特發(fā)性脊柱側(cè)彎青少年上肢功能評估及與曲線模式的關(guān)系

韓雪 李旭 劉佳琪 郭丞 邵瑋

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎(AIS)是一種進行性脊柱和胸腔畸形，AIS可導(dǎo)致肩胛骨、肩部、腰部和骨盆不對稱負(fù)荷，姿勢紊亂和軀干錯位，進而影響肢體功能[1]。現(xiàn)有報道顯示患有AIS的患者單獨右腿站立時可觀察到姿勢控制受損[2]，左右兩側(cè)肩膀不對稱，肩部傾斜較大[3]，凸肩側(cè)表現(xiàn)出肩胛骨上旋和后傾，伸展運動時伸展范圍減小[4]。可見AIS在一定程度上影響患者肢體運動功能，但是目前AIS上肢功能相關(guān)報道十分少見，本研究擬評估AIS患者握力、捏壓強度、手靈巧度、上肢協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性等，并分析上肢功能改變與AIS患者曲線形態(tài)的關(guān)系，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年2月至2021年3月收治的102例AIS患者，Lenke分型[5]：Lenke1型(主胸彎)53例，Lenke2型(雙胸彎)16例，Lenke3型(雙主彎)10例，Lenke4型(三主彎)3例，Lenke5型(胸腰彎/腰彎)18例，Lenke6型(胸腰彎/腰彎-主胸彎)2例。根據(jù)Lenke分型將患者分為胸椎組(Lenke1型+2型+3型+4型，82例)、胸腰/腰椎組(5型+6型，20例);另于社區(qū)招募32例10～17歲無AIS的青少年為對照組，患者家長均知情同意簽署同意書。本研究已經(jīng)獲得省級醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)。3組性別比、年齡、身高、體重比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，胸椎組、胸腰/腰椎組Cobb角、軸向軀干旋轉(zhuǎn)度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組基線資料比較

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)X線或CT檢查提示AIS；②年齡11～17歲；③主胸、主胸腰椎或腰椎側(cè)凸，標(biāo)準(zhǔn)站立全身脊柱后前位X線片測量Cobb角為主曲線10°～45°，胸側(cè)凸均為右凸，胸腰椎/腰椎側(cè)凸均為左凸；④右利手。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往脊柱側(cè)凸治療史；②腎、心臟、肝臟或肺部疾病；③脊椎外傷、腫瘤、結(jié)核。

1.3 上肢功能評估

1.3.1 握力和捏壓強度：采用Jamar Plus手持式握力測力計(美國Sammons Preston公司)分別測量受試者的雙手握力。受試者采取站姿，雙臂自然下垂，單手抓住測力計，囑受試者發(fā)力抓握并讀取數(shù)據(jù)。對側(cè)換手，方法相同。捏力測試儀(美國Baseline)分別測量雙手捏壓強度。受試者采取坐姿，測試手自然握拳、拳心向上，將測試儀夾與食指、拇指之間，囑受試者發(fā)力按壓并讀取數(shù)據(jù)。對側(cè)換手，方法相同。

1.3.2 手靈巧度：采用明尼蘇達手靈巧度測試儀(型號32023，上海瑞獅生物科技有限公司)測試雙手靈巧度，主要進行放置和轉(zhuǎn)向測試。①放置測試，要求受試者必須以盡可能快的速度將58塊積木放入不同的洞中，通過單側(cè)手完成。②轉(zhuǎn)向測試要求受試者翻轉(zhuǎn)積木并將它們重新放入同一個洞中，通過單側(cè)手完成。完成測試所花費的時間記錄為測試分?jǐn)?shù)。

1.3.3 上肢協(xié)調(diào)性：采用指鼻試驗評價上肢協(xié)調(diào)性，受試者先用食指尖觸摸自己的鼻子，然后再用食指觸摸測試者的手指，測試者手指在受試者肘部完全伸展能觸摸到的范圍內(nèi)不斷移動，記錄20 s內(nèi)每只手執(zhí)行的次數(shù)，即測試獲得的分?jǐn)?shù)。

1.3.4 上肢穩(wěn)定性：采用上肢閉鏈功能性試驗[6]，受試者采取閉合運動鏈姿勢(俯臥撐)，在15 s內(nèi)雙手交替呈單臂支撐并觸摸另一只手，完成觸摸次數(shù)即為測試分?jǐn)?shù)。

