洪浩峰，王向陽，陳教想

(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，浙江 溫州 325027)

脊柱側(cè)凸是指脊柱向側(cè)方彎曲并伴有椎體旋轉(zhuǎn)的脊柱三維畸形[1-2]。嚴(yán)重的脊柱側(cè)凸可引發(fā)許多并發(fā)癥，如心肺功能障礙、腰背部疼痛甚至下肢癱瘓，嚴(yán)重影響青少年的身心健康。脊柱側(cè)凸早期畸形不明顯，易被忽略，患者就診時間較晚，增加了治療難度和費(fèi)用，且預(yù)后較差。因此，脊柱側(cè)凸的早期篩查和診斷，對避免畸形進(jìn)展、維護(hù)青少年身心健康、減輕家庭及社會負(fù)擔(dān)具有重要意義[3-4]。目前脊柱側(cè)凸的檢查方法有目測、影像學(xué)檢查、背部駝峰測量、表面地形技術(shù)和超聲檢查等，為進(jìn)一步了解這些方法，為脊柱側(cè)凸篩查策略的制定提供參考，我們對脊柱側(cè)凸檢查方法的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 目 測

目測法是判斷脊柱側(cè)凸的方法之一，主要觀察雙肩、肩胛下角、兩側(cè)腰凹、骨盆及雙下肢的對稱性。Adams在1865年提出前屈試驗：受檢者顯露背部，站立位向前屈曲脊柱約至90°，觀察其棘突連線是否彎曲、背部是否高低不平、雙肩是否不對稱、兩下肢是否不等長，其中有一項可疑表現(xiàn)時，即為前屈試驗陽性，高度懷疑脊柱側(cè)凸。由于這種方法簡單、便捷，并且不受場地和設(shè)備的限制，因此被認(rèn)為是脊柱側(cè)凸篩查的首查項目[5]。但該方法受到檢查者經(jīng)驗及受試者脊背放松程度等因素的影響，其單獨(dú)使用時的假陰性率較高，易出現(xiàn)脊柱側(cè)凸漏診[6]。且其無法對脊柱側(cè)凸角度進(jìn)行測量，故不能評估脊柱側(cè)凸的進(jìn)展，僅起到判斷脊柱側(cè)凸作用。目測法在所有方法中最為簡便，但最依賴檢查者的經(jīng)驗和主觀判斷，準(zhǔn)確性較低，一般不單獨(dú)作為脊柱側(cè)凸的篩查方法[7]。

2 影像學(xué)檢查

2.1 X線檢查站立位X線片是診斷脊柱側(cè)凸的金標(biāo)準(zhǔn)，也是監(jiān)測脊柱側(cè)凸進(jìn)展的首選方法。X線片具有可重復(fù)性高、操作難度低、耗時短、可廣泛推廣等優(yōu)勢，對脊柱側(cè)凸的診斷具有重要價值。國際脊柱側(cè)凸研究會將Cobb角≥10°定義為脊柱側(cè)凸[1]。但在X線片上測量Cobb角時，由于體位因素對端椎選擇的影響，測量結(jié)果會產(chǎn)生誤差[8-10]；且X線攝片存在輻射暴露問題，對于接受長期隨訪的脊柱側(cè)凸患者而言，輻射量的累積會增加患癌的風(fēng)險[11-12]。

2.2 CT檢查脊柱側(cè)凸常伴不同程度的椎體畸形，尤其是椎體旋轉(zhuǎn)和椎弓根解剖異常。CT掃描二維重建及三維重建圖像可以將整個脊柱立體、直觀地顯示出來，并可進(jìn)行多方位觀察，能夠清晰地顯示椎體的形態(tài)、旋轉(zhuǎn)角度、椎弓根解剖參數(shù)，明確鄰近器官與椎體間相對關(guān)系?；贑T掃描的3D打印技術(shù)對脊柱側(cè)凸的手術(shù)治療意義重大，術(shù)前根據(jù)3D打印技術(shù)制定置釘方案及必要的截骨范圍，規(guī)避難以置釘?shù)淖倒?，可為手術(shù)的安全進(jìn)一步提供保障[13]。

