脊椎測定

脊椎測定法は、脊椎の状態を特徴付ける長さと角度のパラメータを測定する検査です。脊椎学において客観的な定量値を用いることは、変形の進行を予測し、局所的な病理学的過程を特定するだけでなく、異なる研究者による同一のパラメータの独立した再現を可能にし、患者の診察や治療結果の評価において主観的要因を排除するためにも不可欠です。

絶対的な距離と角度のパラメータ、および小数とパーセンテージで表されるいくつかの相対的な指標は、X 線、コンピューター断層撮影、磁気共鳴画像法のデータに基づいて臨床的に計算されます。

定量的指標の重要性は、いくら強調してもしすぎることはありません。3人の独立した放射線科医が、変形した脊椎の同じレントゲン写真を分析して側弯症の程度を判定したという既知の事実があります。測定された角度値の変動は平均3.5°で、場合によっては9°に達しました。その後、最初の研究には参加していない1人の放射線科医が、かなり長い間隔（数か月）で同じレントゲン写真から側弯症の程度を判定しました。結果の違いは、最初の研究のものと同様でした。このことから、4°に近い値は、主観的な理由に関連する許容できる測定誤差と見なすことができます。ただし、複数の動的研究中に、誤差の一方向の再現性（たとえば、増加方向）が認められる場合、この値はプロセスの真のダイナミクスを反映しています。

レントゲン写真の定量的評価に関する既知の方法をすべて解説する必要はないと判断し、脊椎学および伝統的な整形外科において現在最も広く用いられており、脊椎病変の特徴づけにおいて極めて重要な方法に限定しました。先天性変形、脊椎すべり症など、特定の病態の評価に用いられる特殊な脊椎測定法については、本書の該当セクションに記載しています。

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脊椎測定法の臨床的方法

前額面における脊椎の可動性は、体幹を左右に傾けた状態で測定されます。X線写真で確認された胸椎の側方可動性の正常範囲は20～25°（各方向10～12°）、腰椎の側方可動性は40～50°（20～25°）です。

立位における胸椎および腰椎の矢状面における可動性は、T1-T12椎骨およびT12-L5椎骨の棘突起間の距離の変化によって測定されます。成人の場合、前屈すると、これらの距離は通常、それぞれ4～6cm（オットテスト）、6～8cm（ショーバーテスト）増加します。X線データによると、胸椎の矢状面可動性は20～25°、腰椎の矢状面可動性は40°です。

脊椎の捻転は、患者が脚を伸ばした状態で体幹を前方に傾けた状態で、変形の頂点で臨床的に評価されます（アダムステスト）。傍脊柱筋または肋骨の非対称性が最も高いレベルで、棘突起から対称的に切除した部分の高さを水平線に対して測定します（いわゆる「こぶの高さの測定」）。または、胸郭後部への接線の偏角を測定します（捻転角の測定のためのシュルテス法）。

脊椎の臨床的定性的および定量的評価には、前額面における変形の代償性と安定性の概念も用いられます。C7椎骨棘突起から垂らした鉛直線が、立位患者の殿筋間溝を通過する場合、変形は代償性があると判断されます。代償不全の程度（mm単位）は、この位置からの鉛直線の左右へのずれの大きさによって決定されます。鉛直線が両足間の距離の中央に投影されている場合、変形は臨床的に安定していると判断されます。

脊椎測定の放射線法

標準的な脊椎X線検査は、患者を仰向けと横向きに寝かせた状態で2枚のX線撮影を行う必要があります。変形の程度を測定する際には、検査方法を参照することが重要です。異なる方法で測定した場合、結果に10°以上の差が生じる可能性があります。

前額面における脊椎変形量の測定。前額面における脊椎変形量の算出法は、中立椎骨間の変形弧の大きさを測定する方法（コブ法およびファーガソン法）と、変形成分（椎体と椎間板のくさび形状）の合計を測定する方法（EAアバルマソワ法）のいずれかに基づいています。EAアバルマソワ法は複雑であるため、実用化は進んでおらず、主に個々の椎骨運動節の機能的可動性を評価するために使用されています。

整形外科において最も広く用いられている方法はコブ法であり、これは、弓根に接する直線、または上中性椎と下中性椎の頭側または尾側終板に沿って引いた直線の交点、あるいはそれらに復元した垂線が作る角度を測定することに基づいています。「コブ法」という用語は、側弯症の程度を評価するためのリップマン法（1935年）を普及させたアメリカの整形外科医J.コブの積極的な実践活動によって歴史的に形成されたことに留意すべきです。

