胸廓畸形與脊柱側彎：力學原理

【導讀】胸廓與脊柱在結構上是一個有機的整體，二者之間存在有緊密聯繫的力學關係。當胸廓出現結構異常時，作用於脊柱的力必然發生改變，從而因此脊柱的繼發性改變。充分認識這樣的關係，對脊柱側彎的診斷和治療有重要意義。

人的脊柱與胸廓是一個整體，脊柱直接參与了胸廓後壁的構建，是所有肋骨附著的根基。這種一統的結構使脊柱與胸廓相互制約，緊密聯繫，因此一種結構的病變必然引起另外一種結構的改變。從另一個角度看，如果將二者看成相互獨立結構的話，則脊柱就成了胸廓所有結構的「支柱」。在直立或者座位時，胸廓構成「懸挂」於脊柱之上的重力結構，二者的關係直接體現為力學的關係。

正常脊柱前後向存在生理彎曲，這是人類進化的結果，符合生理要求。而側向為一直線，不存在任何側彎（圖1）。

圖1，正常脊柱的解剖結構。前後有生理彎曲，側向為直線。

生理狀況下，脊柱受到左右兩側胸部結構的牽拉，拉力由所有胸部臟器的重力構成。由於這些臟器直接或者間接通過骨性結構連接於脊柱之上，因此最終是通過胸廓以及軟組織作用於脊柱的。脊柱左右受力均勻，則不會出現側彎（圖2）；而一旦受力出現差異，則一定會偏向一側進而形成側向的彎曲（圖3,4）。

圖2，胸部所有結構的重力均通過不同途徑載入於脊柱。

圖3，脊柱受力的簡單模型：兩側受力不均，肯定會影響脊柱的形狀。

圖4，不均勻外力作用的結果，導致脊柱側彎。

胸廓出現畸形時，不僅胸廓自身的重力分佈會出現異常，胸廓內各臟器的位置也會出現異常，比如心臟的位置，如果被畸形的胸廓擠壓至左側胸腔的話，顯然對脊柱的受力會造成影響。這正是很多胸廓畸形患者出現脊柱側彎的根本原因（圖5,6,7,8）。

圖5，胸廓明顯不對稱。

圖6，胸部所有結構均因胸廓形狀的改變而變換位置，其結果是導致受力的不均勻。

圖7，胸部不對稱的結構導致脊柱受力明顯異常。

圖8，脊柱側彎終於發生（患者12歲）。

一些外表對稱的胸廓畸形患者，從表面上看，雖然對脊柱並沒有造成受力的差異，但可能導致胸腔內臟器的不對稱移位。這是一種隱形的受力不均，最終也會將不均勻的外力加於脊柱之上，從而引起脊柱側彎。這種情況經常發生於較明顯的漏斗胸患者，移位的臟器通常是心臟。即便其外表不存在不對稱的情況，心臟的移位也無法避免（圖9,10）。凹陷越嚴重，心臟移位就越嚴重，造成脊柱側彎的可能性也就越大。

圖9，正常的胸廓截面，心臟主要結構雖然靠近左側，但某些平面的心臟位於中線附近。

圖10，前胸壁凹陷時，儘管凹陷對稱存在，心臟卻被擠壓到左側胸腔，從而導致力的改變。

任何類型的胸廓畸形都可能導致脊柱側彎（圖11,12），相比之下，凹陷性畸形引起側彎的可能性相對較大，其原因與漏斗胸導致側彎的機理相同。

圖11，表面上不太嚴重的畸形，同樣可能存在脊柱的側彎。

圖12，根本原因依然在於受力的問題。

在患者患病的早期，由於直立行走和坐位時間短，脊柱受外力作用時間不長，再加上脊柱自身較強的可塑性，因此不至於過早出現明顯脊柱側彎。但隨著年齡的增加，側彎出現的幾率明顯增加，這是不少青春期後患者出現脊柱側彎的主要原因。

由如上分析可以看出，脊柱側彎的出現，根本原因在於外力的影響。胸廓畸形導致的顯性和隱性的不對稱外力是導致脊柱側彎的根本原因。而除了這樣的可能外，臨床上一些側彎尚可能出現於手術后（圖13），也有些患者會因為手術而使側彎加重（圖14,15）。這又是怎樣的原因造成的呢？

圖13，術后出現的輕度側彎。

圖14，術前有側彎，術后側彎加重。

圖15，術后側彎加重。

一般來說，手術后出現意外首先要從手術操作找原因。在手術過程中，如果醫生放置鋼板的位置有明顯毛病的話，肯定會造成脊柱受力的不均（圖16）。但是，還有另外一種情況也會造成側彎，那是由患者自身因素造成的，依然是受力的問題。

圖16，手術放置鋼板存在嚴重問題，不可避免地導致脊柱側彎。

胸廓畸形患者手術后，經常會出現兩側不對稱的疼痛，這使得患者會採取一種自我保護的體位或者姿勢，由於此時的軀幹不對稱或偏向一側，此時脊柱受到的外力不是被動的重力，而是來自肌肉主動的外力，這種外力作用於脊柱，如果長時間持續下去的話，肯定會造成不可逆的側彎（圖17,18,19）。

圖17，術后採用的自我保護姿勢。

圖18，術后擔心疼痛，自我保護意識強烈。

圖19，術后強行端正姿勢時會非常痛苦，因此寧願採用壞姿勢。（本圖片來自網路）

研究胸廓畸形患者脊柱受力的情況，對臨床工作具有重要指導意義，不但有利於避免不必要的側彎發生，也有利於防止一些問題的出現。

對於脊柱不存在彎曲的患者，為了避免脊柱側彎的出現，可考慮儘早完成胸廓畸形的手術。對於已經出現了側彎的患者，儘早手術可以改變脊柱的受力狀況，有利於防止側彎的惡化，甚至可能因受力再度均勻而使側彎消失。

醫生在手術過程中，其主要的目的是為了消除胸廓表面的畸形。考慮到脊柱側彎的問題，醫生必須同時兼顧手術對脊柱受力的影響，這是避免側彎加重的根本方法。

對於接受了胸廓畸形手術的患者，為了避免側彎發生或者已有側彎的進一步加重，必須戰勝對疼痛的恐懼心理，保持一個端正的姿勢。姿勢端正了，本身就等於把脊柱「扶正」了，側彎的問題也就解決了。考慮到有的術後患者無法保持正確的姿勢，可以嘗試使用一些矯正的用具（圖20），通過外力來約束姿勢，也許能夠獲得意想不到的效果。

圖20，矯正用具似乎有一定的效果。

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（王文林，工作微信：wangwenlindaifu, 微信公眾號《胸廓畸形手術專家》：wangwenlinyishi）