1.3.5 投擲功能：受試者雙手抱住橡膠球(周長50.8cm)，雙腿直立、雙腳打開與肩齊，采取投擲實心球的方式，將橡膠球投擲到放置在1.22 m高的墻上30.48 cm× 30.48 cm的正方形目標(biāo)容器內(nèi)(無底)，受試者與墻距離為4.57 m，測試時間30 s，記錄投擲成功個數(shù)占所投總數(shù)百分比為測試分?jǐn)?shù)。

1.3.6 上肢功能主觀感受:采用前臂-肩-手功能障礙評分(Quick DASH)[7]評估，11個項目，滿分0～100分，得分越高表示上肢主觀感受越差。

2 結(jié)果

2.1 3組握力和捏壓強度比較 胸椎組、胸腰/腰椎組凸側(cè)、凹側(cè)握力均低于對照組(P<0.05)，胸椎組凸側(cè)握力、凹側(cè)握力、凹側(cè)捏壓強度低于胸腰/腰椎組(P<0.05)，胸椎組凸側(cè)(右側(cè))捏壓強度優(yōu)于凹側(cè)(左側(cè))(P<0.05)。見表2。

表2 3組握力和捏壓強度差異

2.2 3組手靈巧度比較 胸椎組、胸腰/腰椎組凹側(cè)放置試驗分?jǐn)?shù)、凹側(cè)轉(zhuǎn)向試驗分?jǐn)?shù)均高于對照組(P<0.05)，胸椎組凹側(cè)分?jǐn)?shù)高于胸腰/腰椎組(P<0.05)。胸椎組凸側(cè)(右側(cè))的放置和轉(zhuǎn)向試驗分?jǐn)?shù)低于凹側(cè)(左側(cè))(P<0.05)，而胸腰/腰椎組側(cè)凸側(cè)(左側(cè))分?jǐn)?shù)低于凹側(cè)(右側(cè))(P<0.05)。見表3。

表3 3組手靈巧度比較

2.3 3組手協(xié)調(diào)性比較 胸椎組凸側(cè)指鼻試驗、凹側(cè)指鼻試驗均低于胸腰/腰椎組和對照組(P<0.05)，胸椎組、胸腰/腰椎組凹側(cè)指鼻試驗、凸側(cè)指鼻試驗比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 3組手協(xié)調(diào)性比較 次

2.4 3組上肢穩(wěn)定性、投擲成功率、Quick DASH評分比較 胸椎組、胸腰/腰椎組上肢穩(wěn)定性試驗觸摸手次數(shù)、投擲成功率低于對照組(P<0.05)，Quick DASH評分高于對照組(P<0.05)，胸椎組投擲成功率、Quick DASH評分高于胸腰/腰椎組(P<0.05)。見表5。

表5 3組上肢穩(wěn)定性、投擲成功率、Quick DASH評分比較

3 討論

目前，對AIS的發(fā)病因素尚無定論，AIS與青少年不正確、不健康的生活、運動習(xí)慣有密切聯(lián)系，且年齡越大發(fā)病率越高。朱壘等[8]篩查結(jié)果顯示該市中學(xué)生AIS患病率為1.27%，而小學(xué)生患病率僅為0.03%。

AIS患者因脊柱椎體畸形，進而可能影響肌肉、骨骼、神經(jīng)、心臟—呼吸和內(nèi)部器官等多個系統(tǒng)，出現(xiàn)本體感覺功能障礙、運動平衡能力降低等表現(xiàn)。Wiernicka等[2]研究指出，脊柱側(cè)彎引起的身體形態(tài)嚴(yán)重變形會對姿勢的感覺運動控制產(chǎn)生負(fù)面影響，并降低姿勢平衡能力。還有研究表明，AIS患者是通過視覺傳導(dǎo)反饋來保持身體的平衡，并依靠足部的本體感覺來控制調(diào)節(jié)體態(tài)的動態(tài)平衡，不良姿勢可能會導(dǎo)致前庭功能障礙[9，10]。Wu等[11]研究顯示AIS影響患者下肢功能，患者在安靜站立和水平行走時可出現(xiàn)姿勢異常，穩(wěn)定性受損，身體質(zhì)心-足底壓力中心(質(zhì)心-壓心，COM-COP)傾斜角增加，穿越障礙時全身平衡控制異常，失衡風(fēng)險增加。Lenke 1 型AIS軀干形狀和身體排列的改變，導(dǎo)致水平行走期間表現(xiàn)出COM-COP改變或更急促的COM-COP控制，難以保持體重的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移，且脊椎畸形越嚴(yán)重，COM-COP改變越明顯[12]。

