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Ultrasound-guided disc pain induction test for diagnosis of discogenic lumbar pain: a cross-sectional study
Journal of Orthopaedic Surgery and Research volume 18, Article number: 847 (2023) Cite this article
2247 Accesses
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Abstract
Background
Several methods can be used to diagnose discogenic pain, but only discoblock can diagnose discogenic pain definitively. This study aimed to examine the usefulness of an ultrasound-guided disc pain induction test for a simple and accurate diagnosis of the culprit lesion.
Methods
We included 41 patients with lumbar pain in whom pain was induced by an ultrasound-guided disc pain induction test. All patients had confirmed pain at L1/2 to L5/S1 based on an ultrasound-guided disc pain induction test and underwent X-ray photography and magnetic resonance imaging. Seventeen patients who required injection due to severe pain underwent discoblock procedures for discs with the most intense pain, and visual analogue scale (VAS) scores were obtained before and after the procedure for these patients. We analysed the association between painful discs and radiological findings.
Results
Pain induction was noted in a total of 65 discs, and the pain was induced in 23 patients in only one disc. All patients had disc degeneration of Pfirrmann classification grade 1 or higher, with more significant disc degeneration in painful discs than in painless discs. There was no significant relationship between the presence or absence of pain and Modic type. The average VAS measurements improved significantly from 9.5 (pre-procedure) to 2.5 (post-procedure). These results suggest that the most painful discs were the causes of discogenic lumbar pain.
Conclusions
Our ultrasound-guided disc pain induction test may help diagnose disc degeneration and identify culprit lesions, even when multiple discs exhibit findings of degeneration.
초록배경
디스크성 통증을 진단하기 위해 여러 방법이 사용될 수 있지만, 디스크블록만 디스크성 통증을 확실히 진단할 수 있습니다. 본 연구는 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사의 유용성을 평가하여 원인 병변의 단순하고 정확한 진단에 대한 효과를 조사했습니다.
방법
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사로
통증이 유발된 요통 환자 41명을 대상으로 했습니다.
모든 환자는 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사를 통해
L1/2부터 L5/S1까지의 통증이 확인되었으며,
엑스레이 촬영과 자기공명영상(MRI)을 시행했습니다.
심한 통증으로 인해 주사 치료가 필요한 17명의 환자는
가장 심한 통증을 보이는 디스크에 디스크블록 시술을 받았으며,
이 환자들에서 시술 전후 시각적 유사 척도(VAS) 점수를 측정했습니다.
통증 유발 디스크와 방사선 소견 간의 연관성을 분석했습니다.
결과
총 65개의 디스크에서 통증 유발이 관찰되었으며,
23명의 환자는 단일 디스크에서만 통증이 유발되었습니다.
모든 환자는 Pfirrmann 분류 등급 1 이상 디스크 퇴행을 보였으며,
통증 있는 디스크에서 통증 없는 디스크보다 더 심각한 디스크 퇴행이 관찰되었습니다.
통증의 유무와 Modic 유형 사이에 유의미한 관계는 없었습니다.
평균 VAS 측정치는 시술 전 9.5에서 시술 후 2.5로 유의미하게 개선되었습니다.
이 결과는 가장 통증이 심한 디스크가 디스크성 요통의 원인임을 시사합니다.
결론
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사는
다중 디스크에서 퇴행 소견이 관찰되더라도
디스크 퇴행을 진단하고 원인 병변을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Background
Lower back pain is a very common symptom, with a reported lifetime prevalence of 84% [1]. Previously, non-specific lower back pain accounted for 85% of cases; however, improvements in diagnostic approaches have led to more than 75% of cases being diagnosed pathologically and anatomically, with non-specific lower back pain now accounting for only approximately 22% of cases [2]. Identifying the specific causes of lower back pain enables practitioners to treat each cause with an appropriate method.
Research suggests that discogenic lumbar pain accounts for 13% of all cases of lower back pain [2]. Discogenic lumbar pain is typically diagnosed based on physical manifestations, such as lumbar pain at anterior bending and deep pain, as well as magnetic resonance imaging (MRI) findings. However, a definitive diagnosis is difficult to make when images suggest abnormal findings in multiple discs, thus requiring discography and discoblock procedures to confirm a diagnosis [2,3,4].
