特發(fā)性脊柱側(cè)彎患者軀干傾斜角與脊柱Cobb角、冠狀面平衡的相關(guān)性研究

魯?shù)轮荆踅鹞?，許金霞，王彩萍，王孝文

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎[1-2](adolescent idiopathic scoliosis, AIS)是指青少年在快速生長(zhǎng)期間出現(xiàn)的脊柱三維畸形，伴隨著椎體矢狀面的前凸或后凸、冠狀面的側(cè)凸、軸狀面的椎體旋轉(zhuǎn)。國(guó)際脊柱側(cè)彎研究學(xué)會(huì)(Scoliosis Research Society, SRS)將Cobb角大于10°稱為脊柱側(cè)彎，AIS是最為常見(jiàn)的一種，發(fā)病率范圍約為0.93%～12.00%。由于AIS尚未發(fā)現(xiàn)明確的病因，早發(fā)現(xiàn)早治療是臨床康復(fù)的關(guān)鍵。

有研究發(fā)現(xiàn)[3]，AIS患者在就診過(guò)程中大約接受25次的放射性檢查。Martin等[5，31]人利用計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)學(xué)公式定量計(jì)算在放射性累積有效劑量和癌癥風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果顯示測(cè)試人群相應(yīng)累積的癌癥風(fēng)險(xiǎn)為0.08%～0.17%，并且他發(fā)現(xiàn)女性的有效放射累積劑量和癌癥風(fēng)險(xiǎn)顯著高于男性。國(guó)內(nèi)外使用較為普遍的篩查與評(píng)估工具是scoliometer，測(cè)量AIS患者的軀干傾斜角度，脊柱超聲和云紋系統(tǒng)由于成本較高、不易攜帶等問(wèn)題尚未大范圍推廣，但其無(wú)輻射、信度高等優(yōu)點(diǎn)是未來(lái)研究的方向之一。目前，通過(guò)scoliometer來(lái)量化軀干的不對(duì)稱性，作為軀干傾斜角(Angle of trunk inclination，ATI)評(píng)估和畸形進(jìn)展監(jiān)測(cè)的手段，可以輔助診斷脊柱側(cè)彎，減少放射性檢查的次數(shù)，節(jié)省患者的醫(yī)療成本，對(duì)AIS患者如何長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)曲線進(jìn)展具有重要意義。

在AIS中，冠狀面平衡、軀干傾斜以及肩部平衡是主要考慮的美觀因素，脊柱冠狀面平衡對(duì)患者心理和身體健康是必不可少的，脊柱冠狀面的失衡與軀干傾斜角之間具體的聯(lián)系尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道[6-7]。本文對(duì)AIS患者的軀干傾斜角與脊柱冠狀面平衡參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行研究，為更好地理解軀干外觀畸形與脊柱畸形間的關(guān)系提供理論及臨床依據(jù)，尋找更加直觀、便捷、輻射少的評(píng)估辦法，對(duì)更好地理解AIS的癥狀和危害非常重要，為以后預(yù)防及治療AIS提供新的思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2019年1月～2020年5月，選取濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院門診上確診為“C”型側(cè)彎的AIS的患者40例，診斷標(biāo)準(zhǔn)[32]：根據(jù)國(guó)際疾病分類(international classification of diseases，ICD)診斷標(biāo)準(zhǔn)：站立位脊柱正位X線片測(cè)量Cobb角，角度>10°者稱為脊柱側(cè)凸。其中男5例，女35例；年齡(13.55±1.50)歲，sociometer測(cè)量的ATI值為(10.05±2.91)°，體重指數(shù)(BMI)為(18.86±1.19)kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)[1]：年齡10～17 歲；Risser 征0～Ⅳ°；“C”型側(cè)彎類型(頂椎在T12-L1)；此前未接受過(guò)相關(guān)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：診斷是非特發(fā)性脊柱側(cè)凸；其他相關(guān)脊柱疾病；存在智力或其他肢體障礙；長(zhǎng)短腿患者。

