袁望舒 陈丽霞* 沈建雄 刘颖 王海 余可谊 丛卉

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院1.康复科，2.骨科，北京 100730）

脊柱侧凸是常见的脊柱三维畸形，定义为冠状面上脊柱的侧方弯曲，常伴有不同程度的脊柱旋转。通常，以弯曲≥10°（通过Cobb 角测量法）来界定脊柱侧凸[1]。严重的脊柱侧凸会导致患者自信心下降、心理焦虑、疼痛、肺部并发症和功能受限等问题，给患者、家庭及社会带来严重的心理和经济负担[2-7]。

脊柱侧凸的治疗方法分为手术治疗和保守治疗。国际脊柱侧凸研究协会（Scoliosis Research Soci⁃ety，SRS）将观察和支具列为脊柱侧凸的保守治疗方法。国际脊柱侧凸矫形与康复治疗协会（The Society on Scoliosis Orthopedic and Rehabilitation Treatment，SOSORT）更是对支具的使用进行了详细的分析与规定。研究报道，支具佩戴时间和强度达到医师要求后，青少年特发性脊柱侧凸的有效率可达75%[8]。目前欧美国家对支具的研究和认可度较高，国内对支具的认识和应用一直处于“参差不齐”的状态。

1 国际上应用较广的支具

1.1 Boston支具

Boston 支具诞生于20 世纪60 年代末70 年代初的美国波士顿，由John Hall 医师和Bill Miller 支具师共同研发，是全球应用较广的全天佩戴硬性支具（图1）。Boston支具是一个治疗体系，包括医师、支具师、物理治疗师、护士和家长的共同参与。Boston支具的使用原则[9]：①对称性的初始模型是设计加工的基础；②蓝图设计关注的是单个倾斜的椎体，而非Cobb角度；③纠正侧凸的同时要保证矢状位上脊柱的生理曲度和骨盆的中立；④被动矫正的同时配合主动矫正；⑤加压衬垫作用于顶椎及其下部；⑥加压部分对面要适当释放空间；⑦去旋转力要尽量成对出现；⑧配合特定性体操和其他运动训练；⑨团队合作。

Boston 支具的禁忌证包括：严重的平背、严重的肋骨畸形、顶椎在T6 以上或L3 以下、过度肥胖。Sanders等[10]研究表明，Cobb角在25°～45°之间的青少年特发性脊柱侧凸患者，通过严格佩戴Boston支具会有效地降低病情进展至需要手术治疗的概率。Don⁃ald 等[11]研究表明Boston 支具的治疗效果最好的是Risser征0或1和三角软骨未闭合的患者。相比佩戴时间小于7 h的有效率31%，当佩戴时间超过12 h，有效率可达82%。国内临床中Boston支具不多见，可能与其后开口的设计有关（前开口的支具更方便患者穿戴）。

图1 Boston支具

1.2 Charleston支具

Charleston 支具是著名的夜间支具，一般在夜间佩戴8～10 h，形状似弯曲的香蕉（图2）。Charleston支具取模时要将患者维持在过矫正的位置，跟传统的胸腰骶矫形器相比，牵拉软组织、减少凹侧椎体压力的作用更强。研究表明，对于Risser 征为0的轻中度特发性脊柱侧凸患者来说，与单纯的观察相比，佩戴Charleston夜间支具可以有效地减少患者将来佩戴全天支具的概率[12]。

图2 Charleston支具

1.3 Chêneau支具及其衍生支具

Chêneau 支具是20 世纪60 年代研发而成，最初称为Chêneau-Toulouse-Munster（CTM）支具，是目前全球应用较广的支具之一（图3）。Chêneau支具的矫正原理分为被动和主动。被动原理指在三点力系统作用下脊柱弯曲凸侧向凹侧的转移，目的在于多维度的高度矫正、中轴延伸、减重、胸椎去旋转和侧弯。主动原理在于：椎体生长作为矫正条件，引导胸廓不对称的呼吸模式，重新排列脊柱相关肌肉以提供生理作用和抗重力作用[13]。Zaborowska 等[14]对79例Cobb 角在20°～45°之间的进展中特发性脊柱侧凸患者进行支具治疗发现，Chêneau 支具可以阻止48.1%的患者病情加重，减少患者接受手术的概率。

