汪 飛,黃贊程,劉特熹,王書勤,趙欣玉,林遠(yuǎn)方

(深圳市中醫(yī)院推拿科,廣東深圳 518000)

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸癥(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是脊柱的三維畸形,其冠狀位Cobb角≥10°,并伴隨矢狀位的曲率發(fā)生變化[1]。據(jù)國(guó)際脊柱側(cè)彎矯形與康復(fù)治療協(xié)會(huì)估計(jì),AIS的全球發(fā)病率在0.93%～12.00%,其中三分之二的AIS患者在青春期進(jìn)展迅速,當(dāng)Cobb角>40°時(shí)其疾病可進(jìn)展至成年后[2]。研究認(rèn)為脊柱側(cè)彎改變了脊柱的3個(gè)解剖平面,因此形成以冠狀位、矢狀位及軸位畸形為特征的三維結(jié)構(gòu),在研究其脊柱生物力學(xué)特性時(shí),也應(yīng)從三維結(jié)構(gòu)出發(fā),明確脊柱各參數(shù)相互之間的關(guān)系。目前對(duì)于AIS的發(fā)病機(jī)制并未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),多認(rèn)為與生物力學(xué)、遺傳和環(huán)境起源、神經(jīng)生理功能障礙等因素相關(guān)[3]。AIS 是一種慢性疾病,不僅會(huì)導(dǎo)致患者外觀畸形,還會(huì)影響他們的心理健康和生活方式[4],在治療上,一般認(rèn)為對(duì)于Cobb角<45°的AIS 患者建議使用支具治療,對(duì)于Cobb角>45°的骨骼未成熟患者或持續(xù)進(jìn)展的患者可考慮手術(shù)治療[5-6],其治療目的在于阻止曲線進(jìn)展、糾正畸形,維持冠狀面及矢狀面平衡,但臨床對(duì)于療效及預(yù)后仍存在一定爭(zhēng)議。

1 資料與方法

1.1一般資料

選取從2021年5月至2022年5月于本院推拿科就診的AIS患者為研究對(duì)象,診斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國(guó)際疾病分類(international classification of diseases,ICD):站立位脊柱正位X線片測(cè)量Cobb角,Cobb角>10°者稱為脊柱側(cè)凸。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)有先天性脊柱異常或患有神經(jīng)、肌肉、骨骼及免疫性疾病等影響診斷者;(2)有脊柱、骨盆或其他可影響脊柱形態(tài)的手術(shù)者;(3)合并腰椎滑脫、脊柱椎體畸形、骨盆異常等可能影響脊柱數(shù)據(jù)測(cè)量者;(4)資料不全或測(cè)量不清者。

1.2方法

受試者站立位拍攝全脊柱X線片,其中正位片采用人體標(biāo)準(zhǔn)解剖學(xué)姿勢(shì),拍攝時(shí)身體直立,面向前方,兩眼平視正前方,兩足并攏,足尖向前,雙上肢下垂于軀干的兩側(cè),掌心向前。側(cè)位片拍攝時(shí)雙上肢前屈45°,余拍攝姿勢(shì)同前。注意拍攝過(guò)程中全脊柱片上端應(yīng)涵蓋耳廓,下端應(yīng)至股骨近端。應(yīng)用CarestreamVue PACS軟件記錄保存參數(shù),所測(cè)參數(shù)、測(cè)量方式由所有作者討論后決定,為避免系統(tǒng)偏移,測(cè)量由2位作者單獨(dú)完成,取測(cè)量平均值。

