Как измерить угол искривления позвоночника при сколиозе


Статья 66. Методы определения угла искривления позвоночника при сколиозе.

Методы определения угла искривления позвоночника при сколиозе.

 

      По рентгенограмме позвоночника, произведенной в прямой стандартнои проекции, выполненной с использованием  адекватных  физико-технических  условий и фокусного расстояния определяют степень бокового искривления позвоночника. Следует сразу же отметить,  что  степень  искривления  позвоночника,  определяемая  клинически  по  линии  остистых отростков, не является точной.   Истинное  искривление  позвоночника  может быть  установлено  по  положению тел позвонков и межпозвонковых дисков. Определение истинного искривления позвоночника возможно  только  методом  рентгенолологического исследования.

Для измерения угла искривления позвоночника было предложено несколько методов.

Одним из самых ранних и простых был способ, основанный на клинической оценке, при котором измерялось расстояние между геометрическим центром позвонка  на вершине искривления и прямой,  соединяющей  геометрические центры позвонков (неизмененных). Этот способ не отличался точностью и не нашел практического применения, так как определяемое расстояние увеличи валось с ростом позвоночника.

 

Способ Фергюссона  (Fergusson, 1949)   основан  на определении величины дуги искривления позвоночника по углу,образованному отрезками прямой между геометрическими  центрами позвонков и позвонка,  лежащего на вершине искривления.   (Для определения угла сколиоза проводят линии между центральными точками тел позвонков - одного, расположенного на вершине деформации  и двух нейтральных позвонков верхней  и нижней  полудуг  сколиоза как основной,  так и компенсаторной дуги. Пересечение линий на вершине деформации дает угол сколиоза.)

Способ Кобба  (Coob, 1952)  основан на определении угла, образованного образованного двумя конечными позвонками.  С этой целью на рентгенограмме наносят две линии, параллельные  плоскости  нейтральных   позвонков и межпозвонковой неизмененной  щели.  В точке  пересечения  этих  линий измеряют  угол сколиоза.

(схема в).    При  меньших   искривлениях  к  подобным  линиям  восстанавливают

перпендикуляры до их пересечения и измеряется дополнительный угол(схема г).

 

Jentschur (1956) предложил проводит линии от основания остистого отростка позвонка,  расположенного  на вершине деформации,  к основаниям остистых отростков нейтральных позвонков верхних и нижних полудуг искривлен.

 

Довольно широко распространен метод измерения угла сколиоза по  J. Cobb,  усовершенствованный  А. И. Казьминым (1963),  заключающийся  в восстановлении перпендикуляров с площадок тел позвонков,  расположенных на  границе  между основной и компенсаторной дугами.

Е. А. Абальмасова (1964)  предложила измерять угол сколиоза по сумме углов, образованных клиновидными телами позвонков и межпозвонковыми щелями.

 

В. Д. Чаклин (1951) и  J. Cobb (1960)  предложили определять угол сколиоза по рентгенограмме, произведенной в передне - задней  проекции.  Выше и ниже первичной кривизны позвоночного столба определяют два нейтральных ( не измененных) позвонка с равномерной на всем протяжении межпозвонковой щелью и параллельными  верхней  и нижней поверхностями позвонков.  Через  вершину  верхнего  позвонка и основание нижнего в поперечном  направлении  проводят  две  линии.  Из середины верхней линии через центр нейтрального позвонка  опускают  перпендикуляр,  а из середины нижней линии восстанавливают перпендикуляр. Пересечение  перпендикуляров  образуют угол (внутренний) сколиоза.

СТЕПЕНИ СКОЛИОЗА

Позвоночник при сколиозе: видимость обманчива!

Как измеряют угол искривления?

Как соотносятся степени сколиоза и углы искривления позвоночника?

Каждой степени сколиоза своё лечение. А какое лечение подходит Вам?

Сколиоз имеет свою величину измерения, которая выражается в градусах кривизны позвоночника. При внешнем осмотре мы можем ориентироваться в основном на косвенные признаки сколиоза. Даже то искривление позвоночника, которое мы можем прощупать пальцами, говорит нам не о взаиморасположении позвонков друг относительно друга, а только о том в какой позиции находятся их остистые отростки.

Вспомним строение позвонка, вид сзади:

Из картинки ясно видно, что прощупываем мы именно остистый отросток.

Позвоночник при сколиозе: видимость обманчива!

При сколиозе остистый отросток и тело позвонка не находятся в строгой проекции, так как позвонки повернуты либо влево, либо вправо. И, соответственно, остистый отросток будет либо левее, либо правее тела позвонка.

а – тела позвонков и остистые отростки находятся в строгой проекции.

б – тела позвонков располагаются вдоль вертикальной оси, остистые отростки смещены.

в – тела позвонков образуют сколиотическую дугу, остистые отростки располагаются вдоль вертикальной оси.

Единственным объективным способом оценки градуса искривления позвоночника, а значит, выраженности сколиоза является рентгенография позвоночника. Именно на “рентгене” можно четко рассмотреть тела позвонков и оценить их взаиморасположение.

КАК измеряют УГОЛ искривления?

Для того, чтобы понять, как измеряют угол искривления позвоночника при сколиозе, нужно условно разделить позвонки на три группы. Первая группа состоит из одного позвонка, который образует вершину сколиотической дуги.

На изображении этот позвонок отмечен белым цветом.

Вторая группа – это позвонки, образующие сколиотическую дугу. Эти позвонки обязательно как-то повёрнуты, наклонены вперёд, назад или вбок.

Третья группа – это позвонки, не вовлечённые в формирование сколиотической дуги. Так называемые “нейтральные” позвонки. Они будут находиться в физиологичном для себя положении, именно так, как и было “задумано” Природой. Другое дело, что их ось может быть отклонена от вертикальной оси тела, но произошло это “не по их вине”, ответственность несёт сколиотическая дуга. Нейтральные позвонки естественно продолжают то направление, которое задала им сколиотическая дуга, хотя сами они, относительно своей оси, находятся в правильном положении.

На рисунке показан рентген позвоночника и его схематическое изображение. Сколиотическая дуга ограничена красными линиями. До красной линии – позвонки, вовлеченные в формирование сколиотической дуги. За пределами красной линии – так называемые “нейтральные позвонки”.

Существует несколько способов измерения угла сколиоза:

Способ_1. Самый простой: соединить центр тела верхнего нейтрального позвонка (первая точка) с центром тела позвонка у вершины сколиотической дуги (вторая точка) и, наконец, третья точка – центр тела нижнего нейтрального позвонка.

Способ_2. Применяется в тех случаях, когда невозможно найти нейтральный позвонок. То есть когда на территории как выше, так и ниже сколиотической дуги не нашлось НИ ОДНОГО позвонка, находящегося в изначально правильном положении. Все позвонки в той или иной степени “раскорячены”. Тогда за вторую точку берётся центр тела позвонка, образующего вершину сколиотической дуги.  А первую и третьи точки образуют центры тел позвонков, расположенных через один от вершины.

Способ_3. – Метод Кобба – этот метод определения угла сколиотической дуги используется чаще всего. Является международно признанным. Пересечение перпендикуляров. Этот способ используется наиболее часто и является наиболее точным. Находим первые нейтральные позвонки. Продолжаем линии границы со сколиотической дугой таким образом, чтобы они расходились друг от друга. На образовавшихся линиях, на одинаковом расстоянии от позвонков откладываем перпендикуляры таким образом, чтобы оба перпендикуляра пересеклись. Полученный угол пересечения перпендикуляров будет являться углом сколиоза.

Способ_4. Применяется в тех случаях, когда искривление позвоночника чрезмерно. Откладываем линии от нейтральных позвонков также как и в предыдущем способе. Только на этот раз мы будем продолжать линии не в сторону их расхождения друг от друга, а в сторону их пересечения. Полученный угол будет являться углом сколиоза.

КАК соотносятся СТЕПЕНИ СКОЛИОЗА и УГЛЫ искривления позвоночника?

Степень сколиоза Угол искривления позвоночника
I степень 5 — 10 градусов
II степень 11 — 30 градусов
III степень 31 — 60 градусов
IV степень Более 60 градусов

Ниже представлено визуальное сравнение степеней сколиоза:

При сколиозе I степени дуга искривления в положении стоя не видна, она определяется только при наклоне вперед.

