В данном рандомизированном исследовании оценивается использование приложения для измерений на смартфоне в качестве вспомогательного средства для определения параметров тела перед чрескожной вертебропластикой. Данный подход позволил сократить время локализации и коррекции, а также уменьшить количество флюороскопических снимков, полученных во время локализации, при отсутствии статистически значимых различий в точности первичной локализации или показателях боли и инвалидизации через 3 месяца.
Исследовательская статья
Приложение для смартфона для проведения измерений при чрескожной вертебропластике компрессионных переломов позвонков при остеопорозе: рандомизированное исследование
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Точная локализация уровня позвонка перед чрескожной вертебропластикой (ЧВП) обычно требует рентгеноскопического подтверждения, а многократная визуализация может увеличить время процесса локализации. В данном одноцентровом рандомизированном контролируемом исследовании оценивалась клиническая эффективность приложения для смартфона, предназначенного для переноса данных о расстоянии, полученных с помощью визуализации, на спину пациента. В качестве измерительного прибора использовался смартфон с задним датчиком LiDAR. Основная функция LiDAR заключается в получении высокоточных трехмерных данных облака точек рельефа, поверхностей объектов и окружающей среды, что позволяет точно определять контуры и структуры объектов, измерять расстояния и обнаруживать динамические изменения наземных объектов. С октября 2025 по март 2026 года 43 пациента с острыми остеопорозными компрессионными переломами грудопоясничных позвонков были распределены с помощью таблицы случайных чисел в группу использования приложения для смартфона (n = 21) или группу традиционной анатомической локализации с верификацией с помощью С-дуги (n = 22). Оцениваемые показатели включали время локализации (T0), количество рентгеноскопических снимков, полученных за время T0, точность первичной локализации, дополнительное время, потребовавшееся для исправления отклонения локализации (T1), а также показатели по визуально-аналоговой шкале (VAS) и индексу инвалидности Освестри (ODI) до операции и через 3 месяца. Основные результаты: по сравнению с традиционной локализацией, использование приложения для смартфона привело к сокращению T0, уменьшению количества рентгеноскопических снимков во время T0 и сокращению T1 (все P < 0.05). Точность первичной локализации была численно выше в группе приложения для смартфона, но разница между группами не была статистически значимой (P > 0.05). Показатели VAS и ODI улучшились в обеих группах, при этом значимых межгрупповых различий через 3 месяца не наблюдалось (P > 0.05). Приложение для смартфона повысило эффективность локализации без заметного влияния на первичную точность или краткосрочные клинические результаты. Поскольку доза облучения не была количественно определена напрямую, меньшее количество рентгеноскопических снимков не следует интерпретировать как доказательство пропорционального снижения дозы.
Введение
Остеопоротические компрессионные переломы позвонков (ОКПП) часто встречаются у пожилых людей и могут вызывать боль, ограничение подвижности, снижение качества жизни, деформацию позвоночника, а в тяжелых случаях — неврологические нарушения1,2. Чрескожная вертебропластика (ЧВП) широко применяется у отдельных пациентов с болезненными ОКПП, так как она позволяет быстро купировать болевой синдром при минимальной травматизации тканей3,4. Точное определение уровня перелома позвонка перед введением иглы имеет решающее значение, особенно в грудопоясничном отделе, где неточная разметка кожи может привести к многократным флюороскопическим проверкам, нарушению хода операции или проведению процедуры на неправильном уровне5,6.
Традиционная локализация сочетает в себе пальпацию анатомических ориентиров, ручную оценку расстояния и подтверждение с помощью флюороскопии с использованием С-дуги7. Стандартная хирургическая линейка проста, недорога, доступна как в виде многоразового стерилизуемого устройства, так и в виде одноразового стерильного изделия, а также не зависит от программного обеспечения, электропитания от батарей и окружающего освещения. Тем не менее, многоразовые линейки требуют очистки и стерилизации после каждого использования, что ведет к затратам на повторную обработку. Кроме того, разметка на линейках со временем может стереться, а специализированные хирургические линейки из нержавеющей стали могут быть доступны не в каждой операционной. Измерение с помощью линейки также требует ручного совмещения анатомических ориентиров и проведения замеров по изогнутой поверхности тела. Флюороскопия с С-дугой обеспечивает прямое подтверждение положения позвонков, но способствует воздействию ионизирующего излучения, а также требует многократного позиционирования оборудования и опытного оператора8. Передовые системы трехмерной навигации и интраоперационная компьютерная томография (КТ) обеспечивают более точное пространственное ориентирование, но требуют специализированного оборудования, дополнительной настройки и значительных затрат9.
Смартфоны широко доступны и портативны, и приложение для измерений на смартфоне может позволить перенести расстояние, полученное с помощью визуализации, на поверхность тела без подготовки специального измерительного инструмента10. Непрерывное отображение расстояния на экране и обратная связь по ориентации устройства могут снизить зависимость от субъективной оценки расстояния и помочь стандартизировать этот перенос11. Таким образом, предполагаемым преимуществом является операционное удобство и стандартизация рабочего процесса, а не доказанное превосходство над стерильной линейкой или современными системами навигации. Однако это потенциальное преимущество зависит от устройства, поскольку смартфоны, оснащенные лидаром (LiDAR), и устройства, использующие камеру для оптической оценки или другие технологии определения глубины, опираются на разные аппаратные средства и алгоритмы12,13. Следовательно, на воспроизводимость могут влиять модель устройства, версия программного обеспечения, калибровка, подготовка оператора, телосложение пациента, освещение и ориентация устройства.