1.2 方法 患者未經(jīng)過(guò)任何治療，使用scoliometer測(cè)量患者的ATI角度；拍攝站立位脊柱全長(zhǎng)X光片，并測(cè)量出C7椎體中垂線到骶骨中垂線的距離、頂椎偏離骶骨中垂線距離、Cobb角指標(biāo)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究ATI值與脊柱Cobb角、冠狀面平衡的相關(guān)性。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) ①測(cè)量ATI(如圖1)：受試者背對(duì)測(cè)試者，除去上身衣物，受試者做Adam前屈試驗(yàn)。具體姿勢(shì)[9-10]：雙腳分開(kāi)保持約15cm的距離，肩膀放松，膝蓋伸直，雙手放在膝蓋前，肘部伸直，掌心相對(duì)。將scoliometer(圖2)放在患者背部，零標(biāo)度正對(duì)脊柱中點(diǎn)，讀出軀干傾斜角的度數(shù)，取最大值進(jìn)行記錄。②脊柱冠狀面平衡參數(shù)[7-8]：患者站立位拍攝后前位脊柱全長(zhǎng)X片，測(cè)量患者脊柱冠狀面平衡參數(shù)。所有參數(shù)均有兩個(gè)專業(yè)人員測(cè)量，取平均值。具體參數(shù)包括Cobb角、C7椎體中垂線(C7 plumb line, C7PL)到骶骨中垂線(Center Sacral Vertical Line, CSVL)的距離、頂椎偏離骶骨中垂線距離(apex vertebral translocation, AVT)。Cobb 角是診斷脊柱側(cè)彎的黃金標(biāo)準(zhǔn)[10]：用直線標(biāo)出上端椎的上終板和下端椎的下終板，兩線延長(zhǎng)線的夾角或者兩線垂線的交角即為 Cobb 角。C7椎體中垂線到骶骨中垂線的距離(C7PL-CSVL)：過(guò) C7 椎體中心做鉛垂線(C7PL)，測(cè)量C7PL到CSVL的距離。AVT：脊柱側(cè)凸的頂椎(或椎間盤)的中點(diǎn)到CSVL的水平距離。

圖1 KAdam前屈試驗(yàn)下測(cè)量軀干傾斜角

圖2 scoliometer

2 結(jié)果

對(duì)40名單胸腰彎AIS患者進(jìn)行分析， AVT為(2.85±0.83)cm，ATI角度為(9.78±2.92)°，C7PL-CSVL為(1.69±0.77)cm。ATI角度與C7PL-CSVL無(wú)顯著相關(guān)性(r=0.294，P=0.065)；ATI角度與AVT的呈正相關(guān)(r=0.499，P=0.001)。

對(duì)40名單胸腰彎AIS患者進(jìn)行分析，ATI角與Cobb角明顯正相關(guān)(r=0.702，P<0.01)。分組后比較，ATI角與10～20°的Cobb角線性相關(guān)程度較高(r=0.898，P=0.015)；ATI角與20～40°的Cobb角線性相關(guān)程度較好(r=0.511，P=0.005)；ATI角與40°以上的Cobb角之間的不存在相關(guān)性(r=0.783，P=0.117)。見(jiàn)表1。