Recent advancements in ultrasound have led to improvements in the diagnosis of orthopaedic diseases, including those affecting the spine [5, 6]. Among them, palpation combined with ultrasonography (i.e., sonopalpation) allows for accurate palpation even at deeper structures [7, 8]. Our group has developed a novel ultrasound-guided disc pain induction test that relies on sonopalpation to detect discogenic lumbar pain. In this test, manual pressure is applied to each disc during real-time ultrasound monitoring at the disc level from the ventral side. In the present study, we aimed to examine the usefulness of this method for the simple and accurate diagnosis of culprit lesion(s) in patients with discogenic lumbar pain.
배경
요통은 매우 흔한 증상으로, 평생 유병률이 84%로 보고되었습니다 [1]. 과거에는 비특이적 요통이 사례의 85%를 차지했으나, 진단 방법의 개선으로 75% 이상의 사례가 병리학적 및 해부학적 진단이 가능해졌으며, 현재 비특이적 요통은 약 22%로 감소했습니다 [2]. 요통의 특정 원인을 식별하면 의료진은 각 원인에 맞는 적절한 치료 방법을 적용할 수 있습니다.
연구 결과,
디스크성 요통이 모든 요통 사례의 13%를 차지한다는 보고가 있습니다 [2].
디스크성 요통은
일반적으로 전방 굴곡 시 요통과
깊은 통증과 같은 신체적 증상 및 자기공명영상(MRI) 소견을 기반으로 진단됩니다.
그러나
여러 디스크에서 이상 소견이 관찰될 경우 영상만으로 확정 진단을 내리기 어려우며,
이 경우 디스크그래피와 디스크블록 절차를 통해 진단을 확인해야 합니다 [2,3,4].
초음파 기술의 최근 발전은
척추를 포함한 정형외과 질환의 진단에 개선을 가져왔습니다[5, 6].
이 중 촉진과 초음파를 결합한 방법(즉, 소노팔파션)은
깊은 구조물에서도 정확한 촉진을 가능하게 합니다[7, 8].
우리 연구팀은
소노팔파션을 기반으로 한 새로운 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사를 개발하여
디스크성 요통을 탐지하는 데 활용했습니다.
이 검사에서는
디스크 수준에서 복부 측에서 실시간 초음파 모니터링을 진행하며
각 디스크에 수동 압력을 가합니다.
본 연구에서는
디스크성 요통 환자의 원인 병변을 단순하고 정확하게 진단하는 데
이 방법의 유용성을 평가하는 것을 목표로 했습니다.
Methods
Patients and assessments
This cross-sectional study was approved by the ethics committee of Higashiosaka City Medical Center (approval number: 02-0760-A), and written or opt-out informed consent was obtained from all participants.
The study included 41 patients who had visited the outpatient ward of the Department of Orthopedics at our hospital for chief concerns of lower back pain between January 2019 and January 2022. The inclusion criterion was that pain was confirmed based on the results of an ultrasound-guided disc pain induction test. The exclusion criterion was a history of lumbar spine surgery. Patients were assessed for increases in pain during anterior–posterior bending of the trunk and pain induced between L1/2 and L5/S1 during ultrasonography. Discs in which the pain was induced were defined as the “painful disc”. When pain could be induced in more than one disc, the disc in which the most intense pain was induced was defined as the “most painful disc”. A PLT-1005BT linear probe (3.8–14.0 MHz), a PVI-475BX convex probe (1.8–6.4 MHz) (AplioMX and Aplio i800 systems; Canon Medical System Company, Tochigi, Japan), or a C1-5-RS convex probe (2.0–5.5 MHz) (LOGIQ e Premium; GE healthcare, Chicago, USA) was used for ultrasonography. All patients underwent X-ray photography (XP) and MRI of the lumbar spine, in which disc degeneration was graded based on the Pfirrmann classification [9]. Modic types were also assessed at each vertebral body [10]. MR images and X-ray photographs were also examined for abnormalities, such as disc herniation and high-intensity zones [11]. Patients who required injection due to severe pain underwent discoblock procedures for the most painful disc.
Visual analogue scale (VAS) scores were obtained before and after the procedure for patients who had chosen to undergo discoblock to assess pain response. Pfirrmann classifications and Modic types were compared between painful discs and painless discs, as well as between the most painful discs and other discs. The pre-procedure and post-procedure VAS results were compared to evaluate the effect of the discoblock procedure.