由于脊柱側(cè)凸是三維畸形，除用Cobb角在冠狀面量化脊柱彎曲程度外，仍需對軸狀面的椎體旋轉(zhuǎn)進(jìn)行評估。椎體旋轉(zhuǎn)在脊柱側(cè)凸術(shù)前和術(shù)后評估中均具有重要意義[14]。在X線片上可以用Nash-Moe和Perdriolle法評估椎體旋轉(zhuǎn)的程度，但這些方法都是通過脊柱冠狀面影像評估軸狀面的椎體旋轉(zhuǎn)，對旋轉(zhuǎn)角度無法進(jìn)行定量測量和準(zhǔn)確評估，對于臨床的指導(dǎo)意義不大。而椎體軸狀面CT片可直觀反映出椎體旋轉(zhuǎn)的情況，并可以直接在軸狀面上測量相關(guān)參數(shù)[15]。在脊柱側(cè)凸椎體旋轉(zhuǎn)角度的評估上，CT比X線檢查更具優(yōu)勢，其缺點(diǎn)在于輻射量大且成本高。因此，CT多用于術(shù)前協(xié)助制定手術(shù)方案，很少用于脊柱側(cè)凸的診斷和篩查。

2.3 MRI檢查脊柱側(cè)凸患者脊柱和脊髓病變復(fù)雜，X線和CT檢查均無法顯示椎管內(nèi)脊髓的情況。MRI能清楚顯示脊髓的解剖和病理改變，在了解脊柱側(cè)凸伴發(fā)的椎管內(nèi)脊髓畸形方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。因此，MRI被作為脊柱側(cè)凸手術(shù)前排除脊髓異常的常規(guī)檢查方法。但由于MRI對骨性結(jié)構(gòu)的顯影不佳，其在脊柱側(cè)凸的診斷及側(cè)彎角度的測量等方面的應(yīng)用價值有限[16]。

3 背部駝峰測量

駝峰是指脊柱胸、腰段椎體旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的背部異常隆起，其在前屈姿勢下最為明顯。背部駝峰測量通常是在Adams前屈實驗發(fā)現(xiàn)異常后進(jìn)行，通過測量駝峰傾斜角度即軀干旋轉(zhuǎn)角度(angle of trunk rotation,ATR)及駝峰高度差，以量化背部不對稱程度，進(jìn)而評估脊柱側(cè)凸嚴(yán)重程度。常用的測量工具有脊柱側(cè)凸儀、扭轉(zhuǎn)瓶、駝峰儀、基于數(shù)字圖像的姿勢評估軟件、智能手機(jī)應(yīng)用程序等。

3.1 脊柱側(cè)凸儀測量脊柱側(cè)凸儀由Bunnell設(shè)計[17]，是最常用的駝峰評估工具。受檢者前屈脊柱，用脊柱側(cè)凸儀沿其背部依次測量胸、腰段ATR，記錄最大值及部位，以5°作為診斷脊柱側(cè)凸的臨界值。該方法的敏感性較Adams前屈試驗高，操作便捷且無輻射，在脊柱側(cè)凸的篩查中應(yīng)用廣泛[18-22]。但Komang-Agung等[23]認(rèn)為以5°作為診斷脊柱側(cè)凸的ATR臨界值，會增加醫(yī)療支出，建議以7°作為診斷的臨界值，4°～6°的患者4～12個月可重新進(jìn)行一次測量。但Coelho等[18]認(rèn)為，考慮到青少年骨骼發(fā)育對脊柱側(cè)凸發(fā)展的影響，對輕度脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行隨訪可掌握側(cè)凸動態(tài)進(jìn)展，因此仍建議以5°作為診斷脊柱側(cè)凸的ATR臨界值。脊柱側(cè)凸儀測量背部駝峰，不同的臨界值，對診斷脊柱側(cè)凸的準(zhǔn)確性不一[18,23-27]。見表1。中華醫(yī)學(xué)會骨科學(xué)分會脊柱外科學(xué)組推薦的以ATR診斷脊柱側(cè)凸的臨界值為5°[7]。

