作者：山西医科大学第二医院骨科      栗远威

早发性脊柱侧凸（EOS）指发生在10岁前的脊柱三维畸形，其特点是患者发病年龄较小，通常处于肺泡及胸廓生长发育的关键时期，脊柱畸形与继发的胸廓畸形可能减小胸廓容积，影响肺部发育，并可能引发胸廓功能不全综合征和心肺疾病，使早期死亡风险升高。因此，EOS的治疗目标不仅要控制畸形进展，更重要的是能最大限度保留脊柱和胸廓的生长发育潜力，增大胸腔容积并改善肺功能。对于EOS患者，传统矫形融合手术往往加重躯干短缩，限制胸廓发育，最终导致肺功能严重受损。生长棒技术可以控制脊柱畸形，同时能够避免或延迟未发育成熟患者进行最终融合手术，成为治疗EOS的重要方法。生长棒有助于保持患者的脊柱和胸廓发育，改善呼吸力学，增加胸腔容积，从而为心肺发育提供更有利的环境。

生长棒对胸廓发育的影响

对胸廓容积的影响       肺生长取决于胸廓容积，胸廓的高度、宽度和深度需为肺生长提供足够空间，而胸椎决定胸廓的垂直高度。Karol等报道，骨骼成熟时胸椎高度≥18cm是肺活量充足的阈值，而≥22cm可能代表肺功能接近正常，只有当T1～T12的高度为18～22cm或以上时，才能避免严重的肺功能衰竭。多项研究显示，应用生长棒技术治疗EOS可以使T1～T12的高度达到以上阈值，满足正常肺功能的基本需要。正常胸廓容积的维持还需要保证胸廓的宽度和深度，即横径和前后径。马志刚等的研究显示，23例接受生长棒治疗的EOS患儿，在术后及末次随访时胸廓的纵径、横径和前后径均显著增大。Sun等回顾性分析接受生长棒治疗的20例EOS患儿，同样发现术后及末次撑开的胸廓横径较术前明显增加。另一些研究也发现，在生长棒延长过程中，EOS患者胸廓的高度、宽度和深度均增加。上述研究表明，生长棒可以有效增加胸廓的高度、宽度和深度，从而维持和改善胸廓容积。王云生等分析25例生长棒治疗的EOS患者，通过计算其胸部CT图像数据发现，术后和末次随访时患者肺容积较术前明显增加。Johnston等随访9例行生长棒治疗的EOS患者，通过CT图像测定胸腔容积，发现其解剖容积平均增加50%。这些研究提示，生长棒使患者胸廓得到支撑，改善了胸廓塌陷，进而增大了胸腔容积，确保患者能获得正常肺功能。

对胸椎生长速度的影响       胸段脊柱是胸廓后方的重要支撑结构，正常儿童从出生到5岁每年增长约1.3cm，5～10岁每年增长约0.7cm，青春期每年增长约1.1cm。研究显示，EOS患者行生长棒治疗后，脊柱生长速度接近正常儿童水平，表明生长棒在控制畸形的同时保留了脊柱的纵向生长潜力。此外，一些研究显示，生长棒治疗的患者T1～T12的年生长量超过正常脊柱生长速度，提示生长棒在多次撑开时的牵引可能刺激脊柱生长。Akbarnia等的研究发现，随着生长棒延长频率增加，脊柱高度的年生长量等于或超过正常水平，这可能来自多次撑开对未成熟椎体生长的刺激作用。Olgun等的研究显示，生长棒固定节段内的椎体高度增长速度明显大于固定节段外，认为生长棒刺激了椎体增长。Yilmaz等的实验研究记录了生长棒对未成熟猪脊柱的生长刺激作用。有学者通过构建鼠尾模型对椎体施加轴向牵引，发现椎体生长速度增加，也证明撑开作用对椎体生长的促进效应。

生长棒收益递减法则       生长棒对脊柱高度的促进作用存在“收益递减法则”，即随着生长棒延长次数增加，T1～S1高度增加的收益逐渐减小。Sankar等评估了多次手术延长对EOS患者脊柱高度的影响，结果显示第1次手术延长时T1～S1增加量为1.04cm，而第7次手术延长时降为0.41cm，其增加量随延长手术次数增加显著降低，但在多次延长后仍有增加。

