肌骨超声介导冲击波联合悬吊治疗青少年特发性脊柱侧弯的效果评价

韩 雪，郭雪园，郭 丞，张 璐

青少年特发性脊柱侧弯 （adolescent idiopathic scoliosis，AIS）影响躯干神经、肌肉、韧带功能，可能引发躯干周围肌肉痉挛、产生钙化点、出现慢性神经炎症，导致躯干两侧肌力不平衡，严重时可引起疼痛、胸腔不对称、影响肺功能，进而产生或进行性加重脊柱在冠状面、矢状面、水平面上的三维结构改变［1］。一系列的核磁共振研究支持脊髓的相对缩短和功能性束缚可能在AIS 的发病机制中起重要作用［2］。体外冲击波治疗（extracorporeal shock wave therapy，ESWT）可以从神经松动角度改善脊髓的活动限制，而且被证实在治疗肌肉痉挛、黏连，缓解肌肉疼痛，促进组织再生等方面具有显著成效［3］。肌骨超声（musculoskeletal ultrasound，MSUS）由于安全、可靠性高， 在临床上广泛应用于肌肉组织病变诊断， 可以在进行冲击波治疗时协助进行精准定位，但是ESWT 依旧存在易耐受、 无法长期使用的弊端。悬吊训练（suspension training，SET）作为一种新兴的肌肉力量、功能康复手段，逐渐被临床接受，它通过激活腰腹部核心肌群、增加脊柱稳定性与控制能力、 平衡AIS 患者脊柱两侧肌群， 从而纠正AIS患者的脊柱形态改变［4］。在临床上，通常用Cobb 角评估冠状面脊柱侧弯畸形程度， 用躯干旋转角度（angle of trunk rotation，ATR）评估畸形程度，用顶椎偏离距离（apex vertebral translocation，AVT）评估椎体位移程度。本研究将以Cobb 角、ATR、AVT 作为主要研究指标， 评估MSUS 引导下ESWT 联合SET治疗AIS 效果，并探索其作用机制，寻找对AIS 的有效保守治疗方式。

1 对象与方法

1.1 对象 选取河北省体育科学研究所门诊部2018 年2 月～2020 年2 月接诊的62 例AIS 病例。选取标准：（1）站立位全脊柱X 光片检查显示Cobb角≥10°；（2）年龄10 ～18 周岁；（3）患者家长知情同意本研究，签署同意书。排除标准：（1）需行外科手术治疗者；（2）先天性心脏病、肺疾病；（3）认知、沟通障碍，难以配合研究；（4）骨折或外伤史。应用随机数表法将患者分为对照组和试验组， 每组31例。对照组男18 例，女13 例；平均年龄（15.2 ± 1.1）岁；侧弯类型胸椎弯9 例，腰椎弯11 例，胸腰椎双弯11 例；Cobb 角为 （27.6 ± 3.4）°，ATR 为 （8.6 ±3.3）°，AVT 为（21.3 ± 4.3）mm。试验组男15 例，女16 例；平均年龄（14.7 ± 1.1）岁；侧弯类型胸椎弯9例， 腰椎弯10 例， 胸腰椎双弯12 例；Cobb 角为（27.8 ± 3.9）°，ATR 为（8.9 ± 3.6）°，AVT 为（21.6 ±3.7）mm。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究已经获得河北省人民医院医学伦理委员会审核批准。

1.2 治疗方法

1.2.1 肌骨超声（MSUS）介导体外冲击波（ESWT）对照组采用便携式彩色多普勒超声诊断系统-肌骨超声（MSUS）介导比利时生产的Gymna ShockMaster 300 体外冲击波治疗仪（ESWT）进行治疗，嘱患者采取俯卧舒适体位，确定脊柱侧弯节段，局部涂抹适量耦合剂，MSUS 动态观察定位结节结疤、 条索状物， 在探头引导下进行ESWT 定点冲击； 用ESWT对两侧竖脊肌、骶骨周围韧带和肌肉、髂翼外三肌、骶结节韧带、髂后上下棘韧带、髂骨上缘进行移动冲击； 上胸段垫枕头在胸腰椎交界处进行定点冲击。治疗方案： 定点冲击时， 使用冲击治疗探头（RSWT），1.6 bar、600 次/点、12 Hz； 移动冲击时，使用平移探头（D-actor），2.0 bar、2500 次/点、17 Hz。2次/周，治疗12 周。

