青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸矯形器的研究進(jìn)展

雷宗恒，李其志，程政，姚東，瞿玉興

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇 南京 210046；2.常州市中醫(yī)醫(yī)院，江蘇 常州 213003)

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(adolescent idiopathic scoliosis，AIS)是最常見(jiàn)的脊柱側(cè)凸類(lèi)型，可引起脊柱結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，從而導(dǎo)致局部及全身癥狀[1-2]，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和心理健康[3]。AIS的非手術(shù)療法適用于早期確診、側(cè)凸程度輕、側(cè)凸進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)小的患者；治療的目標(biāo)是在脊柱側(cè)凸的進(jìn)展期，通過(guò)一系列非手術(shù)干預(yù)措施延緩側(cè)凸進(jìn)展，甚至糾正一定程度的側(cè)凸，從而避免手術(shù)治療[4]。在眾多AIS非手術(shù)療法中，矯形器治療應(yīng)用廣泛，是目前唯一被認(rèn)可的能阻止AIS自然進(jìn)程的非手術(shù)療法。AIS矯形器種類(lèi)繁多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)證，目前尚無(wú)統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。本文就AIS矯形器的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 AIS矯形器的作用機(jī)制

應(yīng)用矯形器治療AIS的基本理論依據(jù)是Hueter-Volkmann定律，即骨骺在受到壓力時(shí)會(huì)表現(xiàn)為生長(zhǎng)抑制，壓力降低或受到張力時(shí)則表現(xiàn)為生長(zhǎng)加速[5]。在矯形器主、被動(dòng)機(jī)制作用下，椎體終板上的應(yīng)力會(huì)重新分布，通過(guò)平衡椎體兩側(cè)生長(zhǎng)速率，促進(jìn)脊柱正常生長(zhǎng)發(fā)育至成熟，從而改善畸形或阻止畸形進(jìn)展[6]。AIS矯形器的主動(dòng)機(jī)制包括椎體生長(zhǎng)引導(dǎo)、調(diào)整胸腔不對(duì)稱的呼吸運(yùn)動(dòng)、重新排列軀干肌肉；被動(dòng)機(jī)制包括三維組織轉(zhuǎn)移、伸長(zhǎng)效應(yīng)、椎體去旋轉(zhuǎn)[7]。

2 AIS矯形器的適應(yīng)證

關(guān)于AIS矯形器的適應(yīng)證，暫無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)患者年齡、原發(fā)側(cè)凸角度、Risser征、女性患者月經(jīng)情況、側(cè)凸進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)等因素綜合考慮。從2014年脊柱側(cè)凸研究學(xué)會(huì)(Scoliosis Research Society，SRS)與脊柱側(cè)凸矯形外科和康復(fù)治療協(xié)會(huì)(Society on Spinal Orthopedic and Rehabilitation Treatment，SOSORT)確定的AIS矯形器治療病例納入標(biāo)準(zhǔn)[8]來(lái)看，AIS矯形器最基本的適應(yīng)證為：年齡≥10歲，Risser征0～2級(jí)，Cobb角25°～40°。結(jié)合文獻(xiàn)[9-10]，以下情況也可應(yīng)用矯形器進(jìn)行治療：①Cobb角≤25°，但側(cè)凸角度增加較快者；②兒童和青少年，Risser征0～3級(jí)，但脊柱側(cè)凸進(jìn)展預(yù)期>60%者；③兒童和青少年，Risser征4級(jí)，Cobb角>35°者；④脊柱側(cè)凸合并慢性疼痛，佩戴矯形器有緩解作用者；⑤月經(jīng)未至，或月經(jīng)已至但不滿2年的女性患者。

患者經(jīng)過(guò)規(guī)范矯形器治療，骨骼發(fā)育成熟后側(cè)凸未進(jìn)展至50°時(shí)，可以停止矯形器治療[11]。對(duì)于合并胸椎前凸及心肺功能障礙的患者，矯形器治療可能導(dǎo)致合并癥狀加重。

3 AIS矯形器的分類(lèi)

根據(jù)解剖特征可分為頸胸腰骶矯形器(cervico-thoracic-lumbo-sacral orthosis，CTLSO)和胸腰骶矯形器(thoraco-lumbar-sacral orthosis，TLSO)。CTLSO 適用于頂椎在T7以上的側(cè)凸，TLSO適用于頂椎在T7以下的側(cè)凸。

根據(jù)矯形原理可分為主動(dòng)型、被動(dòng)型及主、被動(dòng)結(jié)合型矯形器[12]。主動(dòng)型矯形器預(yù)留了部分空間，使得肌肉、脊柱存在一定主動(dòng)活動(dòng)范圍；被動(dòng)型矯形器是全接觸式矯形器，脊柱主要被推擠矯形，脊柱位置固定；主、被動(dòng)結(jié)合型矯形器，如Chêneau矯形器是通過(guò)主動(dòng)和被動(dòng)矯正機(jī)制聯(lián)合起作用。

