脊柱側(cè)凸支具治療的現(xiàn)狀及研究進展

袁望舒 陳麗霞* 沈建雄 劉穎 王海 余可誼 叢卉

（中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院北京協(xié)和醫(yī)院1.康復科，2.骨科，北京 100730）

脊柱側(cè)凸是常見的脊柱三維畸形，定義為冠狀面上脊柱的側(cè)方彎曲，常伴有不同程度的脊柱旋轉(zhuǎn)。通常，以彎曲≥10°（通過Cobb 角測量法）來界定脊柱側(cè)凸[1]。嚴重的脊柱側(cè)凸會導致患者自信心下降、心理焦慮、疼痛、肺部并發(fā)癥和功能受限等問題，給患者、家庭及社會帶來嚴重的心理和經(jīng)濟負擔[2-7]。

脊柱側(cè)凸的治療方法分為手術治療和保守治療。國際脊柱側(cè)凸研究協(xié)會（Scoliosis Research Soci?ety，SRS）將觀察和支具列為脊柱側(cè)凸的保守治療方法。國際脊柱側(cè)凸矯形與康復治療協(xié)會（The Society on Scoliosis Orthopedic and Rehabilitation Treatment，SOSORT）更是對支具的使用進行了詳細的分析與規(guī)定。研究報道，支具佩戴時間和強度達到醫(yī)師要求后，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的有效率可達75%[8]。目前歐美國家對支具的研究和認可度較高，國內(nèi)對支具的認識和應用一直處于“參差不齊”的狀態(tài)。

1 國際上應用較廣的支具

1.1 Boston支具

Boston 支具誕生于20 世紀60 年代末70 年代初的美國波士頓，由John Hall 醫(yī)師和Bill Miller 支具師共同研發(fā)，是全球應用較廣的全天佩戴硬性支具（圖1）。Boston支具是一個治療體系，包括醫(yī)師、支具師、物理治療師、護士和家長的共同參與。Boston支具的使用原則[9]：①對稱性的初始模型是設計加工的基礎；②藍圖設計關注的是單個傾斜的椎體，而非Cobb角度；③糾正側(cè)凸的同時要保證矢狀位上脊柱的生理曲度和骨盆的中立；④被動矯正的同時配合主動矯正；⑤加壓襯墊作用于頂椎及其下部；⑥加壓部分對面要適當釋放空間；⑦去旋轉(zhuǎn)力要盡量成對出現(xiàn)；⑧配合特定性體操和其他運動訓練；⑨團隊合作。

Boston 支具的禁忌證包括：嚴重的平背、嚴重的肋骨畸形、頂椎在T6 以上或L3 以下、過度肥胖。Sanders等[10]研究表明，Cobb角在25°～45°之間的青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者，通過嚴格佩戴Boston支具會有效地降低病情進展至需要手術治療的概率。Don?ald 等[11]研究表明Boston 支具的治療效果最好的是Risser征0或1和三角軟骨未閉合的患者。相比佩戴時間小于7 h的有效率31%，當佩戴時間超過12 h，有效率可達82%。國內(nèi)臨床中Boston支具不多見，可能與其后開口的設計有關（前開口的支具更方便患者穿戴）。

圖1 Boston支具

1.2 Charleston支具

Charleston 支具是著名的夜間支具，一般在夜間佩戴8～10 h，形狀似彎曲的香蕉（圖2）。Charleston支具取模時要將患者維持在過矯正的位置，跟傳統(tǒng)的胸腰骶矯形器相比，牽拉軟組織、減少凹側(cè)椎體壓力的作用更強。研究表明，對于Risser 征為0的輕中度特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者來說，與單純的觀察相比，佩戴Charleston夜間支具可以有效地減少患者將來佩戴全天支具的概率[12]。

圖2 Charleston支具

1.3 Chêneau支具及其衍生支具

Chêneau 支具是20 世紀60 年代研發(fā)而成，最初稱為Chêneau-Toulouse-Munster（CTM）支具，是目前全球應用較廣的支具之一（圖3）。Chêneau支具的矯正原理分為被動和主動。被動原理指在三點力系統(tǒng)作用下脊柱彎曲凸側(cè)向凹側(cè)的轉(zhuǎn)移，目的在于多維度的高度矯正、中軸延伸、減重、胸椎去旋轉(zhuǎn)和側(cè)彎。主動原理在于：椎體生長作為矯正條件，引導胸廓不對稱的呼吸模式，重新排列脊柱相關肌肉以提供生理作用和抗重力作用[13]。Zaborowska 等[14]對79例Cobb 角在20°～45°之間的進展中特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者進行支具治療發(fā)現(xiàn)，Chêneau 支具可以阻止48.1%的患者病情加重，減少患者接受手術的概率。