В настоящем исследовании оценивался протокол, при котором вертикальное расстояние от задней верхней подвздошной ости до остистого отростка на уровне перелома позвонка измерялось по предоперационным снимкам и переносилось на спину пациента с помощью приложения для измерений на смартфоне. Этот метод сравнивали с традиционной анатомической локализацией с последующим подтверждением с помощью С-дуги. Гипотеза заключалась в том, что использование приложения для измерений на смартфоне сократит время локализации и коррекции, а также уменьшит количество флюороскопических снимков, полученных в процессе локализации, без ущерба для точности первичной локализации или краткосрочных клинических результатов.
Протокол
Исследование было одобрено комитетом по этике второй больницы Ланьчжоуского университета (номер одобрения 2025A-1064) и проводилось в соответствии с институциональными требованиями к исследованиям с участием людей. Все участники или их законные представители предоставили письменное информированное согласие на участие в исследовании, сбор последующих данных и публикацию деидентифицированных клинических изображений. Инструменты, используемые в данном протоколе, перечислены в таблице материалов.
1. Дизайн исследования, условия и участники
В это одноцентровое рандомизированное контролируемое исследование были включены пациенты, проходившие лечение во Второй больнице Ланьчжоуского университета с октября 2025 по март 2026 года. Соответствующие критериям пациенты были случайным образом распределены в группу с использованием приложения для измерений на смартфоне (n = 21) или в группу с традиционным определением локализации (n = 22). Все процедуры в обеих группах выполнялись одним и тем же опытным хирургом-спинальником для снижения межоператорной вариабельности процедур.
Пациенты могли быть включены в исследование, если у них наблюдался острый остеопорозный компрессионный перелом грудопоясничных позвонков на уровне T10–L2, подтвержденный клиническим осмотром, рентгенографией и предоперационной визуализацией; длительность симптомов составляла < 3 месяцев; боли в пояснице соответствовали уровню перелома; показатель по визуально-аналоговой шкале был > 4; наблюдался недостаточный ответ на консервативное лечение; T-критерий минеральной плотности костной ткани, измеренный с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), составлял ≤−2.5, что соответствовало остеопорозу; имелись абсолютные или относительные показания к чрескожной вертебропластике (PVP); было получено письменное информированное согласие от пациента или его законного представителя.
Пациенты исключались из исследования при наличии патологического перелома, вызванного злокачественным новообразованием, множественной миеломой, инфекцией или другой определенной причиной; разрушении задней стенки позвонка; переломе ножки дуги позвонка; ретропульсии в спинномозговой канал с компрессией спинного мозга или нервных корешков; взрывным переломом; коллапсом позвонка > 75%; тяжелыми сердечно-легочными, неврологическими, печеночными, почечными нарушениями или нарушениями свертываемости крови; перенесенным ранее хирургическим вмешательством на позвоночнике на том же или соседнем уровне; тяжелыми когнитивными или психическими расстройствами, препятствующими проведению периоперационного обследования или последующего наблюдения; аллергией на контрастное вещество, используемое во время операции; а также при беременности или лактации.
2. Рандомизация и распределение
Случайная последовательность была сгенерирована с помощью таблицы случайных чисел врачом из другого отделения, который не принимал участия в исследовании. Соответствующие критериям пациенты были распределены в соотношении 1:1 либо в группу с использованием приложения для измерений на смартфоне, либо в группу стандартной локализации. Скрытность распределения обеспечивалась с помощью запечатанных непрозрачных конвертов с последовательной нумерацией. Каждый конверт с назначением группы вскрывался операционной медсестрой только после получения письменного информированного согласия. Поскольку процедуры локализации имели заметные различия, ослепление хирурга относительно распределения по группам было невозможно.
3. Калибровка приложения для измерений на смартфоне и обучение оператора
Для каждого пациента в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне использовались один и тот же смартфон с датчиком глубины и одна и та же версия операционной системы. Перед каждым клиническим измерением требовалась калибровка приложения для измерений на смартфоне.
Процедура калибровки проводилась следующим образом. Во-первых, в качестве эталонного расстояния использовалась стандартная физическая линейка длиной 20 cm. Во-вторых, калибровка выполнялась в помещении при стабильном освещении и комнатной температуре для снижения влияния факторов окружающей среды. В-третьих, один обученный оператор помещал смартфон в начало линейки и перемещал его к отметке 20 cm, после чего записывалось значение, выданное измерительным приложением. Эта последовательность действий повторялась не менее двух раз перед каждым клиническим измерением для обеспечения воспроизводимости.
Измерения принимались только в том случае, если расхождение между показаниями приложения и физической линейки составляло < 5 mm. Типичные результаты повторных калибровочных измерений представлены на Рисунке 1.
Яркость экрана и настройки автофокуса оставались неизменными на протяжении всех калибровочных и клинических сеансов, чтобы минимизировать вариативность, вызванную внешним освещением. Стандартизированное обучение включало правила использования приложения, выбор плоскости сканирования, поддержание ориентации устройства, перенос расстояния и маркировку конечных точек.
