劉敏

上海師范大學(xué)天華學(xué)院健康學(xué)院，上海201805

青少年脊柱側(cè)凸是發(fā)生在青少年人群中的常見脊柱疾病。由于青少年骨骼發(fā)育速度快，側(cè)凸畸形也容易發(fā)生。早期患者常無明顯癥狀，無就醫(yī)的訴求，隨著時間推移，畸形程度將進(jìn)一步加重，進(jìn)而影響活動能力和勞動能力，嚴(yán)重者可引發(fā)多種并發(fā)癥，如心肺并發(fā)癥、腰背部疼痛甚至截癱，有的還會影響到青少年的身心健康，導(dǎo)致其不適應(yīng)社會，成為自殺的高危人群［1］。對青少年脊柱側(cè)凸患者，應(yīng)盡力做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療。

影像學(xué)是診斷脊柱側(cè)凸的重要方式，通過影像學(xué)可以測量側(cè)凸與旋轉(zhuǎn)角度，預(yù)測病情進(jìn)展情況以及協(xié)助康復(fù)和手術(shù)治療［2］。目前應(yīng)用在青少年脊柱側(cè)凸診斷中的影像學(xué)技術(shù)主要包括X線平片、計算機斷層技術(shù)、磁共振成像技術(shù)和三維超聲成像技術(shù)等。本文綜述影像學(xué)在青少年脊柱側(cè)凸中的應(yīng)用，旨在為青少年脊柱側(cè)凸篩查、診斷以及干預(yù)策略提供參考，為進(jìn)一步治療提供相應(yīng)依據(jù)。

1 青少年脊柱側(cè)凸

1.1 脊柱側(cè)凸概念

脊柱側(cè)凸是指脊柱三維結(jié)構(gòu)畸形，包括冠狀面、矢狀面和水平面的脊柱椎體排列異常。表現(xiàn)為冠狀面上發(fā)生側(cè)方彎曲，矢狀面上脊柱正常生理曲度發(fā)生改變和水平面上發(fā)生椎體旋轉(zhuǎn)等。

1.2 青少年脊柱側(cè)凸的發(fā)病率

國外報道青少年脊柱側(cè)凸發(fā)病率為1.0%～1.17%，其中男女比例為1∶2.1［3］，女生脊柱側(cè)凸發(fā)生風(fēng)險高于男生［4］。國內(nèi)關(guān)于青少年脊柱側(cè)凸發(fā)病率、男女比例等流行病學(xué)調(diào)查研究近些年逐漸增多。有研究發(fā)現(xiàn)，中國5～20歲兒童青少年脊柱側(cè)凸的患病率為0.74%，男生為0.59%，女生為0.89%，其中14 歲組患病率最高，為1.10%［5］。既往有研究于2015年4～10月采用二檢法對上海市原靜安區(qū)14所學(xué)校共5327名11～13歲初中生進(jìn)行青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎篩查，結(jié)果顯示疑似癥狀平均檢出率為9.76%，男生、女生青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎疑似癥狀檢出率分別為4.59%、15.28%，經(jīng)確診，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎102例，患病率為1.91%［6］。但該結(jié)果與另一研究［7］有所不同，該研究于2014年對楊浦區(qū)年齡15～16歲初中畢業(yè)生進(jìn)行攝片體檢，其中男生2101例，女生2072例，共計4173例，診斷脊柱側(cè)凸327例，總發(fā)病率7.836%，其中女263例，發(fā)病率12.693%，總發(fā)病率明顯高于文獻(xiàn)［6］，可能與研究對象的年齡有關(guān)。上述研究表明，隨著家長關(guān)注度的提高，檢查手段日益完善，青少年脊柱側(cè)凸的檢出率呈現(xiàn)上升的趨勢，已成為青少年常見疾病。

1.3 青少年脊柱側(cè)凸分類型

遺傳因素、激素水平、脊柱生長不平衡，運動和習(xí)慣性姿勢及骨骼肌和神經(jīng)異常是引起脊柱側(cè)凸的常見原因［8］。脊柱側(cè)凸可分為先天性、神經(jīng)-肌源性、特發(fā)性和其他原因［3］，其中青少年脊柱側(cè)凸中，青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸約占85%。特發(fā)性脊柱側(cè)凸屬于結(jié)構(gòu)性脊柱側(cè)凸，可分為嬰幼兒脊柱側(cè)凸，兒童期脊柱側(cè)凸和青春期脊柱側(cè)凸，青春期脊柱側(cè)凸多見于右側(cè)凸的胸椎側(cè)凸，女性多見。有研究發(fā)現(xiàn)青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者的椎體具有前部過度生長、朝向凸側(cè)的楔變以及軸向旋轉(zhuǎn)等形態(tài)學(xué)改變，分析這些形態(tài)學(xué)變化一定程度上體現(xiàn)出脊柱生物力學(xué)的改變，可能是導(dǎo)致青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸發(fā)生發(fā)展的原因所在［9］。

