbeugetest allein wurde jedoch als unzureichend angesehen21. Dennoch wurde festgestellt, dass der Vorwärtsbeugungstest mit der Skoliometermessung für die gleichen Wirbelsäulensegmente des oberen und unteren Brustkorbs und der Lendenwirbelsäule eine geringere Zuverlässigkeit zwischen den Bewertern aufweist als die Intrabeurteiler, selbst wenn die Fehler durch Palpation und Positionierung des Instruments berücksichtigt werden wurden eliminiert29. In Anbetracht der Tatsache, dass die 2D-Photogrammetrie-Methode die Schwierigkeiten bei der Zusammenarbeit der Probanden verringern und die durch schlechte Zusammenarbeit verursachten Fehler minimieren kann, können die identifizierten fünf Haltungsindizes dieser Studie in der zukünftigen klinischen Praxis als Ergänzung zu den bestehenden Screening-Methoden berücksichtigt werden. Für jeden der fünf Haltungsindizes dieser Studie wurde kein statistischer Unterschied zwischen den Teilnehmern an der Doppelkurven-/S-förmigen Skoliose und den Teilnehmern an der Einfachkurven-/C-förmigen Skoliose festgestellt. Dieses Ergebnis unterscheidet sich von früheren Forschungsergebnissen, wonach die Rumpfhaltungsindizes bei Skoliosepatienten mit unterschiedlichen Skolioseverkrümmungstypen unterschiedlich waren13, 18. Der mögliche Grund für diese unterschiedlichen Ergebnisse könnte in den unterschiedlichen Klassifizierungsmethoden liegen, d. h. der Rigo-Klassifikation18 und der Lenke-Klassifikation13 Die in früheren Studien verwendeten Klassifizierungsmethoden waren detaillierter als die in der aktuellen Studie verwendete Klassifizierungsmethode mit Doppelkurve/S-Form oder Einzelkurve/C-Form. Die zukünftige klinische Praxis muss dies berücksichtigen und bei der Beurteilung von AIS-Patienten die Klassifizierungsmethode der Doppelkurve/S-Form oder der Einzelkurve/C-Form unter Verwendung der in diesem Artikel eingeführten Haltungsindizes verwenden, die durch die 2D-Photogrammetriemethode ermittelt werden.

Diese Studie ergab, dass die Taillenwinkeldiskrepanz und die Schulterausrichtung mäßige bis starke positive Korrelationen mit dem Cobb-Winkel aufweisen, was unterstützt, dass diese Haltungsindizes zur Überwachung der skoliotischen Krümmungsänderungen bei AIS-Patienten verwendet werden könnten. Da das Risiko einer Krümmungsprogression bis zum Erreichen der Skelettreife hoch ist30, ist die routinemäßige und regelmäßige Überwachung der Veränderungen der skoliotischen Krümmung von wesentlicher Bedeutung für die Verbesserung der Behandlungseffizienz bei AIS-Patienten. Aktuelle Studien haben auch gezeigt, dass die Skoliose-spezifischen Übungen mit Schwerpunkt auf der Haltungsrehabilitation die Wirbelsäulenverkrümmungen bei heranwachsenden AIS-Jugendlichen mit positiven Ergebnissen verbessern können31. Durch die anfängliche Identifizierung mehrerer mittels 2D-Photogrammetrie gemessener Haltungsindizes, die eine mäßige bis gute Korrelation mit den Cobb-Winkeln aufweisen, hat diese Pilotstudie vorläufig einen neuen, strahlungsfreien, schnellen, einfachen, kostengünstigen und zugänglichen Ansatz zur Überwachung der Veränderungen der Skoliosekurve während des Prozesses bereitgestellt die Behandlung und Nachsorge von AIS-Patienten. Weitere Studien könnten auch die Kombination der Haltungsindizes der Taillenwinkeldiskrepanz und der Schulterausrichtung in Betracht ziehen und eine Formel entwickeln, die zur Überwachung des Fortschreitens der skoliotischen Krümmung bei AIS-Patienten verwendet werden kann und die hohe Überweisungsrate für eine radiologische Untersuchung bei AIS verringert Patienten3. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse einer solchen Formel mit dem Fortschreiten der skoliotischen Krümmung bei AIS-Patienten übereinstimmen.

