青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸學(xué)校篩查的進展及意義

徐錫明，魏顯招，王傳鋒，李 明

脊柱側(cè)凸是指冠狀位X 線片(站立位)上Cobb角＞10°的脊柱畸形。特發(fā)性脊柱側(cè)凸(idiopathic scoliosis，IS)是一種排他性臨床診斷，需要排除繼發(fā)于小兒麻痹癥、脊柱肌肉萎縮、大腦性麻痹、馬凡綜合征、Ehlers-Danios 綜合征和軟骨發(fā)育不全等疾病導(dǎo)致的側(cè)凸畸形［1］，尤其要排除先天性脊柱側(cè)凸。先天性脊柱側(cè)凸指脊柱在胚胎時期出現(xiàn)脊椎的分節(jié)不完全、側(cè)椎體發(fā)育不完全或者混合有上述2 種因素，造成脊柱兩側(cè)生長不對稱，從而引起脊柱側(cè)凸。往往同時合并其他畸形，包括脊髓畸形、先天性心臟病、先天性泌尿系畸形等，一般在X 線片上即可發(fā)現(xiàn)脊椎發(fā)育畸形。其中年齡10～18 歲的患者為青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(adolescent idiopathic scoliosis，AIS)。AIS 是較常見的青少年疾病，發(fā)生率為2%～3%［2-3］，由于AIS 不僅可以影響青少年體型發(fā)育，導(dǎo)致心理問題，同時亦可以致畸致死，例如引起肺動脈高壓等疾?。?］，因此，AIS 會嚴重影響青少年身心發(fā)育和身體健康。目前脊柱矯形手術(shù)是治療中重度AIS 的唯一方法，但是費用高、創(chuàng)傷大，給青少年造成一定的心理負擔(dān)和家庭經(jīng)濟負擔(dān)［5］。如果AIS 能夠早期發(fā)現(xiàn)，就可以采用支具治療、矯形療法等非手術(shù)方法延緩或者治療該疾?。?］。因此，自1960 年開始，各個國家開始學(xué)校早期篩查AIS 的項目，本文就近30 年AIS 篩查的結(jié)果及開展AIS 篩查的意義進行總結(jié)。

1 AIS 學(xué)校篩查項目的開展

AIS 學(xué)校篩查最早由Hensinger 等［7］于20 世紀60 年代在美國特拉華州開展，隨后擴展到其他地區(qū)，于80～90 年代達到高峰，我國亦有多項調(diào)查研究。其中大部分學(xué)校篩查項目是橫斷面研究。一項年齡和性別的病例對照研究發(fā)現(xiàn)，篩查并不能顯著降低手術(shù)率［8］。另外一項回顧性隊列研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)校篩查敏感性較高，轉(zhuǎn)診率低，可以早期發(fā)現(xiàn)并非手術(shù)治療AIS［9］。迄今，只有一項隨機臨床對照試驗(randomized clinical trial，RCT)研究評價AIS 學(xué)校篩查的意義，然而，該研究僅僅入選17 名兒童，實驗結(jié)果重復(fù)性需要進一步驗證［10］。因此，目前尚缺乏大規(guī)模RCT 研究和前瞻性隊列研究來評價學(xué)校篩查的意義。