2 青少年脊柱側(cè)凸的影像學(xué)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

影像學(xué)檢查被認(rèn)為是脊柱側(cè)凸診斷使用最廣泛、認(rèn)可度最高的方法。Cobb角被用于評估脊柱畸形已有70余年歷史，被作為是脊柱側(cè)凸診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。但受青春期的影響，青少年脊柱側(cè)凸變化較快，Cobb角差值為5°時，其真正存在差異的可以很大。因此，準(zhǔn)確測量是診斷和治療青少年脊柱側(cè)凸的第一步?，F(xiàn)對青少年脊柱側(cè)凸的影像學(xué)研究做一綜述。

2.1 全脊柱成像

目前站立位全脊柱正側(cè)位X線片測量Cobb為脊柱側(cè)凸確診的金標(biāo)準(zhǔn)，也是診斷與評估特發(fā)性脊柱側(cè)凸最常用的方法［10］。由專業(yè)放射科醫(yī)生拍攝站立位全脊柱正側(cè)位X線片，骨科醫(yī)生根據(jù)X線檢查結(jié)果采用Cobb角測量法對脊柱側(cè)凸角度進(jìn)行測量，Cobb角≥10°定義為陽性，確診為脊柱側(cè)凸。證據(jù)質(zhì)量：A；推薦等級：強推薦［11］。

有學(xué)者回顧性分析了80例脊柱拼接的患兒，對圖像質(zhì)量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示圖像優(yōu)65 例，良10例，差5例，全脊柱自動拼接能滿足臨床對脊柱側(cè)彎患兒的觀察、診斷及測量的要求，同時與傳統(tǒng)X片的拍攝技術(shù)相比，自動拼接全脊柱片具有輻射劑量小、圖像質(zhì)量高的優(yōu)勢［12］。同樣地，有學(xué)者通過對37例脊柱側(cè)彎青少年患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，通過數(shù)字化全脊柱拼接技術(shù)（DR）能明確患者側(cè)彎段脊柱的治療效果，為青少年脊柱側(cè)彎修復(fù)及術(shù)后評估提供影像學(xué)依據(jù)［13］。有學(xué)者對79例脊柱側(cè)彎患兒進(jìn)行研究，結(jié)果顯示全脊柱數(shù)字化X射線攝影成像技術(shù)在兒童脊柱疾病中應(yīng)用效果良好，所得圖像清晰，拼接自然，可有效幫助醫(yī)生進(jìn)行診斷和對手術(shù)效果進(jìn)行評估［14］。有研究對87例脊柱側(cè)彎患兒采用數(shù)字化X射線攝影，全脊柱成像96幀，拼接成功率97.92%。結(jié)果顯示，拼接前后Cobb角測量的圖像質(zhì)量和精度無統(tǒng)計學(xué)差異，數(shù)字化全脊柱成像技術(shù)具有成像清晰，無拼接偽影，為脊柱側(cè)凸臨床診療及評估提供了重要的影像學(xué)依據(jù)［15］。

X線被認(rèn)為使脊柱側(cè)凸診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其存在輻射，不建議用于篩查，可作為篩查陽性者最終確診檢查［11］。

2.2 多層螺旋CT（MSCT）檢查

對于非典型的脊柱側(cè)凸，手術(shù)前需要掌握脊柱、椎體、椎弓根、椎管以及周圍軟組織等情況，應(yīng)用X線攝影不能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和定位，而MSCT重組技術(shù)可以有效準(zhǔn)確顯示上述各個結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)X線攝影不能發(fā)現(xiàn)的異常變化。MSCT后處理技術(shù)包括容積渲染成像、表面陰影遮蓋、多平面重建、曲面重建，通過重建圖像，可獲取橫斷面、矢狀面、冠狀面影響，為臨床診斷提供多維度觀察。