환자 및 평가
이 단면 연구는 히가시오사카 시립 의료센터 윤리위원회(승인 번호: 02-0760-A)의 승인을 받았으며, 모든 참가자로부터 서면 또는 옵트아웃 동의서를 받았습니다.
본 연구에는 2019년 1월부터 2022년 1월까지 우리 병원 정형외과 외래 병원을 방문해 요통을 주 증상으로 호소한 41명의 환자가 포함되었습니다. 포함 기준은 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사의 결과로 통증이 확인된 경우였습니다. 배제 기준은 요추 척추 수술 이력이 있는 경우였습니다.
환자들은 몸통의 전후 굴곡 시 통증 증가와
초음파 검사 중 L1/2와 L5/S1 사이에서 유발된 통증을 평가받았습니다.
통증이 유발된 디스크는 “통증 디스크”로 정의되었습니다.
두 개 이상의 디스크에서 통증이 유발된 경우,
가장 강한 통증이 유발된 디스크를 “가장 통증이 심한 디스크”로 정의했습니다.
초음파 검사에 사용된 장비는 PLT-1005BT 선형 프로브(3.8–14.0 MHz), PVI-475BX 볼록 프로브(1.8–6.4 MHz) (AplioMX 및 Aplio i800 시스템; Canon Medical System Company, Tochigi, Japan), 또는 C1-5-RS 볼록 프로브 (2.0–5.5 MHz) (LOGIQ e Premium; GE healthcare, Chicago, USA)를 사용했습니다. 모든 환자는 요추 척추의 X선 촬영 (XP) 및 MRI를 받았으며, 디스크 퇴행은 Pfirrmann 분류 [9]에 따라 등급을 매겼습니다. Modic 유형은 각 척추체에서 평가되었습니다 [10]. MRI 영상과 X선 사진은 디스크 탈출증 및 고강도 영역과 같은 이상 여부를 확인하기 위해 검토되었습니다 [11]. 심한 통증으로 인해 주사 치료가 필요한 환자는 가장 통증이 심한 디스크에 대해 디스크블록 절차를 시행했습니다.
디스코블록 시술을 선택한 환자는 시술 전후에 시각적 유사 척도(VAS) 점수를 측정하여 통증 반응을 평가했습니다. Pfirrmann 분류와 Modic 유형은 통증 있는 디스크와 통증 없는 디스크 사이, 가장 통증이 심한 디스크와 다른 디스크 사이에서 비교되었습니다. 시술 전후 VAS 결과를 비교하여 디스코블록 시술의 효과를 평가했습니다.
Procedure for the ultrasound-guided disc pain induction test
The patient was placed in the supine position with both knees flexed, following which the ultrasound probe was placed on the patient’s ventral side to visualize the long axis of the spine (Fig. 1). Although intestinal gas usually obstructs spinal visualization, pressure is applied using the ultrasound probe to remove intestinal gas from the view and allow for visualization of the intervertebral discs. Hyperechoic visualization of the disc contour thus allows the examiner to determine whether there is bulging of discs between the vertebral bodies (Fig. 2).
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사 절차
환자는 양쪽 무릎을 구부린 supine 자세로 배치된 후,
초음파 프로브를 환자의 복부 측에 배치하여 척추의 장축을 시각화했습니다(그림 1).
장 가스가 척추 시각화를 방해하는 경우가 많지만, 초
음파 프로브를 사용하여 장 가스를 제거하고
추간판 시각화를 가능하게 하기 위해 압력을 가했습니다.
디스크 윤곽의 고반향 영상은
검사자가 척추체 사이의 디스크 돌출 여부를 판단할 수 있게 합니다(그림 2).
Hyperechoic visualization of the disc
Fig. 1
Photograph showing the ultrasound-guided disc pain induction test process. The long axis of the spine is visualized by placing the patient in the supine position with both knees flexed and applying the ultrasound probe on the patient’s ventral side
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사 과정이 촬영된 사진. 환자를 엎드린 자세로 배치하고 양쪽 무릎을 구부린 후, 환자의 복부 쪽에 초음파 프로브를 적용하여 척추의 장축을 시각화합니다.