Рисунок 1: Предоперационная калибровка приложения для измерений на смартфоне. (A, B) Было проведено два повторных измерения физической линейки длиной 20 cm в стабильных условиях внутри помещения. В обоих случаях отображаемые значения составили 20 cm. Для клинического использования требовалось расхождение < 5 mm. Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
4. Предоперационные измерения при визуализации
Предварительные сагиттальные реконструкции компьютерной томографии (КТ) были изучены с использованием системы архивации и передачи медицинских изображений. Сначала было найдено изображение срединной сагиттальной плоскости, демонстрирующее всю длину крестца. Затем серия изображений просматривалась латерально до тех пор, пока крестец не сужался и не появлялась задняя часть подвздошной кости (Рисунок 2).
Заднюю верхнюю подвздошную ость идентифицировали в месте пересечения или отделения задней части подвздошной кости от крестца. Затем измеряли вертикальное расстояние от задней верхней подвздошной ости до остистого отростка на уровне перелома позвонка. В репрезентативном случае, показанном на Рисунке 3, указанное расстояние составило 190.43 mm.
Рисунок 2: Предоперационная сагиттальная реконструкция компьютерной томографии, использованная для определения уровня перелома грудопоясничного отдела позвоночника и выбора плоскости измерения. Зеленые точки указывают на заднюю верхнюю подвздошную ость. Идентификаторы пациента и метаданные учреждения были удалены. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3: Предоперационная сагиттальная реконструкция компьютерной томографии, демонстрирующая измерение вертикального расстояния от референтного уровня задней верхней подвздошной ости до уровня перелома позвонка. Отображенное расстояние составило 190.43 mm. Зеленая линия представляет собой расстояние, измеренное на предоперационной системе архивации и передачи изображений от задней верхней подвздошной ости до остистого отростка на уровне перелома. Идентификаторы пациента и институциональные метаданные были удалены. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
5. Приложение для смартфона для измерения и локализации на поверхности тела
Перед локализацией корпус смартфона и объектив камеры были очищены спиртовыми салфетками. Пациента уложили в положении на животе в нейтральной позе на операционный стол для операций на позвоночнике. Ближайшая к хирургу задняя верхняя подвздошная ость была пропальпирована и отмечена (Рисунок 4).
Экран смартфона был расположен лицом к хирургу, начало отсчета было установлено на отмеченной задней верхней подвздошной ости, а продольная ось смартфона поддерживалась параллельно спине пациента. Смартфон медленно перемещали в сторону головы в коронарной плоскости, избегая значительных горизонтальных колебаний (Рисунок 5).
Когда отображаемое расстояние соответствовало результатам предоперационной визуализации, на коже отмечали конечную точку. Используя эту точку в качестве ориентира, определяли предполагаемое положение остистого отростка на уровне перелома. Рядом с остистым отростком помещали иглу шприца в качестве рентгеноконтрастного маркера (Рисунок 6).
Затем была выполнена боковая флюороскопия для подтверждения уровня позвонка перед PVP (Рисунок 7). Смартфон использовался только в качестве вспомогательного инструмента локализации и не заменял флюороскопического подтверждения.
Рисунок 4: Интраоперационная разметка задней верхней подвздошной ости. Желтый маркер указывает на пальпируемый ориентир. Левая сторона изображения ориентирована в сторону головы пациента, правая — в сторону стоп пациента. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 5: Перенос предоперационного расстояния на спину пациента с использованием приложения для измерений на смартфоне. В приложении отображается расстояние переноса 19 cm, а желтые точки указывают конечную точку переноса. Левая часть изображения ориентирована в сторону головы пациента, а правая — в сторону стоп пациента. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 6: Размещение рентгеноконтрастного маркера рядом с предполагаемым остистым отростком T12. Красный маркер обозначает предполагаемый переломистый сегмент, а желтый маркер обозначает контрольную точку, соответствующую перенесенной конечной точке. Для рентгеноскопической верификации рядом с переломистым сегментом была размещена игла шприца объемом 10 mL. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 7: Анонимизированная боковая флюороскопическая рентгенограмма С-дугой, подтверждающая отмеченный уровень T12. Красная линия указывает положение рентгеноконтрастного маркера, представленного иглой шприца объемом 10 mL. Названия учреждений, идентификаторы пациентов, даты и метаданные процедуры были удалены. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
6. Стандартная локализация
В группе традиционной локализации тот же хирург определял целевой уровень позвонка, используя заднюю верхнюю подвздошную ость, пальпируемые остистые отростки, межостистые промежутки и клинический опыт. Предполагаемое место было отмечено на коже и проверено с помощью латеральной флюороскопии.
Если метка не соответствовала намеченному уровню позвонка, ее корректировали и повторяли флюороскопию до подтверждения правильного уровня.
7. Результаты и запись времени
T0, определяемое как время локализации, измерялось с момента начала интраоперационной локализации, когда хирург начинал разметку кожи, до завершения переднезадней и боковой флюороскопии, подтверждающей уровень перелома позвонка.
В группе с использованием приложения для измерений на смартфоне T0 включал пальпацию задней верхней подвздошной ости и запуск приложения для измерений на смартфоне. В группе традиционной локализации T0 начинался с разметки от руки на основе анатомических ориентиров.
T1, определяемый как время коррекции, представлял собой дополнительное время, необходимое для повторного маркирования и повторной флюороскопической проверки в случаях, когда первоначальный кожный маркер не находился над переломом тела позвонка. Значение T1 регистрировалось как 0, если первоначальная локализация была точной.
Значения T0, T1 и количество флюороскопических снимков регистрировались проспективно дежурной операционной медсестрой, которая не принимала участия в хирургической процедуре. Для этого использовались стандартный секундомер и лист сбора данных.
