支具治療青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎

怡麗丹 魏見偉 王艾琳 駱彪 王德春

引起青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎(AIS)的確切原因仍未知，但已有研究闡述了其復雜的發(fā)病機制[1]。當脊柱側(cè)彎進展至超過臨界值(Cobb角30°～50°)，可引發(fā)呼吸功能受損和軀體疼痛，并表現(xiàn)出外觀畸形。預防AIS進展的干預措施主要包括運動療法、支具治療和手術(shù)治療。有關(guān)支具治療的療效曾長期存在爭議，直至2013年，一項多中心隨機對照試驗肯定了支具治療的效果。該研究顯示，支具治療可以有效預防AIS患者Cobb角進展至手術(shù)閾值，即超過50°[1-2]。我們回顧文獻，對支具治療AIS的研究進展進行綜述。

1 支具治療概述

根據(jù)2016年國際脊柱側(cè)彎與康復治療協(xié)會(SOSORT)指南，支具治療脊柱側(cè)彎的主要目標包括①防止脊柱側(cè)彎進展，甚至實現(xiàn)側(cè)彎的部分矯正；②改善臨床癥狀；③治療脊柱三維畸形；④緩解疼痛，提高生活質(zhì)量；⑤避免Cobb角進展達到手術(shù)閾值[1]。

1.1 治療原理

支具治療矯正脊柱側(cè)彎的理論依據(jù)包括額面“三點力系統(tǒng)”、局部“力對系統(tǒng)”和矢狀面脊柱平衡。

“三點力系統(tǒng)”指處于同一平面但不在同一直線的三點的受力情況，當其中一點的受力方向與另外兩點相反時，根據(jù)作用力與反作用力、力的分解定律以及杠桿平衡原理，三點力相互作用而產(chǎn)生矯正作用。

“力對系統(tǒng)”由兩個相反方向的力組成，它們自不同方向施加于軀干某個較寬部分，使其旋轉(zhuǎn)(即局部旋轉(zhuǎn))?！傲ο到y(tǒng)”必須施加于椎骨旋轉(zhuǎn)最多的頂椎水平，以實現(xiàn)力的最大化。正確的脊柱矢狀面平衡主要取決于骨盆、最大腰椎前凸與最大胸椎后凸之間的關(guān)系[3]。此外，Hueter-Volkmann定律也為支具治療提供了依據(jù)，即“骨骺受壓增加，骨生長受抑制；骨骺受壓減小，骨生長加速”。脊柱側(cè)彎凸側(cè)的椎體骨骺受到牽拉，生長加速，而凹側(cè)的椎體骨骺生長受抑制，導致側(cè)彎角度逐漸增大。因此，增加側(cè)彎脊柱凸側(cè)的骨骺壓力，減小凹側(cè)的骨骺壓力，可逐步矯正脊柱側(cè)彎。

根據(jù)每個患者因脊柱側(cè)彎引起的身體變形情況，采用多組“三點力”，可三維矯正脊柱側(cè)彎畸形。矯正力通過壓力墊來實施，壓力墊的位置、形狀、大小均可影響矯正效果。

1.2 支具治療的適應(yīng)證和并發(fā)癥

國際脊柱側(cè)凸研究協(xié)會(SRS)指出，支具治療適用于骨骼未發(fā)育成熟、Cobb角介于20°～45°之間的AIS患者[4]。對于Cobb角>45°的患者，支具治療可作為拒絕手術(shù)時的替代方案，但其有效性僅有低水平證據(jù)支持[5-6]。此外，近期文獻報道，支具不但可阻止側(cè)彎曲線進展，還可能促使脊柱重塑和側(cè)彎角減小，進一步擴大了支具治療適應(yīng)證[7]。

