颈椎矢状面活动度影像学改良测量方法的初步应用

周 捷，王建喜，肖强强，臧法智，袁 文，陈华江

海军军医大学长征医院骨科，上海 200003

颈椎活动度（ROM）是临床上用于评估颈椎功能、患者生活质量及手术疗效的重要指标［1-3］。目前用于测量颈椎ROM的方法众多，包括颈椎屈伸位X线片测量法、目测法、卷尺测量法、双臂尺测量法、重力仪测量法、斜度仪测量法等［4-6］。临床应用最多、最为便捷和准确的方法仍然是颈椎屈伸位X线片测量法，传统的影像学测量基于Cobb角测量法［7-8］。既往研究［9］显示，计算机辅助影像处理软件能够显著提高Cobb角的测量精度。然而，实际Cobb角测量仍会有5° ~ 6°的误差［10］。颈椎ROM的测量需要在仰伸位与屈曲位侧位X线片上进行2次Cobb角的测量，测量误差可能会被进一步增大。为进一步提高测量的精准度，本研究组提出一种改良的颈椎ROM影像学测量方法并初步应用于临床，并对其进行一致性检验，与计算机辅助传统测量方法进行比较，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择接受颈椎前路椎间盘切除融合术（ACDF）治疗的颈椎病患者的术前颈椎屈伸动力位X线片进行测量分析。所有患者颈椎屈伸动力位X线片上C2~7节段显示清晰，排除颈椎既往手术史、颈椎感染或肿瘤、颈椎外伤、颈椎畸形患者。共72例患者纳入研究，其中男40例、女32例，年龄29 ~ 72（52.0±11.7）岁；脊髓型颈椎病（CSM）43例，神经根型颈椎病（CSR）29例。

1.2 测量方法

2名脊柱外科医师采用Agfa IMPAX系统进行影像学测量。分别采用传统颈椎ROM测量法和改良颈椎ROM测量法进行测量。第1次测量之后间隔2周，在相同条件下对所有病例的影像学资料进行第2次测量。传统颈椎ROM测量法：在颈椎动力位X线片上，分别沿C2下终板和C7下终板作平行线，2条平行线间的夹角即颈椎Cobb角，分别测量仰伸位和屈曲位的颈椎Cobb角（前凸为正值，后凸为负值），颈椎ROM=仰伸位颈椎Cobb角-屈曲位颈椎Cobb角。改良颈椎ROM测量法（图1）：在仰伸侧位X线片上，沿C2椎体前缘最低点和棘突末端后下角最低点画1条直线，再沿C7椎体前缘最低点和棘突末端后下角最低点画1条直线，2条线间的夹角为仰伸角；在屈曲侧位X线片上同法画2条直线，2条线的夹角为屈曲角（前凸为正值，后凸为负值）。颈椎ROM=仰伸角-屈曲角。对于棘突或椎体前缘有骨质增生、骨赘形成、C7椎体被肩部部分遮挡者，测量者可以选取椎前或棘突特征性的骨性标志点进行测量，只要确保屈曲位和仰伸位X线片上均选择了一致的骨性标志点，则不会对测量结果的准确性造成影响。

图1 改良颈椎ROM测量法Fig. 1 Modified ROM measurement of cervical spine

1.3 统计学处理

采用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析。测量结果以±s表示，组内2种测量方法的比较及不同测量分组的差值比较采用配对t检验；组间ROM的比较采用方差分析；以P＜0.05为差异有统计学意义。采用组内相关系数（ICC）进行观察者内一致性分析和观察者间一致性分析。ICC分级：0.90 ~ 0.99为高度一致，0.80 ~ 0.89为一致性非常好，0.70 ~0.79为一致性比较好，0.69及以下为一致性差。采用Pearson相关分析对2种方法的相关性进行分析。

2 结 果

2.1 2种测量方法测量值的比较

将纳入的72例病例按照性别、年龄（≤40岁组、40~60岁、≥60岁组）、病种分层比较2种方法测量的颈椎ROM，结果显示，分层后2种方法测量的颈椎ROM差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。且2种方法测量的颈椎ROM均随着年龄的增大而下降，差异有统计学意义（P＜0.05，表1）。

表1 按性别、年龄、病种分层后2种方法测量的ROM Tab. 1 ROM measured by 2 measurement methods after stratification of gender，age and disease

2.2 一致性及相关性分析

传统方法先后2次测量的数据统计分析结果显示，ICC为0.961（95%置 信 区 间 为0.939 ~ 0.975）；改良方法先后2次测量的数据统计分析结果显示，ICC为0.991（95%置信区间为0.986 ~ 0.994）。由此可见，2种测法均具有高度观察者内一致性，且改良方法的观察者内一致性高于传统方法。

不同测量者采用传统方法测量的数据统计分析结果显示，ICC为0.964（95%置信区间为0.943 ~ 0.977）；不同测量者采用改良方法测量的数据进行统计分析结果显示，ICC为0.993（95%置信区间为0.989 ~ 0.996）。由此可见，2种测量方法均具有高度观察者间一致性，且改良方法的观察者间一致性高于传统方法。

