側弯症とスコリオメーター

日本人の思春期女児の有病率は2.5%程度で、思春期に急速に進行することがあるため、前屈をしてときに左右の非対称性がある場合には、3ヶ月毎のスクリーニングが推奨されます。

乳幼児期側弯症は 3 歳以下に発症する側弯症のタイプで，通常 生後 6 ヵ月以内に側弯の進行がみられ，男児に多く， 左カーブもみられる。

学童期側弯症は 4 ~ 9 歳に発症し，男女比ほぼ同等 で，resolving typeもある。

日本側弯症学会の全国側弯症患者調査によると， 9270 人の疾患別分布では特発性側弯症が 79.1%，先天性側弯症が9.8%，神経・筋性3.0%，神経線維腫症1.9%，マルファン症候群 1.2%，その他 となっている。

特発性側弯症において は男子：女子が＝13.6%：86.4%と女子が多くを占める。

発症時期 による分類では思春期側弯症が 83.2%で， 乳幼児期側弯症は 2.1%，学童期側弯症 は 13.1%で思春期発症が多くを占める。

「ScoliCheck」等のスマホのアプリを使用すれば、家庭でも簡便に測定することができ、X線を使ったCobb角の測定とも相関が良い。

スコリオメーターで測定することができますが、胸椎と腰椎のCobb角をそれぞれ予測するために胸椎と腰椎の脊柱側弯症の値を同時に組み合わせた以前の公式はありません。この研究は、胸部および腰部のCobb角を予測するためのより正確な2パラメータの数式を作成することを目的としています。

＜方法＞

2012年12月から2013年1月の間に、外来診療所で特発性脊柱側弯症と診断された患者が登録されました。胸部および腰部での最大体幹回転は、スコリオメーターで記録されました。右非対称のこぶは正（+）と見なされ、左非対称のこぶは負（-）と見なされました。Cobb角は、画像保存通信システムを使用して測定されました。統計分析には、ピアソンの相関係数、多変量回帰、およびブランド-アートマン分析が含まれていました。

＜結果＞

101名の患者が私たちの研究に登録されました。平均胸部曲線（TC）は23.3±1.8°でしたが、平均腰部曲線（LC）は-23.3±1.4°でした。

胸部傾斜（TI）と腰部傾斜（LI）は、それぞれ4.5±0.7と-5.9±0.6でした。

胸部曲線の1つのパラメーターの式は、TC = 2.0 TI + 14.3（r = 0.813）でした。

腰椎曲線の場合、LC = 0.9 LI − 16.9（r = 0.409）でした。

多変量回帰によると、胸部および腰部の曲線の2つのパラメーターの式は、それぞれ

TC = 2.6 TI − 1.4 LI（r = 0.931）および

LC = − 1.5 TI + 2.0 LI（r = 0.874）でした。

2つのパラメーターの式は、1つのパラメーターの式よりも正確でした。

＜結論＞

胸部および腰部の曲線に対するこれらの2つのパラメーターの式の結果に基づいて、Cobb角は、脊柱側弯症計の読み取り値によってより正確に予測できます。したがって、医師や他の医療従事者は、脊柱側弯症の患者を脊柱側弯症の患者を以前よりも正確に脊柱側弯症計で評価することができます。

Cobb角の程度は、曲線が右に傾いているときは正（+）として定義され、左に傾いているときは負（-）として定義されました。

＜図1＞ Scoliometer

＜図2＞

＜図3＞

＜図4＞

＜データ分析と数式＞

データは、SPSS v.17（SPSSバージョン17.0、シカゴ）を使用して分析されました。箱ひげ図は、Nash–Moe rotationの分類と各傾斜の間で提示されました。さらに、95％の信頼区間もグラフに表示されました。単一のパラメーターについて、式y = ax + bを想定しました。ここで、yはCobb角を表し、xはそれぞれの傾きを表します。単純な線形回帰によってaとbを取得しました。