При сколиозе II степени дуга искривления определяется уже в положении стоя. При наклоне вперед в грудном отделе определяется выпячивание.

При сколиозе III степени в положении стоя бросается в глаза сильно выраженная дуга искривления позвоночника, асимметричное расположение лопаток. Деформация грудной клетки достигает таких размеров, что некоторые ребра заметно выпирают, некоторые – заметно западают. При наклоне вперед отмечается ярко выраженный рёберный горб.

При сколиозе IV степени позвоночник изуродован грубейшими деформациями.

Слева направо на изображении возрастает степень сколиоза с I по IV.

На следующем изображении показывается, как форма позвоночника влияет на осанку:

Как уже говорилось выше, точно измерить угол сколиоза возможно только по “рентгену” позвоночника. А если не стремиться к абсолютной точности, то приблизительно прикинуть степень сколиоза по линиям искривления позвоночника поможет следующая картинка:

Каждой степени сколиоза своё лечение. А какое лечение подходит Вам?

Самое страшное в сколиозе – это его прогрессирование. Не зря сколиоз называют “раком ортопедии”. Обратите внимание на статистику:

В 30% случаев заболевания с каждым годом сколиоз будет всё больше и больше усугубляться.

В 9% случаев сколиоз будет усугубляться с каждым месяцем, и за год угол искривления будет расти до 15º по Коббу!

В 1% случаев сколиоз будет усугубляться с каждым днем и с каждой неделей, и за год угол искривления будет расти более чем на 30º по Коббу!

[Определение угла искривления по Коббу]

Самое важное в лечении сколиоза – это остановить его прогрессирование!

Вопрос как? Часто приходится слышать об оперативном лечении сколиоза. Как показывают международные научные исследования под эгидой Всемирной Организации Здравоохранения, оперативного лечения требует только запущенный сколиоз III степени и сколиоз IV степени. Если быть более точным, операция показана в тех случаях, когда угол искривления превышает 45º градусов по Коббу.

Тогда во время операции позвонки скрепляют такими штифтами, а после операции предстоит долгий и упорный реабилитационный период.

В остальных случаях (при сколиозе I, II степени, а также при нетяжелых формах сколиоза III степени) ложиться под нож не имеет смысла и сколиоз  нужно лечить консервативно!

Мануальная терапия и массаж – может быть вред, а может быть польза

Возможный вред. Мануальные техники для лечения сколиоза. Какими они быть не должны? Часто мануальные и массажные техники направлены на растяжение связок, сухожилий и расслабление мышц, но если ограничиться только этим, то вред обязательно будет нанесён! Да, можно получить сиюминутное улучшение осанки, но растянутые и расслабленные мышцы не смогут удерживать и без того кривой позвоночник, что приведёт в будущем к ещё большей нестабильности и ешё большим проблемам.

Польза. И, соответственно, пользу мануальные и массажные техники принесут в тех случаях, когда будет достигнут баланс тонизирования и расслабления для конкретного пациента! Вот только чтобы к этому балансу прийти, требуется доскональная диагностика каждого пациента, выявление всех его индивидуальных особенностей и годы, годы практики. У кого-то могут наблюдаться улучшения даже при введении в жизнь занятий спортом в сочетании с антицеллюлитным массажем.

Нюансов и деталей действительно очень много, поэтому обращаться следует только к сертифицированному специалисту.

Разумеется, сколиоз требует комплексного лечения, поэтому в дополнение к курсу лечебного массажа и мануальной терапии Вам будет разработана индивидуальная программа оздоровления позвоночника. Программа составлялась вместе с инструкторами Самарской Федерации Йоги, сертифицированных О.Ф.А. (оптимальная физическая активность).

К тому же Вы, наверняка, сами понимаете, что Ваше личное участие в процессе своего выздоровления превыше всего! Тем более что времени оно много не потребует: по 5 – 7 минут пару раз в день. Зато с каждым разом Вы всё больше будете чувствовать, что главный доктор для Вас – это Вы сами. А ощущение того, что Ваше здоровье действительно находится в Ваших руках, проявит прежде скрытые внутренние резервы, раскроет непоколебимую уверенность в себе и в завтрашнем дне.

Автор статьи – доктор Атрощенко И. Н.

Для записи на сеанс лечебного массажа и мануальной терапии
обращайтесь по тел.:

(846) 272 – 28 – 82

Угол Кобба | KinesioPro

Угол Кобба используется в качестве стандартной меры для определения и отслеживания прогрессирования сколиоза. Доктор Джон Кобб разработал этот метод в 1948 году.

Как рассчитать угол Кобба?

Доктор Кобб предложил измерять угол искривления, проводя линии, параллельные верхней границе тела верхнего позвонка и нижней границе тела нижнего позвонка структурной кривой, а затем устанавливать перпендикуляры от этих линий до взаимного пересечения; угол между этими перпендикулярами является «углом искривления».

Друзья, совсем скоро состоится семинар «Сколиоз: виды, причины, лечение». Узнать подробнее…

Значимость в клинической практике

Угол Кобба позволяет врачу определить, какой тип лечения необходим пациенту.

Угол 10°

Считается минимальным углом искривления для определения сколиоза.

Угол 15-20°

Некоторые исследования свидетельствуют, что пациенту не требуется какого-либо специфического лечения, но необходимы регулярные осмотры для оценки динамики заболевания. Исследование, проведенное Weiss и соавт, продемонстрировало, что пациенту необходима физическая терапия с перерывами в 6-12 недель. Программа лечения включает в себя занятия лечебной физкультурой, начатые в кабинете физиотерапевта, а также домашние упражнения (2-7 сеансов в неделю, через 3 месяца может быть достаточно одного сеанса каждые 2 недели).

Угол 20-40°

Ортопед обычно назначает ношение корсета, чтобы искривление позвоночника не прогрессировало. Существует несколько типов корсетов, некоторые носят в течение 18-20 часов в день, другие – только ночью. То, какой вид корсета подберет врач, зависит от образа жизни пациента, дисциплинированности и степени искривления. Исследование, проведенное Weiss показало, что в этом случае необходима программа интенсивной реабилитации. Это подразумевает 3-5-ти недельную программу тренировок (по 4-6 часов тренировок каждый день).

Угол 40-50° и более

Для коррекции искривления может потребоваться хирургическое вмешательство. Существует несколько видов хирургического лечения. В любом случае, смысл операции заключается в том, чтобы фиксировать позвонки таким образом, чтобы не происходило никакого движения между ними.

Эпидемиология

  • Распространенность подросткового идиопатического сколиоза с кривизной > 10 градусов составляет 2-3%.
  • Распространенность сколиоза с кривизной > 20 градусов составляет 0,3-0,5%.
  • Распространенность сколиоза с кривизной > 40 градусов составляет менее 0,1% населения.

Подробнее про сколиоз можно почитать здесь.

Ограничения

Существует ряд ограничений для использования угла Кобба с целью диагностики и определения лечебных мероприятий при сколиозе, поэтому следует проявлять осторожность, предполагая, что последовательные измерения являются корректными. К ограничениям относят:

  • Согласованность заключений одного и того же специалиста и согласованность между заключениями разных специалистов (отклонение не более 5-10°).
  • Ротация: даже минимальная ротация пациентов при последовательных измерениях может значительно изменить данные измерений (отклонение может достигать 20°), поэтому следует добиваться согласованного позиционирования при каждом измерении.
  • Суточные изменения: у одного и того же пациента в течение одного и того же дня кривизна может увеличиваться (отклонение ~5°).

Источник: Physiopedia — Cobb’s angle.

Степени сколиоза по градусам: как правильно измерить?

Сколиоз – заболевание, которым сегодня страдают 98% детей. Коварность недуга в том, что подкрадывается и развивается он практически незаметно. И только когда человек ощущает болезненные симптомы в грудной клетке, пояснице и сдавленность нервных корешков, ему ставят устрашающий диагноз – сколиоз с остеохондрозом.

Благодаря ежегодным медосмотрам, проходящим в школах, родители стали узнавать о диагнозах детей раньше, чем взрослое поколение. Однако многие относятся к искривлению позвоночника халатно и сознательно закрывают на болезнь глаза. Вялотекущий процесс и отсутствие выраженных признаков не вызывает беспокойства, а тем временем сколиоз прогрессирует, спина становится перекошенной, а осанка сутулой, больной ходит сгорбленный, и если принимает положение стоя, одно плечо возвышается над другим.

Кроме того, что пациент с искривлением позвоночного столба проигрывает во внешних факторах, он также зарабатывает себе огромную проблему на всю оставшуюся жизнь, ведь сколиоз трудно вылечить.

Если на начальных стадиях болезнь поддается коррекции, то на поздних стадиях развития (3-4 степень), скорее всего, потребуется оперативное вмешательство.

Как диагностировать сколиоз в домашних условиях

Если родители желают, чтобы самочувствие ребенка было хорошим, им обязательно нужно отслеживать состояние позвоночника любимого сына или дочери с детских лет:

  1. Обращайте внимание, как ходит ребенок. В идеале спина должна быть ровной, а движения плавными.
  2. Организуйте малышу удобное рабочее место. Здесь важную роль играет высота стула – сидение должно быть расположено так, чтобы, сидя на стуле, колени были согнуты под углом 90 градусов, при этом стопы ровно стояли на полу, а не болтались в воздухе. Слишком высокий стол вынуждает ребенка постоянно тянуться вверх, а слишком низкий заставляет постоянно наклоняться, что не только приводит к деформациям позвоночника, но также снижает зрение. Если ребенок работает за компьютером, полезно размещать компьютер на расстоянии от глаз в 40 см, монитор находится на уровне глаз или чуть выше.
  3. Обратите внимание, не жалуется ли школьник на боли в спине, грудной клетке, прострелы в пояснице.
  4. Периодически проверяйте состояние позвоночника визуально, если есть кривизна, одна из лопаток выше, а другая ниже, не совпадают поясничные впадины. Значит, речь идет о серьезном перекосе, когда сколиоз формирует так называемую дугу S-образного или Z-образного типа. Пора наведаться к ортопеду и заняться полноценным лечением для предупреждения дальнейшего усугубления ситуации.

Сколиоз 1-й степени

Как определить степень сколиоза

Для определения степени сколиоза врач ортопед использует данные клинического и рентгенологического обследования. По рентгеновскому снимку пациента врач определяет угол искривления позвоночника, стабильность сколиоза, наличие рентгенологических признаков прогрессирования процесса.

Золотым стандартом определения угла искривления позвоночника во всем мире признан метод Кобба, который использует большинство врачей. Метод Кобба по измерению угла искривления позвоночника можно применить самостоятельно дома с целью сравнения рентгенологической картины до начала и в процессе лечения, для того чтобы видеть результат, успехи лечения либо необходимость его коррекции.

Определение угла Кобба самостоятельно

Существует 4 степени сколиоза:

1 степень – искривление позвоночника до 10 градусов;

2 степень – искривление позвоночника от 11 до 25 градусов;

3 степень – искривление позвоночника от 26 до 50 градусов;

4 степень – искривление позвоночника свыше 50 градусов.

Как измерить угол Кобба самостоятельно

Для определения угла искривления позвоночника по методу Кобба вам понадобиться рентген-снимок позвоночника в прямой проекции, транспортир, линейка и карандаш.

  1. Сначала найдите на снимке позвонок, образующий вершину дуги искривления. Это самый смещенный и ротированный позвонок, который имеет наименее наклоненные верхнюю и нижнюю поверхности.
  2. Затем найдите верхний и нижний позвонки, которые наименее смещены и ротированы, но при этом имеют максимально наклоненные края. Эти позвонки еще называют нейтральными.
  3. При незначительном искривлении проведите линию от верхней поверхности верхнего нейтрального позвонка и линию от верхней поверхности нижнего нейтрального позвонка. От этих двух линий проведите перпендикулярные линии навстречу друг другу - таким образом вы и получите нужный угол.
  4. При значительном искривлении позвоночника используется модифицированный метод Кобба. При котором угол сколиоза образуется при пересечении двух линий, проведенных по нижней поверхности верхнего позвонка и верхней поверхности нижнего позвонка.

Измерение не составляет труда при C-образной форме сколиоза, однако при Z- и S-образной форме могут возникнуть трудности, лучше не полениться и обратиться к врачу.

Как определить стабильность сколиоза

Самостоятельный тест на сколиоз

Для этого вам понадобятся два рентгенологических снимка, сделанных в один период времени. Один снимок позвоночника должен быть в положении пациента стоя, второй – в положении лежа. Измеряете угол искривления на двух снимках методом, описанном выше. При одинаковых углах искривления сколиоз считается фиксированным или стабильным. Если в положении лежа, то есть в разгруженном состоянии, угол искривления уменьшается, то говорят о нестабильном или нефиксированном сколиозе.

Тест на сколиоз

Не всегда есть возможность срочно попасть к специалисту для диагностики сколиоза, а вас одолевает тревога по поводу здоровья вашего ребенка. В таких случаях дома можно провести тест на сколиоз.

Попросите вашего ребенка стать к вам спиной и расслабиться. Вы в свою очередь должны осмотреть спину и обратить внимание на следующие признаки сколиоза:

  • одно плечо выше или ниже другого;
  • асимметрия высоты стояния лопаток;
  • при наклоненном вперед туловище заметна кривизна позвоночника;
  • возьмите нитку с грузиком; ориентиром для фиксации нитки с грузиком служит выпирающий отросток 7-го шейного позвонка, при искривлении позвоночника грузик будет отклонятся от оси позвоночника и далее отклоняться от ягодичной складки.

Если вы заподозрили у своего ребенка сколиоз, не ленитесь, сходите на консультацию к врачу и принимайтесь за лечение детского сколиоза.

Статья 66. Методы определения угла искривления позвоночника при сколиозе.

Методы определения угла искривления позвоночника при сколиозе.

 

      По рентгенограмме позвоночника, произведенной в прямой стандартнои проекции, выполненной с использованием  адекватных  физико-технических  условий и фокусного расстояния определяют степень бокового искривления позвоночника. Следует сразу же отметить,  что  степень  искривления  позвоночника,  определяемая  клинически  по  линии  остистых отростков, не является точной.   Истинное  искривление  позвоночника  может быть  установлено  по  положению тел позвонков и межпозвонковых дисков. Определение истинного искривления позвоночника возможно  только  методом  рентгенолологического исследования.

Для измерения угла искривления позвоночника было предложено несколько методов.

Одним из самых ранних и простых был способ, основанный на клинической оценке, при котором измерялось расстояние между геометрическим центром позвонка  на вершине искривления и прямой,  соединяющей  геометрические центры позвонков (неизмененных). Этот способ не отличался точностью и не нашел практического применения, так как определяемое расстояние увеличи валось с ростом позвоночника.

 

Способ Фергюссона  (Fergusson, 1949)   основан  на определении величины дуги искривления позвоночника по углу,образованному отрезками прямой между геометрическими  центрами позвонков и позвонка,  лежащего на вершине искривления.   (Для определения угла сколиоза проводят линии между центральными точками тел позвонков - одного, расположенного на вершине деформации  и двух нейтральных позвонков верхней  и нижней  полудуг  сколиоза как основной,  так и компенсаторной дуги. Пересечение линий на вершине деформации дает угол сколиоза.)

Способ Кобба  (Coob, 1952)  основан на определении угла, образованного образованного двумя конечными позвонками.  С этой целью на рентгенограмме наносят две линии, параллельные  плоскости  нейтральных   позвонков и межпозвонковой неизмененной  щели.  В точке  пересечения  этих  линий измеряют  угол сколиоза.

(схема в).    При  меньших   искривлениях  к  подобным  линиям  восстанавливают

перпендикуляры до их пересечения и измеряется дополнительный угол(схема г).

 

Jentschur (1956) предложил проводит линии от основания остистого отростка позвонка,  расположенного  на вершине деформации,  к основаниям остистых отростков нейтральных позвонков верхних и нижних полудуг искривлен.