支具治療可導致一系列潛在的身體損害和心理問題。長時間佩戴支具可導致使用者出現(xiàn)腰背部肌肉萎縮伴肌力下降、腰背部疼痛、肺功能降低、胸廓畸形加重、壓瘡和皮膚過敏等并發(fā)癥，生活質(zhì)量明顯下降[1]。Cheung等[8]的研究顯示，支具治療可導致使用者出現(xiàn)平背畸形，伴胸椎后凸不足和腰椎前凸不足，但這些矢狀位參數(shù)的改變似乎與患者生活質(zhì)量下降無關(guān)。AIS患者心理問題發(fā)生率很高，患者的應(yīng)激水平與病情嚴重程度相關(guān)，而與治療方法無關(guān)。佩戴支具是引發(fā)和增加心理壓力的因素之一，因此綜合治療還應(yīng)包括對AIS患者的心理支持[9]。

2 支具分類

2.1 頸胸腰骶支具和胸腰骶支具

根據(jù)脊柱側(cè)彎位置高低，支具可分為頸胸腰骶支具(CTLSO)和胸腰骶支具(TLSO)。CTLSO有頸托，適用于頂椎在T7及以上水平的AIS患者，其矯正脊柱側(cè)彎的范圍可達頸椎部位，代表支具為Milwaukee支具。TLSO則適用于頂椎在T7以下水平的AIS患者，其高度僅達腋下，也被稱為腋下型支具。常見的有Wilmington支具、Boston支具、Charleston支具、Chêneau支具等。Boston支具為常用支具之一，其通過“三點力系統(tǒng)”發(fā)揮矯正作用，兼具被動力和主動力，主要用于腰彎或胸腰彎的患者，但對角度非常大的胸彎患者的矯正效果欠佳。該支具可完全隱藏在衣服下，極大提升了患者依從性。Charleston支具是首個夜用型支具，用于身體不能向凸側(cè)彎曲的患者。該支具使患者處于過度矯正位置，進一步減輕了側(cè)彎凹側(cè)椎骨終板的負荷，從而可最大程度地矯正彎曲[10]。Chêneau支具兼具主動和被動兩種矯正機制，在某些情況下Chêneau支具可以糾正脊柱側(cè)彎，而不僅僅限于控制側(cè)彎進展[11]。

2.2 硬體支具與軟體支具

依據(jù)支具質(zhì)地可將其分為硬體支具與軟體支具。軟體支具的代表為SpineCor支具，其設(shè)計基于生物主動反饋機制。SpineCor支具的特殊點在于可以提高佩戴者的運動量，且在衣物下可見度明顯降低，患者依從性較高。與TLSO相似，SpineCor支具應(yīng)每日佩戴22 h，直到骨骼成熟為止[10]。但是許多證據(jù)表明，對處于快速生長期，有高度脊柱側(cè)彎進展風險的患者，硬體支具較SpineCor支具能更有效地控制側(cè)彎進展[12]。

2.3 全日型支具和夜用型支具

根據(jù)支具佩戴時間可將其分為全日型支具和夜用型支具。全日型支具需每日佩戴16～23 h，常見的支具包括Boston支具、Wilmington支具、Milwaukee支具等。夜用型支具僅在睡眠時佩戴8～10 h，常見夜用型支具包括Charleston支具、Providence支具。近期一項回顧性隊列研究顯示，Cobb角>35°的患者應(yīng)用夜用型支具同樣有效[13]。另一項相似研究的結(jié)果表明，主胸彎的AIS患者，使用Providence支具治療者盡管其初始Cobb角較大，但他們的手術(shù)風險與使用Boston支具治療者相近，這表明夜用型支具是全日型支具的一種可行替代物[14]。