ファーガソン法は、従来、頂点椎骨の中心とみなされている点、ならびに上中立椎骨と下中立椎骨を結んだ線の交点が形成する角度を測定することを基本としています。椎骨の中心は、前後方向のレントゲン写真上に椎体を通る対角線の交点によって決定されます。

脊椎変形の可動性の定性的および定量的特性について、AI Kazmin は次の式で決定される安定性指数を提案しました。

インド_st = (180-a)/(180-a1)、

ここで、aは臥位で測定した側弯弓の弧の大きさ、a1は立位で測定した弧の大きさです。この式では、角度aとa1の大きさは古典的な整形外科の規則、すなわち180°から計算され、測定された角度はコブ角に隣接しています。絶対的に固定された変形の場合、指標値は1.0ですが、可動性の変形の場合、指標値は減少し、0に近づきます。

矢状面における脊椎変形の大きさの判定。脊柱後弯症の程度を評価するために、脊柱後弯症コブ角、腹側および背側角度という3つの指標が最もよく用いられます。脊柱後弯症コブ角の算出原理は、脊柱側弯症コブ角の算出と同様です。側面レントゲン写真では、角度を形成する線は、小児では中立椎骨に隣接する椎間板に沿って引かれ、成人（骨端線成長帯閉鎖後）では、脊柱後弯症の頂点に最も近い中立椎骨の終板に沿って引かれます。コブ角は、これらの線またはこれらの線に復元された垂線の交点によって形成されます。脊柱後弯症に関しては、コブ法に類似した手法がコンスタムとブレソフスキーによって説明されていますが、唯一の違いは、変形値を0ではなく180°（古典的な整形外科基準に相当）から計算したことです。

後弯症の腹側角は、後弯症の頭側膝と尾側膝に沿って椎体の前面に引いた接線の交点によって形成されます。後弯症の上部膝と下部膝の棘突起の頂点に沿って引いた接線の交点が背側角を形成します。

実務においては、後弯症の腹側および背側の角度の決定は、コブ角の決定ほど重要ではありません。これは、変形した膝の上部と下部の前面と後面が必ずしも「均一」ではないこと、そしてそれらの接線が直線ではなく、非常に複雑な曲線を描くことが多いことに起因します。

脊柱管の大きさの決定。脊柱管の水平面における形状と大きさは脊柱に沿って一定ではなく、頸部、胸部、腰部で大きく異なります。C1-C3節レベルでは脊柱管は下向きに細くなる漏斗状で、頸部下部、胸部、腰部上部では矢状面および前額面の大きさが均一に増加する円筒形であると考えられています。脊髄の生理的肥厚レベル（C5-T1およびT10-T12）では、脊柱管は隣接する部分と比較して前額面上で1～2 mm拡張します。尾部（腰部下部および仙骨部）では、脊柱管の前額面の大きさが矢状面の大きさを上回り、管の断面は円形から不規則な楕円形に変化します。

脊柱管またはその分節の形状や大きさの変化は、多くの場合、脊椎および脊髄の深刻な疾患の兆候です。CTおよびMRI装置の最新の技術により、脊柱管の面積や分節面積など、脊柱管のあらゆるパラメータを直接かつ正確に計算することが可能になりました。

しかし、実際の診療では、医師は従来のサーベイレントゲン写真を用いて脊柱管の大きさを概算で評価することが最も一般的です。サーベイレントゲン写真から測定される主な値は、脊柱管の椎弓根間距離と矢状方向の寸法です。

椎弓根間距離は、脊柱管の最大前額寸法に相当し、前後方向のレントゲン写真において、椎弓根の内縁間の距離として測定されます。この距離の増大は、脊柱管内占拠性過程、椎体の爆発性骨折、および脊椎形成不全の特徴です。椎弓根間距離の局所的増大と椎弓根の内縁の凹状化（通常、内縁は両凸楕円として視覚化されます）の組み合わせは、エルスバーグ・ダイク症状（用語を参照）として説明されます。椎弓根間距離の減少（いわゆる脊柱管前縁狭窄）は、一部の遺伝性全身骨格疾患（例えば、軟骨形成不全症）、椎骨の先天性奇形、および幼少期に罹患した脊椎炎の影響の特徴です。

