Age-related changes in cervical range of motion and its relationship with cervical spondylosis in school students aged 12-18 in Nanyang City
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摘要:
目的 了解南阳市12~18岁在校学生颈椎活动度(cervical range of motion, CROM)的年龄变化特点及与颈椎病的关系，为青少年颈椎病的预防、早期诊断及治疗效果的评估提供参考。 方法 在南阳市采用分层随机整群抽样方法，使用Coda Motion运动分析仪检测890名12~18岁学生的CROM，用SPSS 19.0对数据进行处理。 结果 南阳市12~18岁男女生CROM总体呈下降趋势。15和18岁组男生颈椎前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋和右旋活动度与前一年龄组相比差异均有统计学意义(t前屈值分别为2.02，2.70；t后伸值分别2.01，2.81；t左侧屈值分别为3.51，2.99；t右侧屈值分别为5.07，2.66；t左旋值分别为2.28，2.92；t右旋值分别为2.91，3.60，P值均 < 0.05)；15和18岁组女生与前一年龄组相比差异均有统计学意义(t前屈值分别为2.38，2.20；t后伸值分别2.09，2.02；t左侧屈值分别为2.33，2.55；t右侧屈值分别为7.34，4.60；t左旋值分别为3.73，2.35；t右旋值分别为2.31，3.99，P值均 < 0.05)；除右侧屈外，同年龄组男生CROM均大于女生。颈椎病检出率总体呈增高趋势(男生：χ趋势2=13.93，女生：χ趋势2=12.87，P值均 < 0.05)。除14岁外，其他年龄段女生颈椎病检出率均高于男性，15和17岁年龄组性别差异具有统计学意义(χ2值分别为10.35，9.64，P值均 < 0.05)。 结论 随年龄增长，男女生的CROM整体呈下降趋势，且CROM越小，颈椎病发生率越高。CROM的测量有利于青少年颈椎病的预防、早期诊断及治疗效果。 Abstract:Objective To investigate the age-related changes in cervical range of motion (CROM) and its relationship with cervical spondylosis in school students aged 12-18 in Nanyang City, to provide reference for prevention, early diagnosis and treatment evaluation of cervical spondylosis. Methods Stratified sampling was adopted in 13 counties and districts of Nanyang City and 890 students aged 12-18 were assessed for CROM using the Coda Motion Analyzer. SPSS 19.0 was used to data analyze. Results A decreasing trend was observed in CROM among boys and girls aged 12-18 years in Nanyang. For boys aged 15 and 18 years old, higher anterior flexion (t=2.02, 2.70), posterior extension (t=2.01, 2.81), left flexion (t=3.51, 2.99), right flexion (t=5.07, 2.66), sinistral (t=2.28, 2.92) and dextral (t=2.91, 3.60) were found compared with younger age groups (P < 0.05). Similar findings were found in girls aged 15-and 18-years old [anterior flexion (t=2.38, 2.20), posterior extension (t=2.09, 2.02), left flexion (t=2.33, 2.55), right flexion (t=7.34, 4.60), sinistral (t=3.73, 2.35) and dextral (t=2.31, 3.99, P < 0.05). Except for the right flexion, the CROM of boys in was higher than that of girls at the same age group. The prevalence of cervical spondylosis showed an increasing trend (boys: χtrend2=13.93, girls: χtrend2=12.87, P < 0.05). Except for 14-year-old group, the prevalence of cervical spondylosis in girls was higher