根據(jù)使用時(shí)間可分為全天型、夜用型及部分時(shí)間型矯形器。全天型每天佩戴時(shí)間>18 h；夜用型每天佩戴時(shí)間<10 h或僅夜間睡眠佩戴；部分時(shí)間型每天佩戴時(shí)間10～18 h。

此外，根據(jù)材料剛性可分為硬性矯形器和軟性矯形器；根據(jù)是否對(duì)稱可分為對(duì)稱矯形器和非對(duì)稱矯形器；根據(jù)制作方式可分為預(yù)制矯形器和定制矯形器。

目前的研究認(rèn)為，矯形器類(lèi)型可影響治療效果，需依據(jù)個(gè)體情況選擇合適類(lèi)型的矯形器；在治療過(guò)程中根據(jù)患者側(cè)凸類(lèi)型及程度的改變，需考慮及時(shí)更換更加合適的矯形器[13-14]。

4 臨床常用的AIS矯形器

4.1 Milwaukee矯形器該矯形器為典型的CTLSO，適用于頂椎在T7以上的頸胸段側(cè)凸[15]。Milwaukee矯形器主要由骨盆帶和頸環(huán)組成，通過(guò)矯形器前后金屬桿連接。頸環(huán)對(duì)下頜和枕部形成支撐、固定，維持頭部位置；金屬桿通過(guò)骨盆模塊與頸環(huán)對(duì)脊柱中軸產(chǎn)生縱向牽引；矯形器側(cè)墊對(duì)側(cè)凸椎體產(chǎn)生斜向上的矯正力[16]。在被動(dòng)矯正的同時(shí)，預(yù)留部分空間使患者自身的活動(dòng)產(chǎn)生一定的主動(dòng)矯正力。

Etemadifar等[17]認(rèn)為，Milwaukee矯形器對(duì)于骨骼肌的作用會(huì)隨著患者年齡增加而減弱。此外，Milwaukee矯形器還存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、舒適性差等問(wèn)題。這些因素大大影響了患者的依從性和治療效果[18]，因此Milwaukee矯形器已逐漸被TLSO替代。但由于其矯正效果較為穩(wěn)定，對(duì)于存在嚴(yán)重骨盆傾斜或非典型脊柱畸形的患者依然可以選用。

4.2 Lyon矯形器該矯形器屬于可調(diào)節(jié)TLSO，可用于胸椎、腰椎及胸腰椎側(cè)凸。使用傳統(tǒng)Lyon矯形器時(shí)，先用石膏固定一段時(shí)間以拉伸患者軀干深部軟組織，然后用定制的Lyon矯形器來(lái)維持矯形狀態(tài)[11,19]。Lyon矯形器利用三點(diǎn)力矯正脊柱冠狀面上的側(cè)凸畸形，通過(guò)側(cè)墊改善胸椎旋轉(zhuǎn)，利用屈曲的支撐金屬條維持胸椎后凸、腰椎前凸[20]。Lyon矯形器的主要適用人群為11～13歲、Cobb角≥20°、處于快速生長(zhǎng)發(fā)育期的患者，處于緩慢生長(zhǎng)階段、Cobb角≥30°的患者也可使用。Lyon矯形器能夠部分拆卸、調(diào)節(jié)，可隨著患者身體發(fā)育、側(cè)凸畸形改變進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，而不用替換整個(gè)矯形器。Aulisa等[20]對(duì)69例Risser征0～2級(jí)、全天佩戴Lyon矯形器的胸椎側(cè)凸患者進(jìn)行了2年的隨訪觀察，結(jié)果85.5%的患者側(cè)凸角度減小、13%的患者側(cè)凸角度無(wú)變化、1.5%的患者側(cè)凸角度增大。

Lyon矯形器在應(yīng)用中不斷改進(jìn)，在其基礎(chǔ)上結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造技術(shù)制作的ART(asymmetrical rigid torsion brace)，可對(duì)骨盆和脊柱的冠狀面、矢狀面畸形進(jìn)行精確過(guò)度矯正，還可對(duì)脊柱進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)治療。De Mauroy等[21]的研究顯示，ART使用后的即刻和長(zhǎng)期矯正效果都優(yōu)于傳統(tǒng)Lyon矯形器。