Клинические исходы включали показатели по визуально-аналоговой шкале (VAS) и индексу инвалидности Освестри (ODI), полученные до операции и через 3 месяца. Количество флюороскопических снимков регистрировалось только на этапе локализации. Фиксировалось только число флюороскопических снимков, сделанных для определения уровня перелома позвонка; время флюороскопии и фактическая доза облучения не регистрировались.
8. Статистический анализ
Статистический анализ проводили с использованием программного обеспечения для статистической обработки данных. Непрерывные переменные с приблизительно нормальным распределением представляли в виде среднего значения ± стандартного отклонения, а переменные с ненормальным распределением — в виде медианы и межквартильного размаха.
Непрерывные переменные между группами сравнивали с помощью t-критерия для независимых выборок или U-критерия Манна — Уитни, в зависимости от распределения. Категориальные переменные представляли в виде n (%) и сравнивали с помощью критерия хи-квадрат или точного критерия Фишера при малом количестве ожидаемых значений в ячейках. Все тесты были двусторонними, и значение P < 0.05 считалось статистически значимым.
Результаты
Характеристики участников
В исследование было включено сорок три пациента, из которых 21 был распределен в группу использования приложения для измерений на смартфоне, а 22 — в группу традиционного определения локализации. В группе использования приложения на смартфоне и группе традиционного определения локализации соответственно: средний возраст составлял 72,24 ± 5,12 года (группа смартфона n = 21) и 73,00 ± 5,35 года (традиционная группа n = 22), соотношение мужчин и женщин составило 10:11 и 11:11, индекс массы тела (ИМТ) составлял 23,41 ± 2,33 kg/m2 (группа смартфона n = 21) и 23,54 ± 2,14 kg/m2 (традиционная группа n = 22), а T-критерий минеральной плотности костной ткани составлял −2,80 ± 0,16 (группа смартфона n = 21) и −2,77 ± 0,14 (традиционная группа n = 22). Значимых межгрупповых различий по этим исходным переменным выявлено не было (все P > 0,05; Таблица 1).
| Характеристика | группа с применением приложения для измерений на смартфоне (n = 21) | Контрольная группа (n = 22) | Статистический показатель | P-значение |
| Возраст (лет) | 72.24 ± 5.12 | 73.00 ± 5.35 | t = −0.48 | 0.64 |
| Пол, муж/жен, n (%) | 10 (47.62%)/11 (52.38%) | 11 (50.00%)/11 (50.00%) | χ² = 0.02 | 0.88 |
| ИМТ (kg/m²) | 23.41 ± 2.33 | 23.54 ± 2.14 | t = −0.18 | 0.86 |
| T-критерий минеральной плотности кости | −2.80 ± 0.16 | −2.77 ± 0.14 | Z=0.41 | 0.68 |
| Данные представлены как среднее ± стандартное отклонение (SD) для непрерывных переменных с нормальным распределением, как медиана (межквартильный размах) для непрерывных переменных с ненормальным распределением и n (%) для пола. Во все анализы были включены 21 участник в группе с применением приложения для измерений на смартфоне и 22 участника в контрольной группе; пропущенные данные отсутствовали. Нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро–Уилка. Для возраста и ИМТ использовали двусторонний t-критерий для независимых выборок; для T-критерия минеральной плотности кости использовали U-критерий Манна–Уитни; для пола использовали критерий хи-квадрат Пирсона. ИМТ, индекс массы тела; P, двустороннее значение вероятности. | ||||
Таблица 1: Исходные характеристики групп с использованием приложения для измерений на смартфоне и группы традиционной локализации. Данные представлены как среднее ± стандартное отклонение (SD) для непрерывных переменных с нормальным распределением, как медиана (межквартильный размах) для непрерывных переменных с ненормальным распределением и n (%) для пола. Во все анализы были включены 21 участник в группе приложения для измерений на смартфоне и 22 участника в группе традиционной локализации; пропущенные данные отсутствовали. Нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро–Уилка. Для возраста и ИМТ использовали двухсторонний t-критерий для независимых выборок; для Т-критерия минеральной плотности костной ткани использовали U-критерий Манна–Уитни; для пола использовали критерий хи-квадрат Пирсона. ИМТ, индекс массы тела; P, двухстороннее значение вероятности.
Интраоперационные показатели наблюдения
По сравнению с группой стандартной локализации, в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне наблюдались более короткое время T0 (1,52 ± 0,60 (группа смартфона n = 21) мин против 3,77 ± 1,11 мин (стандартная группа n = 22)), P < 0,001; меньшее количество полученных флюороскопических изображений во время T0 (2,33 ± 0,58 (группа смартфона n = 21) против 3,18 ± 1,05 (стандартная группа n = 22)), P < 0,001; и более короткое время T1 (0,14 ± 0,36 мин (группа смартфона n = 21) против 0,77 ± 0,97 мин (стандартная группа n = 22)), P = 0,02. Точность первичной локализации составила 20/21 (95,24%) в группе приложения для измерений на смартфоне (n = 21) и 18/22 (81,82%) в группе стандартной локализации (n = 22), P = 0,34. Значимые межгрупповые различия наблюдались для T0, количества флюороскопических изображений и T1, но не для точности первичной локализации (Таблица 2). Эти результаты указывают на более высокую эффективность локализации при использовании приложения для измерений на смартфоне, однако не демонстрируют превосходства в первичной точности или количественного снижения дозы облучения.
