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急性外側足首捻挫における前腓骨不安定性の評価のための自動超音波長さ測定システムの信頼性と妥当性

急性外側足首捻挫における前腓骨不安定性の評価のための自動超音波長さ測定システムの信頼性と妥当性

ダミーモデルを用いた配布資料の信頼性の検討

超音波ビデオの SDS の信頼性を調べるために、ファントムを使用してパイロット実験を行いました。 キャリパーの重なり合う材料(ステンレス鋼、0〜100 mm)として薄いプラスチックフィルムで包まれたファントムチキンフィレを作業台に置きました(図1a、c)。 筋骨格超音波 (SONIMAGE MX1 SNiBLE yb、コニカミノルタ株式会社、東京、日本) を使用した 3 年以上の経験を持つ同じ検査者 (MK、理学療法士) が、ファントムに 11MHz リニアプローブを取り付けました。 10 mm (真の値) の距離に保持されたキャリパーを使用して、検査者は手動で超音波プローブを横 (タスク 1) および近位 (タスク 2) 方向に動かしました (図 1a)。 検査者が超音波プローブをファントムに配置したとき、キャリパー距離は検査者によって手動で 15 mm (5 mm 刻み) に拡大され、その後 10 mm に戻されました (タスク 3、図 1c)。 この 3 つのタスクは、Phantom にプローブを取り付けたり取り外したりして、5 回独立して実行されました。 すべてのシミュレーションは B モードで記録されました。 さらに、サンプルのビデオ データは、外付けハード ドライブを介してコンピューターに転送されました。

図1

信頼性検査と超音波画像の準備。 (a) チキンフィレを干渉物質として使用して、10 mm のキャリパー距離に沿った横方向 (タスク 1) および近距離 (タスク 2) の動き。 (B) 赤い二重矢印は、関心領域 (ROI) (白い小さな円) の 2 点間の距離です。 (c) キャリパーを 5 mm から 15 mm 広げてから、手動で 10 mm に戻します (タスク 3)。 (博士) 赤い二重矢印は、ROI の 2 点間の距離であり、キャリパーの拡張を 15 mm までトレースします。

タスク 1 と 2 では真値 10 mm を維持したまま ALMS グラフがプローブの動きに追従できるか、タスク 3 では真値の変化、つまり 5 mm の増加に追従できるかを調査しました。 . ALMS がオフラインの PC でアクティブ化されました。 次に、別の検査者(KT、Eng)が独立して、関心領域(ROI)を高エコー領域の上部2点に重ね合わせました(図1b、d;赤い小さな円)。 これらの ROI は、タスク 1 ~ 3 のビデオで高エコーの領域を個別に追跡しました。 30 Hz での ROI のピクセル位置データを Excel ファイルに出力し、平均値、標準偏差 (SD)、平均の標準誤差 (SEM)、および 95% 信頼度を使用して、ROI 間の距離の信頼性を評価しました。間隔 (CI) ) 5 つの実験から。

急性LAS患者における配布資料の妥当性の検討

超音波データ収集

この研究は、ヘルシンキ宣言に従って実施され、北里大学の倫理委員会によって承認されました (研究番号: 2021-025)。 インフォームド コンセントの要件は、このレトロスペクティブ研究の開始前に、この委員会によって放棄されました。これは、研究で実行された分析に匿名化された臨床データのみが使用されたためです。

この横断的研究では、2021 年 4 月から 8 月の間に整形外科クリニックで急性 LAS を患った 42 人の患者が検査されました。 包含基準は、急性LASの初回イベントを伴う12歳以上から40歳未満の患者でした。 除外基準は、前下脛骨靭帯損傷(3例)、慢性足首側副靭帯損傷(5例)、ガングリオン(1例)、年齢12歳未満または40歳以上(8例)、ビデオデータの欠如でした。反対側 (4 例) の足首と以前の手術 (0 例) (図 2)。 最後に、研究の妥当性を評価するために、42 人の影響を受けた側足首と影響を受けていない側足首 (急性 LAS 患者 21 人) の逆前引き出しテスト (R-ADT) 中の米国のビデオ データが含まれていました (平均年齢: 17.8 歳)。 [standard deviation: 5.5 years, range: 12–34 years]); 人口統計データを表 1 に示します。

図 2
図 2

患者選択プロセスのフローチャート。 aitfl 前下脛腓靭帯、 施し 自動長さ測定システム, ATFL 前距腓靭帯、 CFL 踵腓靭帯。

表 1: 参加者の人口統計データ。

超音波検査技師 (筋骨格超音波の経験が 5 年) が、急性 LAS 患者の負傷した足首と影響を受けていない足首の両方に対して、負傷日から 12 日以内の健康診断中にすべての R-ADT を実行しました。 R-ADT は、患者がベッドに座り、膝を椅子に伸ばし、かかとを椅子に接触させ、約 10 ~ 15 度の底屈で実行されました。15. 超音波検査者は、前距腓靭帯 (ATFL) の長軸の起点と挿入点の上にトランスデューサー (L18-4 Linear Array Transducer、SONIMAGE HS1 SNiBLE、KONICA MINOLTA, INC.、東京、日本) を配置しました。 骨のランドマークと外果の前外側側面が ATFL の起点として特定され、内果の前外側側面がエントリ ポイントとして特定されました。14. これらの骨のランドマークは、ハイパーテロジェネシスの領域によって識別でき、トランスデューサーは、明確な骨の線条体とATFLの長軸をさらに説明するために、足首の動き中に微調整されました。

