Accuracy of conventional triplane measures compared to 3-D analysis for assessment of cubitus varus deformities in adults

Abstract

연구배경: 내반주는 상완골 원위부 골절 후 발생하는 주관절의 변형으로 내반, 신전 및 내회전이 조합된 3차원적 변형이다. 내반주에 대한 교정 수술 시 이들 3가지 요소에 대한 수술 전 계측이 필요하다. 내반주 변형의 방사선 및 신체 검사에서 측정된 내반, 신전, 내회전 계측 값을 삼차원적 골 모델에서의 계측치와 비교하여 고식적 계측법의 정확도를 분석하고자 한다 방법: 소아기 상완골 과상부 골절 후 발생한 성인의 편측성 내반주 환자 20명을 대상으로 양측 상완골 전산화 단층 촬영 영상을 이용해 삼차원 골 형상을 얻고 건측 모델의 거울상 영상을 환측에 중첩하여 내반주의 변형 요소들을 분석한다. 이를 단순 방사선 및 신체 검사상에서 얻은 계측치와 비교하여 고식적 계측법의 정확도를 분석하도록 한다. 계측법 각각의 신뢰도는 상관 계수(correlation coefficient,CC)로 평가한다 결과: 방사선 상에서의 내반, 신전 변형의 계측치는 삼차원 골모델에서의 측정값과 비교하여 높은 신뢰도 (상관계수=0.796, 0.791)를 보였으며 신체 검사상의 내반 계측치는 중등도의 신뢰 수준(상관계수=0.539)을 나타내었다. 하지만 신체 검사상의 신전 및 내회전 변형의 계측치는 삼차원적 분석과 비교하여 낮은 신뢰도 (상관계수=0.164, 0.466)를 보였다. 결론: 내반주의 내반, 신전 변형은 전후방 및 외측 단순 방사선 사진을 이용하여 비교적 정확하게 계측할 수 있다. 하지만 내회 전 변형의 정도는 신체 검사에만 의존하였으며, 계측값을 일관 되고 정확하게 측정할 수 있는 고식적인 방사선적 방법이 없다. 따라서 성인 내반주 환자의 수술 시 회전변형의 교정을 고려하고 있다면 수술 전 전산화 단층촬영을 촬영하여 회전변형의 정도를 정확하게 계측해야 한다. Background: Cubitus varus is a common triplane deformity in adults associated with supracondylar humeral fractures experienced as a child and consists of varus, extension, and internal rotation components. When corrective osteotomy is indicated, these three components should be measured precisely. This study aimed to evaluate the accuracy of radiographic and physical measurements of cubitus varus deformities in adults compared to values measured on three-dimensional (3-D) bone surface models of the adult bilateral humerus. Methods: 3-D bilateral humerus models were developed using bilateral humerus CT images of 20 adult patients with cubitus varus. The varus, internal rotation, and extension components of the deformity were assessed by superimposing the 3-D bone model onto a mirror-image model of the contralateral normal humerus. Values obtained from the radiographic and physical measurements were compared with those from the 3D model. The reliability of each measurement was assessed by calculating correlation coefficients (CCs). Results: Radiographic measurements of the varus and extension components showed good reliability (CC = 0.796 and 0.791, respectively). Physical measurement of the varus component, however, showed only moderate reliability (CC=0.539), while physical measurement of the extension and internal rotation components exhibited poor reliability (CC =0.164 and 0.466, respectively). Conclusions: Varus and extension components of cubitus varus in adults can be reliably measured using conventional methods, whereas that internal rotation component cannot. Thus, 3-D methods with which to quantify the rotational component preoperatively might be needed when correction of a rotational deformity is considered.