1.2.2 悬吊训练 （SET） 试验组在对照组基础上，增加SET。借助悬吊带以姿态控制、主动矫正、旋转呼吸训练3 个方面为重点设计以下SET 综合康复动作。动作1：坐位双臀固定在座椅上，双臂向上最大程度伸展，双手握住悬吊带，以头顶为中心双臂带动脊柱360°旋转拉伸。动作2：坐位双臀固定在座椅上，双手摸对侧肩膀，肘支撑在SET 悬吊带上，旋转身体向凸侧进行肩部反向牵引，并选择性的吸气进入凹侧胸部或腹部，在每一次吸气时增加矫正幅度。动作3：侧卧位凹侧向下，悬吊带固定髋部，凹侧肘伸直垫在头下并向头顶方向伸展，伴随吸气进入凹侧，呼气时绷紧躯干肌肉（合并胸椎侧弯时，胸椎凸侧手放在同侧肩部做肩部对拉）。动作4：俯卧位，悬吊带固定髋部，同时伸展对侧手、腿，两侧交替进行，进行腰大肌协同训练以及核心稳定性训练。4 种动作，2 次/周，治疗12 周。

1.3 观察指标

1.3.1 Cobb 角 在站立位全脊柱X 射线片上进行测量，分别定位上端椎和下端椎，沿上端椎的上缘、下端椎的下缘作两条直线，然后测量这两条直线的垂线的夹角，该角度即为Cobb 角，是评估冠状面脊柱侧弯畸形程度的参数。正常脊柱Cobb 角应为0°，Cobb 角度数越大说明脊柱冠状面侧弯畸形越严重。

1.3.2 躯干旋转角度（ATR） 患者站立位，双脚分开距离10 cm，保持双手掌心相对，肘关节伸直，腰部缓慢向前弯曲，治疗师将脊柱侧弯测量尺中间凹槽至于后背的不等高最明显处棘突之上［5］，检查者单手指放于凹槽正上方（以免检查者人为施加不对称的力），视线与脊柱测量尺水平，水银颗粒相对应的读数为ATR，是评估躯干旋转及一侧肋骨抬起畸形程度的参数。ATR 大于5°，则认为存在躯干旋转和单侧肋骨抬高［6］。

1.3.3 顶椎偏离距离 （AVT） 在站立位全脊柱X射线片上进行测量， 定位骶骨中垂线和顶椎棘突，测量顶椎棘突到骶骨中垂线的垂直距离，此距离为AVT，是评估偏移最严重的椎体移位程度的参数。正常脊柱各椎体棘突与骶骨中垂线是重叠的，AVT 数值越高，说明顶椎偏移越严重。

1.3.4 矫正率 为了减少误差，观察指标前、后测量为同一名医师操作。治疗前，测量观察指标。末次治疗后，立即再次测量观察指标。统计分析治疗前、后Cobb 角、ATR、AVT 数值的变化，计算矫正率。矫正率=（治疗前数据－治疗后数据）/治疗前数据×100%。

1.4 统计学处理 采用SPSS 25.0 软件包进行数据分析，计量资料符合正态分布以（±s）表示，干预前、后组内比较采用配对t 检验，组间比较采用独立样本t 检验。计数资料以例（%）表示，组间比较采用c2 检验，检验标准α=0.05。以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 Cobb 角矫正情况比较 治疗前两组Cobb 比较差异无统计学意义（P ＞0.05）；治疗后两组Cobb角均明显低于治疗前， 且试验组明显低于对照组，差异有显著性（P ＜0.05）。见表1。

表1 两组特发性脊柱侧弯患者Cobb 角矫正情况比较（±s）

表1 两组特发性脊柱侧弯患者Cobb 角矫正情况比较（±s）

治疗前（°） 治疗后（°） t 值 P 值27.6 ± 3.4 22.3 ± 3.1 6.455 ＜0.001 27.8 ± 3.9 16.9 ± 4.6 10.080 ＜0.001 t 值 0.216 5.347 P 值 0.4148 ＜0.001组别 例数对照组 31试验组 31

2.2 两组ATR、AVT 矫正情况比较 治疗后，试验组ATR、AVT 小于对照组，差异有统计学意义（P ＜0.05）； 两组治疗后ATR、AVT 均小于同组治疗前，差异有统计学意义（P ＜0.05）。见表2。