2つのパラメーターの場合、想定される式はy = ax1 + bx2 + cでした。ここで、yは胸部または腰部のコCobb角を表します。変数「c」は0に設定され、x1とx2の両方が0の場合にyが0になるようにしました。重回帰分析によってaとbを取得しました。

p値が<0.05の場合、係数値は統計的に有意でした。

すべての被験者について、ブランド-アートマンプロットを使用して、2つのパラメーターの式によって推定されたCobb角と、X線写真から測定されたCobb角との間の一致を示しました。

2つの方法間のCobb角値の差を2つの方法の平均に対してプロットしました。データポイントの95％が±2.0 SD以内にあると、2つの方法間の一致と見なしました。

＜人口統計データ＞

この研究には101人の患者（女性82人、男性19人）が登録されました。平均年齢は13.9±0.2歳で、平均BMI＝18.6±0.3でした。

胸部曲率のX線撮影で測定された平均Cobb角＝23.3±1.8°でしたが、

スコリオメーターで測定された平均胸部傾斜は4.5±0.7°でした。

腰椎湾曲の平均X線撮影で測定されたコブ角は-22.3±1.4°でした。

スコリオメーターで測定された平均腰部傾斜は-5.9±0.6°でした。

＜Nash–Moe rotation＞

胸部曲線では、

グレード0のNash–Moe rotationで39人の患者（38.6％）、

グレード1で42人の患者（41.6％）、

グレード2で6人の患者（5.9％）、

グレード3で14人の患者（13.9％）がいました。

グレード0のNash–Moe rotationの胸部傾斜の平均絶対値は2.3（CI 1.6-3.1）でした。

グレード1では7.4（CI 6.6–8.2）、

グレード2では12.3（CI 10.9–13.8）、

グレード3では14.9（CI 13.9–15.8）でした（図2）。

傾斜の増加は、回転グレードの増加に対応していました。

＜数式＞

＜1 パラメータ式＞

最小二乗法により、線形回帰方程式y = ax + bの最良のa変数とb変数が決定されました。したがって、胸部と腰部のCobb角をそれぞれ予測するための2つの異なる数式がありました。

胸部曲線の式は、TC = 2.0 TI + 14.3（TC =胸部予測コブ角; TI =胸部傾斜を表す胸部スコリオメーター値）でした。

腰椎曲線の式は、LC = 0.9 LI − 16.9（LC =腰椎予測コブ角; LI =腰椎傾斜を表す腰椎脊柱側弯症計値）でした。

予測された胸部および腰部の平均Cobb角は、それぞれ23.3±1.4および-22.3±1.7でした。

胸部および腰部の脊柱側弯症計の値は、それぞれの胸部および腰部のCobb角と統計的に有意に相関していました。

（それぞれr = 0.813、p = 0.001およびr = 0.409、p = 0.001）。

予測された胸部曲線とX線写真で測定された胸部曲線の間には強い正の相関があり、

予測された腰椎曲線とX線写真で測定された腰部曲線の間には中程度の正の相関がありました。

胸部式の係数（a = 2.0）は、腰部式の係数（a = 0.9）よりも大きかった。

元の値がプロットされ、推定された線形回帰も図3に描かれています。

＜椎骨の回転と体幹の傾き＞

脊椎の回転は、脊椎の横方向の湾曲を伴うため、特発性脊柱側弯症の主要な課題です。胸郭の変形の重症度は、椎骨の回転の程度の関数であることが認められています。解剖学的に、椎骨の回転は肋骨のこぶの変形と肋骨のくぼみを引き起こす可能性があり、椎骨の変形がない限り、背中の表面で検出することができます。この研究では、先天性、神経筋、外傷性および症候群性脊柱側弯症を除外しました。

