特發性脊柱側彎青少年上肢功能評估及與曲線模式的關系

韓雪 李旭 劉佳琪 郭丞 邵瑋

青少年特發性脊柱側彎(AIS)是一種進行性脊柱和胸腔畸形，AIS可導致肩胛骨、肩部、腰部和骨盆不對稱負荷，姿勢紊亂和軀干錯位，進而影響肢體功能[1]。現有報道顯示患有AIS的患者單獨右腿站立時可觀察到姿勢控制受損[2]，左右兩側肩膀不對稱，肩部傾斜較大[3]，凸肩側表現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、上肢協調性、穩定性等，并分析上肢功能改變與AIS患者曲線形態的關系，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。本研究已經獲得省級醫院醫學倫理委員會審核批準。3組性別比、年齡、身高、體重比較差異無統計學意義(P>0.05)，胸椎組、胸腰/腰椎組Cobb角、軸向軀干旋轉度比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組基線資料比較

1.2 納入與排除標準

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

1.2.2 排除標準：①既往脊柱側凸治療史；②腎、心臟、肝臟或肺部疾病；③脊椎外傷、腫瘤、結核。

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，囑受試者發力抓握并讀取數據。對側換手，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，囑受試者發力按壓并讀取數據。對側換手，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，通過單側手完成。②轉向測試要求受試者翻轉積木并將它們重新放入同一個洞中，通過單側手完成。完成測試所花費的時間記錄為測試分數。

1.3.3 上肢協調性：采用指鼻試驗評價上肢協調性，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不斷移動，記錄20 s內每只手執行的次數，即測試獲得的分數。

1.3.4 上肢穩定性：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內雙手交替呈單臂支撐并觸摸另一只手，完成觸摸次數即為測試分數。

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的正方形目標容器內(無底)，受試者與墻距離為4.57 m，測試時間30 s，記錄投擲成功個數占所投總數百分比為測試分數。

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 結果

2.1 3組握力和捏壓強度比較 胸椎組、胸腰/腰椎組凸側、凹側握力均低于對照組(P<0.05)，胸椎組凸側握力、凹側握力、凹側捏壓強度低于胸腰/腰椎組(P<0.05)，胸椎組凸側(右側)捏壓強度優于凹側(左側)(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/腰椎組凹側放置試驗分數、凹側轉向試驗分數均高于對照組(P<0.05)，胸椎組凹側分數高于胸腰/腰椎組(P<0.05)。胸椎組凸側(右側)的放置和轉向試驗分數低于凹側(左側)(P<0.05)，而胸腰/腰椎組側凸側(左側)分數低于凹側(右側)(P<0.05)。見表3。

表3 3組手靈巧度比較

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

表4 3組手協調性比較 次

2.4 3組上肢穩定性、投擲成功率、Quick DASH評分比較 胸椎組、胸腰/腰椎組上肢穩定性試驗觸摸手次數、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組上肢穩定性、投擲成功率、Quick DASH評分比較

3 討論

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

AIS患者因脊柱椎體畸形，進而可能影響肌肉、骨骼、神經、心臟—呼吸和內部器官等多個系統，出現本體感覺功能障礙、運動平衡能力降低等表現。Wiernicka等[2]研究指出，脊柱側彎引起的身體形態嚴重變形會對姿勢的感覺運動控制產生負面影響，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反饋來保持身體的平衡，并依靠足部的本體感覺來控制調節體態的動態平衡，不良姿勢可能會導致前庭功能障礙[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姿勢異常，穩定性受損，身體質心-足底壓力中心(質心-壓心，COM-COP)傾斜角增加，穿越障礙時全身平衡控制異常，失衡風險增加。Lenke 1 型AIS軀干形狀和身體排列的改變，導致水平行走期間表現出COM-COP改變或更急促的COM-COP控制，難以保持體重的平穩轉移，且脊椎畸形越嚴重，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(右側)。Burwell等[14]研究發現，受生物力學、姿勢、褪黑素信號轉導等因素影響，AIS可維持和加大胸椎側凸曲線。研究提示，AIS靜息狀態下可出現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肩胛骨定向障礙、肩胛骨運動學改變和肌肉激活，提示AIS患者上肢功能會受到脊柱側凸畸形的影響[15，16]。

