หลักการและเหตุผล

 อุบัติการณ์ของกระดูกสะโพกหักจากโรคกระดูกพรุนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทุกปี การวินิจฉัยและดูแลรักษาแต่เบื้องต้นก่อนเกิดกระดูกหักเป็นสิ่งจำเป็น ในอดีตมีการใช้ Singh index เพื่อวินิจฉัยโรคกระดูกพรุน แต่ยังมีความเห็นที่ไม่สอดคล้องกันในความน่าเชื่อถือของการอ่าน Singh index

วัตถุประสงค์

พิสูจน์ความน่าเชื่อถือของการอ่าน Singh index ในสตรีสูงอายุโดยรังสีแพทย์ทั้งในบุคคลเดียวกันและต่างบุคคลกันของโรงพยาบาลศรีนครินทร์ จังหวัดขอนแก่น

รูปแบบการศึกษา

Cross-sectional descriptive study

สถานที่ทำการศึกษา

ศึกษาในสตรีสูงอายุที่อาศัยอยู่ในเขตจังหวัดขอนแก่น ประเทศไทย

การวัดผล

Singh grading, intraobserver and interobserver reliability by kappa and weighted kappa

ผลการวิจัย

ผู้สูงอายุทั้งหมดที่เข้าร่วมโครงการมีจำนวน 130 ราย อายุเฉลี่ย 71.55 ปี (ช่วงอายุ 61-86 ปี) ค่า intraobserver reliability ของรังสีแพทย์คนแรก kappa = 0.15 (95%CI: 0.04-0.26), weighted kappa = 0.27 และของรังสีแพทย์คนที่สอง kappa = 0.29 (95%CI: 0.15-0.42), weighted kappa = 0.35 และค่า interobserver reliability ระหว่างรังสีแพทย์คนแรกและคนที่สอง kappa = 0.10 (95%CI: 0.00-0.20), weighted kappa = 0.26

สรุป

Singh index มีความน่าเชื่อถือต่ำทั้งในบุคคลเดียวกันและต่างบุคคลกัน หากจะนำมาใช้ในทางคลินิกควรจะต้องมีการปรับปรุงแก้ไขให้เหมาะสมกว่านี้

Background

The incidence of osteoporotic hip fracture increases annually, the key to successful treatment of osteoporosis is early diagnosis and treatment before fracture. The Singh index was a popular tool for diagnosis of osteoporosis in the past, but its reliability is debated.

Objective

To evaluate the intra- and inter-personal reliability of Singh grading among elderly Thai  women between two radiologists at Srinagarind hospital, Khon Kaen University, Thailand.

Design

Cross-sectional descriptive study

Setting

Thai elderly women in Khon Kane province, Thailand.

Outcome Measurements

Singh grading, intra- and inter-observer reliability by kappa (k) and weighted-k

Results

We registered  130 elderly Thai women in the study. The age of participants averaged 71.6 years (range 61-86 years). The first and second intra-observer (and their weighted) reliability k was 0.15 (95%CI: 0.04-0.26) (and 0.27), and 0.29 (95%CI: 0.15-0.42) (and 0.35), respectively. The inter-observer (and weighted) reliability k was 0.10 (95%CI: 0.00-0.20) and 0.26.

Conclusion

The intra- and inter-person reliability of the Singh index is poor; therefore, the index needs to be simplified to establish its reliability as a screening tool for osteoporosis.

บทนำ

อุบัติการณ์ของกระดูกสะโพกหักจากโรคกระดูกพรุนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทุกปี¹ และเมื่อเกิดกระดูกสะโพกหักแล้วจะทำให้ผู้ป่วยมีความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตหรือมีคุณภาพชีวิตที่ลดลง และสูญเสียค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาเป็นจำนวนมาก ในประเทศสหรัฐอเมริกามีการศึกษาพบว่าค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาผู้ป่วยที่มีกระดูกสะโพกหักจากโรคกระดูกพรุนทั้งในทางตรงและทางอ้อมมีสูงถึงเจ็ดพันถึงหนึ่งหมื่นสองพันล้านเหรียญสหรัฐอเมริกาต่อปี ^2-4 การตรวจและวินิจฉัยพร้อมทั้งให้การดูแลรักษาแต่เนิ่นๆก่อนที่จะเกิดกระดูกหักเป็นสิ่งที่จำเป็น ในปัจจุบันนี้มีวิธีการตรวจวินิจฉัยโรคกระดูกพรุนมากมายหลายวิธีได้แก่ การถ่ายภาพรังสีของ femoral neck และประเมินคุณภาพของกระดูกจาก trabecular pattern (Singh index), radiogrammetry, radiographic absorptiometry, Single Energy X-ray Absorptiometry, Dual Energy X-ray Absorptiometry, Quantitative Computed Tomography และ Quantitative Ultrasound เป็นต้น