肋骨のこぶとCobb角の間の正の相関関係があることは、いくつかの研究で確立されています[10、11、18]。

ThulbourneとGillespie [17]は、肋骨のこぶと、椎骨の回転やCobb角や椎骨と肋骨の角度の間に明確な線形関係はないと報告しました。

他の研究[8、11、19]は、椎骨の回転と肋骨のこぶは密接に関係し、脊椎の回転が脊柱側弯症を引き起こす要因の1つでもあると結論しています。

Duval-Beaupereによる研究では、脊柱側弯症の予後因子として肋骨のこぶも言及されています[20]。

臨床的に測定された傾斜と軸方向CTで測定された椎骨の回転との関係を定量化することはより正確ですが、費用効果と放射線被曝の恐れの問題のため、この方法は現実的ではありません。

カールソンは、16人の女性の術前の胸腰椎のCTスキャンで頂端椎骨を利用して、椎骨の回転と表面傾斜の関係を検出し、スコリオメーターによって臨床的に得られた体幹傾斜角が、Cobb角およびCTで測定された頂端椎骨回転とよく相関することを発見しました[21]。

現在の研究では、青年期の特発性脊柱側弯症を、横方向と回転方向の両方の要素を含む3次元の脊椎変形としてより包括的に理解しています。Cobb角を使用して曲線の重症度を定量化する代わりに、脊柱側弯症の最近の研究では椎骨の回転がますます重要になっています[22]。

箱ひげ図（図2）で、我々の研究は、椎体の回転の変化が大きいほど、各間隔でほとんど重なりがなくても、脊柱側弯症計に示される傾斜の程度が大きいことを明らかにしています。その結果、Nash-Moe rotationは、スコリオメーター値に関して正の比例結果を示しました。

＜スコリオメーター＞

スコリオメーターは数十年前に発明されましたが、最近の研究では、非常に優れた信頼性があることが示されています[23]。

さらに、Prowse らは青年期特発性脊柱側弯症の安価で簡単な臨床評価方法の信頼性と妥当性の系統的レビューを実施しました。

1個のパラメータ式を使用したスコリオメーター法[10、11]は、中程度から強いレベルの証拠を示しました[12]。

アダムの前屈試験は以前はスクリーニングに有用でしたが、スコリオメーターは前屈試験中に正常と思われるものよりも異常をより正確に検出できます[24]。

椎骨の回転に関する文献レビューでは、脊柱側弯症計で測定された椎骨の回転によって引き起こされた肋骨のこぶと、標準的な前後のX線撮影で測定されたコブ角との間に強い関係があることが確認されています[15]。