Fig. 2
Long-axis image of the lumbar spine showing the L5/S1 intervertebral disc (arrowhead) and the outline of the L5 and S1 vertebral bodies (arrow). The outline of the S1 vertebral body has a characteristic shape
요추의 장축 방향 영상에서 L5/S1 추간판(화살표 끝)과 L5 및 S1 척추체의 윤곽(화살표)이 보여집니다. S1 척추체의 윤곽은 특징적인 모양을 가지고 있습니다
The disc level is confirmed by identifying the L5/S1 disc, which has a characteristic vertebral contour, and the probe is moved such that the target disc is centred on the display. The examiner then inserts a finger between the probe and the disc to palpate the target disc while compressing the site to check for induced pain (Fig. 3). The acoustic shadow created by the finger is used to confirm that the examiner’s finger is located over the target disc (Fig. 4) (Additional file 1: Video S1).
L5/S1 추간판을 식별하여 추간판 수준을 확인합니다.
이 추간판은 특징적인 척추 윤곽을 가지고 있으며,
프로브를 이동시켜 목표 추간판이 디스플레이 중앙에 위치하도록 합니다.
검사자는 프로브와 디스크 사이에 손가락을 삽입하여
목표 디스크를 촉진하며
해당 부위를 압박하여 유발 통증을 확인합니다(그림 3).
손가락에 의해 생성된 음향 그림자는
검사자의 손가락이 목표 디스크 위에 위치해 있음을 확인하는 데
사용됩니다(그림 4) (추가 파일 1: 동영상 S1).
Fig. 3
Photograph showing the ultrasound-guided disc pain induction test process. The examiner inserts a finger between the probe and the disc to palpate the target disc while compressing the site to check for induced pain
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사 과정이 촬영된 사진.
검사자는 프로브와 디스크 사이에 손가락을 넣어
목표 디스크를 촉진하며 해당 부위를 압박하여
유발된 통증을 확인합니다.
Fig. 4
Long-axis image of the lumbar spine during manual application of pressure at the L5/S1 intervertebral disc. The arrowhead shows an acoustic shadow directly above the L5/S1 disc level
L5/S1 추간판 부위에 수동적 압력을 가할 때 요추의 장축 방향 영상.
화살표 끝은 L5/S1 추간판 수준 바로 위에 위치한 음향 그림자를 표시합니다.
After one disc is compressed, the probe is moved cranially, and pressure is sequentially applied to each disc to check for induced pain from L1/2 to L5/S1 (Fig. 5) (Additional file 2: Video S2).
한 개의 디스크가 압박된 후 프로브를 두개골 방향으로 이동시키고, L1/2부터 L5/S1까지 각 디스크에 순차적으로 압력을 가해 유발된 통증을 확인합니다(그림 5) (추가 파일 2: 동영상 S2).
Fig. 5
Long-axis image of the lumbar spine after moving the probe cranially showing the L4/L5 intervertebral disc (arrowhead) and the outline of the L4 and L5 vertebral bodies (arrow)
Statistical analysis
The Kruskal–Wallis test was used to compare the Pfirrmann classification between painful discs and painless discs, and the Steel–Dwass multiple comparison tests were used for post hoc analysis. Cramer’s association coefficient (V) was used to assess the association between Modic types and painful discs, with a V value closer to 1 signifying a greater association. The Wilcoxon signed-rank test was used to assess the pain response to the discoblock procedure. The level of statistical significance was set at p < 0.05. Statistical analyses were performed using EZR (Saitama Medical Center, Jichi Medical University, Saitama, Japan).
요추 척추의 장축 방향 영상으로, 프로브를 두개골 방향으로 이동시킨 후 L4/L5 추간판(화살표 머리)과 L4 및 L5 척추체의 윤곽(화살표)이 보여집니다.
통계 분석
Pfirrmann 분류를 통증 있는 디스크와 통증 없는 디스크 간 비교하기 위해 Kruskal–Wallis 검정을 사용했으며, 사후 분석에는 Steel–Dwass 다중 비교 검정을 적용했습니다. Modic 유형과 통증 있는 디스크 간의 연관성을 평가하기 위해 Cramer의 연관 계수(V)를 사용했으며, V 값이 1에 가까울수록 연관성이 더 강함을 의미합니다. 디스크 블록 절차에 대한 통증 반응을 평가하기 위해 Wilcoxon 부호 순위 검정을 사용했습니다. 통계적 유의수준은 p < 0.05로 설정되었습니다. 통계 분석은 EZR(사이타마 의과대학 사이타마 의료센터, 일본)을 사용하여 수행되었습니다.
