脊柱侧弯对肺功能的影响

一、肺功能下降的原因

肺功能损害是脊柱畸形引发的非常严重的并发症，如果不及时处理。可能引发心肺功能衰竭。普遍认为，脊柱侧凸患者肺功能有所改变，究其原因，主要是因为脊柱侧凸的患者，其胸段出现侧方弯曲将使胸腔纵径减小，同时可以引起胸廓变形，其肋间距亦会出现凹侧减小，凸侧加大。肋骨走行的改变，使胸腔横断面变扁，结果胸腔容积变小，肋骨的改变又使附着其上的呼吸肌（如肋间肌、膈肌）的功能障碍，久之，胸壁变得僵硬，呼吸费力，最终可引起呼吸肌疲劳。畸形严重的患者，肺内小气道和毛细血管床可发生扭曲，呼吸及血循环阻力增加，血气交换不足，进而出现肺动脉高压甚至肺心病^[2]。

二、侧凸类型及程度和肺功能损害的关系

Weinstein等^[3]曾对219例未经过矫形治疗的特发性脊柱侧凸患者的肺功能进行了长达30年随访，结果表明，每天都出现气短症状的患者占29％，这些患者中，41％为单一的胸弯，38％为双主弯。然而，胸腰段或腰椎侧弯的患者出现气短的几率很低，分别为16％和10％。有学者研究后认为，侧凸发生在腰段及颈段，对胸廓的影响很小，对肺功能几乎没有损害。Weinstein等^[3]也发现，除胸弯外其他侧凸类型患者的肺功能损伤与侧凸严重程度几乎没有关系。Newton等^[4]进一步研究后推断认为，青少年特发性脊柱侧凸患者胸弯达到100~120度后 才有肺功能损害的外在表现。Lawrence等^[5]评估了504例侧凸患者术前的肺功能，结果表明，用力肺活量（FVC）及一秒钟用力呼气容积（FEV1）与胸弯角度呈负相关（P<0.001）。因此认为，只有胸弯患者才对肺功能产生严重影响，肺功能损害程度与胸弯角度呈一定比例相关。

最近Takahashi等^[6]研究了109例脊柱侧凸患者胸廓畸形情况和椎体旋转情况与肺功能的关系，分别从胸腔普通X线片、胸腔CT和肺功能测试等方面研究，结果表明，肺潮气量同T8和T9椎体旋转程度密切相关，同时也与矢状位胸廓直径相关。从而，第一次明确指出，T8、T9椎体旋转程度与肺功能关系密切的观点。

三、胸弯顶椎节段和肺功能损害的关系

患者的胸弯对肺功能产生损害，但由于组成胸廓上中下结构是有区别的，顶椎节段不同，对肺功能的影响程度亦不一样，侧凸顶椎与肺功能关系非常密切，与肺活量（VC）、最大通气量（MVV）的相关系数分别在0.7以上，且成正相关，表明在胸段侧凸位置越高，对肺功能损害程度越大。分析其原因，可能是由于下胸段的肋骨以肋弓及游离肋的形式存在，活动度较大，脊柱发生弯曲时对胸廓的影响相对较小^[7]。还有实验表明，顶椎位于T4～T8的肺功能损害较位于T9~T12明显，但确切关系尚不清楚^[8]。McMaster等^[9]研究认为，脊柱后凸畸形的患者，其后凸程度与肺功能损害呈正相关，如果后凸顶椎椎体靠近头端，尤其T10以上，肺功能损害越严重。

最近Newton等^[10]对631例青少年特发性脊柱侧弯评价肺功能和影像学资料，结论是胸主弯范围、受累椎体数目、胸椎后凸及冠状位失平衡对肺功能有显著影响，这四个因素在中重度肺功能损害危险性方面分别占FVC、FEV1、TLC的19.7%、18.0%和8.8%。脊柱侧弯的度数与肺功能的相关性比预期小得多，大多数肺功能的改变不能用胸廓畸形的影像学解释。

参考文献：

1．Smith RM，Hamlin CW，Dickson RA，et a1．Respiratory deficiency in experimental idiopathic scoliosis [J]．Spine，1991，16(1):94—99．

2．Koumbourlis AC．Scoliosis and the respiratory system[J]．Paediatr Respir Rev，2006，7(2)：152—160．

3．Weinstein SL，Zavala DC，Ponseti IV，et a1．Idiopathic scoliosis：Long—term follow—up and prognosis in untreated patients[J]．J Bone Joint Surg Am，1981，63(5)：702-712．

4．Newton PO，Parent S，Marks M，et a1．Prospective evaluation of 50 cousecutive scoliosis patients surgically treated with thoracoscopic anterior instrumentation[J1．Spine，2005，30(17)：100一l09．

5．Lawrence G，Frances D， Faro L，et a1．Pulmonary function in adolescent idiopathic scoliosis[R] American Academy of Or-

thopaedic Surgeons，2004．

6．Takahashi S，Suzuki N．Asazuma T，et a1．Factors of thoracic cage deformity that affect pulmonary function in adolescent

idiopathic thoracic scoliosis[J]．Spine，2007，32(1)：106—112．

7．Kotani T，Minami S，Takahashi K， et a1．Three dimensional analysis of chest wall motion during breathing in healthy

individuals and patients with scoliosis using an uhrasonography-based system[J]．Stud Health Technol Inform，2002，91：135—139．

8. Kono K，Asazuma T，Suzuki N ，et al.Body height correction in scoliosis patients for pulmonary function test[J]．J Orthop Surg，2000，8(1)：19-26．

9．McMaster MJ，Glasby MA，Singh H，et a1．Lung function in congenital kyphosis and kyphoscoliosis [J]．J Spinal Disord Tech，2oo7，20(3)：203—208．

10．Newton PO, Faro FD, Gollogly S,et al. Results of preoperative pulmonary function testing of adolescents with idiopathic scoliosis. A study of six hundred and thirty-one patients[J].J Bone Joint Surg Am. 2005 Sep;87(9):1937-46.