スコリオメーターは、特定の式を使用してコブ角を間接的に計算するのに役立つことが証明されています。

スコリオメーター値や高さなどの非侵襲的パラメーターによるコブ角予測の数式に関する2つの以前の研究があります[10、11]。

Korovessis ら[10]は、スコリオメーターを使用して1つのパラメーターで脊柱側弯症のCobb角を予測する方法を発表しました。

式は、TC = 1.62 TI + 6.30（TC =予測胸椎角度、TI =心尖部胸椎スコリオメーター値）

およびLC = 1.58 LI + 7.36（LC =予測腰椎Cobb角、LI =心尖部腰椎スコリオメーター値）でした。

重回帰の相対値は、それぞれ0.414と0.649でした。

Sapkas ら[11]は、スコリオメーター値とX線写真のCobb角との間に有意に強い相関関係があることを報告しました（r = 0.685）。

但し統計分析では、X線撮影で測定されたCobb角とスコリオメーターの値は互いに相関していました（r = 0.215）が、有意ではありませんでした。

Coelho らは、1つのパラメーターの式を報告し、スコリオメーターの測定値とX線写真の分析との相関関係が良好であると考えました[23]。

表1は、現在の研究と比較した4つの研究の公式と相関値を示しています。

私たちの研究では、胸部曲線と腰部曲線の重症度が互いに補償メカニズムによって影響し合う可能性があると考えました。

私たちの公式に基づくと、腰椎の傾斜の程度が大きいほど、胸部の湾曲の予測度が高くなります。

脊椎のバランスをとるには、より大きな負の腰椎曲線（左の曲線が負と見なされる）を補正するために、より大きな正の胸部曲線（右の曲線が正と見なされる）が必要です。

同様に、胸部の傾斜の程度が大きいほど、予測される腰椎の湾曲の程度が高くなります。

より大きな正の胸部曲線を補正するには、より大きな負の腰椎曲線が必要です。

スコリオメーターによって測定された胸椎と腰椎のこぶの傾きは、予測される胸椎と腰椎のCobb角に同時に影響します。

その結果、胸部と腰部のコブ角を予測するために2つのパラメーター式を使用する方が正確です。

＜この研究に関する制限＞

第一に、登録された患者のBMIが式に含まれていませんでしたが、BMIは式の精度に影響を与える可能性があります[25]。

但しパラメーターが多すぎると、式の適用がはるかに複雑で非現実的になります。

第二に、登録された患者のすべての曲線は、胸部レベルでの右凸曲線と胸腰部または腰部レベルでの左凸曲線でした。

（逆の弯曲が含まれていません。）

第三に、神経筋性、先天性、外傷性または症候群性脊柱側弯症と診断された患者は除外されました。

非特発性脊柱側弯症の症状には、椎骨の回転が少なく、したがって肋骨のこぶが少ないことが含まれます。

スコリオメーター値によって計算されたCobb角は、測定されたCobb角よりも小さかった。

最後に、スコリオメーターの測定には、観察者間および観察者内のわずかな変動がある可能性があります。

但し観察者間および観察者内の信頼性を評価した以前の研究では、適切な測定の再現性が示されていました[15、26]。

この研究のすべてのスコリオメーター値は、1人の上級外科医によって測定されました。

Scoliometerは、訓練を受けた1人の観察者が使用する場合、脊椎の軸回転を評価するための信頼性の高い非侵襲的な方法です[26]。

＜臨床での適用＞

臨床診療では、2つのパラメーター式を学校での脊柱側弯症のスクリーニングに適用できます。

これらの2つのパラメーターの式を使用して、スコリオメーターは、脊柱側弯症の曲率の予測において重要な役割を果たすことができます。

脊柱側弯症とこれらの2つのパラメーター式を使用すると、特発性脊柱側弯症のスクリーニングでX線を、最初の健診で計算されたCobb角が（ギプスが不要と判断される）20°未満で、専門医のフォローアップで計算されたCobb角が（ギプスが必要な）40°未満で置き換えられる可能性があります。

これは医療費を節約するだけでなく、放射線被曝に関する懸念を和らげることもできます。

さらに、スコリオメーターは、特に農村地域や発展途上国で、X線を装備していない医療提供者に簡単に配布されます。

2つのパラメーターを使用した式によって計算された予測コブ角度は、1つのパラメーターを使用した式よりもX線撮影で測定されたCobb角に近くなります。

＜結論＞

この研究では、2つのパラメーターを使用した式によって計算された予測Cobb角が、1つのパラメーターを使用した式よりもX線撮影で測定された実際のCobb角に近いことを示しました。

胸部および腰部の脊柱側弯症計の値と組み合わせると、それぞれ胸部および腰部のCobb角をより正確に予測できます。

胸部曲線と腰部曲線の大きさは、胸部と腰部のこぶでの脊柱側弯症計の読み取りに同時に影響を与える可能性があると考えました。

特発性脊柱側弯症の患者のスクリーニングまたはフォローアップには、結果がより正確であり、方法が費用効果が高いため、2パラメーター式が推奨されます。

さらに、患者が放射線にさらされるリスクが少なくなります。

Application of two-parameter scoliometer values for predicting scoliotic Cobb angle

Hsuan-Hsiao Ma, Ching-Lung Tai, Lih-Huei Chen, Chi-Chien Niu, Wen-Jer Chen & Po-Liang Lai

BioMedical Engineering OnLine 16, Article number: 136 (2017)

https://biomedical-engineering-online.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12938-017-0427-7

Abstract

Adolescent idiopathic scoliosis, in which obvious curves are visible in radiographic images, is also seen in combination with lumps in the back. These lumps contribute to inclination, which can be measured by a scoliometer. To the authors’ knowledge, there are no previous formulas combining thoracic and lumbar scoliometer values simultaneously to predict thoracic and lumbar Cobb angles, respectively. This study aimed to create more accurate two-parameter mathematical formulas for predicting thoracic and lumbar Cobb angles.

