CT-Derived Hounsfield Units Correlate with Dorr Classification and Objectively Identify Dorr Type C Morphology in MAKO-Assisted Total Hip Arthroplasty

हर साल, दुनिया भर में लाखों लोग अपने घिसे हुए कूल्हे के जोड़ों को कृत्रिम जोड़ों से बदल लेते हैं। इससे पहले कि एक सर्जन जांघ की हड्डी के अंदर फिट होने वाले सही धातु के स्टेम (stem) का चुनाव कर सके, उन्हें उस हड्डी की गुणवत्ता को समझना होगा। यदि हड्डी नरम है और कैनाल (canal) चौड़ी है, तो एक मानक प्रेस-फिट इम्प्लांट सर्जरी के दौरान फिसल सकता है या हड्डी को तोड़ सकता है। इसे परखने के लिए, डॉक्टर लंबे समय से 'डोर वर्गीकरण' (Dorr classification) नामक प्रणाली पर भरोसा करते आए हैं। मानक एक्स-रे देखकर, वे कूल्हे को तीन प्रकारों में वर्गीकृत करते हैं: A, B, या C। टाइप A हड्डियाँ घनी और संकरी होती हैं, जो नए स्टेम के लिए एक सटीक फिट प्रदान करती हैं। टाइप C हड्डियाँ नाजुक होती हैं, जिनकी दीवारें पतली और कैनाल चौड़ी होती है, जिससे जटिलताओं का उच्च जोखिम बना रहता है। हालाँकि, एक सपाट एक्स-रे को देखना मानवीय निर्णय का मामला है। दो डॉक्टर एक ही छवि को देख सकते हैं और इस बात पर असहमत हो सकते हैं कि हड्डी टाइप B है या टाइप C। यह व्यक्तिपरकता पूर्व-ऑपरेटिव योजना को अनिश्चित बना सकती है, खासकर जब एक सुरक्षित फिट और एक जोखिम भरे फिट के बीच का अंतर बहुत सूक्ष्म हो।

यूनिवर्सिटी ऑफ मिसौरी-कंसास सिटी और सेंट लुक्स अस्पताल के शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस निर्णय को अधिक वस्तुनिष्ठ बनाने का प्रयास किया। उन्होंने एक ऐसी तकनीक की ओर रुख किया जो कई रोगियों के लिए आधुनिक सर्जिकल वर्कफ़्लो का पहले से ही हिस्सा है: प्री-ऑपरेटिव सीटी (CT) स्कैन। जबकि इन स्कैन का उपयोग अक्सर सर्जरी के दौरान रोबोटिक भुजाओं को निर्देशित करने के लिए किया जाता है, इन छवियों में डेटा की एक छिपी हुई परत होती है जिसका डॉक्टर योजना बनाने के लिए शायद ही कभी उपयोग करते हैं। प्रत्येक सीटी इमेज के भीतर, हड्डी के हर छोटे बिंदु को एक नंबर दिया गया है, जिसे 'हौंसफील्ड यूनिट' (Hounsfield unit) कहा जाता है। यह नंबर मापता है कि हड्डी एक्स-रे को कितना रोकती है, जो सीधे तौर पर इस बात से संबंधित है कि हड्डी कितनी घनी और मजबूत है। शोधकर्ताओं ने एक सरल प्रश्न पूछा: क्या ये नंबर, जो पहले से ही कंप्यूटर में मौजूद हैं, उन्हें सटीक रूप से बता सकते हैं कि रोगी का डोर प्रकार (Dorr type) क्या है, जिससे अनुमान लगाने की आवश्यकता समाप्त हो जाए?

उत्तर खोजने के लिए, टीम ने 2019 और 2024 के बीच रोबोटिक-असिस्टेड हिप रिप्लेसमेंट सर्जरी कराने वाले 489 रोगियों के रिकॉर्ड्स का अध्ययन किया। प्रत्येक रोगी के लिए, उनके पास एक प्री-ऑपरेटिव सीटी स्कैन और एक मानक एक्स-रे था जिसका उपयोग पहले ही डोर वर्गीकरण निर्धारित करने के लिए किया जा चुका था। शोधकर्ताओं ने सॉफ्टवेयर का उपयोग करके तीन विशिष्ट क्षेत्रों में हड्डी के घनत्व (density) को मापा: निचले हिस्से में चौथी लुम्बर वर्टेब्रा (lumbar vertebra), जांघ की हड्डी की गर्दन (neck), और जांघ की हड्डी के ऊपरी हिस्से के दो उभारों के बीच का क्षेत्र। उन्होंने प्रत्येक रोगी के लिए एक औसत घनत्व स्कोर की गणना की और इसकी तुलना सर्जनों द्वारा निर्धारित डोर प्रकार से की।