有研究表明，生长棒初次植入提供的初始T1～S1增长量约占脊柱高度总增长量的50%，后续的延长手术提供了余下生长量。SánchezMárquez等发现，随着生长棒撑开次数增加，患者的胸椎高度、胸廓宽度等参数的增加效应逐渐减小，甚至消失。马志刚等发现，随着生长棒撑开次数增加，患者的胸廓纵径、横径和前后径均呈先增加再趋于平稳的趋势。Sun等也发现，随着生长棒延长次数增加，患者的胸椎高度、脊柱总高度、最大胸宽生长速度均逐渐减小。上述研究表明，多次生长棒延长手术后，撑开作用对胸廓生长发育失去有效性。引起该现象的机制尚未明确，可能与重复延长后牵引力增加有关。祁新禹等发现，生长棒治疗的EOS患者行最终融合手术后，胸椎和脊柱高度较末次撑开时无明显增加，提示此现象还可能与脊柱自发性融合有关，即未成熟脊柱的进行性僵硬及长期内固定造成脊柱自体融合，可能干扰生长棒的延长能力。

矫正胸廓不对称      随着脊柱侧弯进行性加重，EOS患儿的胸廓失去代偿调节能力，导致双侧胸廓不对称。坎贝尔空间供肺比（SAL）常用于评估胸廓畸形导致的左、右胸廓高度差和不对称。多项研究表明生长棒治疗后EOS患者的SAL显著改善，表明患者左、右胸廓高度差逐渐减小甚至消失，胸廓对称性得到矫正。

生长棒对肺功能的影响

肺功能改善情况       多项研究显示，生长棒治疗后EOS患者的用力肺活量（FVC）和第一秒用力呼气量（FEV1）均显著提升，肺功能明显改善。Jiang等报道了8例生长棒治疗患者，4例完成最终融合手术，4例正在进行定期延长，8例患者的FVC和FEV1均较术前显著增加。Lenhart等对植入生长棒的EOS患儿进行2年以上随访，末次随访时FVC平均增加0.41L，改善明显。Chandran等报道4例接受生长棒治疗的EOS患儿，在术后9个月随访时，FVC从0.53L增加至0.67L。Skov等提出微创生长棒理念并应用于EOS儿童，随访结果显示14例患者FVC从术前的1.53L增加至末次随访时的2.22L，FEV1从1.28L增加至1.83L。Johnston等对12例接受生长棒治疗的患者进行前瞻性研究，结果显示在至少2年的术后随访中，患者FVC均值从0.7L增加到1.8L，FEV1均值从0.6L增加到1.5L。李伟等回顾性分析11例接受生长棒治疗的患者，同样发现术后1年及2年时，患者FEV1和FVC均较术前明显改善。

FEV1/FVC和FEV1%预测值在生长棒治疗后也有显著提升。付美奇等报道，接受生长棒治疗的20例EOS患儿在18个月随访中，FEV1/FVC由43.34%上升至53.43%，FEV1%预计值由50.91%上升至72.13%。白云松等对实施生长棒治疗的110例EOS患者随访5年以上，发现患者的FVC、FEV1/FVC、FEV1%预计值均较治疗前明显改善。也有研究得出不同结论。Colombo等报道，7例神经肌肉性脊柱侧凸患者接受生长棒治疗后，FVC和FEV1在术前和术后各时间段均无显著差异。他们认为，生长棒治疗虽未能改善肺功能，但延缓了其恶化趋势。Wang等也发现，EOS患者的FEV1/FVC在生长棒治疗期间未显著改变。

对FVC%预测值的影响      生长棒治疗对FVC%预测值影响的研究结果不一致。一些研究显示，术后FVC%预计值降低。Swarup等报道，11例患者术后FVC%预计值5年平均下降约24%。Matsumoto等报道，21例患者FVC%预测值术前为63.9%，术后1年降至57.6%，术后2年降至56.3%。Lenhart等报道，患者术后FVC%预测值逐渐恶化，从48%下降至35%。另一些研究则显示，术后FVC%和FEV1%预测值无显著变化。仅Yoon等报道术后FVC%预测值增加。他们对患者进行平均31个月的随访，发现患者FVC%和FEV1%预测值改善分别为14.1%和17.2%。研究结果不一致的原因在于FVC%预测值的计算基于站立身高，躯干高度的适度增减可能导致患者预测的FVC%不成比例地变化。此外，脊柱侧弯导致的脊柱高度丢失、生长棒的撑开作用和躯干高度的正常发育均可能影响患儿的FVC%预测值。

