PUMC Ⅰ、PUMC Ⅱ和健康青少年體表特征差異的對(duì)比分析

張建春,張睿,陳曉生,顏濱,,呂厚忠,安煒斌,蔡波平,汝首杭,韓宗萍 ,劉楊▲

(1.廣東省汕尾市海豐縣彭湃紀(jì)念醫(yī)院骨外科,廣東海豐 516400;2.廣東省深圳市第二人民醫(yī)院脊柱外科,廣東深圳 518025;3.廣東省深圳市青少年脊柱健康中心,廣東深圳 518102)

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎(adolescent idiopathic scoliosi,AIS)是指青少年群體中由于不明原因引起的脊柱冠狀面角度大于等于10°并伴隨著矢狀面和軸狀面異常的三維脊柱畸形。特發(fā)性脊柱側(cè)彎若不及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性治療,會(huì)對(duì)青少年身心產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。根據(jù)SOSOR共識(shí)論文制定的治療目標(biāo)排名,美學(xué)目標(biāo)排在首位,生活質(zhì)量排在第二位,改善Cobb角度僅排在第八位[1]?？梢?jiàn),對(duì)于青少年和家長(zhǎng)而言,以身體背部表面特征為表現(xiàn)的人體美學(xué)特性是他們最為看重的治療目標(biāo)。同時(shí),人體站立位姿態(tài)也主要是通過(guò)背部形態(tài)來(lái)體現(xiàn),背部整體形態(tài)也與脊柱和骨盆參數(shù)相互關(guān)聯(lián),互為影響[2]?；诖?本文通過(guò)對(duì)體表形態(tài)參數(shù)進(jìn)行全面分析,比較各組之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,探討不同彎型下青少年脊柱側(cè)彎表面形態(tài)的特征。

1 對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取2020年7月—2022年7月在本院進(jìn)行形體治療的40例特發(fā)性脊柱側(cè)彎患者,根據(jù)協(xié)和基礎(chǔ)分型將AIS患者分為PUMC Ⅰ組(單彎)和PUMC Ⅱ組(雙彎),兩組均為主彎右凸,每組20例,另招募健康青少年20人作為對(duì)照組,PUMC Ⅲ由于樣本較少并未納入本次研究。采集數(shù)據(jù)前記錄受試者的基本信息,包括年齡、身高、體重,并計(jì)算出受試者的體重指數(shù)(BMI)。Cobb角兩組內(nèi)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),其余參數(shù)兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 三組一般資料的比較

