以胸彎為主的青少年特發(fā)性脊柱側凸對肺功能的影響研究

徐濤 王歡 方煌

脊柱側凸是一種復雜的脊柱三維結構畸形疾病，其中青少年特發(fā)性脊柱側凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）是最為常見的一種，好發(fā)于10 歲以上兒童［1］。根據(jù)脊柱側凸研究會的定義，AIS的診斷標準是Cobb角≥10°，并伴有椎體旋轉［2］。脊柱側凸對病人有很大的影響，除了會導致背部疼痛、生活質量下降以及心理、美容問題外，嚴重的胸椎側凸與心肺功能下降也有顯著關系［3］。因此，我們回顧性分析了2018年10月至2019年11月在我院確診并治療的31例AIS病人的臨床資料，通過分析脊柱、非脊柱因素與肺功能的關系，以確定導致肺功能障礙的主要因素。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

納入標準：①臨床診斷為AIS；②術前站立位全脊柱正側位X 線片等影像學資料完整；③術前肺功能檢查等相關資料完整。

排除標準：①術前存在呼吸道感染現(xiàn)象；②主彎是腰彎或胸腰彎；③有心胸手術病史。

二、資料收集及觀察指標

（一）一般資料

收集病人的性別、年齡、身體質量指數(shù)（body mass index，BMI）等一般資料。

（二）影像學資料

收集病人站立位條件下的全脊柱正側位X 線片，Cobb角、頂椎位置、胸彎累及椎體數(shù)目和椎體旋轉評估均由所在治療小組的同一名副主任醫(yī)師測量并記錄。其中，椎體旋轉用Nash-Moe 分級來評估，胸彎累及椎體數(shù)目是指胸彎上下端椎間所包含的椎體數(shù)目，胸彎頂錐是指偏離C7鉛垂線最遠的椎體。

（三）肺功能測定

病人術前均常規(guī)進行了肺功能測定，由呼吸病學研究室的同一位技術員完成測量并記錄。肺功能包括四個參數(shù)：用力肺活量（FVC）、用力肺活量占預測值的百分比（FVC%pred）、第1 秒用力呼氣容積（FEV1）、第1 秒用力呼氣容積占預測值的百分比（FEV1%pred）。

三、統(tǒng)計學分析

所有數(shù)據(jù)使用IBM SPSS Statistics 25.0（IBM 公司，美國）分析，對于符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標準差（±s）表示。通過Pearson 相關系數(shù)分析肺功能參數(shù)與年齡、BMI、Cobb角、頂椎位置、椎體旋轉程度、胸彎累及椎體數(shù)目的相關性；采用單因素方差分析比較不同程度脊柱畸形對肺功能的影響，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、一般資料

共納入31 例病人，其中，女24 例（77.4%），男7 例（22.6%）；年齡為（15.81±4.51）歲（10～27 歲）。BMI 為（18.11±2.32）kg/m2（14.2～23.9 kg/m2）。Cobb角為51.52°±18.38°（27°～107°）。術前平均FEV1%pred 為83.19%±13.72%（45%～109%），F(xiàn)VC%pred 為86.04%±12.78%（46%～102%）。

二、相關性分析

肺功能參數(shù)與BMI、年齡及影像學參數(shù)的相關性如表1 所示。FEV1%pred 與Cobb 角（P=0.001）、Nash-Moe 椎體旋轉評級（P=0.005）和胸彎累及椎體數(shù)目（P=0.001）呈負相關，相關系數(shù)r 分別為-0.55、-0.49、-0.65，與年齡、BMI 和頂椎位置無相關性（P均＞0.05）。FVC%pred 與Cobb 角（P=0.021）、Nash-Moe 椎體旋轉評級（P=0.032）和胸彎累及椎體數(shù)目（P=0.005）呈負相關，相關系數(shù)r 分別為-0.41、-0.39、-0.50；FVC%pred 與BMI 呈正相關（r=0.44，P=0.013）。FVC%pred 與年齡和頂椎位置無相關性（P均＞0.05）。

三、不同程度脊柱畸形對肺功能的影響

9例病人胸彎累及9個椎體，11例病人胸彎累及8 個椎體，11 例病人胸彎累及7 個椎體；胸彎累及9 個椎體的病人的FEV1%pred 和FVC%pred 均為 最低，累及7個椎體的病人的FEV1%pred和FVC%pred均為最高，差異均有統(tǒng)計學意義（F=9.806，P=0.001；F=5.439，P=0.010；表2）。

表1 肺功能參數(shù)與各項一般資料及影像學指標的相關性分析

2 例病人的Nash-Moe 分級為3 級，13 例2 級，12 例1 級，4 例0 級；隨著Nash-Moe 分級的升高，F(xiàn)EV1%pred 逐步下降，組間比較，差異有統(tǒng)計學意義（F=3.479，P=0.030）。但是各組間的FVC%pred 值比較，差異無統(tǒng)計學意義（F=2.400，P=0.090；表3）。

不同頂椎位置病人的肺功能參數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05，表4）。

討 論

脊柱側凸進行性加重通常伴隨肺功能的下降，胸椎的旋轉、彎曲和肋骨融合可引起胸廓畸形。胸椎的旋轉彎曲導致胸廓對肺實質的擠壓，進而引起肺體積和順應性的下降，嚴重的胸廓扭曲畸形會導致限制性通氣功能障礙［4］。這些改變可能會引起肺泡通氣不足、高碳酸血癥和低氧血癥。由于低氧血癥和血管阻力增加，肺動脈高壓隨之而來，導致肺心病和右心衰［5-6］。