การตรวจวินิจฉัยโรคกระดูกพรุนที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบันนี้คือการตรวจวัดด้วยเครื่อง DEXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry) เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสูงและมีความคลาดเคลื่อนต่ำ แต่เป็นการตรวจที่มีราคาแพงและมีใช้เพียงไม่กี่แห่งในประเทศไทย ในอดีตการประเมินโรคกระดูกพรุนด้วยการดูรูปทรงของเสี้ยนกระดูกของคอกระดูกต้นขา (trabecular pattern of femoral neck) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Singh index⁵ ได้รับการยอมรับและมีการใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากสามารถใช้ได้ในโรงพยาบาลทุกแห่งที่มีเครื่องฉายรังสีเอ็กซ์ และมีราคาถูก แต่ยังมีข้อขัดแย้งถึงความน่าเชื่อถือของการอ่านทั้งในบุคคลเดียวกันและต่างบุคคล^6-11 (intrapersonal and interpersonal reliability)

วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้ต้องการพิสูจน์ความน่าเชื่อถือของการอ่าน Singh index ของสตรีสูงอายุที่อาศัยอยู่ในจังหวัดขอนแก่น โดยรังสีแพทย์ทั้งในบุคคลเดียวกันและต่างบุคคล (intrapersonal and interpresonal reliability) ของโรงพยาบาลศรีนครินทร์ จังหวัดขอนแก่น

การศึกษาครั้งนี้เป็นการศึกษาแบบ cross-sectional descriptive study

กลุ่มตัวอย่างของการศึกษานี้เป็นกลุ่มตัวอย่างเดียวกับกลุ่มตัวอย่างของการศึกษา “การใช้ Singh index ในการคัดกรองโรคกระดูกพรุนของคอกระดูกต้นขา” ซึ่งได้ผ่านการพิจารณาและอนุมัติให้ทำการวิจัยโดยคณะกรรมการจริยธรรมของมหาวิทยาลัยขอนแก่น ผู้สูงอายุทุกรายได้รับฟังคำอธิบายถึงเหตุผลการศึกษาและได้ผ่านการซักถามจนเข้าใจและเซ็นชื่อยินยอมเข้าร่วมการศึกษา ทั้งหมดเป็นสตรีสูงอายุที่มีอายุมากกว่า 60 ปี ผู้สูงอายุที่มีประวัติโรคตับหรือโรคไตเรื้อรัง เป็นโรคทาง metabolic ที่มีผลต่อมวลกระดูกหรือโรคมะเร็งกระดูก หรือเคยมีกระดูกหักบริเวณข้อสะโพก รวมทั้งผู้สูงอายุที่รับยาฮอร์โมน ยาวิตามินดี ยากันชัก ยาป้องกันการแข็งตัวของเลือด ยากลุ่ม bisphosphonate รวมทั้งยา calcitonin จะถูกคัดออกจากการศึกษา ได้ผู้สูงอายุจำนวนทั้งสิ้น 130 ราย อายุเฉลี่ย 71.55 ปี (ช่วงอายุตั้งแต่ 61-86 ปี)

ผู้สูงอายุทุกรายได้รับการซักประวัติ ตรวจร่างกาย และถ่ายภาพรังสีของข้อสะโพกซ้าย ในท่านอนหงาย ขาหมุนเข้าในประมาณ 15 องศา (internal rotation 15 degree) เพื่อให้ได้ภาพ true AP view ของ femoral neck ภาพทางรังสีทุกภาพจะต้องมีคุณภาพที่ดีและได้รับการตรวจสอบคุณภาพจากรังสีแพทย์ผู้ร่วมทำวิจัย จากนั้นรังสีแพทย์ที่ร่วมในงานวิจัยนี้จำนวนสองท่าน (J.S., P.C.) จะทำการอ่านภาพทางรังสีและแบ่ง grading ตาม Singh index โดยมีคู่มือที่เป็นภาพและคำแนะนำการอ่านในแต่ละ grading ของ Singh index ไว้ เพื่อให้การอ่าน grading ของ Singh index เป็นไปในแนวเดียวกัน รังสีแพทย์ผู้อ่านภาพทางรังสีทั้งสองมีประสบการณ์อ่านภาพทางรังสีไม่น้อยกว่า 10 ปี และทั้งสองท่านจะอ่านภาพรังสีทุกภาพเป็นจำนวนสองครั้งระยะเวลาห่างกันไม่น้อยกว่า 1 เดือน