4.3 Chêneau矯形器該矯形器在臨床應(yīng)用廣泛，通過(guò)主、被動(dòng)矯正機(jī)制共同起作用。在矯正冠狀面?zhèn)韧够蔚耐瑫r(shí)，可在水平面上糾正椎體旋轉(zhuǎn)畸形，同時(shí)保持脊柱矢狀面上的生理曲度，并能利用腹托提高腹腔內(nèi)壓對(duì)脊柱產(chǎn)生縱向牽引力[22]。Chêneau矯形器可對(duì)胸腰段的雙曲線和三曲線畸形進(jìn)行三維矯正[23]。Zaborowska-Sapeta等[24]使用Chêneau矯形器對(duì)79例Cobb角20°～45°的AIS患者治療后，48.1%的患者脊柱側(cè)凸進(jìn)展被控制。

目前，Chêneau矯形器已出現(xiàn)許多改良類(lèi)型，如RSC(Rigo-System-Chêneau)矯形器、WCR(Wood-Chêneau-Rigo)矯形器、GBW(Gensingen-Brace-Weiss)矯形器等[25]。

4.4 Boston矯形器該矯形器主要適用于頂椎在T8～L2的AIS[26]。Boston矯形器在側(cè)凸水平肋骨偏后的位置放置壓力墊，可向?qū)?cè)、向前推擠側(cè)凸椎體；凹側(cè)設(shè)有窗口，可透氣，同時(shí)為主動(dòng)活動(dòng)提供空間。目前，臨床中采用的Boston矯形器多利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造技術(shù)進(jìn)行個(gè)性化定制。Lange等[27]對(duì)109例使用Boston矯形器治療的AIS患者進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)12年的隨訪，發(fā)現(xiàn)大部分患者對(duì)療效較為滿意。Karimi等[26]分析了18篇有關(guān)Boston矯形器治療AIS的文獻(xiàn)，結(jié)果顯示AIS患者每天佩戴該矯形器18 h以上，可有效控制側(cè)凸進(jìn)展。Boston矯形器的缺點(diǎn)在于，開(kāi)口在背側(cè)，患者穿脫不便，而且對(duì)Cobb角較大的胸椎側(cè)凸患者矯正效果欠佳。

4.5 Charleston矯形器和Providence矯形器全天型AIS矯形器每天需佩戴18～23 h，導(dǎo)致患者依從性較差。為此，研究者們?cè)O(shè)計(jì)出了夜用型矯形器。夜用型矯形器一般僅在夜間佩戴8～10 h，對(duì)患者日常生活影響較小，患者的依從性更高，但其矯形效果相對(duì)不顯著，多用于輕中度的單彎型脊柱側(cè)凸。Charleston矯形器和Providence矯形器是目前常用的2種夜用型AIS矯形器，二者均屬被動(dòng)型、硬性、TLSO。

Charleston矯形器常用于Cobb角20°～35°、下背部的C形側(cè)凸。矯形器制作時(shí)患者處于過(guò)度矯正狀態(tài)，使矯形器對(duì)凹側(cè)軟組織有更強(qiáng)的牽拉效果，同時(shí)可減少凹側(cè)椎體所受壓力。Wiemann等[28]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于Risser征0級(jí)的輕、中度AIS患者，相對(duì)于單純的觀察隨訪，佩戴Charleston矯形器可有效降低患者側(cè)凸進(jìn)展至佩戴全天型矯形器的概率。Lee等[29]使用Charleston矯形器治療95例AIS患者，僅15.8%的患者側(cè)凸進(jìn)展>5°，同時(shí)結(jié)果顯示側(cè)凸角度越大、治療有效率越低，下段脊柱側(cè)凸的治療有效率高于上段脊柱側(cè)凸。

Providence矯形器的制作需結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造技術(shù)，制作時(shí)患者軀體處于自然狀態(tài)，因此患者的耐受性更好。該矯形器對(duì)Cobb角20°～35°的腰段、胸腰段脊柱側(cè)凸療效較好[30]。Ohrt-Nissen等[31]使用Providence矯形器治療63例AIS患者，患者平均年齡13.3歲、平均Cobb角34°，患者骨骼發(fā)育成熟時(shí)，43%的患者側(cè)凸有影像學(xué)進(jìn)展、27%需要手術(shù)治療、2年隨訪時(shí)手術(shù)率為37%。Sattout等[32]研究發(fā)現(xiàn)，Providence矯形器對(duì)脊柱冠狀面?zhèn)韧沟某C正只起輔助作用，其矯正力大部分來(lái)自于患者仰臥體位本身產(chǎn)生的矯正力；同時(shí)作者還發(fā)現(xiàn)，該矯形器產(chǎn)生的彎矩可使生長(zhǎng)板上的壓力重新分布，從而糾正椎體的不對(duì)稱生長(zhǎng)。