Results
Pain was confirmed in 44 patients based on the results of an ultrasound-guided disc pain induction test. Three patients were excluded, and the remaining 41 patients were included for further analysis. Demographic data and examination findings for the 41 included patients (11 men and 30 women) are summarized in Table 1. The median age was 43.5 (range 28.0–60.5) years. Pain during anterior bending was the most common symptom, affecting 25 patients (61%). Anterior–posterior bending did not increase pain in five patients (12%). Pain only during posterior bending was observed in six patients (15%). Pain during both anterior and posterior bending was observed in five patients (12%). XP and MRI findings showed disc herniation in 17 patients (41%), high-intensity zone in 17 patients (41%), degenerative spondylolisthesis in one patient (2%), and spondylolytic spondylolisthesis in one patient (2%).
결과
초음파 유도 디스크 통증 유발 검사의 결과에 따라 44명의 환자에게 통증이 확인되었습니다. 3명의 환자가 제외되었으며, 남은 41명의 환자가 추가 분석에 포함되었습니다. 41명의 포함된 환자(남성 11명, 여성 30명)의 인구통계학적 데이터 및 검사 소견은 표 1에 요약되어 있습니다. 중간 연령은 43.5세(범위 28.0–60.5세)였습니다. 전방 굴곡 시 통증이 가장 흔한 증상으로 25명(61%)에서 관찰되었습니다. 전후방 굴곡 시 통증이 증가하지 않은 환자는 5명(12%)이었습니다. 후방 굴곡 시에만 통증이 나타난 환자는 6명(15%)이었습니다. 전방 및 후방 굴곡 시 모두 통증이 관찰된 환자는 5명(12%)이었습니다. XP 및 MRI 소견에서 디스크 탈출증이 17명(41%), 고강도 영역이 17명(41%), 퇴행성 척추전방전위가 1명(2%), 척추분리성 척추전방전위가 1명(2%)에서 관찰되었습니다.
Table 1 Demographic data and findings of examination
Table 2 summarizes the results of the ultrasound-guided disc pain induction test, which identified pain in a total of 65 discs. Disc tenderness was most common at L4/5, affecting 31 patients (48%), and tenderness in a single disc was the most common (23 patients, 56%).
Table 2 Results of ultrasonographic-guided disc pain induction test
Table 3 summarizes the comparison between painless and painful discs based on MRI findings. All painful discs had Pfirrmann classifications of grade 1 or higher and showed signs of more advanced degeneration compared with painless discs (p < 0.05). There was no clear association between the presence or absence of induced pain and Modic type (V = 0.18).
Table 3 Comparison between painless disc and induced pain disc about MRI findings
Table 4 summarizes comparisons among painful, painless, and other painful discs based on MRI findings. Discogenic pain was associated with more advanced signs of degeneration compared with painless discs (p < 0.05). However, there was no significant difference in the degree of disc degeneration between the most painful disc and other painful discs. There was no clear association between the Modic type and any of the three types of discs (V = 0.23).
Table 4 Comparison between most painful disc, other pain disc, and painless disc about MRI findings
Seventeen patients who required injection due to severe pain underwent discoblock procedures for the most painful disc. VAS scores improved by three or more points in 16 out of 17 patients. Overall, significant improvements in pain levels were observed, with the pre-procedure and post-procedure VAS scores being 9.5 ± 0.9 and 2.5 ± 2.7, respectively. Based on these results, the positive predictive value of the ultrasound-guided disc pain induction test was 94%.
Discussion
The current results suggest that our ultrasound-guided disc pain induction test can be used for simple, non-invasive identification of the culprit lesion(s) in patients with discogenic lumbar pain. Painful discs exhibited significant disc degeneration compared with painless discs. These findings are in accordance with those of previous studies reporting associations of disc protrusion and disc degeneration on MRI with lumbar pain [3, 12]. However, we observed no association between tenderness and Modic type. Although studies have suggested that Modic type is associated with disc degeneration [10], which is often observed in patients with lower back pain [3], Modic changes in the vertebral body occur due to spinal degeneration and are not directly associated with discogenic lumbar pain.