大量研究均是針對AIS患者下肢功能的，對上肢功能影響的報道相對較少。Burwell等[13]報道，AIS早期骨骼過度生長主要影響上臂凸側(cè)(右側(cè))。Burwell等[14]研究發(fā)現(xiàn)，受生物力學(xué)、姿勢、褪黑素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等因素影響，AIS可維持和加大胸椎側(cè)凸曲線。研究提示，AIS靜息狀態(tài)下可出現(xiàn)肱胸廓抬高峰值降低，肩胛骨后傾改變，在上臂抬高過程中出現(xiàn)肩胛骨定向障礙、肩胛骨運動學(xué)改變和肌肉激活，提示AIS患者上肢功能會受到脊柱側(cè)凸畸形的影響[15，16]。

本研究結(jié)果顯示，AIS患者雙側(cè)握力較弱，手靈巧度、協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性下降，投擲準(zhǔn)確性較差，主觀上肢功能障礙感受明顯。分析原因為：(1)抓握、捏壓主要是指屈肌參與，而指屈肌是前臂屈肌肌群的重要組成部分。在上肢肌肉群當(dāng)中，肩肘腕構(gòu)成了一條完成的筋膜鏈，共同參與上肢運動發(fā)力。宋景茂等[17]指出，腕、肘、肩帶肌群力量優(yōu)秀者，更有利于抓握控制。而AIS患者肩帶周圍肌肉肌力下降，影響上肢肌肉的等長收縮強度，造成前臂屈肌肌群整體發(fā)力水平下降，進而導(dǎo)致抓握力降低。本研究中，AIS患者的握力捏壓強度，凹凸側(cè)均低于對照組。Kotwicki等[18]也發(fā)現(xiàn)AIS患者的握力要低于正常人，且AIS狀態(tài)與握力之間存在負(fù)相關(guān)。(2)皮質(zhì)脊髓束(CST)作為人類脊髓中最大的下行神經(jīng)纖維束，下行過程中陸續(xù)止于同側(cè)脊髓各節(jié)的前角運動細(xì)胞，不對運動神經(jīng)元產(chǎn)生直接作用，但可控制支配肢體遠(yuǎn)端肌肉的運動神經(jīng)元，是控制影響手部靈活性的重要因素。Aubin等[19]研究表明，AIS患者CST軸突的脊髓神經(jīng)支配功能存在明顯異常。對于AIS患者來說，CST軸突對頸部運動神經(jīng)元的單突觸投射減低，會對手指的靈活性產(chǎn)生不利影響。本研究結(jié)果說明AIS對于凹側(cè)的手指的靈活性影響更大，這點可能跟AIS凹側(cè)CST軸突的脊髓神經(jīng)支配功能受抑制有關(guān)。(3)指鼻測試是臨床測試手部協(xié)調(diào)性的常用方法。手的協(xié)調(diào)性受中樞前庭反射控制，而AIS患者的前庭反射控制與正常人存在不同。Wang等[20]發(fā)現(xiàn)AIS患者與正常人相比，控制前庭反射的局灶腦皮質(zhì)厚度存在明顯差異，提示AIS患者的前庭反射高級中樞與正常人可能存在差異。Simoneau等[21]的研究也指出，感覺運動缺陷是導(dǎo)致對軸向肌肉組織的不對稱神經(jīng)驅(qū)動力的促成因素，脊柱運動神經(jīng)元的前庭控制不對稱會導(dǎo)致脊柱變形。本研究結(jié)果說明胸椎側(cè)彎對于手的協(xié)調(diào)性影響較大，其原因可能與中樞前庭功能反射的變化相關(guān)；指鼻試驗結(jié)果可能意味著不同脊柱節(jié)段對前庭功能的影響存在差異，但尚無更多證據(jù)證明。(4)AIS會影響患者的本體感覺，肌梭和肌腱器等本體感覺受體會感受到肌肉牽張和機械刺激，通過突觸反射來調(diào)節(jié)肌肉張力，控制感覺傳入神經(jīng)反應(yīng)速度，從而影響力量、靈活、協(xié)調(diào)性及反應(yīng)速度等上肢功能[22,23]。本研究中，上肢穩(wěn)定性試驗觸摸手次數(shù)、上肢穩(wěn)定性試驗觸摸手次數(shù)、Quick DASH評分的結(jié)果也間接反映此問題。因為豎脊肌是身體維持平衡、控制穩(wěn)定的重要肌群，AIS患者由于脊柱出現(xiàn)不正常彎曲，在保持平衡時需要激活更多的肌群代償脊柱力線歪曲造成的影響，導(dǎo)致體能的負(fù)荷消耗高于對照組，造成AIS患者在單位時間內(nèi)完成測試次數(shù)較少。可能是由于AIS患者上肢肱骨、肩胛骨和胸廓之間解剖關(guān)系發(fā)生變化，胸鎖關(guān)節(jié)活動度、肩鎖關(guān)節(jié)前伸角度，以及盂肱關(guān)節(jié)內(nèi)收—外展和內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動受限，影響了胸部的軸向旋轉(zhuǎn)和雙側(cè)上肢協(xié)調(diào)性，降低了投擲的準(zhǔn)確率。