Die ästhetische Selbstwahrnehmung und das ästhetische Erscheinungsbild wirken sich tendenziell auf die Lebensqualität des AIS-Patienten und die visuelle Korrektur einer Skoliose-bedingten äußeren Rumpfdeformität aus und waren ein wichtiges Thema für AIS-Patienten während der konservativen Behandlung1. Bisher waren Fragebögen die wichtigsten Ergebnismaße für die ästhetischen Auswirkungen der Behandlung32. Wenn das Ziel der Studie darin besteht, das wahrgenommene Selbstbild von Patienten zu bewerten, können zeichnungsbasierte Fragebögen die optimale Wahl sein33. Es sollte möglich sein, einige der identifizierten mittels 2D-Photogrammetrie gemessenen Haltungsindizes als Feedback zu den ästhetischen und Erscheinungsbildänderungen der AIS-Patienten in der zukünftigen Praxis anzuwenden. Weitere Studien und Bemühungen sind noch erforderlich, um festzustellen, ob die positive Rückmeldung des Aussehens dazu beitragen kann, die Lebensqualität von AIS-Patienten zu verbessern oder nicht.

Mit der Weiterentwicklung der bildgebenden Verarbeitungs- und Erkennungstechnologien können künftige Anstrengungen auch auf die Integration der automatischen Erkennung anatomischer Oberflächenmerkmale von AIS-Patienten34 gerichtet werden, was die Beurteilungseffizienz verbessern und das Screening und die Überwachung des Skoliosefortschritts in der Gemeinschaft/zu Hause erleichtern könnte. basierende Einstellungen in der Zukunft. Es sind noch weitere Anstrengungen und Studien erforderlich, um diesen Bedarf in Zukunft zu decken.

Die Stichprobengröße dieser Studie war nicht groß. Weitere Studien mit größeren Stichprobengrößen und mehreren Zentren sind erforderlich, um die in dieser Studie berichteten Ergebnisse in Zukunft zu festigen. Aufgrund der begrenzten Stichprobengröße fehlten in dieser Studie Vergleiche detaillierterer Kurventypen mit unterschiedlichen Kurvenpositionen, Kurvenrichtungen und Kurvennummern (z. B. einzelne linke Brustkorbkurven, Varus, einzelne linke thorakolumbale Kurven usw.).

Diese Studie hat eine neuartige Methode entwickelt und eine gute Interrater-Zuverlässigkeit von fünf Haltungsindizes (C7-Abweichung, Schulterausrichtung, Schulterblattausrichtung, Taillenwinkeldiskrepanz und PSIS-Ausrichtung) beim Screening und zwei Haltungsindizes (Taillenwinkeldiskrepanz und Schulterausrichtung) in identifiziert Überwachung der Veränderungen der skoliotischen Krümmung bei AIS-Patienten, die konservative Behandlungen erhalten. Dies könnte den klinischen Wert dieser neuen Bewertungsmethode unterstützen und die zukünftige Forschung und klinische Praxis inspirieren.

Die in dieser Studie präsentierten Daten sind auf Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Diese Arbeit wurde vom Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology (2019YJJA11/2201300756) unterstützt.

Diese Autoren trugen gleichermaßen bei: Qian Zheng, Lingfeng Xie, Jiang Xu, Nan Xia und Christina Zong-Hao Ma.

Abteilung für Rehabilitationsmedizin, Tongji-Krankenhaus, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Jiefang Avenue, Wuhan, 430030, China

Qian Zheng, Lingfeng Xie, Jiang Xu und Nan Xia

Abteilung für Biomedizintechnik, Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, 999077, Sonderverwaltungszone Hongkong, China

Christina Zong-Hao Ma

Forschungsinstitut für intelligentes Altern, Hong Kong Polytechnic University, Hung Hom, 999077, Sonderverwaltungszone Hongkong, China

Christina Zong-Hao Ma

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Die Studie wurde von QZ, LFX, NX, JX und CZ-HM entworfen. Die Datenanalyse wurde von QZ, LFX, NX und JX durchgeführt. QZ, LFX und CZ-HM haben den Hauptmanuskripttext geschrieben und CZ-HM hat den Manuskripttext bearbeitet. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Lingfeng Xie.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zheng, Q., Xie, L., Xu, J. et al. Eine Machbarkeitsstudie zur Anwendung der zweidimensionalen Photogrammetrie zum Screening und Monitoring von Patienten mit jugendlicher idiopathischer Skoliose in der klinischen Praxis. Sci Rep 13, 14273 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41267-2

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Eingegangen: 12. Februar 2023

Angenommen: 24. August 2023

Veröffentlicht: 31. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41267-2

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