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红外热成像技术在青少年特发性脊柱侧弯治疗中的应用研究

2024-06-18 33 上传者：管理员

摘要：目的:分析红外热成像技术动态监测支持下进行施罗斯脊柱体操运动训练结合脊柱侧弯矫正支具治疗青少年特发性脊柱侧弯的临床疗效。方法:选取青少年特发性脊柱侧弯患者，采用数字随机法分为观察组和对照组各39例。对照组采用定制支具配合施罗斯体操运动训练治疗，观察组采用红外热成像技术辅助监测下定制支具配合施罗斯体操治疗，均每周1次，治疗24周。比较治疗前、治疗后第1个月、第3个月、第6个月的Cobb角、视觉模拟量表(VAS)评分及生活质量评分(SRS-22量表)。结果:治疗前两组患者Cobb角、VAS评分、SRS-22量表评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后，Cobb角、VAS评分、SRS-22量表评分的组内比较中，观察组均有显著减少或降低，差异有统计学意义(P<0.01),对照组则有一定减少或降低，差异有统计学意义(P<0.05)。Cobb角和SRS-22量表评分差异组间比较中，观察组与对照组治疗后第3个月差异有统计学意义(P<0.05),治疗后第6个月差异有统计学意义(P<0.01);观察组与对照组治疗后第6个月VAS评分差异有统计学意义(P<0.05)。结论:红外热成像技术动态监测支持下，采用定制支具配合施罗斯体操运动训练，治疗青少年特发性脊柱侧弯可以取得更好的效果。

关键词：
保守治疗
动态监测
提早诊断
红外热成像技术
青少年特发性脊柱侧弯
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青少年特发性脊柱侧弯(Adolescent Idiopathic Scoliosis, AIS)在我国中小学生中的患病率为1.02%[1],是常见的脊柱侧弯类型之一[2,3],在发育期内会加速发展[4]。红外热成像(Infrared Thermography, IRT)是通过现代物理科学方法形成的人体无创性的热成像技术[5],不仅可以避免X线检查有辐射、不能短期多次检查的缺点[6],还可以反映患者的全身状态，对于脊柱侧弯所引起的病理改变也有提早诊断的意义[7]。本研究在青少年特发性脊柱侧弯治疗期间根据红外热成像结果动态监测，针对不同部位给予个性化训练，从而观察康复疗效的变化，现报告如下。

1、研究对象和方法

1.1研究对象

选取2021年9月至2022年9月在天津医科大学总医院康复医学科门诊收治的青少年特发性脊柱侧弯患者78例，采用随机数表法将患者分为对照组39例和观察组39例，两组受试者各自于不同治疗场地与各自对应治疗干预者全程独立治疗，并记录观察数据。

1.2诊断标准

1)经诊断符合国际脊柱外科学会青少年特发性脊柱侧弯的诊断标准，年龄为10～16岁的青少年特发性脊柱侧弯患者[8];2)脊柱全长正位X线检查提示Cobb角(或主弯)为25°～40°;3)Risser征小于或等于Ⅳ度。

1.3纳入标准

1)符合上述诊断标准；2)未接受正规系统治疗；3)患者及其监护人均知悉本次治疗并签署知情同意书。患者须满足纳入标准中的所有条款才能被纳入研究范围。

1.4排除标准

患有精神类系统疾患、严重心肺功能并发症等重大疾病的患者。

1.5安全性检测

治疗后检测患者心率、血压等状态，保证受试者治疗期间无明显不适。

1.6方法

1.6.1治疗方法

对照组及观察组患者均佩戴定制矫正支具并结合施罗斯体操训练，仅观察组患者在训练前后进行热红外成像拍照以作参考。所用设备为北京中瑞华夏医疗科技有限公司医用红外热像仪(ZR-2010A、B型),光谱响应在8～14μm,热像仪的温度显示分辨率为0.01℃,使用前仪器预热30 min。热像拍照室温度为(24±2)℃,相对湿度≤70%,保证空气稳定无对流。待患者进入检查室后，裸露脊柱15～20 min,对脊柱正面和背面进行拍照，根据红外热成像报告进行分析，对脊柱两侧温度差异明显的地方进行标记。