1.1 AIS 的篩查工具

目前脊柱側(cè)凸篩查的工具有向前彎曲實驗(forward bending test，F(xiàn)BT)觀察有無剃刀背脊柱畸形，軀干旋轉(zhuǎn)角度(angle of trunk rotation，ATR)，莫爾圖像法，激光掃描儀或矩形結(jié)構(gòu)光三維重建法等［11-12］。其中，最常用的篩查手段是FBT 和ATR，患者向前彎腰，用測斜儀讀出ATR 值。根據(jù)文獻［13-21］報道(見表1)，1977 至今的36 項大規(guī)模篩查項目有22 項(61%)研究僅采用FBT 作為篩查手段，有8 項(22%)研究采用FBT/ATR 雙篩查手段，3 項(8%)研究采用FBT/ATR 和莫爾圖像3 種篩查手段，2 項(6%)日本研究采用莫爾圖像和低劑量射線作為篩查手段，1 項(3%)篩查采用FBT 和莫爾圖像法。自90 年代以來，F(xiàn)BT/ATR 正成為篩查的主要手段。其中，轉(zhuǎn)診至專科進行X 線片確診的ATR 篩查標準是4°～15°，采用莫爾圖像轉(zhuǎn)診的最低標準為5 mm 或者2 條線移位。莫爾圖像又稱云紋圖，為基于周期性光柵所獲得的圖像，可以敏感捕捉物體細小的轉(zhuǎn)動和變形。早在1979 年，Willner等開始利用莫爾圖像對脊柱側(cè)凸進行檢查，建立莫爾圖像的非對稱性與Cobb 角之間的關(guān)系。在脊柱側(cè)凸患者背部凹陷的部位莫爾條紋扭曲變形，而在背部凸出的部位莫爾條紋顯示清晰。背部對稱與否是衡量脊柱側(cè)凸的主要標準，因此，在分析莫爾圖像時，首先是提取和分析背部中心線，然后采用不同的算法，找出莫爾圖像和脊柱畸形之間的關(guān)系。目前，研究者可以利用激光掃描儀對背部直接掃描，建立背部三維模型。利用激光掃描儀獲得人體背部信息:肩膀角度差異，左右肩胛骨間角度，腰部兩側(cè)高度差異程度和隆椎到骶骨垂線的距離。然后利用支持向量機建立三維模型。利用三維重建，可以確定脊柱的位置，然后利用每塊椎骨的偏離位置，提取特征值對脊柱側(cè)凸進行判別。然而由于操作較為復(fù)雜、價格昂貴，其大規(guī)模應(yīng)用受到限制。目前，尚未有篩查采用光線三維重建技術(shù)［14］。隨著結(jié)構(gòu)光重建開展，未來有可能將三維重建技術(shù)作為更加有效的篩查手段，提高篩查的敏感性和陽性預(yù)測值，降低轉(zhuǎn)診率。

(續(xù))

1.2 目標人群

對于學(xué)校篩查的目標人群，尚未形成統(tǒng)一的標準，但是傾向于10～12 歲的兒童［15-16］。在36 項學(xué)校篩查項目中，11 項(31%)研究入選兒童年齡為8歲或者更低，17 項(47%)研究入選兒童年齡為9～11 歲，3 項(8%)項入選兒童年齡＞12 歲，有5 項(14%)研究未提供入選兒童詳細年齡信息。其中，有3 項學(xué)校篩查僅入選女孩。一般認為，女孩月經(jīng)初潮以后，脊柱側(cè)凸發(fā)展和發(fā)生率會降低，而之前處于生長高峰期，是脊柱側(cè)凸發(fā)生和進展的危險期［17-18］，然而，最近一項長期隨訪研究發(fā)現(xiàn)，即使度過危險期，仍有部分兒童出現(xiàn)脊柱側(cè)凸［9］。

1.3 隨訪

關(guān)于學(xué)校篩查后的隨訪，目前各項研究還欠深入。17 項(47 %)研究未提供隨訪的信息，14 項研究僅隨訪診斷為AIS 的兒童，5 項研究隨訪＞1 年，其中僅有2 項研究隨訪篩查兒童至骨骼發(fā)育成熟。由于大部分研究缺少隨訪或者僅僅隨訪AIS 患者，因此，絕大部分篩查的結(jié)果以報告?zhèn)韧箷r間發(fā)生率為主;早期篩查陰性的兒童未行進一步隨訪，因此尚不能排除兒童新發(fā)側(cè)凸，同時可能會降低側(cè)凸篩查的陽性預(yù)測值。日本一項5 年隨訪篩查發(fā)現(xiàn)，11～14 歲兒童側(cè)凸發(fā)生率為0.87%(女孩1.60%，男孩0.14%)。同時隨著年齡增長，側(cè)凸發(fā)生率也大大增加。女孩側(cè)凸發(fā)生率從0.78%(11～12 歲)增加到2.51%(13～14 歲)，男孩側(cè)凸發(fā)生率從0.04%(11～12 歲)增加到0.25%(13-14 歲)［3］。同時，研究者發(fā)現(xiàn)，男孩側(cè)凸程度較輕(Cobb 角＜20°)，一般不需要手術(shù)治療。在11～14 歲兒童中，女孩Cobb角＞20°占0.60%，男孩中僅有0.03%。女性和男性總體發(fā)生率之比為11∶1，在11～12 歲發(fā)生率之比為17∶1，13～14 歲發(fā)生率之比降至10∶1。香港一項回顧性青少年側(cè)凸篩查納入157 444 名兒童，隨訪時間為10～19 歲［9］。側(cè)凸總體發(fā)生率為2.49%(Cobb 角＞10°、Cobb 角＞20°、Cobb 角＞30°的發(fā)生率分別為2.40%、1.39%、0.23%)。男女發(fā)生率之比為2.7，4.5 和8.1(Cobb 角＞10°、Cobb 角＞20°、Cobb 角＞30°)。篩查群體的總體治療率為0.33%，其中接受支具治療的為0.28%，接受手術(shù)的為0.02%，同時接受支具和手術(shù)治療的為0.04%。女性和男性接受治療的比例為8.4∶1。