本研究結果顯示，AIS患者雙側握力較弱，手靈巧度、協調性和穩定性下降，投擲準確性較差，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。在上肢肌肉群當中，肩肘腕構成了一條完成的筋膜鏈，共同參與上肢運動發力。宋景茂等[17]指出，腕、肘、肩帶肌群力量優秀者，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力水平下降，進而導致抓握力降低。本研究中，AIS患者的握力捏壓強度，凹凸側均低于對照組。Kotwicki等[18]也發現AIS患者的握力要低于正常人，且AIS狀態與握力之間存在負相關。(2)皮質脊髓束(CST)作為人類脊髓中最大的下行神經纖維束，下行過程中陸續止于同側脊髓各節的前角運動細胞，不對運動神經元產生直接作用，但可控制支配肢體遠端肌肉的運動神經元，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元的單突觸投射減低，會對手指的靈活性產生不利影響。本研究結果說明AIS對于凹側的手指的靈活性影響更大，這點可能跟AIS凹側CST軸突的脊髓神經支配功能受抑制有關。(3)指鼻測試是臨床測試手部協調性的常用方法。手的協調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]發現AIS患者與正常人相比，控制前庭反射的局灶腦皮質厚度存在明顯差異，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，感覺運動缺陷是導致對軸向肌肉組織的不對稱神經驅動力的促成因素，脊柱運動神經元的前庭控制不對稱會導致脊柱變形。本研究結果說明胸椎側彎對于手的協調性影響較大，其原因可能與中樞前庭功能反射的變化相關；指鼻試驗結果可能意味著不同脊柱節段對前庭功能的影響存在差異，但尚無更多證據證明。(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，通過突觸反射來調節肌肉張力，控制感覺傳入神經反應速度，從而影響力量、靈活、協調性及反應速度等上肢功能[22,23]。本研究中，上肢穩定性試驗觸摸手次數、上肢穩定性試驗觸摸手次數、Quick DASH評分的結果也間接反映此問題。因為豎脊肌是身體維持平衡、控制穩定的重要肌群，AIS患者由于脊柱出現不正常彎曲，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，導致體能的負荷消耗高于對照組，造成AIS患者在單位時間內完成測試次數較少。可能是由于AIS患者上肢肱骨、肩胛骨和胸廓之間解剖關系發生變化，胸鎖關節活動度、肩鎖關節前伸角度，以及盂肱關節內收—外展和內外旋轉運動受限，影響了胸部的軸向旋轉和雙側上肢協調性，降低了投擲的準確率。

進一步比較發現，AIS主要累及胸椎主要影響雙側握力、凹側手靈巧度、凹側手捏壓強度和上肢協調性，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，凸側的肩胛骨向內、向上旋轉和前傾，凹側的肩胛骨向外、向下旋轉和后傾，肩胛胸壁關節間隙雙側不對稱，肩關節活動幅度小，肩部穩定肌以及肱二頭肌、肱三頭肌、手指屈肌等上肢功能肌一側肌張力大，一側長期拉長無力，從而更容易疲勞，表現為握力、捏壓減小。胸椎組上肢協調性較差，與神經功能受損有關。張凱等[24]研究指出，通過體感誘發電位檢查證明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]發現1年內仍未出現神經功能恢復的跡象，大部分AIS患者的胸段脊髓明顯變細并出現萎縮。脊髓萎縮可能造成感官障礙、運動障礙，影響身體協調性。

本研究提示AIS主要累及胸椎可能主要影響左側，而累及胸腰/腰椎可能主要影響右側。分析認為：這種情況可能與代償作用有關。肌肉在進行不同負荷強度的運動時，AEMG值的大小與中樞控制有關[26]，耐力性訓練越多，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患者脊柱兩側表面肌電信息，AEMG值是不同的，凸側更強，凹側較弱，說明脊柱凸側肌肉負荷更大，凹側較小，這會導致凸側肌肉處于疲勞狀態、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握力、凹側捏壓強度、凹側手靈巧度、上肢協調性和主觀感受，累及胸腰/腰椎則主要影響投擲成功率。臨床對于AIS的治療應注重評估上肢功能。