圖3 Chêneau支具

Rigo-Chêneau 支具是Chêneau 支具最著名的衍生支具，由Manuel D.Rigo 醫(yī)師主要研發(fā)而成（圖4）。Rigo-Chêneau 支具利用襯墊加壓和釋放空間來得到三維的積極矯正模型。襯墊加壓提供空間、定向、形態(tài)上的三維矯正；釋放空間提供組織移動、生長及呼吸運動，從而使單純的硬支具轉(zhuǎn)化為動態(tài)硬支具。Rigo-Chêneau 支具的特點是熱塑材料制作的前開口硬性支具，可以根據(jù)身體反饋進行三維的動態(tài)運動。Rigo-Chêneau 支具根據(jù)主彎和代償彎的不同，大體分為3 弧型，4 弧型，非3 非4 弧型和腰/胸腰型四種類型[15]。LouAnn等[16]發(fā)現(xiàn)，對于依從性良好的患者來說，Rigo-Chêneau 支具治療能夠有效改善Cobb角度、椎體旋轉(zhuǎn)、軀干旋轉(zhuǎn)角度、呼氣最大流速、生活質(zhì)量和心理因素等問題。

1.4 Lyon支具

圖4 Rigo-Chêneau支具

圖5 Lyon支具

Lyon 支具的起源最早可以追溯到200 多年前的Nicolas Andry，他出版的著作《矯形》中繪畫的Andry tree 更是在脊柱側(cè)凸矯形屆享有盛名。經(jīng)過數(shù)代人的研發(fā)改良，目前的Lyon支具（圖5）一般由六部分組成：①前后起到中軸延伸作用的兩個支撐條；②左右兩個穩(wěn)定骨盆帶的半外殼；③對于T7～T12 椎體的壓力部分；④對于T12～L4椎體的壓力部分；⑤對于前肋緣不對稱凸起處的壓力部分；⑥對于上胸段T4～T7的壓力部分。根據(jù)患者個體差異，這六部分的力會適當調(diào)整或增減。Angelo等[17]對69名Risser征0-2的胸椎側(cè)凸患者全天佩戴Lyon 支具2 年的跟蹤調(diào)查結(jié)果顯示：度數(shù)減少的有效率為85.5%，度數(shù)維持不變的概率為13%，而度數(shù)增加的概率僅為1.5%。Lyon 支具的優(yōu)點是能夠部分拆卸，隨著身體發(fā)育，僅做調(diào)整即可，不必替換整個支具；不足在于其支撐條是金屬材料，佩戴支具拍X線片時會遮擋脊柱的成像。

1.5 Milwaukee支具

二十世紀四五十年代，Walter Blount 教授及其團隊研發(fā)了Milwaukee 支具（圖6），并將它應用于特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者，這是目前為止最著名的治療脊柱側(cè)凸的頸胸腰骶矯形器[18]，它主要是由前面鋁合金材質(zhì)的支撐棒和后面不銹鋼材質(zhì)的支撐棒組成，對下頜和枕部都有不同程度的固定支撐，同時在頂椎側(cè)方給予矯正力。Milwaukee 支具最初設計的矯正力是中軸延伸的豎直向上力和冠狀面上減小Cobb 角的斜向上力[19]。目前，Milwaukee 支具主要應用于頂椎在T7 之上的脊柱側(cè)凸患者[20]。Milwau?kee 支具公認的不足之處在于外觀上過于明顯，可能會影響患者的心理和日常生活治療，患者的依從性不高。但Maruyama 等[21]發(fā)現(xiàn)，患者不必全天佩戴Milwaukee 支具，僅在家里和睡覺時佩戴即可起到矯正脊柱側(cè)凸的作用，并對患者心理和日常生活質(zhì)量沒有任何影響。

圖6 Milwaukee支具

1.6 PASB支具

PASB（progressive action short brace）支具是由Lorenzo Aulisa教授在1976年研制而成的胸腰骶矯形器（圖7）。它的局限性是僅適用于腰椎側(cè)凸或胸腰椎側(cè)凸的患者，而不適用于胸椎側(cè)凸或胸腰椎雙側(cè)凸的患者。其生物力學原理是以最著名的三點力為基礎，并施加以外部作用力和持續(xù)反復的內(nèi)部作用力。外部作用力指的是石膏鑄模時所用到的長軸牽引的力、減少脊柱彎曲的力和去旋轉(zhuǎn)的力。持續(xù)反復的內(nèi)部作用力指的是根據(jù)石膏模型制作的聚丙烯支具給予脊柱的限制性和壓力的重新分配。PASB支具一般在背側(cè)會覆蓋大部分臀部，腹側(cè)會減少骨盆的前傾，以避免腰椎生理度曲加大。Aulisa 等[22]通過對50 名Risser 征0-2 的胸腰椎側(cè)凸患者進行為期最短24個月的支具跟蹤治療后發(fā)現(xiàn)，PASB支具能夠有效地減少Cobb角度和椎體旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。