| Результат | приложение для измерений на смартфоне группа (n = 21) | Контрольная группа (n = 22) | Статистика | Значение p |
| T0 (мин) | 1.52 ± 0.60 | 3.77 ± 1.11 | Z = −5,14 | < 0.001 |
| Флюороскопические изображения, полученные в момент T0, (n) | 2.33 ± 0.58 | 3.18 ± 1.05 | Z = −2,55 | < 0.001 |
| Исходная точность локализации, n/N (%) | 20/21 (95.24%) | 18/22 (81.82%) | Fisher OR=4,44 | 0.34 |
| T1 (мин) | 0.14 ± 0.36 | 0.77 ± 0.97 | Z = −1,97 | 0.02 |
| Данные представлены в виде медианы (межквартильный размах) для непрерывных переменных с ненормальным распределением и n/N (%) для точности первичной локализации. Во все анализы были включены 21 участник из группы с использованием приложения для измерений на смартфоне и 22 участника из группы стандартной локализации; пропуски в данных отсутствовали. T0 представляло собой время от начала разметки кожи до завершения рентгеноскопического подтверждения уровня перелома позвонка. Количество рентгеноскопических снимков — это число изображений, полученных за время T0. T1 представляло собой дополнительное время, потребовавшееся для повторной разметки и повторной рентгеноскопической верификации после неточной первичной метки; в случаях точной первичной локализации фиксировалось значение 0. Нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро–Уилка. Для T0, количества рентгеноскопических снимков и T1 использовали двухсторонний U-критерий Манна–Уитни. Точность первичной локализации сравнивали с помощью двухстороннего точного критерия Фишера, так как ожидаемое количество наблюдений в ячейке было <5. P, двустороннее значение вероятности. | ||||
Таблица 2: Интраоперационные наблюдаемые показатели в группах с использованием приложения для измерений на смартфоне и традиционной локализации. Данные представлены в виде медианы (межквартильный размах) для непрерывных переменных с ненормальным распределением и n/N (%) для точности первичной локализации. Во все анализы были включены 21 участник в группе с приложением для измерений на смартфоне и 22 участника в группе традиционной локализации; пропущенные данные отсутствовали. T0 — время от начала разметки кожи до завершения флюороскопического подтверждения уровня перелома позвонка. Количество флюороскопических снимков — число изображений, полученных за время T0. T1 — дополнительное время, потребовавшееся для повторной разметки и повторной флюороскопической проверки после неточной первичной разметки; при точной первичной локализации фиксировалось значение 0. Нормальность распределения оценивали с помощью критерия Шапиро–Уилка. Для T0, количества флюороскопических снимков и T1 использовали двусторонний U-критерий Манна–Уитни. Точность первичной локализации сравнивали с помощью двустороннего точного критерия Фишера, так как ожидаемое количество событий в ячейке было <5. P — двусторонний уровень значимости.
Результаты по показателям боли и инвалидизации
В группе с использованием приложения для измерений на смартфоне (n = 21) показатели индекса инвалидности Освестри (ODI) снизились с 46,10 ± 3,02 до операции до 19,05 ± 2,96 через 3 месяца после операции. В группе традиционной локализации (n = 22) показатели ODI снизились с 45,27 ± 3,12 до 18,23 ± 3,04. Показатели по визуально-аналоговой шкале (VAS) снизились с 6,62 ± 0,86 до 2,62 ± 0,67 в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне (n = 21) и с 6,41 ± 0,85 до 2,68 ± 0,72 в группе традиционной локализации (n = 22). В обеих временных точках не было наблюдаться значимых межгрупповых различий, как показано в Таблице 3 (ODI предоперационный, P=0,38; ODI через 3 месяца, P= 0,37; VAS предоперационный, P=0,43; VAS через 3 месяца, P=0,77).
| Результат и временная точка | группа с использованием приложения для измерений на смартфоне (n = 21) | Контрольная группа (n = 22) | Статистика | значение p |
| ИОД, предоперационный | 46.10 ± 3.02 | 45.27 ± 3.12 | t = 0,88 | 0.38 |
| ODI через 3 месяца | 19.05 ± 2.96 | 18.23 ± 3.04 | t = 0,90 | 0.37 |
| ВАШ, предоперационный | 6.62 ± 0.86 | 6.41 ± 0.85 | t= 0,80 | 0.43 |
| ВАШ, через 3 месяца | 2.62 ± 0.67 | 2.68 ± 0.72 | t= -0,30 | 0.77 |
| Данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение (SD). Во все анализы были включены 21 участник в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне и 22 участника в группе с традиционным определением локализации; отсутствующие данные отсутствовали. Предоперационные показатели регистрировались до чрескожной вертебропластики, а показатели последующего наблюдения — через 3 месяца после операции. Значения P получены с помощью двусторонних t-критериев для независимых выборок при сравнении групп в каждой временной точке; формальные парные внутригрупповые сравнения в данной таблице не приводятся. ODI — индекс инвалидности Освестри; VAS — визуально-аналоговая шкала; P — двусторонний уровень значимости. | ||||
Таблица 3: Межгрупповые сравнения показателей по визуально-аналоговой шкале (ВАШ) и индексу инвалидности Освестри до операции и через 3 месяца после нее. Данные представлены как среднее значение ± стандартное отклонение (SD). Во все анализы были включены 21 участник в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне и 22 участника в группе с традиционным определением локализации; пропуски в данных отсутствовали. Предоперационные показатели фиксировались перед чрескожной вертебропластикой, а показатели при последующем наблюдении — через 3 месяца после операции. Значения P получены с помощью двустороннего t-критерия для независимых выборок при сравнении групп в каждой временной точке; формальные парные внутригрупповые сравнения в данной таблице не приводятся. ODI — индекс инвалидности Освестри; VAS — визуально-аналоговая шкала; P — двустороннее значение вероятности.