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn):①門診診斷為青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎;②年齡在10～17歲之間;③Cobb角在10°～40°之間且未佩戴過(guò)治具;④自愿參與各項(xiàng)評(píng)估且能配合X線檢查;⑤BMI<30 kg·m-2。排除標(biāo)準(zhǔn):①不符合上述診斷和納入標(biāo)準(zhǔn)者;②脊柱側(cè)彎進(jìn)展至嚴(yán)重影響心肺功能,不適于保守治療者;③先天性脊柱側(cè)彎、脊柱畸形者,或脊柱各部分合并椎體滑脫癥、腫瘤、結(jié)核、骨折等疾病者;④合并風(fēng)濕病、神經(jīng)肌肉疾病、心血管疾病、肺部疾病或腎臟疾病者;⑤接受過(guò)脊柱矯正手術(shù);⑥患有皮膚相關(guān)病癥,或皮膚有破損無(wú)法進(jìn)行手法操作;⑦患有精神疾病者;⑧X線拍攝不全或不清晰,影響數(shù)據(jù)測(cè)量者。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用Diers三維脊柱測(cè)量姿勢(shì)評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行站立姿勢(shì)下的表面形態(tài)學(xué)參數(shù)采集。Diers formeric 4D模塊可以連續(xù)獲得6 s內(nèi)12幀靜態(tài)畫面,并將所得數(shù)據(jù)平均化處理。該系統(tǒng)可以基于人體背部表面輪廓、特殊的骨性標(biāo)記點(diǎn)及對(duì)稱線通過(guò)光柵云紋圖技術(shù)和表面形態(tài)學(xué)原理三維重建人體脊柱模型。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)方法被試者位于距光柵發(fā)射器2米的位置背對(duì)操作臺(tái)自然站立,脫衣盤發(fā),目視前方,下頜微收,褲線下拉裸露出髂后上棘和骶骨。光柵發(fā)射器將1.5 cm等間距的平行光投射在人體背部,并被升降柱上的攝像機(jī)采集識(shí)別到特殊骨性標(biāo)記點(diǎn),并在電腦中進(jìn)行脊柱三維模型的重建,計(jì)算靜態(tài)下人體脊柱和骨盆的三維形態(tài)參數(shù)。4D formeric模塊可進(jìn)行6 s內(nèi)12幀畫面的采集,計(jì)算平均值作為最終結(jié)果。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)(1)矢狀面失衡角度:第七頸椎棘突(VP)與左右髂后上棘連線中點(diǎn)(DM)的連接線和過(guò)VP的豎直線在矢狀面所形成的夾角,正值代表DM在VP右側(cè)。(2)矢狀面失衡距離:矢狀面上,DM到過(guò)VP的豎直線的水平距離,正值代表VP在DM左側(cè)。(3)胸曲角:過(guò)頸胸拐點(diǎn)和胸腰拐點(diǎn)兩點(diǎn)切線的夾角。(4)腰曲角:過(guò)胸腰拐點(diǎn)和腰骶拐點(diǎn)兩點(diǎn)切線的夾角。(5)骨盆矢狀面傾斜角度:骨盆在矢狀面上的傾斜角度(右側(cè)骨盆高為正)。(6)冠狀面失衡角度:VP與DM的連接線和過(guò)VP的豎直線在冠狀面所形成的夾角,正值代表VP在DM的右側(cè)。(7)冠狀面失衡距離:冠狀面上,DM到過(guò)VP的豎直線的水平距離,正值代表VP在DM右側(cè)。(8)棘突平均偏移距離:過(guò)VP做垂線,所有椎體與該垂線之間的水平距離的算術(shù)平方根。(9)棘突右側(cè)最大偏移距離:過(guò)VP做垂線,右側(cè)椎體與該垂線之間的水平距離的最大值。(10)棘突向左最大偏移距離:過(guò)VP做垂線,左側(cè)椎體與該垂線之間的水平距離的最大值。(11)棘突偏移幅度:椎體向左和向右偏移最大距離之和。(12)骨盆冠狀面傾斜角度:骨盆在冠狀面上的傾斜角度。(13)椎體平均旋轉(zhuǎn)角度:所有椎體旋轉(zhuǎn)角度的算術(shù)平方根。(14)椎體右側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度:椎體向右旋轉(zhuǎn)的最大角度。(15)椎體左側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度:椎體向左旋轉(zhuǎn)的最大角度。(16)椎體旋轉(zhuǎn)幅度:椎體向左和向右旋轉(zhuǎn)最大角度之和。(17)骨盆旋轉(zhuǎn)角度:骨盆在水平面上的旋轉(zhuǎn)角度。

2 結(jié) 果

2.1 矢狀面形態(tài)參數(shù)PUMC Ⅰ組矢狀面失衡角度和矢狀面失衡距離均顯著高于健康對(duì)照組(均P<0.01),PUMC Ⅰ組與PUMC Ⅱ組、PUMC Ⅱ組與健康對(duì)照組組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);胸曲角和腰曲角方面,PUMC Ⅱ組高于PUMC Ⅰ組和健康對(duì)照組,但三組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。骨盆矢狀面傾斜角度各組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。

表2 矢狀面形態(tài)參數(shù)比較

2.2 冠狀面形態(tài)參數(shù)冠狀面失衡角度、冠狀面失衡距離、棘突平均偏移距離三組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。PUMC Ⅰ組、PUMCⅡ組的棘突向左最大偏移距離均大于健康對(duì)照組(P<0.05或0.01),但棘突向右最大偏移距離參數(shù)各組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);棘突偏移幅度參數(shù)同樣是PUMC Ⅰ組、PUMC Ⅱ組均大于健康對(duì)照組(P<0.05或0.01);骨盆冠狀面傾斜角度PUMCⅡ組大于健康對(duì)照組(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 冠狀面形態(tài)參數(shù)比較