1.4 學(xué)校篩查特異性、有效性和陽性預(yù)測值

迄今，只有2 項學(xué)校篩查項目進行長期隨訪，1999 年美國羅切斯特研究［19］和2010 年中國香港研究［9］(見表2)。也只有這2 項研究報道學(xué)校篩查的敏感性和陽性預(yù)測值。羅切斯特研究采用FBT/ATR 篩查手段，隨訪至青少年骨骼發(fā)育成熟，脊柱側(cè)凸＞20°的陽性預(yù)測值是17.4%，敏感性是64.0%，轉(zhuǎn)診率為4.1%。香港的研究進一步采用莫爾圖像法作為第2 步篩查手段，莫爾圖像位移＞5 mm的轉(zhuǎn)診至專科檢查。脊柱側(cè)凸＞20°的陽性預(yù)測值和敏感性分別是43.6%和88.1%，轉(zhuǎn)診率為2.1%。香港研究較羅切斯特研究學(xué)校篩查的有效性顯著提高(陽性預(yù)測值和敏感性均大幅提高)，并且轉(zhuǎn)診率降低。一方面可能是樣本量明顯增加，另一方面篩查手段采用更加敏感的莫爾圖像法。其他采用ATR 和莫爾圖像作為篩查方法研究的陽性預(yù)測值為3.0%～10.8%，轉(zhuǎn)診率為3.0%～8.4%。香港AIS 學(xué)校篩查項目開展是十分有效的，能夠?qū)⒃缙贏IS 患者篩選出來，早期干預(yù)，同時降低轉(zhuǎn)診率，減少兒童射線照射。日本2 項采用低劑量射線篩查的研究陽性預(yù)測值為64%和24.2%，轉(zhuǎn)診率為0.3%～1.0%，也取得了良好的臨床效果，提高篩查的陽性預(yù)測值，降低轉(zhuǎn)診率，但是，低劑量射線可能帶來的危害限制了其大規(guī)模應(yīng)用，因此，無創(chuàng)的篩選手段仍是主流。

表2 AIS 學(xué)校篩查有效性和轉(zhuǎn)診率Tab.2 Effectivity and transfer treatment rate of school screening for AIS

2 AIS 學(xué)校篩查面臨問題

學(xué)校脊柱側(cè)凸篩查曾備受爭議，主要是由于篩查的敏感性不高，陽性預(yù)測值低至0.5% (Cobb角＞20°)［22］，導(dǎo)致過多兒童被轉(zhuǎn)診至專科醫(yī)院接受射線照射，造成大量醫(yī)療資源浪費，并且對兒童健康可能帶來不利影響。另一項挑戰(zhàn)就是隨訪需要大量資金支持［23］。最近香港一項11 年隨訪研究報道，脊柱側(cè)凸篩查的費用為17.94 美元/人，而加上診斷和治療的費用達到54.63 美元/人。與之隨訪時間相同的羅切斯特研究也是54 美元/人［24］。2005 年新加坡的研究是14 美元/人，但是該研究未進行隨訪［25］。學(xué)校篩查的最終目的是減少手術(shù)率，提高患者生活質(zhì)量，目前尚缺少有力的證據(jù)來證明這一點。減少手術(shù)率既與篩查的有效性相關(guān)，同時也受非手術(shù)支具治療的療效制約［26-27］。因此，目前需要隨機對照RCT 研究進一步回答該問題。

3 總 結(jié)

AIS 學(xué)校篩查項目可以早期發(fā)現(xiàn)患者，及時采用非手術(shù)療法延緩疾病進展，降低手術(shù)率。隨著篩查工具的改善和進步，延長隨訪時間，可以增加學(xué)校篩查的敏感性和陽性預(yù)測值，同時降低轉(zhuǎn)診率。學(xué)校篩查可以提供AIS 流行病學(xué)和病因?qū)W重要信息，同時，并早期為AIS 患者提供非手術(shù)治療。但是，需要進一步RCT 研究探究學(xué)校篩查的有效性，探究臨床益處和經(jīng)濟投入之間的關(guān)系。

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