Effect of leg length discrepancy on the difference of lateral center-edge angle measurement

Abstract

Aims Lateral center-edge angle (LCEA) is a widely used radiographic parameter for measuring the acetabular coverage of the femoral head. In patients with leg length discrepancy (LLD), due to the pelvic obliquity in coronal plane, the LCEA is differently measured according to which longitudinal reference line is used. The aims of this study were to inspect which reference line has been used for measuring the LCEA in the literature, and to validate Morschers method to estimate the difference of LCEA on the longitudinal reference lines in the patients with LLD.

Patients and Methods Clinical studies involving LCEA between January 1976 and July 2019 in MEDLINE database were categorized according to the longitudinal reference line used. From January 1, 2004 to July 23, 2019, 238 patients who were surgically treated for LLD were recruited for the study. The LCEA was measured on standing pelvis anteroposterior radiograph using two different longitudinal axes– the longitudinal axis of pelvis (pLCEA) or the line vertical to the ground (gLCEA) on the shorter leg. Difference between the two LCEA (dLCEA) was calculated. dLCEA was also estimated using Morschers trigonometric equation from the pelvic width and leg length discrepancy measured on the same pelvic radiograph. The measured and estimated dLCEAs were compared.

Results Among 172 articles, pLCEA and gLCEA were used in 18 (10%) and 13 (8%). 108 (63%) studies cited the relevant reference without specifying the measurement method of LCEA in the manuscript, whereas 33 (19%) did not include either the method of measurement or the citation of reference on LCEA. The pLCEA (26.8 ± 6.8°, [range, 2.6° to 52.2°]) and the gLCEA (36.0 ± 8.0°, [range, 8.2° to 58.2°]) showed significant difference with the mean dLCEA of 9.1 ± 4.6° [range, 0.7° to 26.1°]. The pelvic width of the study patients was 174.3 ± 24.3mm (range, 120.0 to 235.8mm) and it showed linear increase with age until the age of 15 years. The mean value of dLCEA estimated with Morschers method was 9.2 ± 4.6° [range, 1.0° to 26.1°], which showed no significant difference from the measured dLCEA (p=0.433).

Conclusion Because the pLCEA and gLCEA are different in patients with LLD, which reference line was used in measuring the LCEA needs to be described in the article. In patients with LLD, Morschers method of estimating the dLCEA was successfully validated. This information could be used for treating the patients with LLD by estimating the change of LCEA with LLD and pelvic width.

서론 외측 중심비구각은 널리 대퇴골두의 비구 피복을 측정하기 위하여 널리 사용되는 방사선학적 지표이다. 하지 부동이 있는 환자들에서는 관상면에서의 골반 경사로 인하여 어떠한 세로 기준선을 사용하였는지에 따라 외측 중심비구각이 다르게 측정된다. 이 연구에서는 과거 문헌에서 어떠한 기준선이 사용되었는지 조사하고, 하지 부동 환자들에서 세로 기준선에 따른 외측 중심 비구각의 차이를 추정하기 위한 Morscher의 방법을 검증하고자 한다.

본론 1976년 1월부터 2019년 7월까지 MEDLINE 데이터베이스에서 LCEA와 관련된 임상연구를 검색하여 사용된 세로 기준선에 따라 분류하였다. 2004년 1월부터 2019년 7월 23일까지 하지 부동에 대해 수술적 치료를 받은 238명의 환자들이 연구에 포함되었다. 외측 중심비구각은 기립 골반 전후방 일반 방사선영상에서 짧은 다리에서 서로 다른 두 세로 기준선 – 골반의 세로축 (pLCEA)과 지면에 수직인 선 (gLCEA)을 사용하여 측정하였고 두 외측 중심비구각의 차이 (dLCEA)를 계산하였다. 또한 dLCEA를 같은 방사선 영상에서 측정된 골반 넓이와 하지 길이 차이를 대입한 Morscher의 삼각함수 식을 사용하여 추정하였다. 위의 방법으로 측정한 dLCEA와 추정한 dLCEA를 비교하였다. 172건의 문헌 중에서 pLCEA와 gLCEA는 각각 18 (10%)와 13 (8%)건의 연구에서 사용되었다. 108 (63%)개의 연구에서는 외측 중심비구각의 측정방법을 구체적으로 기술하지 않았으나 관련된 참고문헌을 인용하였다. 반면, 33 (19%) 건의 연구에서는 외측 중심비구각의 측정방법과 참고문헌의 인용 모두 제시하지 않았다. pLCEA(26.8 ± 6.8°, [range, 2.6° to 52.2°]) 와 gLCEA (36.0 ± 8.0°, [range, 8.2° to 58.2°])는 평균 9.1 ± 4.6° [range, 0.7° to 26.1°]의 dLCEA로 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 연구 환자들의 골반 넓이는 174.3 ± 24.3mm (range, 120.0 to 235.8mm)였으며 15세까지는 연령에 대한 선형적인 증가를 보였다. Morscher의 방법으로 추정한 dLCEA의 평균값은 9.2 ± 4.6° [range, 1.0° to 26.1°]였으며 측정한 dLCEA와 유의한 통계적 차이는 발견할 수 없었다 (p=0.433).

결론 하지 부동 환자에서 pLCEA와 gLCEA가 차이를 보이기 때문에 외측 중심비구각을 측정하기 위해 어떠한 세로 기준선이 사용되었는지가 논문에 제시되어야한다. 하지 부동 환자에서 dLCEA를 추정하는 Morscher의 방법은 성공적으로 검증되었다. 이러한 정보는 하지 부동 환자의 치료 시 하지 길이 차이와 골반 넓이를 이용하여 외측 중심비구각의 변화를 추정하는데 사용될 수 있을 것이다.