生长棒影响的长期性       生长棒对肺功能的改善具有长期效应。Wang等对39例重度EOS患儿的研究发现，术后12个月，患者肺功能指标中仅残气量（RV）显著改善，其他指标无显著变化；但随访至75个月后，患者的肺总量（TLC）、FVC、FEV1、RV/TLC%和RV均显著增加。他们认为，肺功能改善是长期发生的，治疗后1年仅出现微小且不显著的改善。他们进行的另一项研究显示，患者术后6个月时FEVl、FEVl/FVC等均较术前有所降低，但在末次随访时各项肺功能指标均较术前明显改善。李伟等也发现，术后即刻及术后1个月时，FEV1和FVC较术前下降，术后1年及2年时肺功能才有明显改善。Redding等的研究结果与此类似。生长棒治疗对肺功能的改善主要体现为长期效应，而短期内可能无明显改善甚至下降，术后1～2年才会恢复或改善，这可能与呼吸肌的适应性调整有关。生长棒对肺功能的改善滞后于影像学变化。一些研究发现，生长棒治疗后放射学参数即刻出现显著变化，但肺功能参数在初次手术后6个月甚至12个月未见明显改善；而在治疗开始后1年至末次随访期间，影像学参数改善缓慢，但肺功能参数却显著改善。

评估生长棒的影响       Matsumoto等对74例EOS患者采用早发性脊柱侧凸-24问卷（EOSQ-24）评估生长棒对肺功能相关生活质量的影响，结果显示患者术后肺功能评分显著提高。Johnston等报道，生长棒治疗后患者EOSQ-24评分更高。Jeans等的研究采用运动耐量测试进行评估，发现与健康同龄人相比，生长棒治疗后的EOS患儿行走时心率和耗氧量均更高，但在日常活动中能跟上同龄人步伐，并具有锻炼能力。Celebioglu等通过心肺运动试验和肺功能测定评估生长棒治疗的EOS患者，发现其运动耐量和肺储备与行融合手术的患者相似，生长棒治疗虽不能使患者达到正常人肺活量，但可以改善心肺功能，达到与接受后路脊柱融合术患者相似的心肺储备水平。

不同类型生长棒技术

生长棒技术可分为传统生长棒（TGR）、磁控生长棒（MCGR）、结合顶椎控制技术的混合生长棒和生长棒导向技术（如shilla技术、luque技术）。不同类型生长棒技术对EOS患者脊柱生长和肺功能的影响不同。多项研究显示，双侧生长棒技术在促进脊柱生长及肺功能改善方面更具优势。Thompson等对28例分别接受单侧生长棒和双侧生长棒治疗的患者进行比较研究，发现双侧生长棒组T1～S1年生长量和预期百分比更好。Zhao等的研究显示，双侧生长棒治疗组C7～S1高度增幅显著大于单侧生长棒治疗组。但也有一些研究显示，单侧生长棒治疗同样可获得较好的脊柱生长和肺功能改善。

MCGR和TGR在获得脊柱增益方面相似。Akbarnia等的研究发现，MCGR与TGR在脊柱和胸椎高度增长上相当。Haapala等认为，MCGR在脊柱生长方面显著优于shilla技术。混合生长棒技术的疗效与TGR相当。Wang等的研究表明，混合生长棒技术在脊柱生长和肺功能受益方面可达到TGR获得的水平。Li等的研究证实了这一点。shilla技术与TGR的比较研究结果存在分歧。Andras等的多中心回顾研究将行shilla技术（36例）与行TGR治疗（36例）的EOS患者相匹配进行比较，结果显示在随访期间TGR组T1～S1长度增加显著大于shilla组。而Luhmann等的研究则表明，shilla技术与TGR治疗在脊柱增长上无显著差异。

结语

生长棒技术可以矫正EOS患者的脊柱畸形，同时通过增加胸廓的高度、宽度和深度来改善胸廓容积，并刺激脊柱以接近或超过正常的速度生长，此外还可以矫正胸廓对称性。不过，在多次撑开手术后其增益逐渐降低。生长棒技术技术可以长期改善和维持肺功能，各类型生长棒技术在不同临床场景中各有优势。全面了解生长棒技术对EOS患儿胸廓发育和肺功能的影响，将有助于制定个性化治疗策略，获得更佳治疗效果。

来源：国际骨科学杂志2025年5月第46卷第3期