表1 ATI角度與不同Cobb角度之間的相關(guān)性

3 討論

2020年兩會(huì)期間，農(nóng)工黨委員提交關(guān)于盡快開(kāi)展兒童青少年脊柱側(cè)彎防控工作的提案，建議盡快建立我國(guó)兒童青少年脊柱側(cè)彎綜合防控體系，避免復(fù)雜的脊柱三維畸形對(duì)青少年的身心健康造成更大的危害。輕、中度的AIS建議采用矯形器、運(yùn)動(dòng)療法等保守治療，重度的患者建議進(jìn)行手術(shù)治療，但相關(guān)方面的研究較少，現(xiàn)今脊柱側(cè)凸治療共識(shí)認(rèn)為早發(fā)現(xiàn)早介入可取得較好的治療效果[11-12]。考慮到實(shí)際情況，建議由學(xué)校組織相應(yīng)的脊柱側(cè)彎科普，對(duì)在校青少年進(jìn)行早期篩查，使用scoliometer測(cè)量ATI是最為經(jīng)濟(jì)、合適的途徑。在芝加哥的某家兒童醫(yī)院，醫(yī)務(wù)人員將ATI角作為監(jiān)測(cè)曲線進(jìn)展的指標(biāo)，當(dāng)ATI與之前的測(cè)量值相差大于3°時(shí)，進(jìn)行影像學(xué)X線檢查，確認(rèn)曲線是否進(jìn)展。其優(yōu)點(diǎn)在于可以反復(fù)多次測(cè)量評(píng)估、花費(fèi)少、無(wú)輻射，對(duì)于早期的脊柱側(cè)彎有一定的準(zhǔn)確性。Frederic等[23]使用帶有Scoligauge APP的iPhone手機(jī)測(cè)量ATI，其測(cè)量結(jié)果與scoliometer測(cè)量值平均差異很小，臨床上差異不顯著；Chen等[30]對(duì)2702名七年級(jí)學(xué)生進(jìn)行篩查，認(rèn)為智能手機(jī)APP的可靠性不如scoliometer，后者的診斷能力明顯優(yōu)于前者。使用scoliometer對(duì)青少年進(jìn)行脊柱側(cè)彎的早期篩查已經(jīng)常見(jiàn)，但是用于監(jiān)測(cè)脊柱側(cè)彎進(jìn)展的研究較少，并且沒(méi)有文獻(xiàn)關(guān)注評(píng)估指標(biāo)與椎體平衡間的關(guān)系。

對(duì)于多數(shù)的AIS患者，由脊柱側(cè)彎導(dǎo)致的外觀畸形是他們最關(guān)心的問(wèn)題，因此眾多研究者采用多種方法評(píng)估量化軀干的外觀畸形[13-14]。相對(duì)于影像學(xué)指標(biāo)的改善，AIS患者更關(guān)心的是外觀畸形的改善情況。外觀畸形對(duì)患者會(huì)產(chǎn)生一定程度的社會(huì)心理壓力，畸形程度越重，心理應(yīng)激越大；即使脊柱曲線得到很好的矯正，但一些外觀畸形依然存在，使患者對(duì)治療并不滿意。已有研究對(duì)脊柱側(cè)彎導(dǎo)致的足底壓力分布、步態(tài)、軀干的生物力學(xué)等進(jìn)行研究[7，33-34]，希望可以在脊柱側(cè)彎的理論研究上做出突破，軀干外觀畸形研究也是方向之一。目前用于評(píng)估外觀畸形的指標(biāo)很多，其中ATI在臨床上廣泛應(yīng)用，但關(guān)于ATI與脊柱畸形參數(shù)之間的相關(guān)性尚未有權(quán)威的研究，本研究希望能在這方面做一些嘗試[15-17]。

AIS的最佳篩查與評(píng)估方法在世界上一直存在爭(zhēng)議。研究發(fā)現(xiàn)[29-30]，脊柱生長(zhǎng)的第二個(gè)高峰期出現(xiàn)在10～14歲之間，這個(gè)年齡段是進(jìn)行AIS篩查的最佳時(shí)間，然而X射線不適用大規(guī)模的篩查，為了保護(hù)青少年，scoliometer成為最常使用的篩查評(píng)估工具。自1984年由Bunnellml提出以來(lái)，scoliometer作為一種測(cè)量軀干傾斜角度的簡(jiǎn)易工具被越來(lái)越多地使用在篩查實(shí)踐中，其可靠性和有效性也得到了許多研究的支持[24]。但其他研究者也提出不同的方法，Matamalas等[13]使用TAPS-Phy表來(lái)評(píng)估軀干畸形的嚴(yán)重程度，但操作復(fù)雜、有一定程度的主觀性。標(biāo)準(zhǔn)站立位脊柱全長(zhǎng)X線平片作為定義和評(píng)估脊柱側(cè)凸嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn)[10]，多次反復(fù)暴露在射線下對(duì)身體會(huì)有一定風(fēng)險(xiǎn)，并且Cobb角無(wú)法評(píng)估脊柱的外觀畸形。應(yīng)從軀干外觀畸形和脊柱畸形的角度出發(fā)，尋找一種較為安全的方法。