4.6 SpineCor矯形器軟性矯形器治療AIS主要基于姿勢(shì)再塑理論，而不是傳統(tǒng)硬矯形器的三點(diǎn)力生物力學(xué)原理。SpineCor矯形器是軟性矯形器的代表，主要由固定于雙髖的骨盆基座和配合固定脊柱的彈力帶組成。該矯形器舒適度高、隱蔽性好、可調(diào)節(jié)張力，適合輕度AIS患者(Cobb角≤15°)全天佩戴[16]。SpineCor矯形器治療AIS時(shí)常配合脊柱運(yùn)動(dòng)療法來(lái)提高療效。

對(duì)于軟性矯形器的療效，臨床中一直存在爭(zhēng)議。Coillard等[33]在長(zhǎng)達(dá)5年的隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，SpineCor矯形器能夠有效控制早期AIS患者的側(cè)凸進(jìn)展，且療效可維持較長(zhǎng)時(shí)間。而Guo等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，采用SpineCor矯形器治療的AIS患者的側(cè)凸角度進(jìn)展率明顯高于采用硬性矯形器治療的患者；采用SpineCor矯形器治療失敗的患者改用硬性矯形器治療后，側(cè)凸進(jìn)展大部分得到了有效控制。Gutman等[34]對(duì)比了佩戴SpineCor矯形器與Boston矯形器治療的AIS患者的側(cè)凸進(jìn)展率，結(jié)果SpineCor組的進(jìn)展率為76%、Boston組的進(jìn)展率為55%；同時(shí)，作者認(rèn)為佩戴SpineCor矯形器可能會(huì)增加側(cè)凸進(jìn)展和發(fā)展至手術(shù)治療的風(fēng)險(xiǎn)。

4.7 Sforzesco矯形器該矯形器屬對(duì)稱、硬性、全天型、TLSO，主要由髖部的基座及上部可拆卸、調(diào)節(jié)模塊組成，其后部中間有垂直可調(diào)節(jié)的鋁桿連接。通過(guò)可調(diào)節(jié)金屬桿，可對(duì)脊柱產(chǎn)生上下的牽引力，形成三維牽伸效應(yīng)，同時(shí)可以保持胸、腰椎在矢狀面上的生理曲度。該矯形器遵循現(xiàn)代矯形器“SPoRT”理念，即對(duì)稱(symmetric)、以患者為中心(patient-oriented)、硬性(rigid)、三維(three-dimentional)；“SPoRT”理念倡導(dǎo)矯形器的有效性和可接受性原則，即在保證療效的同時(shí)，考慮矯形器的舒適性、隱蔽性及活動(dòng)度。由于遵循“SPoRT”理念及具有的三維伸長(zhǎng)效應(yīng)，Sforzesco矯形器適用的側(cè)凸類(lèi)型廣泛，嚴(yán)重的胸腰椎側(cè)凸和頸椎側(cè)凸都可選用。

Negrini等[35]研究發(fā)現(xiàn)，Sforzesco矯形器的矯正效果明顯優(yōu)于Lyon矯形器，并且在改善脊柱矢狀面生理曲度方面也有顯著效果。Donzelli等[36]利用EOS三維X線成像系統(tǒng)對(duì)16例佩戴Sforzesco矯形器的女性患者進(jìn)行分析，結(jié)果表明該矯形器主要影響脊柱中軸，可明顯減少腰椎前凸，并保持這種效果，從而保持脊柱和骨盆矢狀面的平衡。

5 小 結(jié)

臨床常用的AIS矯形器種類(lèi)較多，各有優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)證，給臨床選擇增加了困難。AIS矯形器的研究、改良及使用尚需依賴生物力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、3D打印技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的進(jìn)步和協(xié)作。自Weiss等[37]研究應(yīng)用3D打印技術(shù)制作脊柱側(cè)凸矯形器后，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者先后應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)結(jié)合3D打印制作出輕便、美觀的矯形器。在AIS矯形器應(yīng)用過(guò)程中，矯形器療效評(píng)價(jià)、患者依從性、綜合治療方案的選擇以及矯形器治療過(guò)程管理等問(wèn)題逐漸受到重視。SRS與SOSORT共同修訂的AIS矯形器治療有效性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以為矯形器治療提供良好的指導(dǎo)，也有助于不同矯形器研究結(jié)果間的比較[38-39]?；颊咭缽男酝枰ㄟ^(guò)監(jiān)測(cè)矯形器壓力、溫度及佩戴時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。矯形器治療管理是一個(gè)長(zhǎng)期而困難的過(guò)程，既需要家屬對(duì)患兒的長(zhǎng)期監(jiān)督，也需要醫(yī)護(hù)團(tuán)隊(duì)在治療過(guò)程中對(duì)患兒的定期隨訪和心理疏導(dǎo)等。