有研究將93 例脊柱側(cè)凸患者隨機分為兩組，行MSCT與X線對比診斷。結(jié)果顯示除椎體和小關(guān)節(jié)發(fā)育不良外，MSCT組的臨床癥狀檢出率、敏感度和特異度均高于X線組，認(rèn)為脊柱側(cè)彎患者行MSCT診斷具有較高的診斷準(zhǔn)確率，漏誤診情況較少［16］。另一研究發(fā)現(xiàn)MSCT后的MPR技術(shù)可以從任意角度不同層面對脊柱側(cè)凸畸形進(jìn)行測量，提高了對特發(fā)性脊柱側(cè)凸診斷的準(zhǔn)確程度。還可以測量雙側(cè)椎弓根的深度和寬度，為臨床手術(shù)提供有力的技術(shù)支持和保障［17］。研究表明，在脊柱側(cè)凸圖像處理中應(yīng)用MSCT處理技術(shù)后，圖像的空間分辨率增高，明顯提高了識別精度［18］。相較于其他影像學(xué)檢查技術(shù)，MSCT成像技術(shù)可獲取的容積數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量優(yōu)，避免患者多次被掃描，可以實現(xiàn)對整個脊柱一次性掃描，多平面重建以獲取準(zhǔn)確信息，這是MSCT在脊柱側(cè)凸中的優(yōu)勢所在［19］。

2.3 MRI檢查

研究顯示，全脊柱正側(cè)位X線片的輻射量大約是胸部X線片輻射量的20倍［20］。高輻射量增加了部分家長的心理負(fù)擔(dān)，使其選擇其他的檢查方式。全脊柱MRI在檢測特發(fā)性脊柱側(cè)凸有他自身的優(yōu)勢，如無輻射，允許攝片信息重建可視化并精確評估軸位成像成等。

有學(xué)者對60例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，MRI能夠獲得的冠狀面和矢狀面測量結(jié)果與傳統(tǒng)X線片測量結(jié)果有高度相關(guān)性［21］。另外，MRI除具有可靠的椎體旋轉(zhuǎn)測量外，MRI最大優(yōu)勢就是無輻射，并可替代用于青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸診斷性評估。研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化全脊柱拼接聯(lián)合術(shù)前脊柱MRI影像，能明確患者脊柱側(cè)凸的治療效果，通過MRI可清晰地顯示椎體骨質(zhì)及椎管內(nèi)脊髓改變，兩者聯(lián)合應(yīng)用可作為青少年脊柱側(cè)凸治療重要的影像學(xué)檢查方法［22］，另一研究［23］結(jié)論與其一致。有學(xué)者對先天性脊柱側(cè)凸合并疑似神經(jīng)系統(tǒng)異常的患者進(jìn)行脊髓MRI檢查，結(jié)果顯示，MRI檢查可對椎管內(nèi)病變進(jìn)行定性診斷［24］。該結(jié)果與另一項研究［25］較一致。全脊柱MRI成像圖像上軟組織對比度高，可顯示周圍軟組織，尤其在多發(fā)彌漫性病變顯像中有優(yōu)勢，為臨床脊柱退行性疾病評估方面發(fā)揮作用［26］。

2.4 Slot Scan攝影技術(shù)

Slot Scan攝影技術(shù)又稱為狹縫攝影技術(shù)，是通過連續(xù)曝光，將采集的圖像數(shù)據(jù)信息組合成一幅全景圖像，它具有便捷準(zhǔn)確的特點，與DR立位攝影相比，臨床應(yīng)用價值更高［27］。

有學(xué)者等采用Slot成像技術(shù)，對72例青少年脊柱側(cè)彎患者進(jìn)行全脊柱X線檢查，獲得了優(yōu)良的全脊柱X射線影像，為脊柱側(cè)彎術(shù)前檢查與術(shù)后評估提供了可靠的影像學(xué)資料［28］。有學(xué)者通過對52例脊柱側(cè)彎患者應(yīng)用Slot Scan技術(shù)對全脊柱進(jìn)行連續(xù)曝光，再利用軟件對采集圖像進(jìn)行處理，并對圖像進(jìn)行評價。結(jié)果顯示，一張X線膠片上可以清晰顯示各脊椎圖像，無拼接偽影，影像質(zhì)量也達(dá)到了臨床對側(cè)彎長度和Cobb角測量的要求，可以為脊柱側(cè)彎手術(shù)治療方案以及術(shù)前及術(shù)后評估提供比較可靠的影像學(xué)依據(jù)［29］。另有研究［30］對84例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者應(yīng)用Slot技術(shù)對圖像進(jìn)行分析，得出一致結(jié)論。

