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Z Orthop Ihre Grenzgeb 2002; 140(2): 165-170
DOI: 10.1055/s-2002-31535
Wirbelsäule

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Bestimmung des reellen Skoliosewinkels anhand von kernspintomographischen Wirbelsäulenganzaufnahmen im rekonstruierten Coronar- und Sagittalprofil

Calculation of 3-D deformity in scoliosis by MRI of the total spine in two perpendicular reconstructed planesF.  Gassel1, 3 , A.  Schmitz1 , R. Koenig2 , C.  Heinemann2 , O.  Schmitt1
  • 1Klinik und Poliklinik für Orthopädie der Rhein. Friedr.-Wilh.-Universität Bonn (Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. O. Schmitt)
  • 2Radiologische Klinik der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. H. H. Schild)
  • 3Sankt Rochus Klinik, Rehabilitationszentrum und Fachklinik für Orthopädie, Rheumatologie und Neurologie (Chefarzt der Abteilung für Orthopädie und Rheumatologie: Priv.-Doz. Dr. med. K. Rohe)
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Publication Date:
23 May 2002 (online)

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Zusammenfassung

Studienziel: Die Skoliose stellt ein komplexes dreidimensionales Geschehen dar, das nicht nur in der Frontalebene stattfindet. Bislang gab es zahlreiche Versuche, den reellen Skoliosewinkel zu bestimmen, welche jedoch eine erhöhte Strahlenexposition bedingten. Methode: 41 Mädchen und 7 Jungen mit insgesamt 79 skoliotischen Krümmungen gingen in die Untersuchung mit ein. Es wird die trigonometrische Methode zur Bestimmung des reellen Skoliosewinkels anhand von rekonstruierten MRT-Koronar- und Sagittalprofilen der Wirbelsäule beschrieben. Zusätzlich kann der Winkel zwischen der Sagittal- und Krümmungsebene bestimmt werden. Ergebnisse: 79 Krümmungen wurden nach der Methode von Cobb und nach unserer Methode bestimmt. Der niedrigste Cobb-Winkel betrug 11°, der höchste 59° (M = 23° ± 9°). Beim reellen Winkel lag die Spanne bei 12° bis 70° (M = 32° ± 14°). Somit hatte sich das Winkelwertspektrum deutlich in höhere Zahlen verschoben. Die Korrelation zwischen dem Cobb- und dem reellen Winkel fiel mit r = 0,37 (p < 0,0001) erwartungsgemäß gering aus. Schlussfolgerung: Zusammenfassend wird deutlich, dass der projizierte Cobb-Winkel umso schwächer und folglich ungenauer wird, je stärker die Ebene der (reellen) Krümmung aus der Frontalebene herausgedreht ist. Die vorgestellte Methode zur Bestimmung des reellen Skoliosewinkels zeichnet sich durch ihre fehlende Strahlenexposition aus.

Abstract

Aim: Scoliosis is a spinal deformity that is more complex and does not exist in one plane only. There have been many attempts to analyse three-dimensional spinal deformity, however, these procedures necessitate higher radiation doses. Method: In this study we define angles according to the Cobb Definition. By means of trigonometrical evaluation, 3D calculation of spinal deformity is demonstrated using MRI of the total spine in two reconstructed perpendicular planes. 3D spinal analysis was performed on 41 female and 7 male patients with scoliosis. Results: 79 angles were measured by using the Cobb angle in reconstructed coronal plane of MRI of the total spine and, in addition, by using our method. The scoliosis Cobb angles ranged from 11 - 59° (mean: 23° ± 9°), the real angles ranged from 12 - 70° (mean: 32 ± 14°). There was a poor correlation between Cobb angles and the 3D calculated angles (r = 0.37; p < 0.0001). Conclusion: Our method enables us to determine the real angle of scoliosis and to avoid techniques with any radiation risk for the patient.