根据不同温度对观察组患者采取如下治疗措施：利用施罗斯体操中的旋转成角呼吸训练方式引导至胸椎低温区域，使其胸廓单侧膨胀，拉伸肋间肌。利用施罗斯体操中的等长收缩，将高温侧肌肉进行绷紧，主动发力，进行对拉训练。利用施罗斯体操中的摆位训练将气流引导至腰椎低温区域，使其凹侧腰部肌肉拉长。利用施罗斯体操中的等长收缩，将高温侧腰部肌肉进行收缩，主动发力，收紧腰部肌肉。治疗师利用旋转成角呼吸方式进行引导，调整结束后，再进行施罗斯体操中的肌肉圆柱运动(15 min)、池塘上的青蛙(15 min)、50X运动(15 min)、门柄运动(15 min)进行个体化整体统合训练。治疗时间为1 h,治疗后再次进行热红外照相，观察治疗前后对比，若检查提示变化不大或者弱侧仍然低温区，可以针对弱侧肌肉再进行1或2组训练，休息5 min再进行复查。分析变化结果，记录改善情况，下次训练动态调整训练动作或者强度，并嘱患者在训练结束后佩戴支具，保证佩戴时间，若出现不适或矫正强度不足时应及时调整或更换支具。

对照组均只采用佩戴定制矫正支具结合施罗斯体操运动训练的方法。选用肌肉圆柱运动(15 min)、池塘上的青蛙(15 min)、50X运动(15 min)、门柄运动(15 min)。治疗师根据患者侧凸类型进行个性化训练，每个动作的训练顺序为开始位置、主动矫正、旋转成角呼吸和稳定性训练。

1.6.2疗效评定方法

Cobb角：在治疗前及治疗后第1,3,6个月分别进行脊柱全长正侧位X线检查，在站立位脊柱全长片上确定脊柱侧弯范围，头侧端椎上缘的垂线与尾侧端椎下缘的垂线的交角即为Cobb角。

视觉模拟量表(VAS)评分：疼痛等级评分标准用视觉模拟量表评分的方法评判疼痛的严重程度。

生活质量评定量表采用脊柱侧凸研究学会22项问卷(SRS-22),该问卷共22个项目，选取内容去除治疗满意度维度，涉及4个维度，包括功能活动、疼痛感知、自我形象感知及心理健康。每个维度的结果以每个维度的总分除以项目数表示[9,10]。

比较患者治疗前及治疗后第1,3,6个月的Cobb角、VAS评分及SRS-22评分。

1.7统计学方法

采用SPSS 22.0统计软件，计量资料以

形式表示，先进行正态性检验，符合正态性采用t检验，不符合正态性采用秩和检验，计数资料采用卡方检验，角度与评分比较采用重复测量资料的方差分析，α=0.05。

2、结果

2.1一般资料

本研究纳入受试者78例，无脱落及剔除病例，其中观察组与对照组各39例。观察组中男17例，女22例；年龄为10～16岁，平均为(13.2±2.6)岁；病程平均为(3.3±2.2)个月。对照组中男19例，女20例；年龄为10～16岁，平均为(12.8±3.1)岁；病程平均为(3.7±1.9)个月。两组患者性别分布、年龄、病程进行比较，差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性(见表1)。

表1两组患者基线资料比较(n=39)

2.2Cobb角比较

如表2所示，两组患者治疗后Cobb角总体比较，差异有统计学意义(P<0.05),且存在分组因素与时间因素交互效应。两组患者Cobb角均呈减小趋势，总体比较组间差异有统计学意义(P<0.05),即存在分组效应；组间比较，观察组与对照组治疗后第3个月差异有统计学意义(P<0.05),治疗后第6个月差异有统计学意义(P<0.01)。不同治疗时间后Cobb角评分差异有统计学意义(P<0.05),即存在时间效应，随着治疗时间的推移，观察组Cobb角有显著减小(P<0.01),对照组Cobb角有一定减小(P<0.05)。典型病例影像资料见图1-图6。

表2Cobb角比较

图1患者1,女，脊柱治疗前后全长X线片(39°～18°)

图2患者2,女，脊柱治疗前后全长X线片(40°～24°)

图3患者3,男，脊柱治疗前后全长X线片(26°～14°)

图4患者1治疗前后红外热成像检查

图5患者2治疗前后红外热成像检查

2.3 VAS评分比较

如表3所示，两组患者治疗后VAS评分总体比较，差异有统计学意义(P<0.05),且存在分组因素与时间因素交互效应。两组患者VAS评分均呈降低趋势，总体比较组间差异有统计学意义(P<0.05),即存在分组效应；组间比较，观察组与对照组治疗后第6个月评分差异有统计学意义(P<0.05)。

不同治疗时间后VAS评分差异有统计学意义，即存在时间效应；随着治疗时间的推移，观察组VAS评分有显著降低，差异有统计学意义(P<0.01);对照组VAS评分有一定减少，差异有统计学意义(P<0.05)。