ДОСТУПНОСТЬ ДАННЫХ:
Деидентифицированный набор данных на уровне участников, лежащий в основе Таблиц 1–3, общедоступен в Zenodo: https://doi.org/10.5281/zenodo.21827327. Запись содержит одну строку на каждого участника и не включает прямые идентификаторы, даты рождения, номера медицинских карт, контактные данные и идентифицирующие изображения.
Обсуждение
В данном рандомизированном исследовании оценивалось приложение для измерений на базе смартфона, предназначенное для переноса предварительно измеренного расстояния до уровня позвонка на поверхность тела перед чрескожной вертебропластикой (PVP). Использование приложения для измерений на смартфоне сократило время локализации, уменьшило количество флюороскопических снимков, полученных в процессе локализации, и сократило дополнительное время, необходимое для коррекции отклонений локализации. Точность первичной локализации была численно выше в группе с использованием приложения для измерений на смартфоне, однако статистически значимых различий между группами не выявлено. Результаты по визуально-аналоговой шкале (VAS) и индексу инвалидизации Освестри (ODI) через 3 месяца также были схожими в обеих группах. Таким образом, основным результатом стало повышение эффективности рабочего процесса локализации, а не доказанное превосходство в точности или клинической эффективности.
Традиционная локализация опирается на пальпируемые анатомические ориентиры, пространственное суждение и флюороскопическую верификацию14. На практике позиционирование C-дуги и многократное получение изображений могут нарушать операционный процесс и подвергать пациентов и персонал дополнительному воздействию ионизирующего излучения15. Приложение для измерений на смартфоне преобразует расстояние, измеренное в пространстве изображения, в ориентир на поверхности тела и обеспечивает непрерывное отображение расстояния во время перемещения. Такой подход может снизить субъективность оценки расстояния и необходимость в многократных корректировках. Тем не менее, данный метод по-прежнему зависит от правильной идентификации ориентиров и требует флюороскопического подтверждения перед введением иглы.
В настоящем исследовании не проводилось прямого сравнения локализации с использованием приложения для измерений на смартфоне и локализации с помощью стандартной стерильной хирургической линейки. Стандартная стерильная хирургическая линейка обладает такими преимуществами, как простота, низкая стоимость, стерильность, а также независимость от программного обеспечения, заряда батареи и окружающего освещения. Потенциальные технические преимущества приложения для измерений на смартфоне включают цифровое измерение в реальном времени с автоматическим расчетом расстояния, меньшую зависимость от ручного выравнивания и снижение вероятности ошибок визуальной оценки. Линейки многократного использования также требуют очистки и дезинфекции после каждого применения, что может увеличить объем работ по повторной обработке. Их маркировка может со временем стереться, а специализированные хирургические линейки из нержавеющей стали могут быть доступны не в каждой операционной. Таким образом, использование приложения для измерений на смартфоне может снизить необходимость в подготовке, очистке или дезинфекции специального измерительного инструмента для каждого случая. Тем не менее, текущие результаты не устанавливают технического или клинического превосходства над стандартной хирургической линейкой. Обосновано проведение прямого сравнения между измерениями с помощью смартфона и традиционной анатомической локализацией.
Меньшее количество флюороскопических изображений, полученных во время локализации, способствует повышению эффективности рабочего процесса и соответствует принципу ALARA (as low as reasonably achievable — настолько низко, насколько это разумно достижимо)14. Однако количество флюороскопических изображений является лишь косвенным показателем радиационного облучения. Доза за одно облучение варьируется в зависимости от телосложения пациента, геометрии пучка, настроек оборудования, коллимации, увеличения и режима получения изображений15. Поскольку прямые дозиметрические конечные точки не были зарегистрированы, полученные результаты следует описывать как уменьшение количества флюороскопических изображений при локализации, а не как количественное снижение дозы радиации. В будущих исследованиях следует фиксировать время флюороскопии, произведение доза-площадь, референтную воздушную керму и, по возможности, индивидуальную дозиметрию персонала как на этапе локализации, так и в ходе всей процедуры.
На обобщаемость результатов влияют характеристики устройства, техника оператора и условия окружающей среды. Датчики LiDAR, расположенные на задней панели, стали доступны в коммерческих устройствах выборочно, в то время как другие смартфоны полагаются на алгоритмы дополненной реальности на базе камеры, датчики времени пролета (time-of-flight), системы структурированного света или другие технологии определения глубины для оценки расстояния. Таким образом, различия в аппаратном обеспечении сенсоров и программных алгоритмах могут повлиять на точность измерений и ограничить применимость результатов для разных устройств.
Еще одним важным аспектом является согласованность действий оператора. Для снижения процедурной неоднородности использовался рабочий процесс с одним устройством и одним оператором. Тем не менее, результаты измерений остаются чувствительными к ориентации устройства, скорости сканирования и точности идентификации костных ориентиров. Эти факторы могут привести к вариабельности при выполнении процедуры разными операторами. Освещение в помещении и поза пациента также могут повлия 영향을 оказать на точность измерений. Следовательно, для обеспечения воспроизводимости необходимо указывать точную модель устройства и версию программного обеспечения, применять стандартизированные процедуры калибровки и обеспечивать надлежащее обучение оператора. В более масштабных многоцентровых исследованиях следует заранее определить используемые устройства и операторов, а также установить стандартизированные протоколы калибровки.