表1 不同軀干旋轉(zhuǎn)角度臨界值診斷脊柱側(cè)凸的準(zhǔn)確性

脊柱側(cè)凸儀測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受多種因素影響。腰椎區(qū)域的測量結(jié)果準(zhǔn)確性不高，可能與腰椎區(qū)域沒有肋骨附著，脊椎的旋轉(zhuǎn)表現(xiàn)不明顯有關(guān)[28]。此外，體質(zhì)量指數(shù)和雙下肢不等長對脊柱側(cè)凸儀測量背部駝峰的結(jié)果也會造成一定影響。體質(zhì)量指數(shù)的差異帶來的胸壁厚度和輪廓不同會影響脊柱側(cè)凸儀測量的準(zhǔn)確性。Margalit等[29]建議應(yīng)按體質(zhì)量低、正常、超重及肥胖，將以ATR診斷脊柱側(cè)凸的臨界值分別設(shè)定為8°、7°、6°和5°。Hackenberg等[30]認(rèn)為雙下肢不等長會增加假陰性的比例，影響脊柱側(cè)凸儀測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，故檢查前應(yīng)在被檢者腳下墊相應(yīng)高度的物體以糾正雙下肢不等長。Grivas等[31]認(rèn)為雙下肢或骨盆的不對稱迫使軀干旋轉(zhuǎn)以保持身體平衡，這可能導(dǎo)致了脊柱側(cè)凸的發(fā)生，因此在檢查時無需糾正雙下肢不等長，而應(yīng)提醒檢查者更加關(guān)注。

3.2 扭轉(zhuǎn)瓶測量Romano等[32]介紹了一種利用ATR診斷脊柱側(cè)凸的簡易檢查工具——扭轉(zhuǎn)瓶。扭轉(zhuǎn)瓶的制作只需要1個容量500 mL的透明水瓶及適量的水，將瓶身凹陷處作為支點(diǎn)，分別于水平位和傾斜角7°位標(biāo)記相應(yīng)的水位點(diǎn)。測量時，將瓶身凹陷處對準(zhǔn)棘突，觀察水平面是否超過傾斜角為7°的標(biāo)記處。用這種方法測量ATR診斷脊柱側(cè)凸的診斷結(jié)果與用脊柱側(cè)凸儀測量的結(jié)果具有較高的一致性，說明扭轉(zhuǎn)瓶或許是一個可靠、廉價的脊柱側(cè)凸篩查工具。

但扭轉(zhuǎn)瓶的制作過程影響因素較多，且無法量化ATR，僅適用于低收入或醫(yī)療條件缺乏的地區(qū)。

3.3 駝峰儀測量駝峰儀通過記錄駝峰的高度差來判斷是否為脊柱側(cè)凸[33]。以駝峰高度差5 mm作為臨界值時，其敏感性、特異性均低于脊柱側(cè)凸儀[34-35]。此外，其操作過程較為復(fù)雜，在一次測量中需要進(jìn)行3次人工調(diào)整，且無法準(zhǔn)確預(yù)測Cobb角的大小，臨床上應(yīng)用價值有限，目前已較少應(yīng)用于脊柱側(cè)凸的篩查。

3.4 基于數(shù)字圖像的姿勢評估軟件測量利用軟件對受檢者背部進(jìn)行攝影，不僅可以在前屈體位下測量ATR，還可以處理分析在站立姿勢下的人工標(biāo)記點(diǎn)，得到椎體偏移正中線距離及彎曲角度等信息。Navarro等[36-37]對軟件與脊柱側(cè)凸儀測量的ATR值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者存在一定相關(guān)性。但是相比于脊柱測量儀，這種方法需要專業(yè)的設(shè)備和更復(fù)雜的程序，因此尚未廣泛用于脊柱側(cè)凸的篩查。

3.5 智能手機(jī)應(yīng)用程序測量為智能手機(jī)配備定制的塑料配件后，基于智能手機(jī)內(nèi)置的加速計設(shè)計的應(yīng)用程序，可以實現(xiàn)脊柱側(cè)凸儀的類似功能。Franko等[38]將iPhone手機(jī)上scoliogauge軟件的測量結(jié)果與脊柱側(cè)凸儀的測量結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示二者具有良好的一致性。但由于丙烯酸配件規(guī)格和手機(jī)型號可能會影響測量結(jié)果，手機(jī)應(yīng)用程序用于脊柱側(cè)凸檢查的可靠性仍然受到質(zhì)疑，未來進(jìn)一步改進(jìn)后可能有一定的應(yīng)用前景[39]。

4 表面地形技術(shù)