1.3參數(shù)收集

在正位像上記錄:(1)主彎Cobb角(major curve Cobb,MCC),分別在脊柱側(cè)凸傾斜度最大的上端椎體上緣,下端椎體下緣畫一橫線,并對(duì)兩橫線做一垂線所形成的夾角,見(jiàn)圖1;(2)主彎方向(major curve direction,MCD),測(cè)量患者側(cè)凸明顯的方向;(3)頂椎旋轉(zhuǎn)(apical vertebral rotation,AVR),依據(jù)Nash-Moe分級(jí),將椎體均分4份,Ⅰ度為椎弓根對(duì)稱;Ⅱ度為凸側(cè)椎弓根移向中線,但未超過(guò)第1格,凹側(cè)椎弓根變小;Ⅲ度為凸側(cè)椎弓根已移至第2格,凹側(cè)椎弓根消失;Ⅳ度為凸側(cè)椎弓根移至中央,凹側(cè)椎弓根消失;Ⅴ度為凸側(cè)椎弓根越過(guò)中線,靠近凹側(cè),見(jiàn)圖2。在側(cè)位像上記錄:(1)頸椎前凸角(cervical lordosis,CL),C2椎體下端與C7椎體下端切線的夾角,負(fù)值表示頸椎后凸,正值表示頸椎前凸;(2)胸椎后凸角(thoracic kyphosis,TK),T5椎體上端與T12椎體下端切線的夾角;(3)腰椎前凸角(lumbar lordosis,LL),L1椎體上端與S1骶椎上端切線的夾角;(4)骨盆入射角(pelvic incidence,PI),經(jīng)S1上端作一垂線,再經(jīng)S1終板終點(diǎn)與股骨頭中心做一條直線,2條直線所形成的夾角;(5)骶骨傾斜角(sacrum slop,SS),S1終板延長(zhǎng)線與水平線所形成的夾角,見(jiàn)圖3。

圖1 MCC測(cè)量示意圖

圖2 AVR Nash-Moe標(biāo)準(zhǔn)示意圖

圖3 CL、TK、LL、PI、SS參數(shù)測(cè)量示意圖

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1AIS患者影像學(xué)表現(xiàn) 共納入患者67例,其中男30例,女37例,年齡在8～18歲,平均(14.09±2.90)歲。正位像上MCC(16.94±8.54)°,MCD左側(cè)34例、右側(cè)33例,AVR值Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ度分別有15、39、12、1例。側(cè)位像上CL、TK、LL、PI、SS分別為(8.15±10.46)°、(21.07±9.59)°、(47.38±11.51)°、(47.41±10.58)°、(34.72±8.91)°。

2.2AIS患者相關(guān)參數(shù)比較 67例AIS患者M(jìn)CC與性別、AVR程度呈正相關(guān)(r=0.372,P= 0.002;r=0.567,P<0.001),見(jiàn)表1。在側(cè)位像上,AIS患者M(jìn)CC與TK呈負(fù)相關(guān)(r=-0.274,P=0.025),MCC與CL、LL、PI、SS無(wú)明顯相關(guān)性(均P>0.05),見(jiàn)表1。

表1 MCC部分矢狀位及軸位參數(shù)間的相關(guān)性

3 討 論

本研究主要分析AIS患者脊柱MCC與脊柱矢狀位、軸位脊柱畸形嚴(yán)重程度的相關(guān)性。研究結(jié)果表明,MCC與脊柱側(cè)位像上的頸、腰、骶椎曲度間無(wú)明顯相關(guān)性(P>0.05),而與性別、AVR及TK存在相關(guān)性(P<0.05),其中女性脊柱側(cè)凸嚴(yán)重程度高于男性,MCC越大,脊柱軸位AVR越嚴(yán)重,胸椎曲度越直。因此針對(duì)不同嚴(yán)重程度的AIS患者應(yīng)采取針對(duì)性的評(píng)估、診斷、預(yù)防及治療方案,無(wú)論采取手術(shù)或保守治療,均應(yīng)從脊柱的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)出發(fā),明確三者之間的相關(guān)性,恢復(fù)AIS患者脊柱冠狀位、矢狀位及軸位的生物力學(xué)平衡。