ค่าลักษณะพื้นฐานทางคลินิก (demographic data) ของผู้สูงอายุจะแสดงเป็นค่าเฉลี่ย + ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ค่าความน่าเชื่อถือของการแบ่ง grading ของ Singh index ทั้ง intrapersonal และ interpresonal reliability จะแสดงด้วยค่า kappa และ 95% confidence interval, weighted kappa และค่า agreement ของการอ่านโดยยอมรับความผิดพลาด 1 grade (one-step agreement) แสดงด้วยร้อยละ (หากการอ่านสองครั้งเหมือนกันหรือต่างกันหนึ่งระดับถือว่ามี agreement กัน แต่หากต่างกันมากกว่าหนึ่งระดับถือว่าไม่มี agreement กัน)

ผู้สูงอายุทั้งสิ้น 130 ราย ช่วงอายุตั้งแต่ 61-86 ปี มีข้อมูลพื้นฐานดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แสดงค่าเฉลี่ย (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) ของลักษณะพื้นฐานของผู้สูงอายุ จำนวนทั้งสิ้น 130 ราย

ตารางที่ 2 แสดงการแบ่งระดับตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 1 (J.S.) จากการอ่านภาพทางรังสีของผู้สูงอายุทั้ง 130 ราย เทียบกันระหว่างครั้งที่ 1 และครั้งที่ 2 วิเคราะห์ความน่าเชื่อถือของการอ่าน พบว่าค่า kappa เท่ากับ 0.15 (95%CI: 0.04-0.26) และ weighted kappa เท่ากับ 0.27 และหากยอมรับความผิดพลาดได้หนึ่งระดับ ค่า one-step agreement จะเท่ากับร้อยละ 84.62

ตารางที่ 2 แสดงการอ่านภาพทางรังสีและแบ่งระดับตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 1 (J.S.) เปรียบเทียบระหว่างการอ่านครั้งที่ 1 และครั้งที่ 2

ตารางที่ 3 แสดงการแบ่งระดับตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 2 (P.C.) จากการอ่านภาพทางรังสีของผู้สูงอายุทั้ง 130 ราย เทียบกันระหว่างครั้งที่ 1 และครั้งที่ 2 วิเคราะห์ความน่าเชื่อถือของการอ่าน พบว่าค่า kappa เท่ากับ 0.29 (95%CI: 0.15-0.42) และ weighted kappa เท่ากับ 0.35 และหากยอมรับความผิดพลาดได้หนึ่งระดับ ค่า one-step agreement จะเท่ากับร้อยละ 95.38

ตารางที่ 3 แสดงการอ่านภาพทางรังสีและแบ่งระดับ ตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 2 (P.C.) เปรียบเทียบระหว่างการอ่านครั้งที่ 1 และครั้งที่ 2

ตารางที่ 4 เปรียบเทียบการแบ่งระดับตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 1 (J.S.) และรังสีแพทย์ท่านที่ 2 (P.C.) จากการอ่านภาพทางรังสีของผู้สูงอายุทั้ง 130 ราย วิเคราะห์ความน่าเชื่อถือของการอ่าน พบว่าค่า kappa เท่ากับ 0.10 (95%CI: 0.00-0.20) และ weighted kappa เท่ากับ 0.26 และหากยอมรับความผิดพลาดได้หนึ่งระดับ ค่า one-step agreement จะเท่ากับร้อยละ 80

ตารางที่ 4 เปรียบเทียบการอ่านภาพทางรังสีและแบ่งระดับตาม Singh index ของรังสีแพทย์ท่านที่ 1 (J.S.) และรังสีแพทย์ท่านที่ 2 (P.C.)