A high-intensity zone on MRI is a characteristic finding in patients with discogenic lumbar pain; however, this finding was not observed in more than half of the patients in the current study. Some reports suggest that the presence of a high-intensity zone is not sufficient for the accurate identification of the cause or level of pain [12], as high-intensity zones can be observed even in asymptomatic patients [13]. Therefore, concurrent sonopalpation may be ideal for improving diagnostic accuracy.
In this study, discoblock procedures at the disc with the most intense pain were effective, indicating that the disc in which the most intense pain is induced during the ultrasound-guided disc pain induction test is likely the cause of discogenic lumbar pain. This result supports the value of our method for improving diagnostic accuracy for discogenic lumbar pain. The discography and discoblock procedure are useful for the definitive diagnosis of discogenic pain in the lumbar spine. A previous report described that pain relief following an injection of a small amount of local anaesthetic agent into the painful disc was a useful tool for the diagnosis of discogenic low back pain compared with discography [4]. A review into the indication for discography has revealed the following [14]:
논의
현재의 결과는 우리 연구에서 개발한 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사가 디스크성 요통 환자의 원인 병변을 단순하고 비침습적으로 식별하는 데 유용할 수 있음을 시사합니다. 통증을 동반한 디스크는 통증이 없는 디스크에 비해 유의미한 디스크 퇴행 소견을 보였습니다. 이 결과는 MRI에서 디스크 돌출과 디스크 퇴행이 요통과 연관성을 보였다는 이전 연구 결과와 일치합니다 [3, 12]. 그러나 우리는 압통과 Modic 유형 사이에 연관성을 관찰하지 못했습니다. 일부 연구에서는 Modic 유형이 디스크 퇴화와 연관되어 있다고 제안되었지만 [10], 이는 요통 환자에서 자주 관찰되지만 [3], 척추체의 Modic 변화는 척추 퇴화 때문에 발생하며 디스크성 요통과 직접적인 연관성이 없습니다.
MRI상의 고강도 영역은 디스크성 요통 환자의 특징적인 소견이지만, 본 연구에서 환자의 절반 이상에서 이 소견이 관찰되지 않았습니다. 일부 보고서는 고강도 영역의 존재만으로는 통증의 원인이나 수준을 정확히 식별하는 데 충분하지 않다고 제안했습니다[12], 고강도 영역은 무증상 환자에서도 관찰될 수 있기 때문입니다[13]. 따라서 초음파 촉진 검사를 병행하는 것이 진단 정확도를 향상시키는 데 이상적일 수 있습니다.
본 연구에서 가장 강한 통증이 발생한 디스크에서 디스크블록 절차가 효과적이었으며, 이는 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사 시 가장 강한 통증이 유발된 디스크가 디스크성 요통의 원인일 가능성이 높음을 시사합니다. 이 결과는 본 방법의 디스크성 요통 진단 정확도 향상 가치를 뒷받침합니다. 디스크그래피와 디스크블록 절차는 요추 디스크성 통증의 확정 진단에 유용합니다. 이전 보고서는 통증 부위의 디스크에 소량의 국소 마취제를 주입한 후 통증 완화가 디스크그래피와 비교해 디스크성 요통 진단에 유용한 도구임을 설명했습니다 [4]. 디스크그래피의 적응증에 대한 검토는 다음과 같습니다 [14]:
Further evaluation of demonstrable abnormal discs to help assess the extent of abnormality or correlation of the abnormality with the clinical symptoms. Such symptoms may include recurrent pain from a previously operated disc or due to lateral disc herniation.
Patients with persistent, severe symptoms where other diagnostic tests have failed to reveal clear confirmation of a suspected disc as the source of pain.
Assessment of patients who have failed to respond to surgical intervention to determine if there is painful pseudarthrosis or a symptomatic disc in a posteriorly fused segment. The aim is to evaluate the risk of recurrent disc herniation.
Assessment of discs before fusion to determine if the discs within the proposed fusion segment are symptomatic and to determine if the discs adjacent to this segment are normal.
Assessment of candidates for minimally invasive surgical intervention to confirm a contained disc herniation or to investigate the dye distribution pattern prior to chemonucleolysis or percutaneous procedures.