綜上，Slot Scan技術(shù)具有輻射劑量低、曝光時間短、一次連續(xù)曝光獲得全脊柱圖像，去除拼接偽影等有點，為臨床青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者選擇矯形治療方案及矯形后評估提供準(zhǔn)確的影像學(xué)資料。其不足之處在于，Slot技術(shù)成像對細(xì)節(jié)的顯示不如DR清晰。

2.5 三維超聲成像

近年來，三維超聲成像技術(shù)在脊柱側(cè)凸領(lǐng)域的應(yīng)用研究越來越廣泛。三維超聲成像技術(shù)可以篩查出脊柱側(cè)凸中可疑患者，同時，三維超聲無輻射、低成本、可實時成像且便攜。研究發(fā)現(xiàn)，超聲圖像在顯示椎體的后部結(jié)構(gòu)，如棘突、椎板和橫突方面優(yōu)勢明顯，可以對脊柱畸形程度進(jìn)行定量評估［31-33］。

一項研究采集了青少年脊柱側(cè)凸患者超聲圖像，與MRI進(jìn)行比較驗證，發(fā)現(xiàn)兩者之間無明顯差異，超聲成像技術(shù)可用于評估脊柱側(cè)凸且相關(guān)性高［34］。有學(xué)者通過對16位女性青少年脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行三維超聲測量發(fā)現(xiàn)，三維超聲成像椎板中心法測量方法在冠狀面上評估青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者椎體側(cè)凸角度具有較高的評測者內(nèi)和評測者間信度，與MRI成像Cobb測量方法評估青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的結(jié)果之間沒有顯著差異，具有較高的信度和效度［35］。有研究通過對20例健康志愿者和20例脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行長距離三維超聲成像、X線檢查研究發(fā)現(xiàn)，兩種方法具有相關(guān)性，其中三維超聲成像在多層冠狀面顯示上優(yōu)勢明顯，對椎弓、橫突以及棘突中心部后方可清楚顯示，與X線檢查一致性高［36］，長距離三維超聲技術(shù)可評估青少年脊柱側(cè)凸的角度，也指出三維重建模式的不足。與之相似的是，另有其他研究證實了三維超聲成像在測量棘突角、橫突角或者椎板角方面評估脊柱畸形的可靠性與有效性較高，在顯示脊柱前屈時冠狀面彎曲變化模式方面有一定優(yōu)勢［37-38］。盡管如此，一種可以被廣泛接受、可靠的脊柱側(cè)凸三維超聲成像診斷系統(tǒng)尚未問世，也未能廣泛應(yīng)用于臨床。

2.6 EOS影像系統(tǒng)

EOS全身影像采集系統(tǒng)是起源于法國的一項先進(jìn)成像技術(shù)，成為近年來脊柱畸形檢測領(lǐng)域的革新性產(chǎn)品［39］，可以為脊柱外科醫(yī)生提供更加全面的脊柱序列，其具有成像快、低輻射［40］、圖像無拼接，可進(jìn)行三維重建，獲得軸位上椎體旋轉(zhuǎn)、椎體向量數(shù)據(jù)等優(yōu)點，測量結(jié)果也具有較高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。有學(xué)者利用EOS影像系統(tǒng)對脊柱畸形進(jìn)行三維分型，并與傳統(tǒng)二維分型相比較，結(jié)果顯示在Cobb角＞55°時，三維分型可以準(zhǔn)確地指導(dǎo)臨床治療［41］。