表面地形技術(shù)是一類基于體表輪廓對受檢者軀干進(jìn)行評估的三維地表技術(shù)，包括莫爾云紋圖像、三維深度掃描、光柵立體攝影、人工智能。

4.1 莫爾云紋圖像1970年，Takasaki[40]將莫爾地形技術(shù)用于人體表面分析并獲得莫爾云紋圖像。之后，Willner等[41-42]將莫爾云紋圖像應(yīng)用于脊柱側(cè)凸的檢查。莫爾云紋圖像是將兩個相關(guān)頻率但相位稍有不同的光投射到受檢者背部后疊加產(chǎn)生的明暗交替的干涉圖樣，類似于等高線地形圖,其陰影條紋即為莫爾條紋，相鄰條紋之間的距離為5 mm。通過評估背部左右兩側(cè)條紋的差異可以判斷是否存在脊柱側(cè)凸，一條以上的莫爾條紋差異被證實具有良好的準(zhǔn)確性與重復(fù)性[41-43]。由于光線對于背部微小變化過于敏感，導(dǎo)致莫爾云紋圖像診斷脊柱側(cè)凸的敏感性極高。Karachalios等[6]的研究結(jié)果顯示依據(jù)莫爾云紋圖像診斷脊柱側(cè)凸，敏感性和特異性分別為100%、85.38%。極高的敏感性也導(dǎo)致了較高的假陽性率。在表面地形技術(shù)中，莫爾云紋圖像是應(yīng)用最多的方法，日本將其作為學(xué)校進(jìn)行脊柱側(cè)凸篩查的常規(guī)方法。但由于儀器體積龐大、檢查耗時長、效率低，以及便捷性不及脊柱側(cè)凸儀，該方法并不適合在大批量人群的篩查中應(yīng)用。

4.2 三維深度掃描三維深度掃描是由Sudo等[44]開發(fā)的一種自動化背部不對稱性識別系統(tǒng)，使用三維深度傳感器對背部進(jìn)行精確掃描，并自動進(jìn)行背部不對稱性評估，輸出不對稱指數(shù)。該方法可在一定程度上避免莫爾云紋圖像依靠人工判斷造成的偏差。因準(zhǔn)確性有限，并且會受不同深度傳感器、算法以及系統(tǒng)的影響，目前三維深度掃描還沒有在臨床應(yīng)用于脊柱側(cè)凸檢查，相關(guān)研究也較少。

4.3 光柵立體攝影光柵立體攝影是利用攝像機(jī)捕捉投影在受檢者背部的平行光柵線條以及解剖標(biāo)志，通過三維重建背部形狀估計脊柱和椎體位置，評估脊柱畸形程度[45]。Drerup等[46]證實光柵立體攝影在脊柱曲線重建方面可靠性較高，但對Cobb角的測量有明顯偏差，且沒有指標(biāo)參數(shù)可設(shè)定為臨界值，故臨床應(yīng)用價值有限。類似的背部重建分析方法還有ISIS系統(tǒng)、QUANTEC系統(tǒng)、Ortelius掃描系統(tǒng)等。

4.4 人工智能測量Yang等[47]報道了一種基于人工智能深度學(xué)習(xí)算法的脊柱側(cè)凸檢查方法，通過識別顯露背部的受檢者照片即可判斷是否脊柱側(cè)凸。這項技術(shù)具有互聯(lián)網(wǎng)獨(dú)有的便捷性，有望實現(xiàn)遠(yuǎn)程的大規(guī)模脊柱側(cè)凸篩查。Watanabe等[48]開發(fā)了一項利用云紋圖像估計脊柱排列、Cobb角和椎體旋轉(zhuǎn)的人工智能系統(tǒng)。人工智能依賴于算法本身、大量的受檢者背部照片及相對應(yīng)的X線圖像數(shù)據(jù)集，為背部形態(tài)分析提供了新的可能。但目前，利用人工智能進(jìn)行脊柱側(cè)凸檢查的報道有限，其診斷的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步研究。