Schlüsselwörter

Skoliosewinkel - dreidimensional - Krümmungsebene - MRT

Key words

Scoliosis - 3D - plane of curvature - MRI investigation

Literatur

  • 1 Heine J. Die Lumbalskoliose Eine Untersuchung zur Klinik und Prognose der Erkrankung. Bücherei des Orthopäden 26, Enke Stuttgart; 1980
    Google Scholar
  • 2 Birchall D, Hughes D G, Hindle J, Robinson L, Williamson J B. Measurement of vertebral rotation in adolescent idiopathic scoliosis using three-dimensional magnetic resonance imaging.  Spine. 1997;  22 (20) 2403-2407
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 3 Brown R H, Burstein A H, Nash C L, Schock C C. Spinal analysis using a three-dimensional radiographic technique.  J Biomech. 1976;  9 335-365
    PubMedGoogle Scholar
  • 4 DeSmet A A, Tarlton M A, Cook L T, Fritz S L, Dwyer S J. A radiographic method for three-dimensional analysis of spinal configuration.  Radiology. 1980;  137 343-348
    PubMedGoogle Scholar
  • 5 DeSmet A A, Asher M A, Cook L T, Goin J E, Scheuch H G, Orrick J M. Three-dimensional analysis of right thoracic idiopathic scoliosis.  Spine. 1984;  9 (44) 377-381
    PubMedGoogle Scholar
  • 6 Dickson R A, Lawton J O, Archer I A, Butt W P. The pathogenesis of idiopathic scoliosis.  J Bone Joint Surg. 1984;  66-B 8-15
    PubMedGoogle Scholar
  • 7 Dickson R A. Scoliosis: How big are you?.  Orthopedics. 1987;  10 (6) 881-887
    PubMedGoogle Scholar
  • 8 du Peloux J; Fauchet R, Faucon B, Stagnara P. Le plan d’election pour l’examen radiologique des cypho-scolioses.  Rev Chir Orthop. 1965;  51 (6) 517-524
    PubMedGoogle Scholar
  • 9 Gassel F. Einfache dreidimensionale Bestimmung des Skoliosewinkels anhand von Standard-Röntgenaufnahmen der Wirbelsäule in zwei Ebenen und ihre klinische Relevanz. lnaug Diss Köln; 1994
    Google Scholar
  • 10 G assel F, Schmidt J. Trigonometrische Herleitung zur Bestimmung des reellen Skoliosewinkels anhand von Standard-Röntgenaufnahmen der Wirbelsäule.  Osteologie. 2000;  9 (Suppl. 2) 106-107
    PubMedGoogle Scholar
  • 11 Hehne H J. Die Beurteilung radiologischer Untersuchungen für die differenzierte Behandlung von Skoliosen.  Radiologe. 1989;  29 (4) 159-163
    PubMedGoogle Scholar
  • 12 Herzenberg J E, Waanders N A, Closkey R F, Schultz A B, Hensinger R N. Cobb angle versus spinous process angle in adolescent idiopathic scoliosis.  Spine. 1990;  15 (9) 874-879
    PubMedGoogle Scholar
  • 13 Hindmarsh J, Larsson J, Mattson O. Analysis of changes in the scoliotic spine using a three-dimensional radiographic technique.  J Biomech. 1980;  13 279-290
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 14 Howell F R, Dickson R A. The deformity of idiopathic scoliosis made visible by computer graphics.  J Bone Joint Surg. 1989;  71-B 399-403
    PubMedGoogle Scholar
  • 15 Kanayama M, Tadano S, Kaneda K, Ukai T, Abunei K. A mathematical expression of three-dimensional configuration of the scoliotic spine.  J Biomech Eng. 1996;  118 247-252
    PubMedGoogle Scholar
  • 16 Kojima T, Kurokawa T. Rotation vector, a new method for representation of three-dimensional deformity in scoliosis.  Spine. 1992;  17 (11) 1296-1302
    PubMedGoogle Scholar
  • 17 Lawton J O, Dickson R A. The experimental basis of idiopathic scoliosis.  Clin Orthop. 1986;  210 9-17
    PubMedGoogle Scholar
  • 18 Lindahl O, Movin A. Measurement of the deformity in scoliosis.  Acta Orthop Scand. 1968;  39 291-302
    PubMedGoogle Scholar
  • 19 Liu X C, Fabry G, Labey L, van den Berghe L, vanAndekercke R, Molemaers G, Moens P. A new technique for the three-dimensional study of the spine in vitro and in vivo by using a motion-analysis system.  J Spinal Disord. 1997;  10 (4) 329-338