有學(xué)者對14例Chiari畸形伴脊柱側(cè)凸的青少年患者進(jìn)行EOS全脊柱正側(cè)位片檢查，并進(jìn)行全脊柱三維建模獲得脊柱骨盆參數(shù)，結(jié)果顯示，模型與EOS全脊柱片所示的解剖標(biāo)志具有很好的契合度，EOS影像三維重建系統(tǒng)應(yīng)用在Chiari畸形伴脊柱側(cè)凸患者中具有準(zhǔn)確性和可靠性，尤其是在胸椎后凸和腰椎前凸的測量方面更加準(zhǔn)確［42］。該結(jié)論與另一研究［43］一致。有學(xué)者使用EOS影像三維重建系統(tǒng)評價Lenke 5型青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸畸形矯正效果，通過對比術(shù)前和末次隨訪時臨床及影像學(xué)指標(biāo)，使用EOS評價矢狀位、冠狀位、腰椎前凸以及軸位參數(shù)，結(jié)果顯示EOS影像系統(tǒng)可以評估青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者椎體的旋轉(zhuǎn)程度，并有效評價后路懸臂梁聯(lián)合直接椎體去旋轉(zhuǎn)術(shù)后的青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸Lenke 5型患者的療效［44］，這與另一研究［45］結(jié)果一致。有研究對30例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者影像學(xué)資料進(jìn)行常規(guī)2D和EOS3D測量比較，結(jié)果顯示，EOS 3D 在測量青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者冠、矢狀面參數(shù)中，比常規(guī)2D 測量可信度及可重復(fù)性更高［46］。EOS影像系統(tǒng)在測量Cobb角時，除了具有可靠性、一致性、兼容性之外，還具有預(yù)測性，對脊柱畸形的治療評估與進(jìn)展監(jiān)測有重要作用［47］。有學(xué)者認(rèn)為EOS是目前脊柱側(cè)凸評估的最理想影像學(xué)方法［10］，但EOS三維重建系統(tǒng)的操作復(fù)雜，費時長，費用昂貴，未能被廣泛應(yīng)用于臨床。相信隨著EOS成像技術(shù)不斷改進(jìn)完善，其在全身骨骼系統(tǒng)尤其是青少年脊柱側(cè)凸的應(yīng)用將更為廣闊。

3 總結(jié)

近年來，我國青少年脊柱側(cè)凸的發(fā)病率呈逐漸上升的趨勢。青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸為青少年的一種脊柱畸形疾病，患者可出現(xiàn)背痛不適與骨骼畸形，影響美觀的同時也影響實際身高，可造成心肺重要臟器損害［48］。青少年脊柱側(cè)凸篩查可以反映一個國家兒童青少年的保健水平，通過開展篩查工作，及時發(fā)現(xiàn)，及時診斷并給予有效干預(yù)和隨訪，可以保障青少年身體健康，緩解家庭負(fù)擔(dān)。早期脊柱篩查及早期干預(yù)可有效防止側(cè)凸進(jìn)一步加重［49］。

目前公認(rèn)的脊柱側(cè)凸確診的金標(biāo)準(zhǔn)是站立位全脊柱正側(cè)位X線測量Cobb，也是臨床廣泛使用的一種方法，但在觀察椎體深度、椎弓根寬度以及椎體旋轉(zhuǎn)等時，MSCT檢查更準(zhǔn)確；若脊柱側(cè)凸合并椎管內(nèi)脊髓病變時，MRI檢查效果優(yōu)于X線和CT，并且無輻射危害；青少年脊柱側(cè)凸屬于三維畸形，傳統(tǒng)的二維成像并不能準(zhǔn)確地顯示三維形態(tài)，因此三維測量技術(shù)在青少年脊柱側(cè)凸的應(yīng)用越來越廣泛。與MRI相比較，在表面標(biāo)志物輔助下的三維掃描可以觀察到的脊柱椎體的變化情況，在測量脊柱畸形矢狀面曲率或骨骼內(nèi)在變化方面提供了有效的方法［50］。EOS影像系統(tǒng)和三維超聲可以在一定程度上減少或避免輻射危險，并且可以進(jìn)行三維測量，清楚顯示脊柱側(cè)凸的形態(tài)。但是兩者都存在設(shè)備不易獲得、操作繁瑣、成像系統(tǒng)復(fù)雜、對技術(shù)人員要求高等局限性。臨床應(yīng)用仍需進(jìn)一步探索。

在青少年脊柱側(cè)凸影像學(xué)診斷中，上述技術(shù)各有特點，各有優(yōu)勢，不同測量技術(shù)的優(yōu)勢可以互補。根據(jù)患者實際情況選取相應(yīng)的影像學(xué)技術(shù)，輔以規(guī)范操作的技術(shù)可以提高測量信度與效度?；谟跋駥W(xué)診斷與評估，可進(jìn)一步優(yōu)化青少年脊柱側(cè)凸患者的手術(shù)方案、康復(fù)治療以及脊柱矯形器制作，為臨床工作提供可信、準(zhǔn)確的依據(jù)。