5 超聲檢查

超聲檢查在脊柱側(cè)凸中的應(yīng)用主要有2種情況：三維超聲脊柱投影成像和產(chǎn)前診斷。超聲檢查利用體積投影成像方法形成脊柱冠狀面圖像，但由于超聲圖像不能較好地顯示椎體終板，因此，只能通過超聲圖像上可見的不同骨性標(biāo)志來測量脊柱彎曲角。具體的測量方法和指標(biāo)包括椎板中心法、棘突角、椎骨橫凸等[49-51]。超聲檢查測得的脊柱彎曲角與Cobb角有一定的相關(guān)性，但超聲對脊柱的顯示及脊柱彎曲程度的評估仍無法與X線檢查相比。Young等[52]發(fā)現(xiàn)當(dāng)借助先前已有的X線片作為參考時，由于椎體末端選擇更為準(zhǔn)確，超聲圖像冠狀曲線測量的可靠性和準(zhǔn)確性顯著提高。這對于采用超聲檢查監(jiān)測脊柱側(cè)凸進(jìn)展具有一定價值，有望減少對脊柱側(cè)凸兒童的X線檢查。嚴(yán)重的脊柱側(cè)凸往往伴隨更嚴(yán)重的椎體旋轉(zhuǎn)，遠(yuǎn)離探頭側(cè)的棘突區(qū)域聲波信號會有缺失，因此超聲檢查對重度脊柱側(cè)凸的識別存在困難。此外，一次超聲檢查時長大約為4 min，相比其他方法耗時較長，對受試者保持穩(wěn)定姿勢的要求更高。因此，目前超聲檢查雖然是脊柱側(cè)凸檢查方法研究的重點(diǎn)，但尚沒有一種被廣泛接受的、可靠的脊柱側(cè)凸三維超聲診斷系統(tǒng)。

胎兒椎骨的異常分為形成障礙型、分節(jié)不良型以及混合型，這3種情況都會導(dǎo)致不同程度的先天性脊柱側(cè)凸，其中形成障礙導(dǎo)致的半椎骨發(fā)生率最高，被認(rèn)為是先天性脊柱側(cè)凸最常見的病因[53]。對圍產(chǎn)期胎兒進(jìn)行早期椎骨畸形超聲篩查，有利于發(fā)現(xiàn)先天性脊柱側(cè)凸。Paoletti等[54]發(fā)現(xiàn)，18例脊柱異常的胎兒中，有4例在孕中期超聲篩查中發(fā)現(xiàn)了半椎體，并在產(chǎn)后確診為先天性脊柱側(cè)凸。

6 小 結(jié)

X線檢查是診斷及監(jiān)測脊柱側(cè)凸進(jìn)展的金標(biāo)準(zhǔn)和首選方法，其他方法主要是為了規(guī)避輻射風(fēng)險、提升便捷性及方便進(jìn)行大規(guī)模篩查而設(shè)計的。Adams前屈試驗簡單便捷，是公認(rèn)的脊柱側(cè)凸首要篩查方法，但目測法過度依賴檢查者主觀判斷，一般不單獨(dú)應(yīng)用。在測量背部駝峰的工具中，脊柱側(cè)凸儀使用最為廣泛。在表面地形技術(shù)中，莫爾云紋圖像應(yīng)用最多。超聲檢查對先天性脊柱側(cè)凸的產(chǎn)前診斷具有一定價值。在實際篩查中，為提高篩查的準(zhǔn)確性，常聯(lián)合應(yīng)用多種方法。有學(xué)者聯(lián)合應(yīng)用Adams前屈試驗、脊柱側(cè)凸儀背部駝峰評估和莫爾云紋圖像進(jìn)行脊柱側(cè)凸篩查，敏感性和特異性分別為93.8%、99.2%，其準(zhǔn)確性明顯高于單獨(dú)使用一種檢查方法[1]。但是Yawn等[22]聯(lián)合應(yīng)用Adams前屈試驗和脊柱側(cè)凸儀背部駝峰評估進(jìn)行脊柱側(cè)凸篩查，其結(jié)果的敏感性和特異性僅為71.1%、97.1%，與單用一種方法相比，篩查結(jié)果的準(zhǔn)確性并沒有得到較大提升。相較于傳統(tǒng)的脊柱側(cè)凸檢查方法而言，電子設(shè)備、計算機(jī)軟件以及人工智能雖然目前并未在臨床廣泛應(yīng)用，其準(zhǔn)確性也有待驗證，但是對這些新方法的探索，為脊柱側(cè)凸篩查模式的創(chuàng)新提供了可能。