图6患者3治疗前后红外热成像检查

2.4 SRS-22评分比较

如表4所示，两组患者治疗后SRS-22评分总体比较，差异有统计学意义(P<0.05),且存在分组因素与时间因素交互效应。两组患者SRS-22评分均呈降低趋势，总体比较组间差异有统计学意义(P<0.05),即存在分组效应；组间比较，观察组与对照组治疗后第3个月评分差异有统计学意义(P<0.05),治疗后第6个月评分差异有统计学意义(P<0.01)。不同治疗时间后SRS-22评分差异有统计学意义(P<0.05),即存在时间效应；随着治疗时间的推移，观察组SRS-22评分有显著降低，差异有统计学意义(P<0.01),对照组SRS-22评分有一定减少，差异有统计学意义(P<0.05)。

表3 VAS评分比较

表4 SRS-22评分比较

3、讨论

青少年特发性脊柱侧弯在临床治疗中越来越常见，目前针对脊柱侧弯主要治疗为功能训练，佩戴支具和手术治疗。临床中，对于Cobb角在10°～24°(轻度)时可进行随访观察、功能训练，Cobb角在25°～40°(中度)时需进一步配合脊柱矫正支具治疗，而对于超过40°的患者，有严重并发症时，均可能需要接受手术治疗[11]。佩戴支具可减缓脊柱侧弯的加重，脊柱侧弯矫形器主要适用于Cobb角在20°～40°且骨骼尚处在发育期的患者[12]。在矫正过程监测并不断调整，才能达到最好的效果[13]。不过长期佩戴支具可能会造成背部疼痛，腰背肌无力甚至会出现胸椎曲度变直等现象[14],因此在保证治疗效果的前提下加快治疗周期，也是青少年特发性脊柱侧弯治疗中的一个难点。

脊柱侧凸会随着年龄的增长而加重，最终约有0.1%的患者需要接受手术治疗[15],但手术风险较大，患者及家属难以接受。目前针对青少年特发性脊柱侧弯保守治疗的主要方法是支具佩戴结合功能训练[16],功能训练可以强化脊柱两侧肌肉以维持脊柱稳定[17]。施罗斯体操作为临床上常用保守治疗脊柱侧弯的治疗手段[18],逐渐被广大医患认可。红外热成像可以通过皮肤温度的差异来显示出疼痛的部位范围、程度[19],也可以推断肌肉的参与情况，肌肉参与运动的做功越多，温度越高。安全进行康复训练，并且能直观地让患者及家属观察训练效果[20]。在对脊柱侧弯患者的热红外成像报告观察中发现，患者脊柱两侧温度会出现不对称[21],笔者还能观察到患者躯体轮廓，躯干旋转方向，患者重心重力线，肌肉劳损明显处等，通过热红外显示的温度差异，能够更好地为患者设计运动方案，通过运动前后的热红外成像报告可以比较出运动方案是否合理并及时调整。

本实验联合治疗后发现，观察组患者治疗6个月后的Cobb角得到了显著改善，患者通过热红外成像观察，对治疗产生更大信心，也可以及时观察训练强度是否合适，患者的疼痛会很大程度上影响训练效果和日常生活学习，通过VAS评分量表显示，更快减轻疼痛能降低患者心理压力，缩短治疗周期。SRS-22量表主要针对脊柱侧凸患者自我形象、生活质量及活动能力情况评估，观察组患者对治疗的满意度评分得到了显著提高，穿衣更加对称，高低肩和斜颈的姿态问题也有所改善，由于背部侧弯可能会影响社交能力的现象也有所缓解，增加患者接受度和提高生活质量对正常青春期的患者至关重要。红外热成像技术显示出脊柱周围肌肉群的扳机点及代偿部位，使治疗者可以更加精准地对患者的脊柱状态进行调整，相比于只观察脊柱的骨骼情况，红外热成像技术具有靶向化、可视化的优点[22],能够提供脊柱周围肌肉及其代谢情况以用于治疗中[23]。此外，红外热成像的报告还具有客观性、稳定性、对称性等特点，在对患者的整体治疗过程中，排除了主观因素造成的误差，更加精准地进行康复治疗[24]。而且该技术还具有无辐射、无伤害、可反复利用等优势，也对青少年特发性脊柱侧弯的治疗起到了重要作用。

目前青少年特发性脊柱侧弯的保守治疗以佩戴支具结合运动训练为主[25],红外热成像应用于脊柱侧弯的治疗还比较少，该技术是一种整体可视化、无辐射、无创伤的辅助手段[26],并且可以更高效地为患者制定治疗方案，提高临床疗效，缩短病程，减轻经济负担，增加患者的满意度。以图片形式报告更容易让患者及家属了解脊柱侧弯的具体情况，从而引起重视，能够一定程度上警示青少年及其家长，也可以用于科普宣传教育。

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基金资助:天津市教委科研计划项目(2021KJ218);