Морфология пациента может дополнительно влиять на пальпируемость ориентиров и перенос измеренного расстояния по поверхности тела16,17. Atik и Gul оценивали саркопению с помощью измерений большой поясничной мышцы у пациентов с остеопорозными компрессионными переломами позвонков, продемонстрировав гетерогенность состава тела в данной популяции18. В настоящем исследовании площадь большой поясничной мышцы не измерялась и диагноз саркопении не устанавливался; следовательно, прямое сравнение в зависимости от статуса саркопении было невозможно. В будущих исследованиях следует оценить, влияют ли индекс массы тела, толщина мягких тканей, площадь большой поясничной мышцы, деформация позвоночника или саркопения на ошибку локализации или эффективность использования приложений для измерений на смартфонах.
Важны несколько процедурных мер предосторожности. Устройство должно maintained в стабильной корональной ориентации, а значительные латеральные отклонения следует корректировать до продолжения измерений. Необходимо свести к минимуму блики окружающего света и резкие изменения освещения, а также поддерживать постоянные настройки фокусировки и дисплея. Задняя верхняя подвздошная ость и уровень целевого остистого отростка должны быть точно определены, так как приложение не может компенсировать неправильную анатомическую точку отсчета. У пациентов с ожирением, кожными складками или нечеткими поверхностными ориентирами данные пальпации и визуализации следует интерпретировать совместно. Ключевые ориентиры следует временно отметить и подтвердить перед флюороскопией, чтобы уменьшить количество ошибок, вызванных движением пациента19. Процесс локализации не должен нарушать правила асептики. Смартфон служит вспомогательным устройством для предварительной локализации и не должен попадать в стерильную зону, если он не покрыт защитным чехлом и не используется в соответствии с институциональными процедурами инфекционного контроля. При многоуровневых или анатомически сложных переломах каждый целевой уровень должен быть подтвержден с помощью флюороскопии20.
Данное исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, одноцентровой дизайн и небольшой размер выборки ограничивают точность и обобщаемость результатов, особенно для пациентов с выраженной деформацией или другими анатомическими особенностями. Во-вторых, метод основан на пальпации костных ориентиров и может зависеть от степени ожирения, толщины мягких тканей, кожных складок или смещения пациента между проведением визуализационных измерений и операционным позиционированием. В-третьих, не проводилось прямого сравнения со стерильной линейкой, трехмерной навигацией или интраоперационной компьютерно-томографической навигацией. В-четвертых, в работе участвовал один опытный хирург и использовался один алгоритм работы со смартфоном; при этом не оценивались воспроизводимость между разными операторами, период обучения и эффективность использования различных моделей устройств. В-пятых, выборка была недостаточной для проведения надежного анализа одноуровневых и многоуровневых компрессионных переломов тел позвонков (OVCF). В-шестых, оценка радиационного воздействия была ограничена количеством флюороскопических снимков, полученных при локализации; данные о времени флюороскопии и фактической дозе облучения не собирались. Более масштабные многоцентровые исследования должны включать использование нескольких устройств и операторов, прямую дозиметрию, стандартизированную калибровку, заранее определенный анализ подгрупп с учетом морфологии, а также соответствующий метод сравнения с использованием линейки.
Заключение
Приложение для измерений на смартфоне сократило время локализации и коррекции, а также уменьшило количество флюороскопических снимков, полученных на этапе локализации при PVP, без статистически значимой разницы в точности первичной локализации или показателях боли и инвалидности через 3 месяца. Данный метод может служить недорогим дополнением к рабочему процессу при условии сохранения специфической калибровки устройства, анатомической оценки, мер асептики и флюороскопического подтверждения. Эти результаты не устанавливают превосходство над передовыми системами навигации и не демонстрируют напрямую снижение дозы облучения. Оправдано проведение более масштабных многоцентровых исследований с использованием различных устройств и операторов, прямой дозиметрии и соответствующих групп сравнения.
Раскрытие информации
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов:
Цзин Ван внесла вклад в разработку дизайна исследования, провела калибровку приложения для измерений на смартфоне, выполняла клинические измерения, участвовала в наборе пациентов и хирургических процедурах, занималась сбором и анализом клинических данных, визуализировала результаты и подготовила черновик рукописи. Концепция исследования и общий контроль осуществлялись Цзинем Чжаном, который верифицировал результаты визуализационных измерений и хирургических процедур, а также внес значительный интеллектуальный вклад в доработку рукописи.
Благодарности
Работа поддержана научно-исследовательским проектом провинции Ганьсу по традиционной китайской медицине (GZKZ-2025-49) и программой научно-технических инноваций Цуйин для Второй больницы & Клиническая медицинская школа, Университет Ланьчжоу (CY2025-LC-A02).