2.4 與計算機技術(shù)結(jié)合的支具

計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)的發(fā)展，促進了支具改善，使其更加精準、舒適、有效。支具制作由傳統(tǒng)的石膏鑄模改為使用激光掃描儀，結(jié)合CAD/CAM程序設(shè)計。使用CAD/CAM技術(shù)制作的支具優(yōu)于傳統(tǒng)石膏支具，其成品更輕巧舒適，提高了患者使用依從性[15]?；谟邢拊７椒ǖ腃AD/CAM技術(shù)可以改善支具的三維平面矯正，且厚度減少50%，覆蓋面減少20%，使用時更為舒適，可提高患者依從性[16]。3D打印技術(shù)同樣被應(yīng)用到支具制作中，通過對人體的快速3D建模，可節(jié)約取模時間，且調(diào)整方便，越來越受到醫(yī)師及患者的青睞。同時，3D打印支具更為輕巧，透氣性更佳，可增加患者依從性[17]。此外，在高分子記憶材料所制支具基礎(chǔ)上，增加壓力傳感器、數(shù)據(jù)收集器，并結(jié)合智能手機應(yīng)用程序客戶端及云數(shù)據(jù)平臺的新型智能支具已面世。新型智能支具可實時收集支具的受力點力值改變、最佳矯正力數(shù)值、佩戴支具時長等數(shù)據(jù)，提供個體化調(diào)整方案，從而更大程度地提高佩戴依從性和治療效果。

3 支具治療效果

2016年的SOSORT指南指出，評估支具治療有效性的標準應(yīng)包括以下幾點：①骨骼成熟時曲線進展≤5°患者所占百分比及曲線進展≥6°患者所占百分比；②骨骼成熟時曲線>45°患者所占百分比及被建議或?qū)嵤┦中g(shù)的患者所占百分比；③隨訪時間超過骨骼成熟后2年，以確定隨后接受手術(shù)患者所占百分比[1]。SRS和SOSORT達成共識，同意將“以患者為中心的治療結(jié)果(包含外觀、殘疾、疼痛、生活質(zhì)量)”作為評估有效性的主要指標，而將影像學檢查結(jié)果作為次要指標。2013年，一項多中心隨機對照試驗(BrAIST)表明，支具治療可以有效預防Cobb角進展至手術(shù)閾值(通常定義為≥50°)[2]。該試驗中，支具組患者每天至少佩戴18 h支具, 骨骼成熟時脊柱側(cè)彎進展至Cobb角≥50°即為治療失敗。由于支具治療確實有效，該試驗提前終止。對該研究結(jié)果的分析表明，AIS患者行支具治療可明顯降低高?；颊邆?cè)彎曲線進展至手術(shù)閾值的風險。同時，支具穿戴時間越長，其矯正優(yōu)勢越明顯[2]。

4 影響支具治療效果的因素

4.1 即刻矯正率

即刻矯正率(IBC)定義為(未佩戴支具時Cobb角-佩戴支具后Cobb角)/未佩戴支具時Cobb角(百分比)。IBC是預測支具治療效果最重要的因素，但其預測治療成功或失敗的臨界值尚存爭議。Xu等[18]報道，當IBC低于10%時預測支具治療可能失敗。van de Bogaart等[19]的系統(tǒng)綜述研究認為，IBC是預測支具治療成功的最有力指標。但Hawary等[20]的系統(tǒng)綜述研究認為，支持該結(jié)論的證據(jù)水平較低。以上研究結(jié)果存在差異的原因是采用了不同的方法學標準來量化證據(jù)水平。因此，還需開展進一步的研究來確定可預測支具療效的IBC臨界值。

4.2 患者依從性

依從性指患者遵醫(yī)囑佩戴支具的時間,有3項前瞻性研究使用支具內(nèi)置傳感器來監(jiān)測患者的依從性。BrAIST研究結(jié)果為I級證據(jù)。該研究表明支具治療具有劑量-效應(yīng)關(guān)系，即隨著支具佩戴時間延長，治療效果提高。支具組佩戴支具時間平均為12.9 h /d時治療成功率可達90%～93%。佩戴支具時間為每天0～6 h時治療成功率為41%，低于觀察組的治療成功率(48%)[2]。Sanders等[21]的前瞻性研究顯示，支具佩戴依從性與治療是否成功密切相關(guān)。他們發(fā)現(xiàn)，佩戴支具每天至少14 h的患者成功率為100%，佩戴支具每天2～10 h 的患者成功率為66.7%，佩戴支具每天少于2 h的患者成功率僅為55.6%。 Lou等[22]的前瞻性研究表明，支具佩戴依從性為實現(xiàn)治療成功的重要因素，研究中56%±19%的患者可遵醫(yī)囑每天佩戴支具23 h。