    PubMedGoogle Scholar
  • 20 Malcolm J R, Wind G G, Allely E B, Van Dam B E. Microcomputer reconstruction for analysis of spinal deformity and lung volume in hykokyphotic scoliosis.  Spine. 1990;  15 871-873
    PubMedGoogle Scholar
  • 21 Matsumoto T, Kitahara H, Minami S, Takahashi K, Yamagata M, Moriya H, Tamaki T. Flexibility in the scoliotic spine: three-dimensional analysis.  J Spinal Disord. 1997;  10 (2) 125-131
    PubMedGoogle Scholar
  • 22 Pearcy M J, Whittle M W. Movements of the lumbar spine measured by three-dimensional x-ray analysis.  J Biomech Eng. 1982;  4 107-112
    PubMedGoogle Scholar
  • 23 Raso J, Gillespie R, McNeice G. Determination of the plane of maximum deformity in idiopathic scoliosis.  Orthop Tansactions. 1980;  4 23
    PubMedGoogle Scholar
  • 24 Roaf R. The basic anatomy of scoliosis.  J Bone Joint Surg. 1966;  48-B 786-792
    PubMedGoogle Scholar
  • 25 Schmidt J, Gassel F, Naughton S. Calculation of 3-D deformity in scoliosis by standard roentgenograms.  Acta Orthop Belg. 1992;  58 60-65
    PubMedGoogle Scholar
  • 26 Schmidt J, Gassel F. Clinical use of the simple 3-D calculation in scoliosis.  Skeletal Radiol. 1994;  1 (23) 43-48
    PubMedGoogle Scholar
  • 27 Schumpe G, Hofmann P, Rössler H. Problematik der Verlaufskontrolle bei Skoliosepatienten.  Z Orthop. 1984;  122 243-254
    PubMedGoogle Scholar
  • 28 Shufflebarger H L, King W F. Composite measurement of scoliosis: a new method of analysis of the deformity.  Spine. 1987;  12 (3) 228-232
    PubMedGoogle Scholar
  • 29 Stokes I AF. Three-dimensional terminology of spinal deformity.  Spine. 1994;  19 (2) 236-248
    PubMedGoogle Scholar
  • 30 Stokes I AF, Bigalow L C, Moreland M S. Three-dimensional spinal curvature in idiopathic scoliosis.  J Orthop Res. 1987;  5 102-113
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 31 Cobb J R. Outline for the study of scoliosis.  Am Acad Orthop Surg Inst Course Lect. 1948;  5 261-275
    PubMedGoogle Scholar
  • 32 Edholm P. Anatomie angles determined from two projections. Acta Radiol 259 (Suppl.) 1965
    Google Scholar
  • 33 Edholm P. Instrument for measurement angles from roentgenograms.  Acta Radiol. 1967;  6 156-166
    PubMedGoogle Scholar
  • 34 Banzer D, Risch W D, Wegener C H. Eine neue Methode zur Messung des Rotationswinkels der Wirbelskoliose.  Fortschr Röntgenstr. 1980;  132 (4) 403-405
    PubMedGoogle Scholar
  • 35 Koenig R, Jaeger U, Ostertun B, Kandyba J, Wagner U A, Giesecke J, Schild H H. MR-Ganzwirbelsäulenaufnahme: computergestützte Simulation der konventionell-röntgenologischen Technik.  Fortschr Röntgenstr. 1999;  170 (3) 258-261
    PubMedGoogle Scholar
  • 36 Bauer R, Kerschbaumer F. Wirbelsäule und Brustkorb. In: M. Jäger, C. J. Wirth (Hrsg) Praxis der Orthopädie. Thieme Verlag, 2. Aufl Stuttgart, New York; 1992: 671-699
    Google Scholar
  • 37 Morrissy R T, Goldsmith G S, Hall E C, Kehl D, Cowie G H. Measurement of the Cobb angle on radiographics of patients who have scoliosis.  J Bone Joint Surg. 1990;  72-A 320-327
    PubMedGoogle Scholar
  • 38 Weiß H R, Rigo M, Chêneau J. Praxis der Chêneau-Korsettversorgung in der Skoliosetherapie. Thieme Verlag Stuttgart, New York; 2000
    Google Scholar
  • 39 Schmitz A, Kandyba J, Schmitt O, Koenig R, Jaeger U. Kernspintomographische Kontrolle der Korsettwirkung bei Skoliose.  Z Orthop. 2001;  139 33
    PubMedGoogle Scholar

Dr. med. Frank Gassel

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