目前對(duì)于AIS的發(fā)病機(jī)制并未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),但普遍認(rèn)為脊柱的生物力學(xué)失衡是AIS的重要發(fā)病機(jī)制之一。人體在胎兒期僅存在脊柱后凸,當(dāng)生長(zhǎng)到1.5歲時(shí),逐漸出現(xiàn)頸、腰椎前凸及胸、骶椎后凸的4種生理彎曲度,其中頸腰曲出現(xiàn)于胎兒出生后,又稱繼發(fā)性曲度[7]。CHENG等[8]研究認(rèn)為基因遺傳在AIS患病早期發(fā)揮重要作用,而在疾病進(jìn)展過(guò)程中,環(huán)境因素占主要作用。研究表明椎間盤對(duì)脊柱側(cè)凸的影響大于骨骼[9],當(dāng)椎間盤高度增加會(huì)使脊柱傾斜程度增加,椎間盤出現(xiàn)不可逆的損傷時(shí),也會(huì)使AIS患者病情持續(xù)或惡化。AIS患者臨床分型不同、曲度各異,但當(dāng)脊柱受到外力作用時(shí),應(yīng)力仍集中于曲度損傷處,因此該病好發(fā)于頸胸或胸腰交界處[10]。SEKI等[11]研究表明椎旁肌過(guò)度激活會(huì)導(dǎo)致脊柱側(cè)彎,使脊柱兩側(cè)機(jī)械應(yīng)力發(fā)生改變,脊柱椎體與后緣的生長(zhǎng)失衡。脊柱側(cè)彎發(fā)病主要影響椎體、椎間盤及椎旁軟組織等,在人體成長(zhǎng)過(guò)程中脊柱參數(shù)不斷變化,需對(duì)AIS患者脊柱和軀干進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)矯正及恢復(fù)多維度平衡,才能有效維持或減輕骨骼發(fā)育成熟的AIS患者的脊柱曲度。

AIS患者脊柱的形態(tài)改變,包括冠狀位橫向移位、矢狀位拉伸或屈曲及椎體軸向旋轉(zhuǎn),恢復(fù)和維持矢狀位與冠狀位平衡同等重要。AIS患者脊柱形態(tài)改變會(huì)影響矢狀位脊柱曲度,特別是在Lenk 5型患者中,通常腰椎或胸腰交界處后凸畸形明顯[12],而對(duì)非AIS患者研究中并未發(fā)現(xiàn)椎體形態(tài)與矢狀位輪廓間的差異[13]。椎體旋轉(zhuǎn)參數(shù)是監(jiān)測(cè)脊柱側(cè)彎進(jìn)展和評(píng)估療效的重要指標(biāo),PASHA等[14]研究發(fā)現(xiàn),較大胸椎MCC及過(guò)度后凸較小胸椎MCC對(duì)椎體旋轉(zhuǎn)幅度影響相似,認(rèn)為腰椎曲線大小不受椎體旋轉(zhuǎn)的影響。目前雖有部分文獻(xiàn)對(duì)脊柱三維形態(tài)進(jìn)行探討,但缺乏對(duì)相互間作用機(jī)制的整體研究,因此研究MCC與脊柱矢狀位及軸位的關(guān)系具有十分重要的作用。