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Спирт | Lanzhou Meierkang Biotechnology Co., Ltd. | 2024-0006 | Используется с марлей для очистки |
| Смартфон с датчиком глубины | Apple Inc., Купертино, Калифорния, США | A2412 | iPhone 12 Pro Max |
| Система рентгенофлуороскопии | Shanghai Siemens Medical Devices Co., Ltd. | Cios Select S3 | Флюороскопическая система с С-дугой |
| Марля | Henan Hongran Medical Devices Co., Ltd. | 20190025 | Используется со спиртом для очистки |
| Система архивации и передачи изображений (PACS) | Beijing Sichuang Guanyu Technology Development Co., Ltd. | Неприменимо | Система архивации и передачи изображений, версия 3.1 |
| Физическая линейка | Shenzhen Pumen Technology Co., Ltd. | 9350B | Стандартная линейка длиной 20 см, Lifowave 9350B |
| Рентгеноконтрастный маркер | Shanghai Kangdelai Enterprise Development Group Co., Ltd. | 0.7 × 32 TWLB | игла шприца объемом 10 мл |
| Приложение для измерений на смартфоне | Apple Inc., Купертино, Калифорния, США | Неприменимо | Встроенное приложение для измерения расстояния |
| Операционная система смартфона | Apple Inc., Купертино, Калифорния, США | Неприменимо | iOS 18.1 |
| Программное обеспечение для статистического анализа | IBM Corp., Армонк, штат Нью-Йорк, США | 5725-A54 | IBM SPSS Statistics для Windows, версия 25.0 |
| Таймер | Apple Inc., Купертино, Калифорния, США | Неприменимо | Встроенное приложение «Секундомер» на смартфоне |
Ссылки
- Liang JW et al. Enhancing precision in percutaneous vertebroplasty: a study on patient-specific 3D-printed guides for osteoporotic vertebral compression fractures. Front Surg. 2026;13:1800908. doi:10.3389/fsurg.2026.1800908.
- Li G et al. Clinical outcomes of percutaneous vertebroplasty using robot-assisted cross-puncture technique for osteoporotic vertebral compression fractures. J Robot Surg. 2026;20(1):674. doi:10.1007/s11701-026-03587-z.
- Ma C, Chen Z, Fang Q, Shu Y. Comparative efficacy of percutaneous vertebroplasty combined with minimally invasive pedicle screw fixation versus percutaneous vertebroplasty alone in the treatment of elderly osteoporotic vertebral compression fractures. Libyan J Med. 2026;21(1):2670006.
- Song Z et al. Percutaneous vertebroplasty and percutaneous kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fractures: medium- and long-term evaluation of clinical outcomes and affecting factors. BMC Musculoskelet Disord. 2026. doi:10.1186/s12891-026-10050-5.
- Yusufu A, Yasin P, Haibier A, Ma Y. The impact of bone cement distribution in unilateral PVP on therapeutic outcomes of vertebral compression fracture repair. Orthop Res Rev. 2026;18:567335.
- Zhou T et al. Efficacy of acupuncture in the treatment of residual pain after osteoporotic vertebral compression fractures percutaneous vertebroplasty among older adults: a study protocol for a randomized controlled clinical trial. J Pain Res. 2026;19:598264.
- Warimezgane O et al. Occupational radiation exposure in spine surgery: organ-specific OSL phantom dosimetry and workload-based risk assessment. J Radiol Prot. 2026;46(3). doi:10.1088/1361-6498/ae8551.
- Kim DH, Hur JW, Hong JT. Radiation exposure in minimally invasive cervical spine surgery: a systematic review. Medicina (Kaunas). 2026;62(5):977.
- Kitahara T et al. Real-time phase-dependent occupational radiation exposure analysis in full-endoscopic spine surgery. Sci Rep. 2026. doi:10.1038/s41598-026-58052-6.
- Nakaso S, Ueda H, Ono S, Ogawa R. Volumetric assessment of a soft-tissue tumor using smartphone light detection and ranging and neural radiance fields: a single case. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2026;14(5):e7712.
- Moj K, Arseniy I, Żak K, Malicki D, Oszkinis G. 3D measurement of chronic wounds in routine care: a review with practical guidance for smartphone photogrammetry. Ann Biomed Eng. 2026. doi:10.1007/s10439-026-04172-z.
- Song B et al. Smartphone-based LiDAR application for easy and accurate wound size measurement. J Clin Med. 2023;12(18):6042.
- Papadakis K, Mileva-Popova RD, Yanev KK, Peychinov D, Bogdanov TG. Rapid low-cost production of a patient-specific thumb orthosis using smartphone light detection and ranging scanning and three-dimensional printing. Cureus. 2026;18(4):e106955.
- Cool J et al. Radiation reduction in computer-assisted spinal deformity surgery using 3D and 2D pediatric-specific low-dose fluoroscopy protocols. N Am Spine Soc J. 2026;26:100889.
- Türkmen A et al. The effect of a mobile application-based music intervention on pain levels and analgesic consumption following surgery: a randomized controlled trial. Rev Assoc Med Bras (1992). 2026;72(4):e20251930.
- Xu X et al. Spatial posture perception method combined with ball-tip technique improves pedicle screw placement in adult degenerative scoliosis: a dual-center retrospective cohort study. BMC Surg. 2026;26(1):491.
- Lamé G et al. A qualitative human factors investigation of the impact of intraoperative CT-based navigation on interprofessional work in the operating room. Surg Open Sci. 2026;33:37–43.
- Atik I, Gul E. Evaluation of sarcopenia by psoas muscle measurements in osteoporotic patients with vertebral compression fracture. J Coll Physicians Surg Pak. 2024;34(6):713–716.
- Maizels M et al. Utilization of an ultrasonography-computed tomography fusion system in the lumbar spine. Int J Spine Surg. 2026;20(3):420–425.
- Garg S, Aranha RSM, Sam F. Localization of the motor entry point of the adductor pollicis muscle using surface landmarks for safe and effective botulinum toxin injection administration. Ann Anat. 2026;267:152881.
Перепечатки и разрешения
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно