Сравнение возможностей диагностики сколиоза при скрининге школьников методами компьютерной оптической топографии и видеорастерстереографии с использованием топографов ТОДП и Formetric

Цель исследования.  Анализ результатов диагностики сколиоза при обследовании одной и той же группы школьников топографами ТОДП и Formetric.

Материал и методы. Обследованы 364 школьника (197 девочек и 167 мальчиков, средний возраст 8,92 ± 1,90 года), разделенных на 3 возрастные группы: 6–8 лет (n = 135, средний возраст 7,22 ± 0,70 года), 8–10 лет (n = 134, средний возраст 8,95 ± 0,56 года), 10–12 лет (n = 95, средний возраст 11,35 ± 1,59 года). Детей поочередно обследовали методами компьютерной оптической топографии и видеорастерстереографии на двух топографах: ТОДП (2021 г. выпуска, ПО WTOPO 5.4-2021) и Formetric 4D (2015 г. выпуска, ПО DICAM2.6.4). Для ТОДП использовали 3 стандартных для скрининга позы, для Formetric – одну с усреднением 12 кадров.

Результаты. Полученная статистика по распределению топографических аналогов угла Cobb (для ТОДП – угла латеральной асимметрии, для Formetric – угла сколиоза) показала значительное расхождение процента выявленного сколиоза: 0–5° – 50,0 % (ТОДП) и 4,10 % (Formetric); 5–7° – 33,8 % и 9,3 %; 7–9° – 12,4 % и 17,9 %; 9–15° – 3,8 % и 51,6 %; 15–25° – 0,0 % и 16,2 %; 25–50° – 0,0 % и 0,8 % соответственно. По группам клинически значимый сколиоз (9° и более) составил для ТОДП 3,7 %, 2,2 %, 6,6 % (средний – 3,8 %), для Formetric – 71,1 %, 70,1 %, 63,2 % (средний – 68,7 %). При этом на ТОДП выявлено только 14 случаев клинически значимого сколиоза (от 9 до 15°), в том числе 9 структуральных и 5 компенсаторных сколиозов, а по данным Formetric – 250 сколиозов (188 – от 9 до 15°, 59 – от 15 до 25°, 3 – от 25 до 37°). Для девяти структуральных сколиозов (по ТОДП) диагноз Formetric совпал полностью только в двух случаях и в трех (55,0 %) – частично, а в пяти случаях компенсаторного сколиоза (по ТОДП) совпал полностью в трех случаях и в одном – частично (80,0 %).

Заключение. По результатам топографического скрининга 364 школьников на топографе ТОДП выявлено 3,8 % сколиозов 9° и более, что соответствует средним данным по скринингу в ряде стран мира. По результатам обследования на топографе Formetric у тех же школьников выявлено 68,7 % сколиозов 9° и более, что позволяет судить о гипердиагностике и сделать вывод о слабой пригодности Formetric для топографического скрининга сколиоза у школьников.

1. Михайловский М.В., Фомичев Н.Г. Хирургия деформаций позвоночника. Новосибирск, 2011. [Mikhailovsky MV, Fomichev NG. Surgery of Spinal Deformities. Novosibirsk, 2011].

2. Lonstein JE. Screening for spinal deformities in Minnesota schools. Clin Orthop Relat Res. 1977;(126):33–42.

3. Takasaki H. Moire topography. Appl Opt. 1970;9:1467–1472. DOI: 10.1364/AO.9.001467.

4. Grivas TB, Wade MH, Negrini S, O’Brien JP, Maruyama T, Hawes MC, Rigo M, Weiss HR, Kotwicki T, Vasiliadis ES, Sulam LN, Neuhous T. SOSORT consensus paper: school screening for scoliosis. Where are we today? Scoliosis. 2007;2:17. DOI: 10.1186/1748-7161-2-17.

5. Turner-Smith AR. Television scanning technique for topographic body measurements. Biostereometrics’82: Proc. SPIE. 1983;361:279–283.

6. Pearson JD, Dangerfield PH, Atkinson JT, Gomm JB, Dorgan JC, Hobson CA, Harvey DM. Measurement of body surface topography using an automated imaging system. Acta Orthop Belg. 1992;58 Suppl 1:73–79.

7. Wojcik AS, Phillips GF, Mehta MH. Recording of the back surface and spinal shape by the Quantec imaging system – a new technique the scoliosis clinic. J Bone Joint Surg Br. 1994;76 Suppl 1:10–11.

8. Drerup B, Hierholzer E. Back shape measurement using video rasterstereography and three-dimensional reconstruction of spinal shape. Clin Biomech (Bristol, Avon). 1994;9:28–36. DOI: 10.1016/0268-0033(94)90055-8.

9. Евразийский патент № 000111. Способ компьютерной оптической топографии тела человека и устройство для его осуществления // Сарнадский В.Н., Садовой М.А., Фомичев Н.Г. A61B 5/103 № 199600068; заявл. 26.08.96; опубл. 27.08.1998, Бюл. № 4. [Sarnadsky VN, Sadovoy MA, Fomichev NG. Method of computer optical topography of the human body and device for its implementation. EUR Patent 000111, appl. 26.08.1996; publ. 27.08.1998. Bull. 4].

10. Batouche M, Benlamri R, Kholladi MK. A computer vision system for diagnosing scoliosis using moire images. Comput Biol Med. 1996;26:33–53. DOI: 10.1016/0010-4825(96)00014-5.

11. Hill DL, Berg DC, Raso VJ, Lou E, Durdle NG, Mahood JK, Moreau MJ. Evaluation of a laser scanner for surface topography. Stud Health Technol Inform. 2002;88:90–94.

12. Treuillet S, Lucas Y, Crepin G, Peuchot B, Pichaud JC. SYDESCO: a laser-video scanner for 3D scoliosis evaluations. Stud Health Technol Inform. 2002;88:70–73.

13. Turner-Smith AR, Harris JD, Houghton GR, Jefferson RJ. A method for analysis of back shape in scoliosis. J Biomech. 1988;21:497–509. DOI: 10.1016/0021-9290(88)90242-4.

14. Frobin W, Hierholzer E. Video rasterstereography: a method for on-line measurement of body surfaces. Photogramm Eng Remote Sensing. 1991;57:1341–1345.

15. Drerup B, Hierholzer E. First experiences with clinical application of video rasterstereography. In: Surface Topography and Spinal Deformity, ed. by Alberti A, Drerup B, Hierholzer E. 1992;6:202–208.

16. Frerich JM, Hertzler K, Knott P, Mardjetko S. Comparison of radiographic and surface topography measurements in adolescents with idiopathic scoliosis. Open Orthop J 2012;6:261–265. DOI: 10.2174/1874325001206010261.

17. Bassani T, Stucovitz E, Galbuser F, Brayda Bruno M. Is rasterstereography a valid noninvasive method for the screening of juvenile and adolescent idiopathic scoliosis? Eur Spine J. 2019;28:526–535. DOI: 10.1007/s00586-018-05876-0.

18. Балдова С.Н. Клинико-нейрофизиологическая характеристика идиопатического сколиоза у детей: дис. … канд. мед. наук. Н. Новгород, 2009. [Baldova SN. Clinical and neurophysiological profile of idiopathic scoliosis in children: Extended abstract of MD/PhD Thesis. Nizhny Novgorod, 2009].

19. Багриновская И.Л. Сопоставимость оценки углов сколиотической деформации позвоночника начальных стадий по данным рентгена и компьютерной оптической топографии // Хирургия позвоночника. 2014. № 3. С. 32–37. [Bagrinovskaya IL. Comparability study of the X-ray and computer optical topography estimates of spinal deformity angles at early scoliosis stages. Hir. Pozvonoc. 2014;(3):32–37]. DOI: 10.14531/ss2014.3.32-37.

20. Сарнадский В.Н. Компьютерная оптическая топография. Расширение диапазона достоверной диагностики идиопатического сколиоза углом латеральной асимметрии системы ТОДП // Вестник Всероссийской гильдии протезистов-ортопедов. 2015. № 1 (59). С. 26. [Sarnadskiy VN. Computer optical topography. Expanding the range of reliable diagnosis of idiopathic scoliosis by means of the angle of lateral asymmetry of the TODP system. Bulletin of the All-Russian Guild of Orthopedic Prosthetists. 2015;(1):26].

21. Сарнадский В.Н., Михайловский М.В., Садовая Т.Н., Орлова Т.Н., Кузнецов С.Б. Распространенность структурального сколиоза среди школьников Новосибирска по данным компьютерной оптической топографии // Бюллетень сибирской медицины. 2017. Т. 16. № 1. С. 80–91. [Sarnadskiy VN, Mikhaylovskiy MV, Sadovaya TN, Orlova TN, Kuznetsov SB. Prevalence rate of structural scoliosis in school children of Novosibirsk according to the computed optical topography data. Bulletin of Siberial Medicine. 2017;16(1):80–91]. DOI: 10.20538/1682-0363-2017-1-80-91.

22. Цуканов А.Н., Валетко А.А., Малков А.Б., Зайцева Е.Ю., Николаев В.И., Чарнаштан Д.В. Использование оптического компьютерного томографа (Diers Formetric) в ранней диагностике деформаций позвоночника и стоп у детей // Современные проблемы радиационной медицины: от науки к практике: М-лы междунар. науч.-практ. конф. Гомель, 2015. С. 171–172. [Tsukanov AN, Valetko AA, Malkov AB, Zaitseva EYu, Nikolaev VI, Charnashtan DV. The use of optical computed tomography (Diers Formetric) in the early diagnosis of spinal and foot deformities in children. In: Modern Problems of Radiation Medicine: from Science to Practice. Materials of the international scientific-practical Conference, Gomel, 2015:171–172].

23. Sarnadskiy VN, Fomichev NG, Mikhailovsky MV. Use of functional tests to increase the efficiency of scoliosis screening diagnosis by COMOT method. Stud Health Technol Inform. 2002;91:204–210.

24. Sarnadskiy VN. Classification of postural disorders and spinal deformities in the three dimensions according to computer optical topography. Stud Health Technol Inform. 2012;176:159–163.

25. Schulthess W. The pathology and treatment of the spine. In: Joachimsthal Handbook of Orthopedic Surgery. Berlin: Gustav Fischer, 1905–1907.

26. Сарнадский В.Н., Михайловский М.В. Формализованная классификация сколиоза по типу структуральности дуг, их числу и локализации по данным КОМОТ // Достижения российской травматологии и ортопедии: М-лы XI Всероссийского съезда травматологов-ортопедов. Санкт-Петербург, 2018. Т. 1. С. 303–307. [Sarnadsky VN, Mikhaylovskiy MV. Formalized classification of scoliosis according to the type of curve structurality, quanity and localization according to COMOT findings. In: Achievements of Russian Traumatology and Orthopedics: Materials of the XI All-Russian Congress of Traumatologists and Orthopedists. Saint Petersburg, 2018;1:303–307].

27. Weiss HR. Conservative treatment effects on spinal deformities revealed by surface topography – a critical review of literature. Scoliosis. 2009;4 Suppl 1:O17.