圖7 PASB支具

1.7 Spinecor軟支具

Spinecor是目前最著名的軟支具之一，已經(jīng)有20余年的歷史（圖8）。它使用的并非三點力的傳統(tǒng)生物力學原理，而是提出了動態(tài)矯正神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的姿勢再教育的理論。相比硬支具而言，Spinecor 更注重患者的臨床評估：姿勢評估、體傾情況、軀干旋轉(zhuǎn)角度等。Spinecor 不僅給予支具治療，也有相配合的體操訓練方法來提高治療效果。另外，Spinecor 還可以應用于成人的脊柱側(cè)凸，用來緩解疼痛，延緩度數(shù)進展、姿勢異常等情況。軟支具的舒適度和隱蔽性要遠遠好于硬支具，所以更容易被患者接受，依從性也會更好一些。Coillard 等[23]通過5 年的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，Spinecor 能夠減小早期特發(fā)性脊柱側(cè)凸進展的可能性，并且其效果會維持較長時間。但關于它的治療效果一直存在爭議。隨著臨床經(jīng)驗的積累，大多數(shù)專家還是肯定其在度數(shù)小、年齡小的患者中的有效性，但軟支具的效果遠不及硬支具[24-26]。

圖8 Spinecor軟支具

1.8 Sforzesco支具

Sforzesco 支具（圖9）起源于意大利，遵循SPORT理念，即對稱（Symmetric）、患者為主體（Patient-Ori?ented）、硬性（Rigid）、三維（Three-dimentional）。Sforzesco 支具的10個原則分為有效性和可接受性兩類。有效性包括：①力學有效性；②可主動運動；③三維矯正；④多樣性適應性；⑤團隊合作?？山邮苄园ǎ孩偻昝赖纳眢w設計；②減少可視程度；③增大日常生活自由度；④個體化反饋；⑤認識-行為團隊方案[27]。Negrini等配對15名佩戴Sforzesco支具和Ly?on 支具的患者，通過觀察對比發(fā)現(xiàn)，佩戴Sforzesco 支具的患者均無Cobb 角增加，相對于Lyon 支具的40%

矯正率而言，Sforzesco 支具的矯正率可達80%，在提高美觀度和矢狀位生理曲度方面也有顯著效果[28]。

支具治療的有效性與以下幾點相關：①Cobb角度的大?。虎诩怪鶄?cè)凸類型；③頂椎位置；④骨生長的成熟情況；⑤患者依從性；⑥佩戴支具后的矯正情況。其中⑤、⑥是可以人為控制的，為支具治療的關鍵。

2 支具治療的新領域

目前支具的治療效果已經(jīng)得到廣泛認可，但患者的依從性依然是影響治療效果的一個關鍵因素。分析患者的依從性欠佳的主要原因有三：一是不美觀，佩戴支具的患者大多是處于青春期的少年，對美觀度要求很高，患者從心理上排斥支具。二是身體不適，支具施加在身體上的力較大，適應期很容易引起不適感甚至疼痛感。三是不方便，支具一般比較笨重，有的支具穿脫甚至需要別人幫忙，使患者如廁、洗漱或參加體育運動等受到影響。出于以上考慮，越來越多的研究傾向于如何設計制作提高患者依從性的有效支具。

圖9 Sforzesco支具

隨著計算機技術的發(fā)展，支具的制作技術也得到了飛速提高，計算機輔助設計/計算機輔助制造（computer aided design/computer aided manufacturing,CAD/CAM）已其更加精準、快捷的優(yōu)勢，得到了全球各類支具流派的采納，在傳統(tǒng)的理念基礎上，創(chuàng)新出更加舒適有效的現(xiàn)代支具[29]。de Mauroy 等[30]對225名脊柱側(cè)凸患者進行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)新研發(fā)的CAD/CAM Lyon 支具要比傳統(tǒng)的Lyon 效果好，它的即刻矯正率比傳統(tǒng)的Lyon 支具高40%，對“平背”的糾正也提高了10°（從18.4°提高到28.5°），同時外觀的軀干旋轉(zhuǎn)角度也得到了改善。

為讓支具佩戴起來更加舒適方便，3D 打印技術也應用到制作支具的材料中來。3D打印的支具更小巧、透氣性更佳、矯正效果更好。雖然由于價格原因還得不到極大推廣，但隨著科技的發(fā)展和時代的進步，3D打印技術勢必會在支具領域占領一席之地[31]。

佩戴支具的患者以十幾歲的青少年居多，其自制力和自律性較弱，為了監(jiān)測患者佩戴支具的依從性，溫度傳感器和壓力傳感器應運而生。通過溫度傳感器，我們可以檢測患者佩戴支具的時間。通過壓力傳感器，不僅可以檢測患者佩戴支具的時間，還可以檢測患者佩戴支具的松緊度。所有數(shù)據(jù)均可記錄并傳輸，通過互聯(lián)網(wǎng)技術，家長和醫(yī)師可以隨時觀察患者佩戴支具的情況，并隨意調(diào)取需要的數(shù)據(jù)，為提高支具治療的有效性提供了極大的幫助[32]。