Methods

Between Dec. 2012 and Jan. 2013, patients diagnosed with idiopathic scoliosis in an outpatient clinic were enrolled. The maximal trunk rotations at the thoracic and lumbar regions were recorded with a scoliometer. Right asymmetry hump was deemed positive (+), and left asymmetry hump was deemed negative (−). The Cobb angles were measured with a Picture Archiving and Communication System. Statistical analysis included Pearson’s correlation coefficient, multivariate regression and Bland–Atman analysis.

Results

One-hundred and one patients were enrolled in our study. The average thoracic curve (TC) was 23.3 ± 1.8°, while the average lumbar curve (LC) was − 23.3 ± 1.4°. The thoracic inclination (TI) and lumbar inclination (LI) were 4.5 ± 0.7 and − 5.9 ± 0.6, respectively. The one-parameter formula for the thoracic curve was TC = 2.0 TI + 14.3 (r = 0.813); for the lumbar curve, it was LC = 0.9 LI − 16.9 (r = 0.409). By multivariate regression, the two-parameter formulas for the thoracic and lumbar curves were TC = 2.6 TI − 1.4 LI (r = 0.931) and LC = − 1.5 TI + 2.0 LI (r = 0.874), respectively. The two-parameter formulas were more accurate than the one-parameter formulas.

Conclusions

Based on the results of these two-parameter formulas for thoracic and lumbar curves, the Cobb angles can be predicted more accurately by the readings of the scoliometer. Physicians and other healthcare practitioners can thus evaluate patients with scoliosis more precisely than before with a scoliometer.

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モアレ(moiré)イメージを使った評価方法−2018年

https://www.jstage.jst.go.jp/article/tievciieej/6/2/6_56/_pdf/-char/ja

脊椎奇形は5.66％（153名）の思春期児童で発見されました。

脊柱側弯症（脊椎の湾曲が10°以上として定義される）は、1.18％（32名）の有病率でした。

脊柱側弯症の場合、アダムスの前屈試験は、84.37％の感度と93.44％の特異度で、多くの偽陰性の結果（5例）を示しました。

モアレ地形、ハンポメーター、スコリオメーターの感度は、それぞれ100％、93.75％、90.62％であり、

特異度は、それぞれ85.38％、78.11％、79.76％でした。

前屈試験の陰性予測値は他の方法のそれより劣っていた。

この脊柱側弯症スクリーニングプログラム中に、

★2つのモアレ縞の非対称性、

★（D + H）= 10 mmのハンポグラム変形、

★8°のスコリオメーターの角度

など紹介のカットオフ制限が使用されていた場合、放射線検査を89.4％削減します。

20°を超える脊柱側弯症の変形を伴う12歳から14歳までの3人（0.11％）の児童は、ボストンブレースによる満足のいく非手術的治療を受けた。

胸部湾曲が40°の1人は、1年後に進行したため、満足のいく外科的治療を受けました。初期Cobb角が10°未満の121の脊椎変形のうち、44（35.8％）、および初期コブ角が10°〜20°の間の29の脊柱側弯症変形のうち、14（48.3％）が進行した（複数の検査で少なくとも5°以上のCobb角が進行した者）。

観察と理学療法は、これらのグループの生徒の1人を除くすべてに適用された唯一の治療法でした。

結論：

アダムス前方屈曲検査は、許容できない数の偽陰性所見をもたらすため、脊柱側弯症の早期発見のための安全な診断基準とは見なされません（特にそれが唯一のスクリーニングツールとして使用される場合）。