4.3 支具治療質(zhì)量

支具治療質(zhì)量指患者佩戴支具期間支具的松緊度。Lou等[22]的研究通過拉緊綁帶來評估支具所施加的作用力，他們發(fā)現(xiàn)支具松緊度與支具療效呈正相關(guān)。

4.4 初始Cobb角

盡管在脊柱側(cè)彎的自然疾病史中，側(cè)彎進展主要取決于初始Cobb角和生長階段，但目前尚不清楚初始Cobb角是否與支具治療成功與否相關(guān)。 Hawary等[20]將初始Cobb角>30°視為導致支具治療失敗的3個主要危險因素之一。一項系統(tǒng)綜述研究顯示，初始Cobb角與治療失敗不相關(guān)，而與治療成功是否相關(guān)，目前研究證據(jù)尚不充足[19]。

4.5 脊柱側(cè)彎類型

Xu等[18]進行的系統(tǒng)綜述研究顯示，脊柱側(cè)彎類型可作為預測支具治療成功與否的決定因素。Thompson等[23]的研究顯示，在初始Cobb角和每日支具穿戴時間相似的情況下，主胸彎的ASI患者中Cobb角進展至≥50°者比例更高。相反，也有部分研究并未將脊柱側(cè)彎類型確定為影響預后的重要因素[24]。

4.6 骨骼成熟度

最常用的骨骼成熟度參數(shù)是Risser評級，其余參數(shù)有Sanders評分、年齡、初潮情況及髖臼“Y”形軟骨類型。Xu等[18]發(fā)現(xiàn)，支具治療失敗的患者Risser評分更低。Karol等[25]的研究結(jié)果顯示，Cobb角> 30°時，Risser 0級且髖臼“Y”形軟骨為開放型的患者手術(shù)風險為63.0%，而Risser 0級且髖臼“Y”形軟骨為封閉型的患者手術(shù)風險為32.4%。Hawary等[20]認為，骨骼成熟度較低是支具治療失敗的危險因素。van de Bogaart等[19]得出結(jié)論，骨骼成熟度作為預測支具治療成功的因素，其證據(jù)尚存爭議。此外，有研究表明，Sanders評分較Risser評級能更好地預測支具治療結(jié)果[26]。

4.7 體質(zhì)指數(shù)

體質(zhì)指數(shù)(BMI)是評價人體營養(yǎng)狀況的重要指標。一項綜述研究表明, 支持低BMI與矯正失敗相關(guān)的證據(jù)有限，而支持高BMI與矯正失敗相關(guān)的證據(jù)尚存在爭議[19]。 Karol等[27]認為，低體質(zhì)量患者每日佩戴支具時間最長(達15.7 h/d)，依從性較好，但他們的手術(shù)風險最高(手術(shù)率為60%)；超重和肥胖患者每天佩戴支具的時間較少(分別為11.7 h/d和9.0 h/d)，而他們的手術(shù)率分別為28.6%和55.6%。

5 總結(jié)與展望

支具治療AIS的療效確切，已在臨床廣泛使用，但需認識到支具治療的局限性。臨床治療中應(yīng)重視提高患者依從性，減少并發(fā)癥發(fā)生，并為患者提供心理支持。隨著基因技術(shù)進展，將有助于探明AIS的發(fā)病機制[28]，預測支具治療結(jié)果，并為患者提供更具個性化的治療方案[29]。運動療法可結(jié)合支具治療，進一步提高療效[30]。計算機科學、生物力學、材料學等學科的發(fā)展，將為支具治療AIS提供更多可能，未來可為患者制作更舒適、依從性更好、性價比更高、更為美觀的支具。