The review also discussed the complications of discography such as spinal headaches, discitis, meningitis, intrathecal haemorrhage, arachnoiditis, reaction to accidental intradural injection and damage to the disc itself. However, these complications were mainly reported from the late 1940s to the mid-1960s. The most frequent and severe complication now reported from discography is discitis, and the overall incidence calculated by adding all the occurrences together was less than 0.25% by patient and less than 0.14% by disc. The review described that the improvement of radiographic equipment, improved technique and smaller needles have made the procedure increasingly safer. However, it is still important to avoid unnecessary testing. Given that our ultrasound-guided disc pain induction test is simple and non-invasive, it may aid in the early diagnosis of the culprit lesion in patients with discogenic lumbar pain, thereby reducing unnecessary discography procedures.
In the present study, disc pain was most common at L4/5, and however, we could not identify past reports that have described the distribution of discogenic low back pain. Since a past population-based cohort study in our country showed the prevalence of lumbar disc degeneration was highest at L4/5 [15], this is considered to be consistent with our research results. However, there are reports that low back pain that presents in a similar manner to discogenic low back pain is associated not only with disc degeneration but also with endplate signal changes and Schmorl nodules. Therefore, it is difficult to diagnose discogenic low back pain based solely on the presence of disc degeneration [16]. We believe that clinical symptoms along with imaging finding are important in the diagnosis of discogenic low back pain.
In the present study, characteristic pain during anterior bending of the trunk was observed in 61% of patients, while 12% of patients experienced no increase in pain intensity during anterior–posterior bending of the trunk. A previous report has described that in discogenic low back pain patients, sensitivity was 0.650 and specificity was 0.311 for the restriction of lumbar flexion range of motion, whereas sensitivity was 0.175 and specificity was 0.636 for the restriction of lumbar extension range of motion [2]. The report suggests that several examinations should be conducted to confirm the final diagnosis in low back pain. The axis of rotation in the spine during anterior–posterior bending of the trunk is reportedly located in the posterior disc region [17,18,19,20], suggesting that disc pressure increases during posterior bending. Many patients do not experience such characteristic mechanical pain, resulting in a diagnosis of non-specific lumbar pain.
Previous studies have indicated that discogenic lumbar pain results from vascular ingrowth into the inner lining of the cartilage endplates and annulus fibrosus, along with nerve ingrowth into the inner annulus fibrosus and nucleus pulposus of the injured disc [21, 22]. Discogenic pain may, therefore, occur due to increases in disc pressure during anterior bending, which stimulates the ingrown nerve. Effective sonopalpation methods for diagnosing discogenic pain in the cervical spine have been documented [7]. Furthermore, as pressure is applied to the discs at each level in real-time, the ultrasound-guided disc pain induction test may help to identify the culprit lesion(s) by increasing the internal pressure in the individual discs. Diagnosis based on provocative testing under ultrasound guidance is primarily advantageous given the ability to avoid the use of iodine-based contrast agents in patients with allergies, as well as the exposure of both patients and examiners to ionizing radiation.
This study had some limitations, including possible selection bias, as well as unclear sensitivity and specificity of the test. Furthermore, not all patients underwent discoblock procedures, and we did not examine the influence of patient physique or disc level on the ability to ensure proper application of pressure.
이 검토에서는 디스크그래피의 합병증으로 척추 두통, 디스크염, 뇌막염, 척수강 내 출혈, 거미막염, 우발적 척수강 내 주사 반응 및 디스크 자체 손상 등이 논의되었습니다. 그러나 이러한 합병증은 주로 1940년대 후반부터 1960년대 중반까지 보고되었습니다. 현재 디스크그래피에서 가장 흔하고 심각한 합병증은 디스크염이며, 모든 발생 사례를 합산한 전체 발생률은 환자당 0.25% 미만, 디스크당 0.14% 미만이었습니다. 이 검토에서는 방사선 장비의 개선, 기술의 발전 및 더 작은 바늘의 사용이 절차를 점점 더 안전하게 만들었다고 설명했습니다. 그러나 불필요한 검사를 피하는 것이 여전히 중요합니다. 우리 병원에서 수행한 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사는 단순하고 비침습적이기 때문에 디스크성 요통 환자의 원인 병변을 조기에 진단하는 데 도움을 줄 수 있으며, 이는 불필요한 디스크그래피 절차를 줄일 수 있습니다.