表2 两组特发性脊柱侧弯患者ATR、AVT 矫正情况比较（±s）

表2 两组特发性脊柱侧弯患者ATR、AVT 矫正情况比较（±s）

组别例数ATR（°）治疗前 治疗后8.6 ± 3.3 6.2 ± 2.6 8.9 ± 3.6 4.7 ± 2.9 0.283 2.115 0.3886 0.0194 t 值对照组试验组t 值P 值31 31 3.236 4.988 AVT（mm）P 值 治疗前 治疗后 t 值 P 值0.0010 21.3 ± 4.3 16.3 ± 4.2 4.653 ＜0.001＜0.001 21.6 ± 3.7 14.0 ± 3.7 7.433 ＜0.001 0.276 2.285 0.3921 0.0131

2.3 两组Cobb 角、ATR、AVT 矫正率比较 试验组的Cobb 角平均矫正率为39.58%， 明显高于对照组的19.46%，差异有统计学意义（P ＜0.05）。试验组组ATR、AVT 的矫正率均高于对照组， 两组数据对比差异有统计学意义（P ＜0.05）。见表3。

表3 两组特发性脊柱侧弯患者Cobb 角、ATR、AVT 矫正率比较（%，±s）

表3 两组特发性脊柱侧弯患者Cobb 角、ATR、AVT 矫正率比较（%，±s）

组别 例数 Cobb 角 ATR AVT对照组 31 19.46 ± 3.63 28.38 ± 11.39 24.08 ± 7.54试验组 31 39.58 ± 11.47 49.33 ± 12.11 35.81 ± 8.47 t 值 9.315 7.030 5.911 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

3 讨论

AIS 发病原因尚不明确， 但其会影响脊柱周围肌肉、神经以及韧带，导致脊柱产生进展性的三维改变。有研究显示，脊柱侧弯畸形后，会产生椎体、肌肉、小关节的退行性改变，并且双侧椎旁肌都会产生不同程度的萎缩［7］。表现为椎骨凹面的外皮质骨较凸面厚，椎体凹凸两侧承受应力不同，凹侧骨骺压力增加抑制骨发育，产生侧弯后，脊柱两侧肌肉不平衡，一侧肌肉持续收缩致炎症细胞因子的合成增多，神经功能降低，出现椎间小关节失衡，会进一步加重脊柱的侧弯畸形［8-10］。侧弯改变脊柱力线，从而激发小脑平衡感受器指挥身体非侧弯节段代偿性的保持身体平衡， 进而导致头面或颈部歪斜、骨盆倾斜、胸腹腔变形等问题。这一系列问题，对身体快速发育生长的青少年影响明显。有研究报道，患有AIS 的青少年女性月经初潮时间要明显晚于同龄人，且AIS 患者月经初潮前2 年至月经初潮之间是脊柱侧凸的进展高风险期［11］。邱勇等［12］报道，12 岁至16 岁的女性青少年中，AIS 患者的矫正身高显著延长，体重和BMI 指数降低，认为进入青春期后AIS 患者发育过程中存在异常生长。青春期是青少年身心成长发育的关键阶段，而AIS 对青少年女性的影响尤为突出，所以迫切需要一种有效方式在骨骼发育期给予及时治疗。

ESWT 具有空化、压电、代谢激活和应力效应，可以加快组织血液灌注，抑制慢性痉挛肌肉组织的纤维化，促进慢性炎症减轻消退，缓解肌肉黏连，改善肌肉质量［13］。对于AIS 患者来说，通过ESWT 可以有效缓解肌肉组织长期代偿运动导致的黏连、钙化，有助于恢复肌肉弹性。ESWT 可以刺激产生神经营养因子，促进受损病变神经纤维恢复再生、加快神经组织功能恢复， 改善支配肌肉的运动功能；还可以破坏运动终板，抑制化学突触递质传导，有效解除肌肉痉挛，这可以减少AIS 患者在接受悬吊治疗期间疼痛产生并提高对疼痛的耐受力，进而增强训练效果［14-15］。根据Goertz 等［16］的研究报道，ESWT可激活血管内皮细胞mRNA 的表达来提高血管内皮生长因子（VEGF）的含量，促进血管新生，加快局部血液循环，实现减轻疼痛的作用。在本研究中，多数受试者在接受ESWT 治疗后表示腰背部疼痛得到缓解， 与上述报道的情况一致。ESWT 的上述特点，契合AIS 的保守治疗需求，适合作为一种无创、安全、有效的治疗方式。