AIS 是青少年中最常見的脊柱畸形，患病率為0.47%～5.20%［7］。AIS 在女性中更為常見，畸形嚴重程度也顯著高于男性，并且男女比例隨著年齡的增長而增加［8］。其中，胸彎最為常見（48%），其次是胸腰彎（40%），雙彎較少見（9%）［9］。在本研究納入的病例中，女性占77.4%，男性占22.6%，Cobb 角為51.52°±18.38°（27°～107°），男女比例符合流行病學研究結果。有研究表明，肺泡數(shù)量在5～8 歲時已經(jīng)達到成人水平，之后僅出現(xiàn)肺泡大小和表面積的改變［10］。出生后肺功能出現(xiàn)改變的時間和增加的幅度都有較大的個體差異［11］。在本研究中，AIS 病人的肺功能與年齡沒有相關性。Xu 等［12］認為BMI 是反映肺功能的重要指標，AIS 病人的低BMI 值與肺功能障礙之間呈中度相關。但在本次研究中，BMI 只與FVC%pred 呈正相關，與FEV1%pred無相關性，這可能與本研究樣本量少有關，課題組將進一步增加樣本量來驗證其相關性。

肺功能受胸彎的嚴重程度、胸彎累及椎體數(shù)目、椎體旋轉程度影響，這三個因素與肺功能障礙的風險增加有關；有研究顯示胸彎頂椎越靠近頭側對肺功能的影響越大［13］。但是在當前研究中，胸彎頂椎位置與肺功能之間無相關性，不同頂椎病人之間的肺功能差異也無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

脊柱畸形主要通過影響肺實質體積和順應性來降低肺活量。有研究表明AIS病人術前出現(xiàn)肺功能障礙，與冠狀面和矢狀面畸形的嚴重程度顯著相關［14］。Aaro 等［15］評估了33 例AIS 病人的胸部CT 圖像，冠狀面畸形比矢狀面畸形更易造成肺體積減小，且對肺功能的影響更大。

Vitale 等［16］發(fā)現(xiàn)胸彎Cobb 角與FEV1呈負相關，與FVC 呈顯著負相關。胸彎Cobb 角較大的病人測得的FEV1和FVC 均較低。本研究顯示Cobb 角與FEV1%pred 呈顯著負相關（r=-0.55，P=0.001），與FVC%pred呈負相關（r=-0.41，P=0.021）。目前的研究認為，除了胸椎側凸外，胸腰椎側凸也能夠對胸腔產(chǎn)生扭曲作用，并影響膈肌的功能，從而影響肺功能［4］。

AIS 通過多種方式影響肺功能，除了減少肺實質的體積和順應性外，椎體的旋轉會導致胸廓的不對稱畸形?；蔚男乩黾恿诵乇诘慕┯捕?，降低了呼吸肌的肌力，增加了膈肌的運動障礙［15］。因此，在病人身上觀察到的呼吸功能障礙本質上是限制性的。這些變化在5歲前的早發(fā)性脊柱側凸和有肋骨融合的先天性脊柱側凸中更為明顯［5］。本研究中隨著Nash-Moe 分級的提高，病人的FEV1顯著降低；但是Nash-Moe 分級不同病人的FVC 的差異無統(tǒng)計學意義，這可能與樣本量少有關。另外胸彎累及椎體數(shù)目是肺功能障礙的重要預測因子，兩者之間呈顯著相關性（P＜0.05）。根據(jù)相關系數(shù)大小，累及椎體數(shù)目對肺功能的影響最大，這可能與胸廓整體的三維結構改變，壓縮了肺實質有關。

表2 累及不同椎體數(shù)目病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

表2 累及不同椎體數(shù)目病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

指標FEV1%pred FVC%pred胸彎累及7個椎體（11例）92.78±8.29 92.76±7.65胸彎累及8個椎體（11例）83.47±10.83 87.29±12.51胸彎累及9個椎體（9例）71.11±13.51 76.29±13.12 F值9.806 5.439 P值0.001 0.010

表3 不同椎體旋轉程度病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

表3 不同椎體旋轉程度病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

指標FEV1%pred FVC%pred Nash-Moe 0級（4例）90.25±5.65 88.98±5.80 Nash-Moe 1級（12例）89.20±11.65 91.45±8.77 Nash-Moe 2級（13例）78.15±14.08 82.54±13.85 Nash-Moe 3級（2例）65.70±10.32 70.45±24.82 F值3.479 2.400 P值0.030 0.090

表4 不同頂椎位置病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

表4 不同頂椎位置病人的肺功能參數(shù)比較（±s，%）

指標FEV1%pred FVC%pred T6（2例）94.75±3.18 89.75±17.32 T7（2例）103.00±8.49 98.10±4.38 T8（15例）78.40±16.02 82.10±15.63 T9（10例）83.50±7.82 88.76±7.61 T10（2例）86.15±2.47 86.20±3.11 F值2.173 0.951 P值0.100 0.450

綜上所述，Cobb角和受累椎體數(shù)目是肺功能障礙的重要預測因子，隨著脊柱側凸的進展，可能會出現(xiàn)肺功能障礙，因此肺功能檢測對病人術前評估具有重要意義。脊柱畸形引起肺功能障礙仍然是AIS手術治療的適應證，當保守治療無效時可以通過手術矯正來控制。