脊柱管の主な矢状方向寸法（正中矢状方向直径、神経根のポケット（管）のサイズ、および神経根の開口部）は、脊椎の側面のレントゲン写真から判定できます。

矢状面における脊柱管狭窄症は、先天性脊椎欠損、椎間板変性症、神経学的に不安定な脊椎損傷（破裂骨折および脱臼骨折）のいくつかの亜型に特徴的な所見です。脊柱管の局所的な矢状面拡張は、脊柱管内空間占拠性プロセスの特徴です。

エプスタイン法 - 椎間孔の前後方向の最大サイズ（いわゆる孔サイズ）を決定します。

アイゼンシュタイン法は、椎体の後面の中央と、上部および下部の椎間関節の中央を通る線との間の最小距離を決定するもので、神経根管のサイズに相当します。

ヒンク法（椎体の後面と棘突起基部の弓の内面との間の最小距離）は、脊柱管の正中矢状径に相当します。

レントゲン撮影法では脊柱管の真の寸法を推定することはできず、骨壁間の距離しか推定できないことを覚えておく必要があります。椎間関節の肥大した関節包や椎間板ヘルニアはレントゲン撮影法では描出できません。そのため、くも膜下腔を造影せずに脊椎のレントゲン写真、断層撮影、CTスキャンなどを用いて行う通常の放射線測定は、脊柱管狭窄症の診断においておおよその値しか得られません。より正確なデータは脊椎MRIによって得られます。

椎骨のねじれ量の測定。ねじれ量、および椎骨の病的な回転、すなわち水平面における変形量は、コンピュータ断層撮影法（CT）と磁気共鳴画像法（MRI）を用いることで、最も正確に測定できます。重度の側弯症に対する経椎弓根固定法の開発において、これらの方法を開発した外科医は、CTを用いて水平面における椎骨の正確な形状、ひいては固定対象となる各椎骨のねじれ量を測定しました。しかしながら、現在の脊椎学の実務段階においては、個々の椎骨のねじれ量の絶対値を測定することに独立した意義はほとんど見られません。そのため、脊椎の前後X線写真を用いたねじれ量の大まかな評価方法が広く実用化されています。ねじれの量を決定する際には、椎骨の解剖学的な中心、つまり椎骨が「ねじれる」軸は、通常、後縦靭帯であると考えられていることを覚えておくことが重要です。

有柄法 (pedicle - leg、Nash C、Moe JH、1969 から) は、変形の凸側にある椎体の側面に対する椎弓根の投影位置の決定に基づいています。通常、ねじれがない場合、椎弓根は棘突起 (その投影影) に対しても椎体の側面に対しても対称的に位置しています。椎体の中央に垂直線を引き、その後、弓の凸側にある椎骨の半分を条件付きで 3 つの等しい部分に分割します。最初のねじれ度では、弓根の輪郭の非対称性のみが見られ、通常は外側 3 分の 1 以内の位置にあります。2 度と 3 度のねじれ度では、弓根はそれぞれ中央と内側 3 分の 1 に投影され、4 度では椎体の反対側の半分に投影されます。

JR Cobb (1948) は、椎体の側縁形成面に対する棘突起の位置を評価することで、ねじれ変化を特徴付けることを提案しました。しかし、視覚的に評価されるパラメータ（棘突起の頂点）は、脊椎の部位によって、椎体の解剖学的中心（後縦靭帯）からの「距離」が異なります。さらに、棘突起がねじれの中心から遠ざかるほど（例えば腰椎）、同じねじれ角度値でも、前後方向の放射線写真における正中線からの投影偏差が大きくなり、これがこの方法の欠点となります。同時に、頸部、胸部、腰椎部における椎体の棘突起の投影変位が同じであっても、真のねじれ値は異なります。さらに、この方法は、弓と棘突起がない場合、つまり弓の形成と癒合の先天性疾患の場合や、椎弓切除後の変形の場合に使用することはできません。

コブ法と椎弓根法の両方の欠点は、特別な変換表がなければねじれの真の値（角度）を決定できないことです。ねじれの絶対値はR. ペドリオレ法（1979）で決定できます。この方法は非常に正確ですが、特別な技術的装置、すなわち著者が開発したねじれ測定グリッドが必要です。このグリッドは、評価対象の椎骨のレントゲン写真に、グリッドのエッジ形成光線が椎骨の側面の中心と交差するように適用されます。変形の凸側で円弧の根元と最も中心的に交差するグリッドのビームが、ねじれ角度を決定します。