有研究利用MSUS 定位灵活、无电离辐射、能持续实时引导的优势， 针对AIS 会引发的肌肉纤维化、黏连等问题，应用MSUS 介导ESWT 对钙化、增厚的肌肉肌腱进行定点治疗， 可以改善肌肉质量［17-19］。陆大远等［20］的研究也显示，ESWT 的空化和应力效应能够使不同密度肌肉组织之间产生扭拉力，缓解肌肉黏连。利用ESWT 在不同组织界面产生不同的应力、拉应力，调节小关节紊乱的作用，对胸腰椎交界处进行定点治疗，增加第二腰椎的前凸度，纠正脊柱的轴向椎体旋转。van Loon 等［21］研究表明，在第2 腰椎水平增加前凸，可以减少脊柱侧弯。利用ESWT 的应力震动作用，对椎旁肌肉进行移动冲击，松解痉挛肌肉，激活弱链路肌肉，恢复脊柱正常力线。对两侧竖脊肌、骶骨周围韧带和肌肉、髂翼外三肌、骶结节韧带、髂后上下棘韧带、髂骨上缘等一系列脊柱稳定肌群，以及AIS 患者身体两侧生物力学的不对称而导致紧张、 挛缩或黏连的肌群，进行放松性治疗，激活肌肉，恢复本体感知觉。在末次随访时，对照组的Cobb 角、AVT 分别为（22.3± 3.1）°、（16.3 ± 4.2）mm，较治疗前的（27.6 ± 3.4）°、（21.3 ± 4.3）mm 有一定改善， 说明脊柱冠状面侧弯得到纠正；ATR 从（8.6 ± 3.3）°，降低到（6.2 ± 2.6）°，说明躯干水平面旋转得到纠正。Ni 等［22］的研究也证实了，AIS 患者胸腰椎交界处的后凸增加，与脊柱侧弯的轴向椎体旋转正相关。

但是ESWT 对于AIS 的治疗也存在一些缺陷。首先，ESWT 易产生耐受性，不适合长期使用。另外，ESWT 只是通过物理手段松解痉挛的肌肉及黏连的瘢痕组织、钙化点，通过激活肌肉、神经，改善脊柱错位状态，但并不能增强肌肉力量，对维持脊柱稳定方面效果有限，难以保证远期治疗效果。

多项研究证实运动疗法干预AIS 能够有效减小患者的Cobb 角，适宜长期进行，可提高脊柱稳定性，但缺乏其对于ATR 以及AVT 影响的研究［23-24］。SET 作为一种新兴的运动疗法， 能够迅速恢复神经系统对深层稳定肌群的控制，提高深层稳定肌群力量，增强AIS 患者的脊柱稳定性［25］。而且，AIS 患者在进行负重训练时，不对称运动在脊柱凸侧会诱导产生更多的表面肌电信号，在脊柱侧弯两侧激活更多的椎旁肌肉收缩，说明椎旁肌可为脊柱提供动力稳定性。卢跃伦等［26］在研究中发现，采用螺旋成角呼吸法， 有助于将凹侧脊柱和胸部的弯曲打开，将吸入的空气引向凹侧，能够帮助凹侧受挤压的肋骨扩张，经过长期坚持呼吸锻炼，能够增加肺活量，并帮助脊柱复位。

本研究中， 试验组在对照组的基础上增加了SET，治疗效果要明显优于对照组，也印证了上述观点。原因可能在于：SET 从姿态控制、主动矫正、旋转呼吸等3 个方面，对患者进行矫正训练。在悬吊带的辅助下，通过组合强化、伸展和呼吸练习，纠正脊柱异常侧屈和旋转［27］；通过感官刺激及肌肉紧张感觉，控制纠正脊柱侧弯和呼吸模式［28］；通过在不稳定状态下，刺激躯干肌肉与身体各肌群之间的神经肌肉协调和收缩，增强躯干肌肉和非优势肢体的运动能力［29］。促进脊柱摆脱被动支撑的状态，通过增强躯干肌肉力量维持脊柱曲线，在生活中保持正确的姿势，并通过旋转呼吸维持这种校正状态［30］。将MSUS 介导ESWT 与SET 联合， 不仅有助于增强脊柱的灵活性，还提高了两侧肌肉的等长耐力，并激活核心肌群，增加脊柱的稳定性，更好地稳固脊柱矫正效果［31］。并且Fan 等［32］对40 名AIS 患者进行特定运动干预，2 年后随访发现患者Cobb 角没有进展， 脊柱曲线没有恶化， 提示SET 可以弥补ESWT的远期效应，维持矫正后的脊柱稳定。

综上所述，肌骨超声介导ESWT 结合SET 能够缩小AIS 患者的脊柱Cobb 角、AVT， 改善ART，对AIS 有一定的矫正效果。