본 연구에서 디스크 통증은 L4/5에서 가장 흔히 발생했으며, 그러나 디스크성 요통의 분포를 기술한 과거 보고서는 확인되지 않았습니다. 우리 국가의 과거 인구 기반 코호트 연구에서 요추 디스크 퇴행의 유병률이 L4/5에서 가장 높았다는 점[15]은 본 연구 결과와 일치한다고 판단됩니다. 그러나 디스크성 요통과 유사한 증상을 보이는 요통이 디스크 퇴행뿐만 아니라 종판 신호 변화와 슈모르 결절과도 연관되어 있다는 보고가 있습니다. 따라서 디스크 퇴행의 존재만으로 디스크성 요통을 진단하는 것은 어렵습니다[16]. 우리는 임상 증상과 영상 소견을 함께 고려하는 것이 디스크성 요통 진단에 중요하다고 믿습니다.
본 연구에서 환자의 61%에서 몸통 전방 굴곡 시 특이적인 통증이 관찰되었으며, 12%의 환자는 몸통 전후 굴곡 시 통증 강도의 증가가 없었습니다. 이전 연구에서는 디스크성 요통 환자에게서 요추 굴곡 범위 제한의 민감도는 0.650, 특이도는 0.311이었으며, 요추 신전 범위 제한의 민감도는 0.175, 특이도는 0.636으로 보고되었습니다 [2]. 이 보고서는 요통의 최종 진단을 확인하기 위해 여러 검사를 수행해야 한다고 제안합니다. 척추의 전후 굴곡 시 척추의 회전 축은 후방 디스크 부위에 위치한다고 보고되었습니다 [17,18,19,20], 이는 후방 굴곡 시 디스크 압력이 증가함을 시사합니다. 많은 환자는 이러한 특이적인 기계적 통증을 경험하지 않아 비특이적 요통으로 진단됩니다.
이전 연구들은 디스크성 요통이 손상된 디스크의 연골 말단판과 섬유륜의 내층으로 혈관이 침투하고, 신경이 섬유륜의 내층과 수핵으로 침투하는 것으로 인해 발생한다고 지적했습니다 [21, 22]. 따라서 디스크성 통증은 전방 굴곡 시 디스크 압력이 증가하여 침투한 신경을 자극함으로써 발생할 수 있습니다. 경추 디스크성 통증 진단에 효과적인 초음파 촉진법이 보고되었습니다 [7]. 또한 각 수준에서 디스크에 실시간으로 압력을 가함으로써 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사는 개별 디스크의 내부 압력을 증가시켜 원인 병변을 식별하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 초음파 유도 하에 수행된 유발 검사에 기반한 진단은 요오드 기반 대조제 사용을 피할 수 있으며, 환자 및 검사자 모두에게 이온화 방사선 노출을 방지할 수 있다는 점에서 주로 유리합니다.
이 연구에는 선택 편향 가능성, 검사의 민감도 및 특이도 불명확성 등 일부 한계가 있었습니다. 또한 모든 환자가 디스크 블록 절차를 받았으며, 환자 체형이나 디스크 수준이 압력 적용의 적절성에 미치는 영향을 조사하지 않았습니다.
Conclusions
Despite the study limitations, our results suggest that the disc bearing the most intense pain in the ultrasound-guided disc pain induction test can be identified as the culprit lesion in patients with discogenic lumbar pain. In addition, our results indicate that disc pain was significantly associated with the degree of disc degeneration. Thus, the ultrasound-guided disc pain induction test represents a simple, non-invasive method for the diagnosis of discogenic lumbar pain. Further studies, such as multicentre studies and studies verifying the accuracy of the ultrasound-guided disc pain induction test in patients with discogenic low back pain, are required.
결론
연구의 한계에도 불구하고, 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사에서 가장 강한 통증을 보이는 디스크가 디스크성 요통 환자의 원인 병변으로 식별될 수 있음을 시사합니다. 또한, 우리 결과는 디스크 통증이 디스크 퇴행의 정도와 유의미하게 연관되어 있음을 나타냅니다. 따라서 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사는 디스크성 요통의 진단에 단순하고 비침습적인 방법입니다. 다기관 연구 및 디스크성 요통 환자를 대상으로 초음파 유도 디스크 통증 유발 검사의 정확성을 검증하는 추가 연구가 필요합니다.
Availability of data and materials
Not applicable.
Abbreviations
XP:
X-ray photography
MRI:
Magnetic resonance imaging
VAS:
Visual analogue scale
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