研究發(fā)現(xiàn)[19]，軀干的不平衡與Cobb角顯著相關(guān)，并且外觀畸形在脊柱側(cè)彎的評(píng)估中非常重要。Carlson等[17]人研究了軀干畸形與脊柱畸形測(cè)量值之間的關(guān)系，用scoliometer測(cè)量的ATI表示軀干畸形的程度，用Cobb角和椎體旋轉(zhuǎn)程度代表脊柱畸形程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATI與Cobb角、椎體旋轉(zhuǎn)程度在胸段和胸腰段側(cè)彎中有非常密切的關(guān)系；并且，胸腰段的相關(guān)性高于胸段，作者認(rèn)為這種差異原因是胸廓畸形影響scoliometer測(cè)量的ATI值。ATI作為軀干外觀畸形的評(píng)定指標(biāo)，經(jīng)研究證明有足夠的信度與效度[27]，但對(duì)于ATI值與脊柱畸形參數(shù)之間的關(guān)系尚不明確。Ma等[18]的研究中用一條數(shù)學(xué)公式表示了ATI角與Cobb角的關(guān)系，并且將通過(guò)ATI值計(jì)算出Cobb角，發(fā)現(xiàn)與X線上測(cè)量的Cobb角無(wú)明顯的差異。我們的研究中，主要觀察單胸腰彎類型的AIS患者，發(fā)現(xiàn)ATI值與Cobb角有顯著正相關(guān)性。考慮將不同側(cè)彎類型的患者混合在一起進(jìn)行分析并不合理，本研究只選取頂椎在T12～L1之間的單側(cè)彎AIS患者作為研究對(duì)象，在一定程度上減少了其他因素的影響。

Bunnell等[20]的研究發(fā)現(xiàn)ATI角5°與Cobb角11°有高度相關(guān)性，ATI角7°與Cobb角20°有高度相關(guān)性。在我們的研究中，發(fā)現(xiàn)Cobb角在10～40°之間時(shí)與ATI角有較好的正相關(guān)性，并且所有患者ATI角度均在5°及以上。我們認(rèn)為ATI角在5°及以上時(shí)，脊柱側(cè)彎幾率較高，建議轉(zhuǎn)診到骨科醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估。ATI角與40°以上的Cobb角相關(guān)性差，分析原因：脊柱作為一個(gè)整體，一部分出現(xiàn)側(cè)彎，會(huì)引起其他部分的代償。當(dāng)Cobb角超過(guò)一定值之后，脊柱其他部分也會(huì)發(fā)生變化，從而使軀干外觀畸形變得復(fù)雜。脊柱冠狀面是脊柱畸形和軀干外觀畸形的主要平面，我們的研究中，將C7PL-CSVL和AVT兩個(gè)脊柱冠狀面平衡參數(shù)考慮在內(nèi)。其中，C7PL-CSVL是脊柱冠狀面整體平衡參數(shù)，C7 椎體中垂線偏離CSVL超過(guò)2cm即可視為脊柱冠狀面失衡，常常出現(xiàn)軀干外觀畸形，腰椎旋轉(zhuǎn)加重等典型癥狀[21]。我們的研究發(fā)現(xiàn)，ATI角與C7PL-CSVL并無(wú)相關(guān)性，有研究者認(rèn)為C7PL-CSVL與AIS患者的高低肩、足底壓力分布相關(guān)。另外，AVT是脊柱冠狀面局部平衡參數(shù)。根據(jù)我們的研究，ATI角與AVT存在正相關(guān)性，脊柱局部的失衡會(huì)影響軀干外觀畸形程度。脊柱頂椎偏離骶骨正中線的距離越大，身體外觀畸形會(huì)更加明顯，ATI角更大。通過(guò)scoliometer測(cè)量，可以預(yù)測(cè)頂椎偏離正中線的程度，減少放射性檢查的次數(shù)。在Jankowski等[28]人的研究中，應(yīng)用輻射量大的計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)測(cè)定AIS患者的腰椎椎體的旋轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)ATI角度與椎體旋轉(zhuǎn)程度存在顯著相關(guān)性，但并不能精確的評(píng)估椎體的旋轉(zhuǎn)。身體外觀畸形與脊柱椎體的旋轉(zhuǎn)也有關(guān)，頂椎旋轉(zhuǎn)角度的增加，會(huì)在一定程度上影響身體外觀。