片手で、超音波検査者は脛骨遠位部を保持し、手のひらの付け根をそれに押し付けて、足首に床反力を加えることにより、足首の関節面に平行な脛骨の後方変位を誘発しました(図3a)。 逆前方外側階段試験は、かかとへの床反力の適用を含み、より敏感で正確でした (感度と特異度は、最初の試験官で 0.92 と 0.88、初心者の試験官でそれぞれ 0.87 と 0.91 でした)。慢性 ATFL 損傷の診断では、手前階段応力のみ (最初の検査官は 0.40 と 0.50)、ジュニア検査官はそれぞれ 0.05 と 0.48 です。16. すべてのアクションはモード B で記録されました。 さらに、ビデオ サンプル データは、外付けハード ドライブを介してコンピューターに転送されました。

図 3
図 3

超音波データの収集と測定方法。 (a) ATFL の長軸に沿って見た、非応力から後脛骨筋負荷条件への逆前引き出しテスト (矢印)。 (B)施し。 切断/定義された関節運動オフラインの単一振幅超音波ビデオ、続いて軌道検出のための腓骨関節の上の 2 点への関心領域 (ROI) の結紮。 (c) 手動測定。 テスターは、静止画像を回転させ、最小 (青) と最大 (赤) の距離を判断することにより、関節の距離を個別に測定します。 施し 自動長さ測定システム, ATFL 前距腓靭帯。

配布資料と手動測定

すべての生の超音波ビデオ データは、Final Cut Pro (Apple. Inc.) を使用して、R-ADT (最大共内部距離) 中に同時翻訳の 1 つの振幅のみにトリミングされました。 これらのトリミングされたビデオを使用して、検査者(KT、Eng)は腓骨関節の三次エコー源性領域の上部2点にROIの腓骨を重ね合わせました(図3b)。 2 つの ROI 間の位置と距離の最小および最大の変化は、Excel ファイルで出力を 30 Hz に設定した後に計算されました。 さらに、ROI の生成から最終結果を Excel にエクスポートするまでの各ビデオ サンプルに必要な測定時間を計算しました。

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次に、VLCメディアプレーヤーを使用して、同じクリップされたビデオを10 Hzでいくつかの連続した静止画像にトランスコードしました(図3c)。 2 人の独立したテスター (理学療法の学生) が、ATFL の起点にある腓骨筋関節の基部といくつかの画像の挿入点との間の関節距離を、画像 J (国立衛生研究所、メリーランド州、米国) を使用して個別に手動で測定しました。 これらの学生は、MK から頻繁に指導を受け、骨の形状と靭帯挿入の一部の違いを識別するための十分な訓練を受けていました。

2 つの ROI 間の最小距離と最大距離に基づく関節距離の変化を使用して、ALMS 性能の妥当性を評価するために、手動測定方法と ALMS 測定方法の比較が行われました。 さらに、画像 J を使用して一連の一連の画像サンプルに必要な測定時間を測定し、最終的な出力を Excel にエクスポートしました。

統計分析

ALMS とテスト テスター間の内部サーバーの信頼性は、クラス内相関係数 (ICC) と双方向ランダム効果モデルを使用して手動で評価されました。 ICC 値は次のように解釈されました。 <0.5 ؛ اتفاق معتدل ، 0.5-0.74 ؛ اتفاق جيد ، 0.75-0.9 ؛ واتفاق ممتاز ،> 0.917.

一元配置分散分析 (ANOVA) とそれに続くボンフェローニの多重比較検定を使用して、前頭および両手テスター間の腓骨関節距離の平均差を比較しました。 ペアを使用する R テストでは、R-ADT測定方法中の影響を受けていない仙腸関節距離と影響を受けている仙腸関節距離の平均差を比較しました。 さらに、ALMS配布資料と手動測定方法の間の各サンプルに必要な測定時間も、カップルを使用して評価されました R テスト。 SPSS Statistics バージョン 22.0 (IBM Corp、ニューヨーク、米国) を使用してすべての統計分析を実行し、p < 0.05 を統計的に有意と見なしました。

サンプル サイズは、G*Power (バージョン 3.1) を使用した事前エネルギー分析で計算されました。 0.05 のα、0.80 の検出力、0.46 の効果サイズに基づき、以前の超音波研究の結果に関連して6、サイズ分析は、ペアで有意差を示すために合計39のサンプルサイズが必要であることを示しました R テスト。