2.3 水平面形態(tài)參數(shù)椎體平均旋轉(zhuǎn)角度、椎體左側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度、骨盆旋轉(zhuǎn)角度各組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),椎體右側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度PUMC Ⅱ組大于健康對(duì)照組(P<0.05),椎體旋轉(zhuǎn)幅度PUMC Ⅰ組、PUMC Ⅱ組均大于健康對(duì)照組(均P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 水平面形態(tài)參數(shù)比較

3 討 論

3.1 矢狀面形態(tài)參數(shù)近年來(lái),矢狀面的相關(guān)研究一直是AIS研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。相鄰解剖學(xué)部位(頸椎、胸椎、腰椎、骨盆)彼此影響生理曲度和局部平衡功能,各部位共同維持人體穩(wěn)定的直立狀態(tài)。賈品茹等[3]認(rèn)為,矢狀位參數(shù)之間,腰椎前凸角度角(LL)、骶骨傾斜角(SS)、骨盆入射角(PI)、骨盆傾斜角(PT)、脊柱骶骨角(SSA)均有相關(guān)性。楊慧慧[4]對(duì)80 例 AIS 患者矢狀面軀干失衡情況進(jìn)行研究,失衡率為57.25%,且負(fù)向失衡大于正向失衡。胡宗杉等[5]研究顯示CSA值在單胸彎組、雙胸彎組和腰彎組分別為4.1°、8.8°和8.4°,且均小于正常青少年,得出結(jié)論AIS患者與正常青少年之間可能存在頸椎矢狀位曲度差異。已有研究表明AIS患者的胸曲角明顯小于正常青少年[6-8],但同為AIS疾病,胸彎患者的胸曲角明顯小于腰彎患者[7],單胸彎患者顯著小于雙胸彎患者,這可能是由于患者冠狀面胸彎越多所需矢狀面代償越大所致。本研究?jī)H對(duì)矢狀面上胸曲角、腰曲角及骨盆矢狀面傾斜角度進(jìn)行比較,受實(shí)驗(yàn)方法的限制不能測(cè)量出頸椎曲度。本研究顯示組間胸曲角、腰曲角和骨盆矢狀面傾斜角度均未見(jiàn)組間差異。究其原因,研究采用光柵云紋圖測(cè)量方法是通過(guò)測(cè)量體表參數(shù),而非人體的骨性參數(shù),肌肉、韌帶等軟組織的厚度可能導(dǎo)致兩者之間存在差異。矢狀面失衡角度PUMC Ⅰ組顯著大于健康對(duì)照組,可見(jiàn)單彎AIS患者脊柱在冠狀面?zhèn)韧沟耐瑫r(shí)也伴隨了矢狀面的變化。

3.2 冠狀面形態(tài)參數(shù)AIS患者中冠狀面失衡是常見(jiàn)的姿態(tài)異常,多表現(xiàn)為軀干傾斜、腰部凹陷不對(duì)稱、高低肩等。C7-CSVL是指頸7椎體中心到骶骨中垂線的水平距離,是評(píng)估脊柱冠狀面整體失代償?shù)闹匾笜?biāo)[9-10]。CLASSMAN等將C7-CSVL距離≥3.5 cm定義為冠狀面失衡[11],盡管本研究中PUMC Ⅱ組冠狀面失衡距離大于臨界值,但冠狀面失衡角度和距離在各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與衡量脊柱冠狀位整體失衡的指標(biāo)不同,側(cè)方位偏移是評(píng)估脊柱冠狀位的局部參數(shù),臨床上該指標(biāo)的定義為冠狀位上相鄰兩個(gè)椎體間的相對(duì)位移,多用于評(píng)估側(cè)方位滑脫和旋轉(zhuǎn)半脫位[12]。本研究中,椎體偏移參數(shù)是相對(duì)VP的垂線而言,二者選取的參照物不同。人們通常的認(rèn)知是單彎患者冠狀面偏移會(huì)多于雙彎患者,本研究中在棘突平均偏移距離、棘突向左最大偏移距離和棘突偏移幅度上兩側(cè)彎組間差異均為正值,可能是由于PUMC Ⅱ組靠上面的側(cè)彎影響到頸椎VP的水平偏移而導(dǎo)致的,也可能與人群右主彎特點(diǎn)有關(guān)。而PUMC Ⅱ組棘突向左最大偏移距離及棘突偏移幅度大于健康對(duì)照組,則是由于PUMC Ⅱ組有左凸代償彎所致。由表3可知,健康對(duì)照組靜立位骨盆左側(cè)略高于右側(cè),而PUMC Ⅱ組骨盆則向左傾斜,且組間存在差異,這主要是由于PUMC Ⅱ組左凸代償彎通過(guò)腰椎-骨盆的多連桿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響骨盆的形態(tài)。