研究表明，使用scoliometer測(cè)量ATI角的方法在評(píng)估和監(jiān)測(cè)AIS患者的曲線進(jìn)展方面具有可靠、經(jīng)濟(jì)和安全的優(yōu)勢(shì)。從節(jié)省醫(yī)療資源和成本的角度考慮，也是一種最小化支出的實(shí)用方法。Larson等[25]的研究中提到，使用ATI代替影像學(xué)監(jiān)測(cè)脊柱側(cè)彎的進(jìn)展，每位患者約節(jié)省160美元，避免約0.6微西弗的輻射，而中國(guó)人口基數(shù)大，更多患者的累積將使節(jié)省的成本更加顯著。另外，丹麥的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[26]，脊柱側(cè)彎患者的癌癥發(fā)生率是與同年齡段人群的17倍，減少脊柱側(cè)彎患者的輻射暴露是有必要的。因此，研究ATI角與脊柱形態(tài)變化之間的關(guān)系具有重要的臨床意義。我們認(rèn)為在X線確診為脊柱側(cè)彎后，應(yīng)減少影像學(xué)檢查的次數(shù)，將ATI角作為脊柱側(cè)彎臨床監(jiān)測(cè)和評(píng)估曲線進(jìn)展的指標(biāo)。應(yīng)從脊柱三維的角度出發(fā)，考慮更多的軀干畸形評(píng)估指標(biāo)，代替影像學(xué)檢查來(lái)監(jiān)測(cè)曲線進(jìn)展。探討外觀畸形與脊柱畸形參數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)于更好地理解疾病的原理和選擇治療方法來(lái)說(shuō)很重要?，F(xiàn)今3D打印脊柱側(cè)彎矯形器已經(jīng)逐漸在臨床上使用[22]，其個(gè)性化的電腦設(shè)計(jì)對(duì)于AIS的保守治療方式是一大優(yōu)點(diǎn)。從個(gè)性化設(shè)計(jì)出發(fā)，同時(shí)考慮軀干畸形與脊柱冠狀面平衡兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)出矯正效果更好的支具。脊柱側(cè)彎的康復(fù)不僅要矯正脊柱的失衡，亦要改善患者的軀干畸形，這對(duì)患者的身體與心理健康都至關(guān)重要。

本研究尚存在一定限制。未將體重指數(shù)考慮在內(nèi)，其對(duì)ATI值也會(huì)有一定的影響，但是考慮的太多會(huì)導(dǎo)致無(wú)法明確兩者之間的關(guān)系。所有受試者只考慮“C”型脊柱側(cè)彎，結(jié)論無(wú)法適用于其他側(cè)彎類型的患者，在接下來(lái)的研究中，應(yīng)擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步觀察其他側(cè)彎類型的患者的AIT角與脊柱冠狀面平衡參數(shù)之間的關(guān)系。最后，scoliometer測(cè)量具有輕微的組內(nèi)與組間差異，但是已有文獻(xiàn)證明其具有足夠的可重復(fù)測(cè)量性[24]，是一種可靠非侵入式評(píng)估方法。

在AIS患者中，ATI角與Cobb角、AVT密切相關(guān)，表明軀干的外觀畸形與脊柱冠狀面失衡存在聯(lián)系。研究軀干外觀畸形評(píng)估與脊柱骨骼形變之間的關(guān)系，希望為脊柱側(cè)彎的精準(zhǔn)治療提供基礎(chǔ)，量化椎體變形對(duì)軀干外觀的影響。ATI角作為軀干畸形的評(píng)估指標(biāo)之一，可以方便地監(jiān)測(cè)、量化、記錄和評(píng)估脊柱側(cè)凸的進(jìn)展，用于脊柱側(cè)彎的康復(fù)治療和改善患者身體外觀畸形。脊柱側(cè)彎康復(fù)治療的最終目的，不僅是恢復(fù)脊柱的形態(tài)，預(yù)防其他疾病，更是改善身體的外觀畸形，給予青少年一個(gè)健康積極的生活狀態(tài)。