图3 Chêneau支具

Rigo-Chêneau 支具是Chêneau 支具最著名的衍生支具，由Manuel D.Rigo 医师主要研发而成（图4）。Rigo-Chêneau 支具利用衬垫加压和释放空间来得到三维的积极矫正模型。衬垫加压提供空间、定向、形态上的三维矫正；释放空间提供组织移动、生长及呼吸运动，从而使单纯的硬支具转化为动态硬支具。Rigo-Chêneau 支具的特点是热塑材料制作的前开口硬性支具，可以根据身体反馈进行三维的动态运动。Rigo-Chêneau 支具根据主弯和代偿弯的不同，大体分为3 弧型，4 弧型，非3 非4 弧型和腰/胸腰型四种类型[15]。LouAnn等[16]发现，对于依从性良好的患者来说，Rigo-Chêneau 支具治疗能够有效改善Cobb角度、椎体旋转、躯干旋转角度、呼气最大流速、生活质量和心理因素等问题。

1.4 Lyon支具

图4 Rigo-Chêneau支具

图5 Lyon支具

Lyon 支具的起源最早可以追溯到200 多年前的Nicolas Andry，他出版的著作《矫形》中绘画的Andry tree 更是在脊柱侧凸矫形届享有盛名。经过数代人的研发改良，目前的Lyon支具（图5）一般由六部分组成：①前后起到中轴延伸作用的两个支撑条；②左右两个稳定骨盆带的半外壳；③对于T7～T12 椎体的压力部分；④对于T12～L4椎体的压力部分；⑤对于前肋缘不对称凸起处的压力部分；⑥对于上胸段T4～T7的压力部分。根据患者个体差异，这六部分的力会适当调整或增减。Angelo等[17]对69名Risser征0-2的胸椎侧凸患者全天佩戴Lyon 支具2 年的跟踪调查结果显示：度数减少的有效率为85.5%，度数维持不变的概率为13%，而度数增加的概率仅为1.5%。Lyon 支具的优点是能够部分拆卸，随着身体发育，仅做调整即可，不必替换整个支具；不足在于其支撑条是金属材料，佩戴支具拍X线片时会遮挡脊柱的成像。

1.5 Milwaukee支具

二十世纪四五十年代，Walter Blount 教授及其团队研发了Milwaukee 支具（图6），并将它应用于特发性脊柱侧凸患者，这是目前为止最著名的治疗脊柱侧凸的颈胸腰骶矫形器[18]，它主要是由前面铝合金材质的支撑棒和后面不锈钢材质的支撑棒组成，对下颌和枕部都有不同程度的固定支撑，同时在顶椎侧方给予矫正力。Milwaukee 支具最初设计的矫正力是中轴延伸的竖直向上力和冠状面上减小Cobb 角的斜向上力[19]。目前，Milwaukee 支具主要应用于顶椎在T7 之上的脊柱侧凸患者[20]。Milwau⁃kee 支具公认的不足之处在于外观上过于明显，可能会影响患者的心理和日常生活治疗，患者的依从性不高。但Maruyama 等[21]发现，患者不必全天佩戴Milwaukee 支具，仅在家里和睡觉时佩戴即可起到矫正脊柱侧凸的作用，并对患者心理和日常生活质量没有任何影响。

图6 Milwaukee支具

1.6 PASB支具

PASB（progressive action short brace）支具是由Lorenzo Aulisa教授在1976年研制而成的胸腰骶矫形器（图7）。它的局限性是仅适用于腰椎侧凸或胸腰椎侧凸的患者，而不适用于胸椎侧凸或胸腰椎双侧凸的患者。其生物力学原理是以最著名的三点力为基础，并施加以外部作用力和持续反复的内部作用力。外部作用力指的是石膏铸模时所用到的长轴牵引的力、减少脊柱弯曲的力和去旋转的力。持续反复的内部作用力指的是根据石膏模型制作的聚丙烯支具给予脊柱的限制性和压力的重新分配。PASB支具一般在背侧会覆盖大部分臀部，腹侧会减少骨盆的前倾，以避免腰椎生理度曲加大。Aulisa 等[22]通过对50 名Risser 征0-2 的胸腰椎侧凸患者进行为期最短24个月的支具跟踪治疗后发现，PASB支具能够有效地减少Cobb角度和椎体旋转的度数。