3.3 水平面形態(tài)參數(shù)水平面旋轉(zhuǎn)參數(shù)主要體現(xiàn)在椎體的水平旋轉(zhuǎn),但骨盆水平旋轉(zhuǎn)參數(shù)作為反映骨盆形態(tài)及位置的指標(biāo),在腰椎-骨盆系統(tǒng)中也顯得十分重要[13-14]。盡管骨盆旋轉(zhuǎn)三組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但可以觀察到相對(duì)健康組,PUMC Ⅰ組骨盆略向左旋轉(zhuǎn),一定程度上代償主彎的右凸和右旋,PUMC Ⅱ組骨盆略向右旋轉(zhuǎn)代償左凸代償彎。由此可推斷,骨盆旋轉(zhuǎn)是脊柱失衡的重要補(bǔ)償機(jī)制。但筆者認(rèn)為骨盆的反向旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償與相鄰節(jié)段的側(cè)彎程度有關(guān),尚需后續(xù)研究加以證明。椎體旋轉(zhuǎn)幅度PUMC Ⅰ組和PUMC Ⅱ組均大于健康對(duì)照組,這與人們的認(rèn)知一致。局部參數(shù)中,PUMC Ⅱ組在椎體右側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度大于健康對(duì)照組,這是冠狀面?zhèn)韧挂鸬捻斪祬^(qū)域的同向旋轉(zhuǎn)所致。盡管PUMC Ⅱ組存在左側(cè)代償彎,但未見(jiàn)三組間左側(cè)最大旋轉(zhuǎn)角度有差異,可以解釋為軟組織起到了緩沖形變的作用或代償彎尚不足以引起表面形態(tài)學(xué)參數(shù)的改變。據(jù)筆者所知,既往文獻(xiàn)中未見(jiàn)針對(duì)不同彎形患者椎體及骨盆旋轉(zhuǎn)情況的相關(guān)研究,本文可能是首次進(jìn)行這方面研究。

盡管文章分三段進(jìn)行不同平面參數(shù)的討論,但各平面參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)和彼此影響的。研究顯示脊柱側(cè)彎的三維畸形之間存在著非線性關(guān)系,但這個(gè)關(guān)系之間的規(guī)律尚不明確[14]。一項(xiàng)研究表明在Cobb角小于40°的人群中,椎體水平旋轉(zhuǎn)和側(cè)方向偏移之間存在弱相關(guān)性,而Cobb角大于40°的人群中,側(cè)方向偏移與矢狀面曲線的關(guān)系較椎體水平旋轉(zhuǎn)和矢狀面關(guān)系更為密切[15]?？梢?jiàn),脊柱側(cè)凸曲線的發(fā)展不能孤立地關(guān)注一個(gè)平面,而是多平面因素共同參與的過(guò)程[16]。但在脊柱側(cè)彎的治療策略中,減少側(cè)方向偏移比減少水平面旋轉(zhuǎn)更重要[17-18],因?yàn)閭?cè)方向偏移的減少對(duì)于改善矢狀面的曲度作用巨大[15]?？傊?對(duì)于AIS患者表面形態(tài)學(xué)參數(shù)的分析可以有效反映各平面的真實(shí)情況,但各平面失衡之間存在著復(fù)雜的關(guān)聯(lián),應(yīng)被全面綜合考量。