本研究發(fā)現(xiàn)MCC及其嚴(yán)重程度與性別存在相關(guān)性。REAMY等[15]研究發(fā)現(xiàn)MCC較小的AIS患者無(wú)性別差異,當(dāng)MCC>30°時(shí)女性比例高于男性,女性脊柱側(cè)凸往往進(jìn)展得更頻繁,因此,女性較男性更需要治療。DAI等[16]發(fā)現(xiàn)BOC基因的單核苷酸多態(tài)性(SNP) rs73235136片段和SEC rs545608片段僅在女性中與AIS明顯相關(guān),均可提高女性的患病風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)發(fā)現(xiàn)SEC16B基因與MCC嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。造成MCC性別差異的原因可能與男、女性遺傳表達(dá)、生理特征差異等因素相關(guān),青春期女性更易受到激素水平波動(dòng)的影響,且女性脊柱穩(wěn)定性較差,不利于異常體態(tài)的控制與恢復(fù)。本研究發(fā)現(xiàn)MCC與脊柱軸位AVR存在明顯相關(guān)性。頂椎是AIS患者旋轉(zhuǎn)最多的椎體,在主側(cè)彎中占40.4%,在副側(cè)彎中占31.7%[17]。頸胸、胸腰交界區(qū)的椎體旋轉(zhuǎn)是導(dǎo)致脊柱側(cè)凸加重的重要因素,40%的輕度脊柱側(cè)凸患者存在脊柱椎體交界區(qū)力學(xué)異常[18],當(dāng)AVR角度增大時(shí)會(huì)加重AIS患者脊柱側(cè)凸嚴(yán)重程度,通過(guò)對(duì)AIS患者進(jìn)行腰-骨盆-髖關(guān)節(jié)復(fù)合體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)脊柱側(cè)凸患者的神經(jīng)組織可伸展性和脊柱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間存在生物力學(xué)關(guān)系[19]。頂椎作為脊柱側(cè)凸畸形最嚴(yán)重的椎體,相對(duì)位置發(fā)生改變時(shí),會(huì)作用于椎體本身及周圍軟組織,當(dāng)脊柱側(cè)凸程度加重,凸側(cè)往往受到更大的機(jī)械應(yīng)力,導(dǎo)致背部肌肉受力發(fā)生變化,附著在椎體兩側(cè)的肌肉如椎旁淺、深肌力學(xué)失衡,進(jìn)一步加重椎體旋轉(zhuǎn)。胸椎旋轉(zhuǎn)角度>5°的青少年患者患AIS的可能性是<5°的10倍[20]。MCC與脊柱矢狀位TK存在相關(guān)性,在不同類型脊柱側(cè)凸中,雖然椎旁肌不對(duì)稱性不同,但胸腰型具有其他側(cè)彎類型的共同特性,胸腰型AIS被認(rèn)為具有胸椎和腰椎起源性特征的脊柱側(cè)彎[21]。胸椎作為承上啟下的脊柱節(jié)段,向上影響頸椎、向下影響腰椎,因此AIS患者常表現(xiàn)出胸段的結(jié)構(gòu)畸形。CHEN等[22]研究發(fā)現(xiàn)小鼠脊柱側(cè)凸的嚴(yán)重性與胸骨/胸椎長(zhǎng)度比間存在明顯相關(guān)性,TK主要與胸椎和椎間盤的形狀和方向有關(guān),其中胸骨、肋骨及胸椎在內(nèi)的胸廓組成結(jié)構(gòu)功能完整的單元結(jié)構(gòu),當(dāng)遺傳或環(huán)境等因素對(duì)其產(chǎn)生干擾時(shí),胸椎結(jié)構(gòu)單元的不平衡發(fā)育會(huì)導(dǎo)致胸椎側(cè)凸的產(chǎn)生或進(jìn)一步加重。胸腰椎曲度的改變對(duì)脊柱形態(tài)產(chǎn)生較大影響,胸腰段脊柱側(cè)凸是AIS的好發(fā)部位,胸椎曲度變化可以代償脊柱平衡矢狀位的縮短和LL的減少[23]。MOREIRA等[24]認(rèn)為脊柱側(cè)凸曲度增加和后凸畸形減少間的相關(guān)性僅發(fā)生在遠(yuǎn)端胸。

本研究主要是基于AIS患者脊柱三維畸形,研究脊柱MCC與矢狀位及軸位參數(shù)的相關(guān)性,雖然研究針對(duì)性強(qiáng),但仍存在以下問(wèn)題:(1)納入本次研究樣本量少,且患者主要居住于華南地區(qū),數(shù)據(jù)缺乏多樣性;(2)收集參數(shù)全部來(lái)自影像學(xué)資料,未對(duì)體表形態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,參數(shù)選取不夠充分,如僅通過(guò)LL反映腰曲情況。希望在今后可以獲取全面的大樣本量進(jìn)行研究,參考多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制訂更加詳細(xì)的研究方案,對(duì)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行橫向及縱向?qū)Ρ?從而更好地理解脊柱的三維結(jié)構(gòu)與各參數(shù)間相關(guān)性,為今后的科研及臨床工作提供依據(jù)。