ในปีพ.ศ. 2513 Manmohan Singh⁵ ได้ใช้รูปทรงของเสี้ยนกระดูก (trabecular pattern) ของคอกระดูกต้นขา (femoral neck) ที่ได้จากภาพถ่ายทางรังสีของข้อสะโพกในท่าหน้าหลัง (Antero-posterior view of hip joint) ในการแยกแยะผู้ป่วยโรคกระดูกพรุน กระดูกโปร่งบางและกระดูกปกติออกจากกัน โดย Singh ได้แบ่งรูปทรงของเสี้ยนกระดูกของคอกระดูกต้นขาออกเป็น 6 ระดับ และแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่าง X-ray grading และ histological grading มีค่อนข้างสูง โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แห่งความสัมพันธ์ (r) = 0.812, p<0.001 และได้รับการขนานนามว่า “Singh index”

ในปีพ.ศ. 2515 Singh และคณะ⁶ได้พิสูจน์ถึงความน่าเชื่อถือของการใช้ Singh index ในการตรวจหาโรคกระดูกพรุนของกระดูกสันหลังและพบว่าการประเมิน Singh index มีค่า intrapersonal และ interpresonal reproducibility ค่อนข้างสูง (โดยมีค่า correlation coefficient ที่ 0.974 และ 0.847 ตามลำดับ) ในปีพ.ศ. 2516 Singh และคณะ⁷ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการประเมิน grading ของ Singh index ว่าการจะให้ได้การประเมินรูปทรงของเสี้ยนกระดูกจากภาพถ่ายทางรังสีให้ได้แม่นยำจะต้องถ่ายภาพทางรังสีผู้ป่วยในท่า AP โดยข้อสะโพกจะต้องอยู่ในท่าเหยียดตรงและมี internal rotation ประมาณ 15 องศา หากทำเช่นนี้จะพบว่าการอ่านจะผิดพลาดไม่เกิน 1 grade นอกจากนี้ยังมีอีกหลายๆการศึกษาที่ให้การสนับสนุน Singh index ว่าสามารถนำมาใช้ได้จริง โดยในปีพ.ศ. 2529 Cooper และคณะ⁸ สนับสนุน Singh index ว่าสามารถใช้เป็นเครื่องมือวัดมวลกระดูกของกระดูกต้นขาได้ และพบว่าการแบ่งระดับตาม Singh index มีความแม่นยำสูงและมีค่าที่สอดคล้องกันของทั้งข้างซ้ายและข้างขวา ในปี พ.ศ. 2538 Masud และคณะ⁹ ได้ทำการศึกษาในกลุ่มประชากรเพื่อประเมินว่า Singh index สามารถเป็นเครื่องมือคัดกรองโรคกระดูกพรุนในกลุ่มประชากรได้หรือไม่ พบว่าค่า intrapersonal และ interpersonal reliability อยู่ในเกณฑ์ดีคือมีค่า kappa ของ intrapersonal เท่ากับ 0.64 (95%CI=0.58-0.70) และของ interpersonal เท่ากับ 0.61 (95%CI = 0.55-0.67)

แต่อย่างไรก็ตามมีหลายๆการศึกษาที่ไม่เห็นด้วยกับ Singh index โดยในปีพ.ศ. 2524 Pogrund และคณะ¹⁰ทำการศึกษา Singh index ในผู้ป่วยที่มีกระดูกสะโพกหักจำนวน 570 รายอายุตั้งแต่ 30 ปีขึ้นไป ซึ่งการเกิดกระดูกสะโพกหักมีทั้งเกิดจากอุบัติเหตุและเกิดจากโรคกระดูกพรุน ผลการศึกษาพบว่าโรคกระดูกพรุนจากการประเมินด้วย Singh index ไม่มีความสัมพันธ์กับอุบัติการณ์ของกระดูกสะโพกหัก และในปีพ.ศ. 2539 Koot และคณะ¹¹ทำการศึกษาถึงความน่าเชื่อถือของการใช้ Singh index ในการประเมินโรคกระดูกพรุน โดยการใช้ kappa score ประเมิน interpersonal และ intrapersonal reliability พบว่า kappa score ของ interpersonal มีค่าค่อนข้างต่ำ (0.15-0.54) ขณะที่ intrapersonal มีค่าปานกลาง (0.63-0.88) และสรุปว่า Singh index ไม่เหมาะสำหรับเป็นตัวประเมินโรคกระดูกพรุน