采用Pearson法对2种方法的测量值进行相关性分析，结果显示，2种方法的测量值呈高度正相关（r=0.987，P＜0.01，图2）。

图2 2种测量方法相关性Fig. 2 Correlation between 2 measurement methods

2.3 2种方法重复测量差值的比较

采用传统方法前后2次测量，第一测量者的差值为0.9° ~ 6.1°（2.86°±0.96°），第二测量者的差值为0.4° ~ 9.4°（3.17°±1.46°），差 异无 统计学 意义（P＞0.05）。采用改良方法前后2次测量，第一测量者的差值为0.4° ~ 2.3°（1.33°±0.49°），第二测量者的差值为0 ~ 2.7°（1.19°±0.61°），差异无统计学意义（P＞0.05）。由此可见，不同测量者并未对测量结果造成显著影响。然而，无论是第一测量者还是第二测量者，采用改良方法所得的前后2次测量结果的差值均较传统方法更小，差异有统计学意义（P＜0.05），可见改良方法测量的颈椎ROM差异更小、精度更高。

3 讨 论

颈椎活动包括矢状面、冠状面和横断面3个平面的运动，与之相对应，颈椎ROM的测量包括前屈、后伸、左侧曲、右侧曲、左旋和右旋6个自由度的测量。然而，临床应用最多、最有价值的是颈椎前屈、后伸ROM。目前颈椎矢状面平衡理念已经在颈椎外科领域广泛应用，更加凸显了颈椎矢状面ROM测量的重要性［11-13］。

颈椎ROM的测量有多种方法，大致可以分为2类。第一类是影像学测量法，是临床应用最为广泛的一种方法。传统的影像学测量法是采用影像学胶片，手工画线后用量角器进行测量，该方法方便、实用，对于测量工具要求不高，便于临床日常应用。第二类是各类测量仪辅助测量法，是一种简单实用、稳定精确的颈椎ROM测量法，适合临床和科研使用［4，14-15］。但是，此类方法需要配备专业的测量工具，临床应用相对较少。

得益于信息技术的发展和影像学技术的革新，采用数字化影像资料通过影像学软件测量已经得到了临床的普及应用，并且具有方便快捷、准确度高等诸多优势［16-17］。影像学软件可以方便地调节影像的窗位，进行局部影像放大，使测量精准度进一步提高。王储等［18］采用计算机辅助测量法和传统X线片测量法对脊柱侧凸的Cobb角进行测量，结果显示，计算机辅助测量法精度优于传统X线片测量，测量精度可提高约3°。Janusz等［19］的研究显示，传统颈椎Cobb角测量观察者内一致性的ICC为0.96，标准差为2.03°，观察者间一致性的ICC为0.92，标准差为2.71°。Wolfenberger等［20］采用影像学测量法、斜度仪测量法、重力仪测量法对颈椎整体ROM进行测量和比较分析，结果显示，影像学测量法测量精准度显著高于斜度仪、重力仪测量法，影像学测量法的标准差为12.797°。影像学测量产生误差主要由以下原因引起。①侧位X线片拍摄时患者体位不够标准，导致影像资料中终板并不能完全重合呈一条直线，影响测量参考线的选择［21］；②有骨赘形成，颈椎退行性变进程中出现的骨赘最常见于椎体前缘或后缘，而这2个部位正是颈椎ROM测量选择标志点的关键部位，标志点的选择误差是测量结果出现偏差的直接原因；③椎体下位终板在侧位X线片上呈向头端凹陷的弧形，这将直接影响平行于终板测量参考线的选择；④C7椎体被肩部遮挡，在测量时，准确画出平行于C7下终板的线条较为困难。庆幸的是，此类测量导致的误差较小，测量结果并不会对颈椎ROM的临床应用造成显著的影响。但在特定情况下，比如在比较单节段融合术前后、颈椎单节段人工椎间盘置换术前后颈椎ROM时，由于单个节段的ROM一般为10° ~ 20°［17，22-24］，传统方法的测量误差就可能会对整体的测量结果或数据统计分析造成显著影响，影响患者术后恢复情况的准确评估。

本研究提出的改良方法是对传统影像学Cobb角测量法的进一步优化，通过简单的改良，能够更为准确地测量颈椎ROM，测量精度进一步提高。改良方法的原理同样是通过2条直线间的夹角来测量颈椎Cobb角，同样通过屈伸位角度的差值来计算颈椎矢状面ROM，但改良方法中确定直线的2点间距离显著增大，这将大幅度降低直线角度的误差范围，提高颈椎ROM的测量精度。此外，对于棘突或椎体前缘有骨质增生、骨赘形成、C7椎体被肩部部分遮挡的患者，测量者可以灵活选取椎前或棘突特征性的骨性标志点进行测量。由于屈曲位和仰伸位X线片上均选择一致的骨性标志点，虽然标志线的选择方法有所改变，但颈椎动力位X线片中2条标志线的差值仍为颈椎矢状面ROM。因此，改良方法可以在一定程度上弥补传统方法中标记点选择误差的不足。本研究结果显示，改良方法与传统方法都具有高度观察者内一致性和观察者间一致性，并且改良方法的观察者内一致性、观察者间一致性均高于传统方法。由于2种方法的测量原理相同，因此，2种方法的测量结果具有高度相关性，相关系数为0.987。为了进一步分析2种方法的差异，本研究对先后2次测量数据之差的绝对值进行统计分析，结果显示，不同方法测量结果的差异明显，改良方法测量颈椎ROM的差异更小、精度更高。由此证实，改良方法具有显著优势，可明显提升颈椎ROM测量的精准度。

本研究尚有不足之处，如测量样本量较小，因此，本研究结果尚需要更大样本量的研究来进一步验证。此外，本研究全部采用Agfa IMPAX系统进行影像学测量，在以后的研究中可以考虑与传统X线片手工测量、其他影像学软件测量进行比较分析，以进一步明确改良方法的优势，便于改良测量方法更为广泛地推广。