進一步比較發(fā)現(xiàn)，AIS主要累及胸椎主要影響雙側(cè)握力、凹側(cè)手靈巧度、凹側(cè)手捏壓強度和上肢協(xié)調(diào)性，且主觀上肢功能障礙感受更為明顯；而累及胸腰/腰椎則主要影響投擲功能。原因可能在于：累及胸段時，凸側(cè)的肩胛骨向內(nèi)、向上旋轉(zhuǎn)和前傾，凹側(cè)的肩胛骨向外、向下旋轉(zhuǎn)和后傾，肩胛胸壁關(guān)節(jié)間隙雙側(cè)不對稱，肩關(guān)節(jié)活動幅度小，肩部穩(wěn)定肌以及肱二頭肌、肱三頭肌、手指屈肌等上肢功能肌一側(cè)肌張力大，一側(cè)長期拉長無力，從而更容易疲勞，表現(xiàn)為握力、捏壓減小。胸椎組上肢協(xié)調(diào)性較差，與神經(jīng)功能受損有關(guān)。張凱等[24]研究指出，通過體感誘發(fā)電位檢查證明AIS患者的位置感覺、震動感覺與正常人存在顯著差異。張纓等[25]發(fā)現(xiàn)1年內(nèi)仍未出現(xiàn)神經(jīng)功能恢復(fù)的跡象，大部分AIS患者的胸段脊髓明顯變細(xì)并出現(xiàn)萎縮。脊髓萎縮可能造成感官障礙、運動障礙，影響身體協(xié)調(diào)性。

本研究提示AIS主要累及胸椎可能主要影響左側(cè)，而累及胸腰/腰椎可能主要影響右側(cè)。分析認(rèn)為：這種情況可能與代償作用有關(guān)。肌肉在進行不同負(fù)荷強度的運動時，AEMG值的大小與中樞控制有關(guān)[26]，耐力性訓(xùn)練越多，表面肌電信號AEMG值越大，中樞控制此部位肌肉的能力越強。研究報道，AIS患者脊柱兩側(cè)表面肌電信息，AEMG值是不同的，凸側(cè)更強，凹側(cè)較弱，說明脊柱凸側(cè)肌肉負(fù)荷更大，凹側(cè)較小，這會導(dǎo)致凸側(cè)肌肉處于疲勞狀態(tài)、耐力下降[27]。

綜上，AIS患者上肢功能受影響明顯，累及胸椎主要影響雙側(cè)握力、凹側(cè)捏壓強度、凹側(cè)手靈巧度、上肢協(xié)調(diào)性和主觀感受，累及胸腰/腰椎則主要影響投擲成功率。臨床對于AIS的治療應(yīng)注重評估上肢功能。