脊柱側弯症の早期発見のために、背中の形の分析方法の組み合わせは、有用な手順である紹介のためのカットオフ限界の導入とともに安全に使用することができます。重大な脊柱側弯症の発生率は低く、その自然史は早期発見とは無関係のようです。前屈試験を使用した学校脊柱側弯症スクリーニングの広範な使用は疑問視されなければならない。

Ten-year follow-up evaluation of a school screening program for scoliosis. Is the forward-bending test an accurate diagnostic criterion for the screening of scoliosis?

T Karachalios , J Sofianos, N Roidis, G Sapkas, D Korres, K Nikolopoulos

Spine (Phila Pa 1976) 1999 Nov 15;24(22):2318-24. doi: 10.1097/00007632-199911150-00006.

• PMID: 10586455 DOI: 10.1097/00007632-199911150-00006

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10586455/

Abstract

Study design: A 10-year follow-up evaluation of the effectiveness of school screening for scoliosis performed in a closed island population.

Objectives: To evaluate the diagnostic accuracy of methods used for screening scoliosis and to re-examine the long-term effectiveness of the school scoliosis screening program.

Summary of background data: The diagnostic accuracy of the forward-bending test and the long-term efficacy of the screening programs have not been clearly established.

Methods: In 1987, 2700 pupils aged 8 to 16 years from the island of Samos were screened for scoliosis. The Adams forward-bending test, Moire topography, the scoliometer, and the humpometer were used. Radiologic evaluation of the spine was available for each pupil and the number of false-negative and false-positive results of the screening methods was calculated. Subsequently, sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values were estimated for each screening technique. Pupils found positive for spinal deformity were then followed up regularly at yearly intervals. In 1997, all positive subjects attended a 10-year clinical and radiologic follow-up, and the remaining subjects were re-evaluated by a postal questionnaire and were clinically examined if necessary.

Results: Spinal deformity was found in 153 (5.66%) pupils. Scoliosis (defined as a spinal curvature > or = 10 degrees) was found in 32 pupils, for a prevalence of 1.18%. For scoliosis, the Adams forward-bending test showed a number of false-negative results (in five cases), for a sensitivity of 84.37% and specificity of 93.44%. The sensitivities of Moire topography, the humpometer, and the scoliometer were 100%, 93.75%, and 90.62%, respectively, and specificity was 85.38%, 78.11%, and 79.76% respectively. The negative predictive value of the forward-bending test was inferior to those of the other methods. During this scoliosis screening program, if cutoff limits for referral had been used, such as the asymmetry of two Moire fringes, a humpogram deformity of (D + H) = 10 mm, and 8 degrees of scoliometer angle, it would have been possible to reduce radiologic examination by 89.4%. Three (0.11%) pupils aged between 12 and 14 years with scoliotic deformities greater than 20 degrees underwent satisfactory nonoperative treatment with Boston braces. One pupil with a 40 degrees thoracic curvature, underwent satisfactory surgical treatment because of progression 1 year later. Of the 121 spinal deformities with an initial Cobb angle less than 10 degrees, 44 (35.8%), and of the 29 scoliotic deformities with an initial Cobb angle between 10 degrees and 20 degrees, 14 (48.3%) progressed (a Cobb angle difference of at least 5 degrees in more than one examination). Observation and physiotherapy were the only treatments applied to all except one of the pupils in these groups.

Conclusions: The Adams forward-bending test cannot be considered a safe diagnostic criterion for the early detection of scoliosis (especially when it is used as the only screening tool) because it results in an unacceptable number of false-negative findings. For the early detection of scoliosis, a combination of back-shape analysis methods can be safely used with the introduction of cutoff limits for referral being a useful procedure. The incidence of significant scoliosis is low, and its natural history seems to be independent of early detection. The wide-spread use of school scoliosis screening with the use of the forward-bending test must be questioned.