สำหรับผลการศึกษาของโรงพยาบาลศรีนครินทร์ คณะผู้วิจัยพบว่า Singh index มีความน่าเชื่อถือค่อนข้างต่ำ โดยมีค่า kappa ของ intrapersonal reliability อยู่ที่ 0.15-0.29 และ weighted kappa ของ intrapersonal reliability อยู่ที่ 0.27-0.35 และ kappa ของ interpersonal reliability อยู่ที่ 0.10 และ weighted kappa เท่ากับ 0.26 ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับของ Koot และคณะ¹¹ การที่ค่า kappa ของทั้ง intrapersonal และ interpersonal ค่อนข้างต่ำ เนื่องมาจากการแบ่ง Singh index มีความถี่มากเกินไป โดยแบ่งถึง 6 ระดับ ทั้งๆที่ประโยชน์ที่สำคัญของการใช้ค่าดรรชนีนี้เป็นเพียงเพื่อใช้เป็นเครื่องมือคัดกรองโรคกระดูกพรุนเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องแบ่งให้ถี่เช่นนี้ และจากที่ Singh และคณะ⁷ได้กล่าวไว้ในปีพ.ศ. 2516 ที่ว่าการแบ่งระดับตาม Singh index หากถ่ายภาพทางรังสีในท่าที่ถูกต้องแล้วการอ่านมักจะผิดพลาดไม่เกิน 1 ระดับ จากการศึกษานี้พบเช่นเดียวกับที่ Singh และคณะได้กล่าวไว้ โดยเราพบว่าหากยอมรับความผิดพลาด 1 ระดับแล้ว ค่า interpersonal agreement จะอยู่ที่ประมาณร้อยละ 80 และ intrapersonal agreement จะอยู่ที่ร้อยละ 84.6-95.4 แสดงให้เห็นได้ว่าหากลดความถี่ของการแบ่งระดับของ Singh index เสียใหม่ให้ถี่น้อยลงเช่น จาก 6 ระดับเหลือเพียง 3 ระดับ น่าจะทำให้การแบ่งระดับตาม Singh index มีความแม่นยำมากขึ้นและสามารถนำไปใช้ในทางคลินิกได้อย่างเหมาะสม

การแบ่งระดับตาม Singh index มีความน่าเชื่อถือค่อนข้างต่ำ (poor reliability) ทั้งในบุคคลเดียวกันและต่างบุคคลกัน (intrapersonal and interpersonal reliability) หากจะนำมาใช้ในทางคลินิกควรจะมีการปรับปรุงแก้ไขให้มีความถี่น้อยลง ซึ่งต้องทำการศึกษาและวิจัยต่อไปเพื่อให้สามารถนำมาใช้ในทางคลินิกได้อย่างเหมาะสมต่อไป

Reference

1. Cooper C., Campion G., Melton L.J. 3rd. Hip fractures in the elderly: a world-wide projection. Osteoporos Int 1992; 2(6):285-9.

2. Cooper C. The crippling consequences of fractures and their impact on quality of life. Am J Med 1997; 103(2A):12S-7S; discussion 17S-19S.

3. Riggs B. L., Melton L.J. 3rd. The worldwide problem of osteoporosis: insights afforded by epidemiology. Bone 1995; 17(5 Suppl):505S-11S.

4. Levin R. M. The prevention of osteoporosis. Hosp Pract (Off Ed) 1991; 26(5):77-80, 83-6, 91-4 passim.

5. Singh M., Nagrath A.R., Maini P.S. Changes in trabecular pattern of the upper end of the femur as an index of osteoporosis. J Bone Joint Surg Am 1970; 52(3):457-67.

6. Singh M., Riggs B.L., Beabout J.W., Jowsey J. Femoral trabecular-pattern index for evaluation of spinal osteoporosis. Ann Intern Med 1972; 77(1):63-7.

7. Singh M., Riggs B.L., Beabout J.W., Jowsey J. Femoral trabecular pattern index for evaluation of spinal osteoporosis. A detailed methodologic description. Mayo Clin Proc 1973; 48(3):184-9.

8. Cooper C., Barker D.J., Hall A.J. Evaluation of the Singh index and femoral calcar width as epidemiological methods for measuring bone mass in the femoral neck. Clin Radiol 1986; 37(2):123-5.

9. Masud T., Jawed S., Doyle D.V., Spector T.D. A population study of the screening potential of assessment of trabecular pattern of the femoral neck (Singh index): the Chingford Study. Br J Radiol 1995; 68(808):389-93.

10. Pogrund H., Rigal W.M., Makin M., Robin G., Menczel J., Steinberg R. Determination of osteoporosis in patients with fractured femoral neck using the Singh index: a Jerusalem study. Clin Orthop 1981; (156):189-95.

11. Koot V. C., Kesselaer S.M., Clevers G.J., de Hooge P., Weits T., van der Werken C. Evaluation of the Singh index for measuring osteoporosis. J Bone Joint Surg Br 1996; 78(5):831-4.