图7 PASB支具

1.7 Spinecor软支具

Spinecor是目前最著名的软支具之一，已经有20余年的历史（图8）。它使用的并非三点力的传统生物力学原理，而是提出了动态矫正神经肌肉系统的姿势再教育的理论。相比硬支具而言，Spinecor 更注重患者的临床评估：姿势评估、体倾情况、躯干旋转角度等。Spinecor 不仅给予支具治疗，也有相配合的体操训练方法来提高治疗效果。另外，Spinecor 还可以应用于成人的脊柱侧凸，用来缓解疼痛，延缓度数进展、姿势异常等情况。软支具的舒适度和隐蔽性要远远好于硬支具，所以更容易被患者接受，依从性也会更好一些。Coillard 等[23]通过5 年的跟踪研究发现，Spinecor 能够减小早期特发性脊柱侧凸进展的可能性，并且其效果会维持较长时间。但关于它的治疗效果一直存在争议。随着临床经验的积累，大多数专家还是肯定其在度数小、年龄小的患者中的有效性，但软支具的效果远不及硬支具[24-26]。

图8 Spinecor软支具

1.8 Sforzesco支具

Sforzesco 支具（图9）起源于意大利，遵循SPORT理念，即对称（Symmetric）、患者为主体（Patient-Ori⁃ented）、硬性（Rigid）、三维（Three-dimentional）。Sforzesco 支具的10个原则分为有效性和可接受性两类。有效性包括：①力学有效性；②可主动运动；③三维矫正；④多样性适应性；⑤团队合作。可接受性包括：①完美的身体设计；②减少可视程度；③增大日常生活自由度；④个体化反馈；⑤认识-行为团队方案[27]。Negrini等配对15名佩戴Sforzesco支具和Ly⁃on 支具的患者，通过观察对比发现，佩戴Sforzesco 支具的患者均无Cobb 角增加，相对于Lyon 支具的40%

矫正率而言，Sforzesco 支具的矫正率可达80%，在提高美观度和矢状位生理曲度方面也有显著效果[28]。

支具治疗的有效性与以下几点相关：①Cobb角度的大小；②脊柱侧凸类型；③顶椎位置；④骨生长的成熟情况；⑤患者依从性；⑥佩戴支具后的矫正情况。其中⑤、⑥是可以人为控制的，为支具治疗的关键。

2 支具治疗的新领域

目前支具的治疗效果已经得到广泛认可，但患者的依从性依然是影响治疗效果的一个关键因素。分析患者的依从性欠佳的主要原因有三：一是不美观，佩戴支具的患者大多是处于青春期的少年，对美观度要求很高，患者从心理上排斥支具。二是身体不适，支具施加在身体上的力较大，适应期很容易引起不适感甚至疼痛感。三是不方便，支具一般比较笨重，有的支具穿脱甚至需要别人帮忙，使患者如厕、洗漱或参加体育运动等受到影响。出于以上考虑，越来越多的研究倾向于如何设计制作提高患者依从性的有效支具。

图9 Sforzesco支具

随着计算机技术的发展，支具的制作技术也得到了飞速提高，计算机辅助设计/计算机辅助制造（computer aided design/computer aided manufacturing,CAD/CAM）已其更加精准、快捷的优势，得到了全球各类支具流派的采纳，在传统的理念基础上，创新出更加舒适有效的现代支具[29]。de Mauroy 等[30]对225名脊柱侧凸患者进行调查研究，发现新研发的CAD/CAM Lyon 支具要比传统的Lyon 效果好，它的即刻矫正率比传统的Lyon 支具高40%，对“平背”的纠正也提高了10°（从18.4°提高到28.5°），同时外观的躯干旋转角度也得到了改善。

为让支具佩戴起来更加舒适方便，3D 打印技术也应用到制作支具的材料中来。3D打印的支具更小巧、透气性更佳、矫正效果更好。虽然由于价格原因还得不到极大推广，但随着科技的发展和时代的进步，3D打印技术势必会在支具领域占领一席之地[31]。

佩戴支具的患者以十几岁的青少年居多，其自制力和自律性较弱，为了监测患者佩戴支具的依从性，温度传感器和压力传感器应运而生。通过温度传感器，我们可以检测患者佩戴支具的时间。通过压力传感器，不仅可以检测患者佩戴支具的时间，还可以检测患者佩戴支具的松紧度。所有数据均可记录并传输，通过互联网技术，家长和医师可以随时观察患者佩戴支具的情况，并随意调取需要的数据，为提高支具治疗的有效性提供了极大的帮助[32]。