परिणामों ने नंबरों और हड्डी के प्रकारों के बीच एक स्पष्ट, चरण-दर-चरण संबंध दिखाया। जैसे-जैसे हड्डी की गुणवत्ता टाइप A से टाइप C की ओर खराब होती गई, घनत्व के नंबर लगातार कम होते गए। सबसे मजबूत, टाइप A हड्डियों वाले रोगियों का औसत घनत्व स्कोर 186.5 था। टाइप B हड्डियों वाले रोगियों का स्कोर 136.6 था, और सबसे कमजोर, टाइप C हड्डियों वाले रोगियों का स्कोर केवल 92.2 था। अंतर इतना स्पष्ट था कि शोधकर्ता इन नंबरों का उपयोग उच्च सटीकता के साथ हड्डी के प्रकार की भविष्यवाणी करने के लिए कर सकते थे। जब उन्होंने तीनों माप स्थलों के औसत स्कोर को देखा, तो उन्हें एक विशिष्ट कटऑफ पॉइंट मिला: कोई भी रोगी जिसका स्कोर 117.6 या उससे कम था, उसके टाइप C हड्डी संरचना होने की अत्यधिक संभावना थी। इस एकल नंबर ने टाइप C मामलों की 82.2 प्रतिशत सटीकता से पहचान की, जबकि टाइप A और B के सुरक्षित मामलों को 80.2 प्रतिशत सटीकता से खारिज कर दिया।

अध्ययन ने यह भी खुलासा किया कि केवल एक स्थान, फेमोरल नेक (femoral neck) को देखना, तीनों साइटों के औसत को देखने जितना प्रभावी नहीं था। हालांकि फेमोरल नेक अकेले कुछ टाइप C हड्डियों की पहचान कर सकता था, लेकिन इसने कई अन्य मामलों को छोड़ दिया। रीढ़ और कूल्हे के दो हिस्सों के मापों को मिलाकर, शोधकर्ताओं ने रोगी के कंकाल के स्वास्थ्य की अधिक पूर्ण तस्वीर तैयार की। यह संयुक्त स्कोर तब भी एक मजबूत भविष्यवक्ता बना रहा जब शोधकर्ताओं ने आयु, लिंग और शरीर के वजन जैसे कारकों को ध्यान में रखा। दूसरे शब्दों में, हड्डी के घनत्व के नंबरों ने ऐसी जानकारी प्रदान की जो केवल आयु या लिंग अकेले नहीं दे सकते थे। डेटा ने सुझाव दिया कि एक रोगी वृद्ध या महिला हो सकता है, जो कमजोर हड्डियों के ज्ञात जोखिम कारक हैं, लेकिन वास्तविक सीटी नंबरों ने उस विशिष्ट व्यक्ति की हड्डी की गुणवत्ता की सच्ची कहानी बताई।

शोधकर्ताओं ने सर्जरी के बाद क्या हुआ, इसका भी परीक्षण किया। लगभग 500 रोगियों के इस समूह में, छह मामलों में नए इम्प्लांट के आसपास की हड्डी में फ्रैक्चर हुआ। ये सभी फ्रैक्चर उन रोगियों में हुए जिनमें एक्स-रे पर टाइप C हड्डी का आकार और सीटी स्कैन में कम घनत्व वाले नंबर, दोनों पाए गए थे। ऐसे किसी भी रोगी में फ्रैक्चर नहीं हुआ जिसमें कम नंबर थे लेकिन अलग हड्डी का आकार था, या जिनमें टाइप C आकार था लेकिन उच्च घनत्व वाले नंबर थे। हालांकि फ्रैक्चर की संख्या निश्चित सांख्यिकीय निष्कर्ष निकालने के लिए बहुत कम थी, लेकिन पैटर्न चौंकाने वाला था। इसने सुझाव दिया कि हड्डी के दृश्य आकार को वस्तुनिष्ठ घनत्व नंबरों के साथ जोड़कर सर्जन ऑपरेशन थिएटर में प्रवेश करने से पहले ही उच्चतम-जोखिम वाले रोगियों की पहचान कर सकते हैं।

यह कार्य डोर वर्गीकरण या सर्जन के निर्णय को बदलने का प्रस्ताव नहीं देता है। इसके बजाय, यह उन्हें सहायता प्रदान करने के लिए एक उपकरण प्रदान करता है। चूंकि रोबोटिक प्लानिंग के लिए सीटी स्कैन पहले से ही लिए जाते हैं, इसलिए घनत्व के नंबर बिना किसी अतिरिक्त रेडिएशन, लागत या समय के उपलब्ध हैं। अध्ययन का सुझाव है कि एक सर्जन रोगी की प्री-ऑपरेटिव योजना देख सकता है और 117.6 जैसा नंबर देख सकता है। यदि नंबर उस थ्रेशोल्ड (सीमा) पर या उससे नीचे है, तो यह एक स्पष्ट, वस्तुनिष्ठ संकेत (flag) के रूप में कार्य करता है कि हड्डी नाजुक है, जो टाइप C हिप की दृश्य धारणा की पुष्टि करता है। यह सर्जन को एक अलग प्रकार का इम्प्लांट चुनने के लिए प्रेरित कर सकता है, शायद एक ऐसा जो स्टेम को सुरक्षित करने के लिए सीमेंट का उपयोग करता है, या अधिक नाजुक प्रक्रिया के लिए तैयार हो सकता है। लक्ष्य कंप्यूटर को निर्णय लेने देना नहीं है, बल्कि सर्जन को एक सटीक, डेटा-संचालित 'सेकंड ओपिनियन' देना है जो एक सपाट छवि को देखने की अनिश्चितता को कम करता है। एक व्यक्तिपरक दृश्य मूल्यांकन को एक वस्तुनिष्ठ माप में बदलकर, इस दृष्टिकोण का लक्ष्य हिप रिप्लेसमेंट सर्जरी की योजना को नाजबूक हड्डियों वाले रोगियों के लिए अधिक विश्वसनीय और सुरक्षित बनाना है।