 

Довольно широко распространен метод измерения угла сколиоза по  J. Cobb,  усовершенствованный  А. И. Казьминым (1963),  заключающийся  в восстановлении перпендикуляров с площадок тел позвонков,  расположенных на  границе  между основной и компенсаторной дугами.

Е. А. Абальмасова (1964)  предложила измерять угол сколиоза по сумме углов, образованных клиновидными телами позвонков и межпозвонковыми щелями.

 

В. Д. Чаклин (1951) и  J. Cobb (1960)  предложили определять угол сколиоза по рентгенограмме, произведенной в передне - задней  проекции.  Выше и ниже первичной кривизны позвоночного столба определяют два нейтральных ( не измененных) позвонка с равномерной на всем протяжении межпозвонковой щелью и параллельными  верхней  и нижней поверхностями позвонков.  Через  вершину  верхнего  позвонка и основание нижнего в поперечном  направлении  проводят  две  линии.  Из середины верхней линии через центр нейтрального позвонка  опускают  перпендикуляр,  а из середины нижней линии восстанавливают перпендикуляр. Пересечение  перпендикуляров  образуют угол (внутренний) сколиоза.

Угол Кобба

, используемый для измерения кривых сколиоза

Считается, что у кого-то есть сколиоз, когда позвоночник имеет искривление вбок не менее 10 градусов, которое измеряется по углу Кобба. С помощью этого измерения врачи могут оценить тяжесть сколиоза, оценить кривую и порекомендовать варианты лечения. Обычно изгибы ниже 20 градусов у взрослых не вызывают беспокойства.

Сохранить

Сколиоз - это аномальное искривление позвоночника вбок с углом Кобба не менее 10 градусов.
Смотреть видео
Идиопатический сколиоз

Кроме того, сравнение угла Кобба пациента с прошлыми исследованиями может помочь определить, ухудшается ли кривая прогрессивно, а также эффективно ли лечение или даже необходимо ли оно.

См. Лечение сколиоза

объявление

Как измерить угол Кобба

Процесс измерения угла Кобба был разработан в 1948 году доктором Джоном Робертом Коббом. Измерение включает следующие шаги:

Сохранить

Как измерить угол Кобба.

  1. Пациент стоит во время рентгеновского снимка позвоночника спереди.
  2. Врач с помощью рентгеновского излучения определяет местонахождение верхушечного позвонка, который находится в самой глубокой части дуги сколиоза, а также наиболее наклонного позвонка над верхушкой и наиболее наклонного позвонка ниже верхушки.
  3. Проводится перпендикулярная линия, идущая от наиболее наклонного позвонка над верхушкой. Затем то же самое делают для наиболее наклонного позвонка ниже вершины.
  4. Если две линии, идущие от наиболее наклоненного позвонка над верхушкой и наиболее наклоненного позвонка ниже верхушки, соединяются вместе, получается угол Кобба.

См. Диагноз сколиоза

Иногда линии, проведенные от наиболее наклонных позвонков, могут выходить на относительно большое расстояние и отклоняться от рентгеновского изображения. Таким образом, обычно клиницист (или программное обеспечение) использует перпендикулярные линии и прямые углы для измерения и отображения того же угла Кобба, но таким образом, чтобы оставаться ближе к позвоночнику на рентгеновском изображении.

Угол Кобба Допустимая погрешность

Хотя угол Кобба более точен, чем при использовании сколиометра, при его измерении все же могут быть ошибки.Врачи могут не согласиться с тем, какие позвонки наклонены больше всего, клиницисты могут следовать разным процедурам рентгенографии и измерений от одного визита к другому, или пациент может стоять в разной позе - все это может повлиять на измерение угла Кобба.

объявление

Из-за возможных различий в том, как проводятся измерения угла Кобба, большинство врачей, прежде чем рассматривать сколиоз как прогрессирующий, ищут как минимум 5-градусное приращение от одного визита к другому, чем рискуют действовать на основании ошибки измерения.

.

Понимание углов Кобба и их значение при сколиозе

«Угол Кобба» используется во всем мире для измерения и количественной оценки степени деформации позвоночника, особенно в случае сколиоза. Измерение угла Кобба является «золотым стандартом» оценки сколиоза, одобренным Обществом исследования сколиоза. Он используется в качестве стандартного измерения для количественной оценки и отслеживания прогрессирования сколиоза. Угол Кобба был впервые описан в 1948 году доктором Джоном Р. Коббом, где он описал, как измерить угол искривления позвоночника.Отсюда и возник термин «угол Кобба», носящий его имя.

Тест на наклон вперед обычно используется для выявления сколиоза до полового созревания. Пациенту будет проведен рентгеновский снимок, если результат теста положительный и измерен угол Кобба.

Как измерить угол Кобба?

  1. Найдите наиболее наклоненный позвонок в верхней части изгиба и проведите параллельную линию верхней концевой пластине позвонка. [Вставить картинку, показывающую замыкательные пластинки позвонков].
  2. Найдите самый наклоненный позвонок в нижней части кривой.Затем проведите параллельную линию нижней замыкательной пластине позвонка.
  3. Постройте пересекающиеся перпендикулярные линии от двух параллельных линий.
  4. Угол, образованный между двумя параллельными линиями, и есть угол Кобба. [Вставьте рисунок, чтобы показать измерение угла кобба]

Какое значение имеет угол Кобба для сколиоза?

Угол Кобба - это мера кривизны позвоночника в градусах. Это помогает врачу определить, какое лечение необходимо.Угол Кобба в 10 градусов считается минимальным углом для определения сколиоза.

Кривая сколиоза от 10 до 15 градусов обычно не требует никакого лечения, кроме регулярных осмотров у врача-ортопеда. Это происходит до тех пор, пока пациент не достигнет половой зрелости и не перестанет расти. Искривление позвоночника обычно не ухудшается после полового созревания.

Если изгиб сколиоза составляет от 20 до 40 градусов, врач-ортопед обычно назначает спинной корсет. Это поможет предотвратить изгиб позвоночника.На рынке есть несколько типов подтяжек. Одни носят от 18 до 20 часов в день, другие - только в ночное время. Какой тип корсета назначит врач-ортопед, зависит от образа жизни пациента и тяжести изгиба (ов).

Нужна ли операция ?

Для коррекции кривой может потребоваться хирургическое вмешательство, если угол Кобба составляет 40 или 50 градусов или более. Хирург-ортопед выполнит процедуру, известную как спондилодез, чтобы связать или «спаять» позвонки вместе, чтобы позвоночник больше не мог изгибаться.Чтобы исправить изгиб и удерживать все на одной линии, пока кости не заживут, используются металлические стержни, винты, крючки и проволока. Подростки, перенесшие операцию по исправлению сколиоза, обычно возвращаются в школу примерно через месяц после операции и должны иметь возможность постепенно вернуться к нормальной деятельности через 6–12 месяцев после операции.

.

Измерение угла по Коббу позвоночника по рентгеновским снимкам с использованием сверточной нейронной сети

Сколиоз - это распространенное заболевание позвоночника, при котором позвоночник изгибается в сторону и, таким образом, его деформирует. Оценка кривизны является мощным показателем для оценки степени деформации сколиоза. В современной клинической диагностике стандартный метод оценки кривизны для количественной оценки кривизны осуществляется путем измерения угла Кобба, который представляет собой угол между двумя линиями, проведенными перпендикулярно верхней замыкательной пластине самого верхнего задействованного позвонка и нижней замыкательной пластине самого нижнего позвонка. участвует.Однако ручное измерение кривизны позвоночника требует значительных затрат времени и усилий, а также связанных с этим проблем, таких как различия между наблюдателями и внутри наблюдателя. В этой статье мы предлагаем автоматическую систему для измерения кривизны позвоночника с использованием переднезадних (AP) изображений рентгеновских снимков позвоночника. Из-за характеристик изображений AP view мы сначала уменьшили размер изображения, а затем использовали гистограммы проекции интенсивности по горизонтали и вертикали, чтобы определить интересующую область позвоночника, которая затем обрезается для последующей обработки.Затем границы позвоночника, центральная линия изгиба позвоночника и передний план позвоночника обнаруживаются с использованием информации об интенсивности и градиенте интересующей области, и затем применяется подход с прогрессивной пороговой обработкой для обнаружения местоположения позвонков. Чтобы уменьшить влияние несогласованного распределения интенсивности позвонков на AP-изображении позвоночника, мы применили подходы сверточной нейронной сети с глубоким обучением (CNN), которые включают U-Net, Dense U-Net и Residual U-Net, чтобы сегментируйте позвонки.Наконец, результаты сегментации позвонков реконструируются в полное сегментированное изображение позвоночника, а кривизна позвоночника рассчитывается на основе критерия угла Кобба. В экспериментах мы показали результаты сегментации и искривления позвоночника; Затем специалисты сравнили результаты с ручными измерениями. Результаты сегментации остаточной U-Net были лучше, чем у двух других сверточных нейронных сетей. Односторонний тест ANOVA также продемонстрировал, что три измерения, включая ручные записи двух разных врачей, и предложенные нами результаты измерений не сильно различались с точки зрения измерения кривизны позвоночника.В перспективе предлагаемую систему можно применять в клинической диагностике, чтобы помочь врачам лучше понять степень тяжести сколиоза и для клинического лечения.

1. Введение

Позвоночник - одна из важнейших частей человеческого тела. Он обеспечивает человека многими важными функциями, например, несет вес тела и защищает спинной мозг и нервы внутри. Как показано на рисунке 1, позвоночник состоит из 33 позвонков, которые разделены на пять областей: шейный (C1 – C7), грудной (T1 – T12), поясничный (L1 – L5), крестец (S1 – S5) и копчик ( Co1 – Co4).Верхние 24 позвонка разделены и подвижны, обеспечивая гибкость позвоночника. 9 нижних позвонков фиксируются, 5 крестцовых позвонков сливаются, образуя крестец, а 4 копчиковых позвонка обычно сливаются, образуя копчик после подросткового возраста [1].


Нормальный позвоночник должен быть прямым и располагаться по центру над тазом при осмотре спереди и сзади. Сколиоз - это состояние, при котором позвоночник неправильно изгибается влево или вправо и когда изгиб позвоночника вбок превышает 10 градусов.Позвоночник человека со сколиозом будет иметь вид C- или S-образной кривой, как показано на рисунке 2.


Симптомы, связанные со сколиозом, могут включать боль в спине или плечах, остеоартрит и даже респираторные или сердечные проблемы в тяжелых случаях. . Чтобы установить диагноз сколиоза, врач измеряет степень искривления позвоночника на изображениях, таких как рентген, компьютерная томография и МРТ. Наиболее распространенной количественной оценкой сколиоза является угол Кобба [4], который первоначально был предложен американским хирургом-ортопедом Джоном Робертом Коббом.Угол Кобба был официально принят в качестве стандартной количественной оценки сколиоза Обществом исследования сколиоза (SRS), основанным в 1966 году. Измерение угла Кобба включает оценку угла между двумя касательными верхней и нижней концевых пластин верхнего и нижнего концов. позвонка соответственно, как показано на рисунке 3. Степень тяжести сколиоза определяется с использованием угла Кобба, как показано в таблице 1. Состояние позвоночника связано с искривлением позвоночника, а не со сколиозом, когда угол Кобба меньше 10 градусов. .Угол Кобба в диапазоне от 10 до 20 градусов считается легким сколиозом. Тяжесть сколиоза умеренная, когда угол Кобба составляет от 20 до 40 градусов. Угол Кобба более 40 градусов указывает на тяжелый сколиоз.



Угол Кобба Определение

0 ° –10 ° Искривление позвоночника
10 ° –20 ° Легкий сколиоз
20 ° –40 ° Умеренный сколиоз
> 40 ° Тяжелый сколиоз

Текущий широко принятый стандарт диагностики и лечения сколиоза - это руководство измерение углов Кобба, которое относится к внутренней кривизне туловища позвоночника.Несмотря на то, что ручное измерение работает в течение последнего десятилетия, клиницистам сложно проводить точные измерения из-за большого анатомического разнообразия пациентов из разных возрастных групп и низкого тканевого контраста рентгеновского изображения позвоночника. Обычно это приводит к большому количеству ошибок между наблюдателем или внутри наблюдателя. Таким образом, разработка автоматизированных компьютерных измерений является важной темой исследования для обеспечения надежной и надежной количественной оценки сколиоза.

В литературе много статей, посвященных интересным актуальным темам. Giannoglou и Stylianidis [6] представили обзорную статью о вычислении угла Кобба и методах моделирования на основе изображений для измерения деформаций позвоночника. В этой статье измерение угла Кобба включает в себя обработку рентгеновского изображения, которая пытается определить расположение позвонков, чтобы вычислить угол Кобба для каждого рентгеновского изображения позвоночника в AP-проекции. В общем, последовательность обработки изображения включает следующие этапы: (а) получение изображения, (б) определение угла позвонка и (в) заключительный этап для общей оценки кривизны позвоночника.

Moura et al. [7] предложили набор методов для (1) изоляции позвоночника путем удаления других костных структур, (2) определения местоположения позвонков вдоль позвоночника с использованием метода прогрессивного порога и (3) определения боковых границ позвонков. Автор использовал древовидную структуру данных, чтобы удалить избыточную информацию и объединить слишком маленькие области. Выявленные границы позвонков использовали для измерения угла кривизны позвоночника по Коббу. Okashi et al. [8] предложили полностью автоматическое решение для сегментации позвоночника и количественной оценки кривизны по рентгеновским изображениям мышей.Их подход состоит из трех этапов: подготовка интересующей области, сегментация позвоночника и количественная оценка кривизны позвоночника. Этап предварительной обработки интересующей области включает три операции: (а) выравнивание скелета мыши, (б) обрезка области интереса и (в) уменьшение шума и улучшение обрезанной области интереса. На этапе сегментации позвоночника сначала используется метод Оцу для получения первоначальной сегментации, а затем ее дальнейшее уточнение. Уточнение сначала применяет две операции морфологии градаций серого для шляпки и верхнего бота, чтобы уменьшить шум и максимизировать контраст.Затем граница корешка уточняется с помощью сложного итеративного процесса для определения значения высокой интенсивности для изменения пикселей границы. Наконец, методы полиномиальной аппроксимации применяются для уточнения краев корешка. Для измерения кривизны позвоночника предлагаются два разных индекса и. У этого метода были некоторые недостатки: (а) он требует сложных методов обработки изображений для сегментации позвоночника и (б) он не разделяет каждый позвонок, который не может вычислить наиболее полезную меру, а именно угол Кобба.

Mukherjee et al. [9] выбрал лучший фильтр из четырех методов шумоподавления: двусторонние фильтры [10], нелокальные фильтры средних значений [11], словари основных окрестностей, нелокальные средства фильтрации [12] и трехмерная фильтрация сопоставления блоков [13]. Из-за плохого контраста рентгенограмм для повышения контрастности изображения применялось выравнивание гистограммы, а для определения краевых точек позвонков использовался метод определения порогового значения Оцу. Наконец, преобразование Хафа [14] было использовано для обнаружения двух прямых линий верхней замыкательной пластинки самого верхнего задействованного позвонка и нижней замыкательной пластинки самого нижнего вовлеченного позвонка.Две обнаруженные линии затем использовались для нахождения углов Кобба для сравнения. Lecron et al. [15] предложили метод обучения, который сочетает в себе локальные дескрипторы масштабно-инвариантного преобразования признаков (SHIF) [16] с мультиклассовой SVM для обнаружения передних углов позвонков. Однако эти методы требуют сложных этапов обработки изображений, которые включают фильтрацию изображения, улучшение, сегментацию и извлечение признаков для получения оценки позвонка, что делает эти методы дорогостоящими с точки зрения вычислений и допускающими ошибки, вызванные вариациями рентгеновских изображений позвоночника.

Недавно глубокие сверточные нейронные сети (CNN) продемонстрировали огромный потенциал в области анализа медицинских изображений [17, 18]. В отличие от традиционных методов машинного обучения, глубокие нейронные сети не требуют никаких вручную созданных функций для обучения и могут быть обучены от начала до конца для обнаружения объектов и семантической сегментации. Таким образом, сеть CNN является подходящим выбором для извлечения позвоночных областей позвоночника. В области сегментации биомедицинских изображений недавние успехи в точной сегментации изображений были достигнуты за счет использования архитектуры U-Net [19].В U-Net контекстная информация распространяется на уровни повышающей дискретизации путем объединения выходных данных нижних уровней в верхние уровни, обеспечивая больше каналов функций. Аль Ариф и др. [20] применили U-Net и U-Net с учетом формы для сегментации шейных позвонков. Авторы изменили операцию кадрирования и копирования на операцию конкатенации, которая получила средний коэффициент подобия Dice (DSC) 0,9438 для U-Net и 0,944 для U-Net с поддержкой формы. Авторы также сравнили с другими методами, такими как ASM-G [21], ASM-M [22] и ASM-RF [23].Их ДСК 0,774, 0,877 и 0,883. Эти результаты показывают, что эффективность предлагаемой нами работы очень близка к работе [24] и должна быть лучше, чем вышеупомянутые методы [21–23]. Кроме того, модификации U-Net, такие как Residual U-Net [24] и Dense U-Net [25], также были применены для сегментации грудного и поясничного позвонков для сравнения.

В этой статье мы предложили автоматическую систему измерения кривизны позвоночника по рентгеновским снимкам. Блок-схема предлагаемой системы представлена ​​на рисунке 4.Предлагаемая система включает четыре этапа: выделение области позвоночника, обнаружение позвонков, сегментацию позвонков и количественную оценку кривизны позвоночника. Этап изоляции области позвоночника начинается с процедуры предварительной обработки изображения, которая включает изменение размера входного изображения и обрезку интересующей области (ROI) позвоночника. После этого применяются методы обработки изображений для обнаружения местоположения позвонков с использованием метода прогрессивного порога. Затем мы применяем сверточную нейронную сеть (CNN) для сегментации позвонков.В отличие от работы Moura et al. [7], мы использовали аналогичный механизм голосования для разделения каждого позвонка. Заключительный этап - вычисление искривления позвоночника с применением критерия измерения угла Кобба.


Остальная часть статьи организована следующим образом. Раздел 2 знакомит с предлагаемыми методами и данными экспериментов. Результаты экспериментов и обсуждение предложенной системы находятся в разделе 3. Наконец, в разделе 4 представлены выводы и будущие работы.

2. Материалы и методы
2.1. Экспериментальные материалы

Рентгеновские изображения позвоночника, использованные в экспериментах, были получены в больнице Национального университета Ченг Кунг с использованием медицинской системы визуализации EOS (компания EOS, Париж). Перед экспериментами все участники были проинформированы о целях и процедурах исследования, которые включают удаление идентификационных данных для защиты конфиденциальности и подписанные формы согласия, утвержденные институциональным советом по надзору больницы национального университета Ченг Кунг (номер IRB: A-ER-105- 013).Изображения представляют собой двумерные рентгеновские изображения позвоночника в передне-заднем виде (вид AP) в формате оттенков серого, как показано на рисунке 5, с размером ширины: от 1056 до 3028 пикселей и высоты: от 1996 до 5750 пикселей. В общей сложности в этом исследовании было использовано тридцать пять изображений, полученных от молодых людей, страдающих сколиозом, на каждом из которых изображен весь позвоночник, который включает 12 грудных и 5 поясничных позвонков для последующего процесса сегментации. Большинство рентгеновских изображений позвоночника имеют размер около 3000 × 5000 пикселей.


2.2. Предлагаемые методы
2.2.1. Изоляция области позвоночника

Этап изоляции области позвоночника применяется для определения интересующей области (ROI) позвоночника. Чтобы сделать обработку более эффективной, мы сначала уменьшаем размер всех изображений AP просмотра позвоночника до четверти от исходного размера. На этом этапе мы сфокусировались на области между грудным и поясничным позвонками (то есть от T1 до L5 позвонков) на рентгеновских изображениях позвоночника в AP-проекции. Область определяется как интересующая область позвоночника (ROI позвоночника).На рисунке 5 показаны столбцы изображения с более яркими пикселями, указывающими столбцы, в которых расположен корешок. Поэтому сначала мы выравниваем по вертикали большие структуры, включая голову, позвоночник и бедра, а затем вычисляем гистограмму интенсивности вертикальной проекции. Мы выбираем столбцы, которые находятся между средней интенсивностью плюс или минус одно стандартное отклонение в качестве левой и правой границ области интереса, как показано на рисунке 6. Еще одно интересное наблюдение из рисунка 5 заключается в том, что интенсивность позвоночника возле грудных позвонков относительно низкая, но области позвоночника более яркими.В результате мы использовали гистограмму интенсивности горизонтальной проекции для обнаружения самых низких экстремумов в качестве верхней границы области интереса и положения самого большого прерывистого положения в качестве нижней границы, как показано на рисунке 6. Обнаруженная область интереса позвоночника затем обрезается для последовательное обнаружение и сегментация позвоночника.


2.2.2. Обнаружение позвонков

После извлечения области позвоночника мы дополнительно определяем расположение позвонков на изображении ROI позвоночника. В общем, позвоночник обычно проявляется с более высокой интенсивностью в области интереса обрезанного позвоночника; следовательно, мы можем обнаружить края позвоночника, используя суммы интенсивности и градиента.Есть три шага для обнаружения позвонков: (1) обнаружение сегмента центральной линии (CLS), (2) определение границы позвоночника и (3) обнаружение позвонков. Подробности описаны ниже.

Первым шагом при обнаружении позвонков является определение сегмента центральной линии (CLS) позвонков. На этом этапе многие прямоугольные окна размером H, × W пикселей перекрываются и размещаются с шагом в один пиксель вдоль верхней части области интереса корешка слева направо.Вычисляются суммы интенсивности внутри каждого прямоугольного окна. Если одно прямоугольное окно имеет наибольшую сумму интенсивностей, верхняя средняя точка этого окна используется в качестве первой контрольной точки для CLS, как показано на рисунке 7 (a). Затем текущее прямоугольное окно с максимальной суммой яркости перемещается вниз на p пикселей, а затем инициируется поиск следующей контрольной точки в интервале q пикселей с обеих его сторон. Этот поиск сдвигается на один пиксель один раз, а затем записывает сумму яркости соответствующего окна.Окно с максимальной суммой значений интенсивности затем назначается текущему окну, а его верхняя средняя точка определяется как вторая контрольная точка для CLS. Подобные процедуры повторяются до тех пор, пока не будут обнаружены n опорных точек, и затем они будут помещены в CLS методом полиномиальной аппроксимации, как показано на рисунке 7 (a).

На втором этапе определяются граничные точки позвоночника вдоль нормального направления обнаруженного сегмента центральной линии. На этом втором шаге используются два маленьких соседних окна, каждое размером 11 × 5 пикселей.Пара соседних окон перемещается не более чем на на пикселей по обеим сторонам в нормальных направлениях соответствующей точки CLS, как показано на рисунке 7 (b). Верхняя середина пары окон-братьев выбирается в качестве граничной точки позвоночника, когда их разница в интенсивности максимальна, как показано на рисунке 7 (b). Процедура определения границ продолжается до тех пор, пока не будут исследованы все точки КЛС. Соответствующее текущее окно конечной точки для этого CLS реконструируется для последовательного обнаружения CLS, пока не будут найдены все границы позвоночника.Наконец, все граничные точки позвоночника с каждой стороны зависимо подгоняются полиномиальной подгонкой с тремя степенями к границе позвоночника. В экспериментах задавались следующие параметры: H = 51, W = 13, p = 12, q = 10, r = 40 и n = 6.

Один раз. Получены правая и левая границы позвоночника, среднюю точку пары границы на горизонтальной линии мы рассматриваем как точку линии центральной кривой позвоночника (ЦОК).Полная линия CSC и область переднего плана позвоночника нарисованы на рисунках 8 (a) и 8 (b). Затем результаты применяются в заключительной процедуре обнаружения позвонков. Область позвоночника, ограниченная двумя ограничивающими линиями, поровну делится на три области: левую, среднюю и правую, как показано на Рисунке 8 (c). Левая и правая области используются для создания пороговых изображений с пороговыми значениями.

На рис. 8 (d) показано изображение, на котором область позвонков всегда отображается в наиболее яркой области.Интенсивность каждого изображения обычно проецируется на линию CSC, а затем суммируется в их гистограмме проекции. Преобразованная проекция создается с помощью следующего уравнения: где - индекс гистограммы, то есть где - размер ячейки гистограммы. Как правило, β - это длина центральной линии позвоночника. Накопленная гистограмма представляет собой сумму всего, показанного следующим образом:

Вычисление для гистограммы P выглядит как механизм голосования; точнее, пиксели области межпозвоночного диска всегда имеют большее значение, чем пиксели позвонка.Значение гистограммы в позвонках почти всегда устанавливается равным 0. Чтобы получить прямоугольную область интереса (ROI) для позвонка, мы сначала выбираем каждое резкое изменение в порядке возрастания гистограммы P в качестве начальной точки A. Как правило, начальная точка всегда находится на нижней границе каждого позвонка, то есть на границе между позвонком и нижним межпозвонковым диском. Начиная с каждой точки A вдоль линий CSC, мы извлекаем субгистограмму из 15 бинов без перекрытия из соответствующей P-гистограммы.Первое обнаружение глобального максимума каждой субгистограммы указывает положение горизонтальной граничной линии ROI соответствующих позвонков. ROI позвонков, окруженных двумя соседними горизонтальными линиями, и граница позвоночника определяется как интересующая область позвонков, как показано на рисунке 8 (d).

2.2.3. Сегментация позвонков

После этапа обнаружения позвонков мы получаем 17 интересующих областей позвонков (ROI) каждого изображения позвоночника. На изображениях позвоночника в обзоре AP интенсивность позвонков значительно различается, но в целом шейные позвонки обычно имеют низкую интенсивность, а поясничные позвонки - очень высокую.Несогласованность по интенсивности затрудняет сегментирование с использованием только простых методов обработки изображений. Таким образом, современные методы сверточной нейронной сети (CNN) стали мощной альтернативой для решения проблемы несогласованности интенсивности. По сути, CNN - это сквозной механизм, в котором входами в CNN являются исходные изображения без применения какой-либо процедуры обработки изображений. Все интересующие области позвонков масштабируются как входные изображения с размером 256 × 128 пикселей для сегментации CNN.Затем мы применили три разные сверточные нейронные сети (CNN): U-Net, Residual U-Net и Dense U-Net, чтобы сегментировать позвонки и для сравнения.

U-Net основан на структуре кодер-декодер, которая была первоначально разработана и использовалась для сегментации биомедицинских изображений [19], как показано на рисунке 9.


Мы пересмотрели исходную архитектуру U-Net, чтобы она подходила для сегментация позвонка, как показано на рисунке 10. Левая сторона предлагаемой U-Net - это часть кодера, а правая сторона - часть декодера.Часть кодировщика применяет свертку и понижающую дискретизацию для извлечения информации в карты характеристик из входного изображения. Часть декодера восстанавливает карту предсказания из закодированных карт характеристик, используя повышающую дискретизацию и конкатенацию соответствующих карт характеристик со стороны кодера. В исходной U-Net операция кадрирования и копирования должна обрезать центральную область карты характеристик части кодера, а затем объединить их с соответствующей картой характеристик на этапе декодера. Однако операция посева всегда теряет важную информацию о сегментации позвонков.Чтобы избежать потери важной информации, мы заменяем исходную операцию кадрирования и копирования операцией конкатенации в дизайне U-Nets. Подобная стратегия также была принята в других источниках [20]. Изображение ROI позвонка размером 256 × 128 пикселей было введено в сеть для сегментации.


В сверточных слоях выполнялась операция со сверткой фильтра 3 × 3, за которой следовали выпрямленный линейный блок (ReLU) [26] и пакетная нормализация (BN) [27], которые применялись как в кодере, так и в декодер часть сети.Свертка применяется обучаемыми фильтрами для извлечения функций из входного изображения.

В нашей сети свертка изображения выполняется фильтрами размером 3 × 3, шаг 1 для генерации карт характеристик. Уравнение свертки обозначается следующим образом: где и

.

Искривление позвоночника | Сколиоз SOS

У этих трех разных условий много общего, но важно понимать разницу между ними. Читайте дальше, чтобы узнать все об этих трех искривлениях позвоночника - их причинах, симптомах и способах лечения.

Каждое из этих состояний характеризуется искривлением позвоночника. Чтобы определить, есть ли у вас сколиоз, гиперкифоз или гиперлордоз, вам нужно будет посмотреть на направление и расположение кривой - например, сколиоз идет боком, а гиперкифоз - это искривление верхней части спины вперед.

Чтобы лучше понять различия, представим себе трех разных людей: одного со сколиозом, другого с гиперкифозом и одного с гиперлордозом.

Выберите условие, чтобы узнать о нем больше:

Сколиоз

  • Сколиоз
  • Гиперкифоз
  • Гиперлордоз

Сколиоз

У нашего больного сколиозом позвоночник сильно изогнут вбок.Скорее всего, это женские особи, так как сколиоз чаще встречается у женщин, чем у мужчин. Если у пациента со сколиозом нет основного состояния, такого как синдром Марфана или мальформация Киари, его искривление позвоночника, вероятно, не имеет четкой причины (это известно как идиопатический сколиоз). Если это так - а это происходит примерно в 80% случаев - вполне вероятно, что у пациента впервые был диагностирован сколиоз в возрасте от 10 до 15 лет.

Гиперкифоз

У нашего пациента с гиперкифозом чрезмерное искривление вперед в верхней части позвоночника. Скорее всего, это будет мужчина, так как гиперкифоз чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Позвоночник этого пациента может быть искривлен из-за болезни Шейермана или другой аномалии, но в равной степени его искривление могло быть вызвано просто неправильной осанкой и / или старением.

Гиперлордоз

Гиперлордоз и гиперкифоз не слишком похожи, но наш пациент с гиперлордозом имеет чрезмерно изогнутую позу в нижней части позвоночника (тогда как гиперкифоз влияет на верхнюю часть позвоночника). Гиперлордозный позвоночник может быть результатом генетических заболеваний, таких как ахондроплазия, или факторов окружающей среды, таких как ожирение.Интересно, что гиперлордоз довольно распространен среди профессиональных танцоров, у которых может развиться искривление позвоночника из-за большой нагрузки, которую они оказывают на свое тело.

Что вызывает искривление позвоночника?

Искривление позвоночника может быть вызвано самыми разными причинами. Щелкните условие, чтобы увидеть его наиболее частые причины.

Сколиоз

  • Сколиоз
  • Гиперкифоз
  • Гиперлордоз

Причины сколиоза


По данным Национальной службы здравоохранения, примерно 8 из 10 случаев сколиоза не имеют известной причины.Это называется идиопатическим сколиозом, и считается, что он имеет генетическую природу.

Если сколиоз не является идиопатическим, он может быть вызван:

  • Детский церебральный паралич - Это состояние обычно влияет на координацию и движения пациента, но также может вызывать неправильную осанку. Узнайте больше здесь>
  • Синдром Марфана - Это наследственное заболевание, поражающее соединительные ткани организма, что может повлиять на позвоночник пациента.Узнайте больше здесь>
  • Мышечная дистрофия - Это генетическое заболевание со временем ослабляет мышцы, и это постепенное ослабление может привести к ряду причин, в том числе к искривлению позвоночника. Узнайте больше здесь>
  • Врожденные дефекты - Некоторые больные сколиозом рождаются с этим заболеванием. В утробе матери их позвоночник развился неправильно, что привело к искривлению позвоночника. Узнайте больше здесь>

Причины гиперкифоза

Гиперкифоз часто является результатом болезни Шейермана , состояния, при котором позвонки (маленькие кости, составляющие позвоночник) приобретают форму клина.Болезнь Шейерманна обычно поражает молодых людей.
Другие причины гиперкифоза включают:
  • Плохая осанка - Если вы постоянно сутулитесь, сидя на стуле, у вас может развиться гиперкифоз в более позднем возрасте.
  • Врожденные проблемы - Иногда причина гиперкифоза может быть врожденной. Если позвоночник ребенка неправильно развивается в утробе матери, это может привести к его искривлению в более позднем возрасте; это будет продолжать прогрессировать и ухудшаться по мере роста их позвоночника.
  • Основные состояния - Артрит, остеопороз, расщепление позвоночника, инфекции позвоночника и опухоли могут привести к гиперкифозу.

Причины гиперлордоза

Гиперлордоз обычно вызывается плохой осанкой , но он также может быть связан с:
  • Ожирение
  • Дискит (воспаление дискового пространства между костями позвоночника, обычно в результате инфекции)
  • Ахондроплазия (заболевание, при котором кости не растут нормально, что приводит к низкому росту и - в некоторых случаях - гиперлордозу)
  • Сидеть или стоять длительное время
  • Травма / травма
.

Диагноз сколиоза

Идиопатический сколиоз обычно сначала выявляется во время регулярного осмотра у педиатра или обычного скрининга в школе; или, возможно, родитель или учитель замечают и комментируют возможное искривление позвоночника вбок.

Официальный диагноз идиопатического сколиоза требует рентгеновского подтверждения аномального бокового искривления и вращения позвоночника, а также исключения других возможных причин деформации (таких как болезнь Шейермана, ювенильное расстройство межпозвоночного диска или анкилозирующий спондилит).

объявление

Тест Адама на изгиб вперед

Первым шагом к диагностике идиопатического сколиоза обычно является тест Адама с наклоном вперед, который в первую очередь направлен на выявление аномального вращения позвоночника.

См. Нормальную анатомию позвоночника

В этом тесте медицинский работник наблюдает за пациентом, который наклоняется вперед в талии на 90 градусов, руки вытянуты к полу, а колени прямые. Из этого положения большинство признаков сколиоза, которые проявляются в виде асимметрии, четко видны на позвоночнике и / или туловище, например:

  • Одна лопатка или лопатка выше другой
  • Ребристая клетка выглядит выше с одной стороны (также называется выступом ребра)
  • Одно бедро кажется выше или заметнее другого
  • Талия выглядит неровной
  • Кузов наклоняется в сторону
  • Одна нога может казаться короче другой

Тест Адама с наклоном вперед может быть полезен при обнаружении сколиоза в верхней или средней части спины, где обычно возникает идиопатический сколиоз.Однако тест с наклоном вперед не так эффективен при обнаружении сколиоза в пояснице, потому что он не включает ротацию ребер.

Сколиометр для измерения вращения позвоночника

Как часть теста на наклон вперед, врач может использовать сколиометр, также называемый инклинометром, для оценки угла поворота туловища (ATR). Пока пациент все еще наклоняется вперед, врач может положить сколиометр на спину в той области или областях, где асимметрия наиболее заметна.

См. Специалистов по лечению боли в спине

Как правило, если регистрируется ATR не менее 5 градусов, пациента либо назначают на контрольное обследование, либо направляют к врачу, который может визуализировать спину для более точного исследования сколиоза. 1 , 2 Для определения степени искривления и подтверждения сколиоза требуется рентгеновское исследование.

объявление

Измерение угла Кобба

Боковой изгиб сколиоза описывается углом Кобба.Используя рентгеновский снимок всего позвоночника, угол Кобба определяют путем проведения перпендикулярной линии от наиболее наклоненного позвонка над вершиной бокового изгиба и второй перпендикулярной линии от наиболее наклонного позвонка под верхушкой. Угол, образованный на стыке этих двух линий, и есть угол Кобба.

Сохранить

Для измерения угла Кобба используются верхушечный позвонок и наиболее наклонный позвонок выше и ниже верхушки.

Угол Кобба не менее 10 градусов обычно считается пограничным при диагностике сколиоза.

См. Руководство по измерению и лечению углов Кобба

Ключевые компоненты диагностики сколиоза

При диагностике идиопатического сколиоза необходимо учитывать 3 ключевых компонента:

  • Боковая кривизна. Боковое (боковое) искривление позвоночника измеряется по углу Кобба. Чем больше угол Кобба, тем больше деформация позвоночника.
  • Осевое вращение. Помимо искривления вбок, позвоночник ненормально вращается вдоль вертикальной оси.Вращение позвоночника может повлиять на вращение ребер, а также на жесткость изгиба.
  • Зрелость скелета. Часто оценивается по признаку Риссера (количество кальциноза на ребристой вершине бедренной кости, видимое на том же рентгеновском снимке, что и угол Кобба), степень остаточной зрелости скелета имеет решающее значение для принятия решения о лечении сколиоза у детей и подростков.

Понимание этих компонентов диагноза сколиоза может помочь медицинской бригаде оценить тяжесть кривой, вероятность прогрессирования и какие варианты лечения могут быть наилучшими.

См. Общеукрепляющее лечение идиопатического сколиоза

Идиопатический сколиоз - диагноз исключения

Идиопатический означает, что причина неизвестна. Таким образом, идиопатический сколиоз технически невозможно диагностировать, пока не будут исключены другие типы сколиоза. Другие типы сколиоза могут включать:

  • Врожденный сколиоз. Этот тип сколиоза присутствует с рождения и является результатом неправильного формирования позвоночника.
  • Нервно-мышечный сколиоз. Многие типы нервно-мышечных состояний могут привести к мышечным заболеваниям спины, которые приводят к сколиозу. Несколько примеров включают церебральный паралич и миелодисплазию.
  • Дегенеративный сколиоз. Этот тип дегенеративного сколиоза, также называемый сколиозом взрослого человека, возникает в результате повреждения фасеточных суставов позвоночника.
  • Неструктурный сколиоз. Этот тип сколиоза, также известный как функциональный сколиоз, возникает по временной причине, которая влияет только на боковое искривление без вращения позвоночника.Например, разница в высоте ног может потенциально вызвать искривление позвоночника в сторону, которое исправляется с помощью вставки для обуви.

Сколиоз обычно классифицируется как идиопатический, если он не присутствовал при рождении и не может быть связан с нервно-мышечной, дегенеративной или другой причиной.

Список литературы

  • 1. Коэльо DM, Bonagamba GH, Oliveira AS. Сколиометрические измерения пациентов с идиопатическим сколиозом. Braz J Phys Ther. 2013; 17 (2): 179-84.
  • 2. Хорн Дж. П., Фланнери Р., Усман С. Идиопатический сколиоз в подростковом возрасте: Диагностика и лечение. Я семейный врач. 2014; 89 (3): 193-198.
.

Искривление позвоночника | патология

Искривление позвоночника , любое из группы отклонений нормального искривления позвоночника, включая сколиоз, лордоз и кифоз.

сколиоз

Рентгеновский снимок бокового отклонения позвоночника при сколиозе.

© Энтони Риччи / Shutterstock.com

Британская викторина

44 вопроса из самых популярных викторин «Британника» о здоровье и медицине

Что вы знаете об анатомии человека? Как насчет медицинских условий? Мозг? Вам нужно будет много знать, чтобы ответить на 44 самых сложных вопроса из самых популярных викторин Britannica о здоровье и медицине.

Сколиоз - это боковое или боковое отклонение позвоночника или позвоночного столба. Состояние обычно включает две кривые - исходную аномальную кривую и развивающуюся позже компенсационную кривую. Возможные причины сколиоза включают асимметричное развитие мускулатуры спины, груди или живота, что может наблюдаться при полиомиелите или церебральном параличе; значительная разница в длине ног; или порок развития или заболевания позвоночного столба и связанных структур, например, при спондилите, расщеплении позвоночника, переломах, вывихах, полупозвонках или рахите.Лечение, которое зависит от причины, обычно включает ортопедическую операцию, использование вытяжения, ношение скобок для тела или шеи и упражнения.

Лордоз, или раскачивание, представляет собой увеличенное искривление в поясничной (от середины к низу) области позвоночного столба, и это может быть связано со спондилолистезом, воспалением межпозвонкового диска или ожирением. Кифоз, обычно называемый круглоспинным, горбатым или горбатым, представляет собой повышенную кривизну грудного (верхнего) позвоночного столба; это может быть вызвано врожденной аномалией позвоночника, развитием клиновидных позвонков в подростковом возрасте (болезнь Шейермана) или другими состояниями, такими как остеопороз или туберкулезный спондилит (болезнь Потта).

.

Смотрите также

Site Footer