than that in boys, with significant differences observed in 15-and 17-year-old groups (χ2=10.35, 9.64, P < 0.05). Conclusion With the increase of age, the CROM of male and female students shows a downward trend in general. The prevalence of cervical spondylosis increases with the decrease of CROM. CROM measurement is conducive to the prevention, early diagnosis and treatment of juvenile cervical spondylosis. -
Key words:
- Cervical vertebrae /
- Age distribution /
- Disease /
- Grow and development /
- Students
1) 利益冲突声明 所有作者声明无利益冲突。 -
近年来，由于学生学业负担不断加重及手机和计算机等电子产品的大众化，青少年颈椎病的发病率逐年提高[1]。由于家长对于青少年颈椎病普遍缺乏认识或重视不够，如果不及时给予干预和治疗，一旦发生软骨或骨性结构改变，将会造成严重后果[2]。颈椎活动度(cervical range of motion，CROM)是颈椎功能评价的一个重要指标[3]。了解青少年CROM的年龄变化特点，对于颈椎病的预防、早期诊断及治疗效果的评估等均具有重要参考意义。
1. 对象与方法
1.1 对象
采用分层随机整群抽样方法，首先，将南阳市中小学分为城镇中小学和农村中小学两部分，将高中分为县区重点高中和一般高中，再以年级分层，采用单纯随机抽样抽取班级，以班级为单位选取研究对象。经南阳医学高等专科学校伦理委员会批准(20200603)，遵循学生及其监护人知情同意原则，最终选取卧龙区、宛城区、邓州市、方城县、唐河县、内乡县等6个县区16个班级(六年级、初一、初二、高一、高二各2个班，初三和高三各3个班)的12~18岁中小学生为研究对象(小学中仅抽取了六年级中满12岁的学生)。2020年9—11月发放调查问卷385份，回收有效问卷369份，2021年3—5月发放调查问卷533份，回收521份。共回收890份有效问卷，回收有效率为96.9%。其中，男生481名，女生409名；12岁72名，13岁151名，14岁129名，15岁130名，16岁141名，17岁156名，18岁111名。在2个时间段分别对研究对象进行CROM采集。首先，利用日本株式会社生产的百利达MC-180体成分分析仪进行学生体成分测定(体质量指数 < 16 kg/m2为营养不良[4])，排除骨质疏松、代谢性、营养性疾病学生；然后，通过现场观察，排除先天畸形的学生；最后，通过现场询问，排除有脊柱骨折、内分泌性疾病等病史的学生。
1.2 方法
首先，向学生宣教颈椎病的有关知识及测量CROM的意义，消除学生紧张心理。然后，组织学生填写本人情况调查表，目的在于了解参与学生的体育锻炼时长、书包重量及背负时长、每天伏案学习时长、坐姿情况、每天使用电子产品时长、枕头高度、睡姿、桌椅搭配情况、颈部受凉等。临床上测量CROM的方法有很多，如X线、CT三维重建等[5]。本次研究采用英国Charnwood Dynamics公司研发生产的Coda Motion运动分析仪进行测量，该分析仪具有无辐射、动态监测、精密度高等优点，Song等[6]经研究证实，Coda Motion运动分析仪对于人体关节活动度及CROM的测量具有较高的效度和信度。
1.3 颈椎病的诊断方法
项目组聘请南阳医学高等专科学校一附院有丰富临床经验骨科主任医师现场指导工作。首先，根据Coda Motion运动分析仪测量结果，将颈椎前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋、右旋6项CROM中，有3项及以上测量结果小于同年龄群平均值的学生列为颈椎病可疑患者[7]。然后，在颈椎病可疑患者中，对于有颈椎病临床症状[8]，再经骨科专家现场检查确实可疑患者，列为X线检查对象。经学生家长同意后，由项目组出资，在当地医院进行X线等相关检查，根据患者临床表现结合X线检查结果最终确诊是否为颈椎病患者。
1.4 统计学方法
用SPSS 19.0对本次所采集数据进行处理，采用t检验分析研究对象的性别差异和相邻年龄组的组间差异。以南阳市12~18岁男女生是否发生颈椎病作为因变量(是=1，否=0)，以书包超过5 kg且每天背行2 h、每天伏案学习超8 h、坐姿不端正、每天使用电子产品超过2 h、枕头高度在8~12 cm以外、习惯侧卧或俯卧、颈部经常受凉、桌椅搭配不合理、营养不良(是=1，否=0)及每天体育锻炼时长(< 1 h=1，≥1 h=0)作为自变量，进行多元Logistic回归分析。对于颈椎病发病率的年龄变化趋势采用χ2趋势分析，对于性别间颈椎病发病率的比较采用χ2检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 男女生颈椎前屈和后伸活动度
随着年龄增长，男女生颈椎前屈和后伸活动度整体呈下降趋势，13，15，18岁组男生前屈和后伸活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t前屈值分别为2.19，2.02，2.70；t后伸值分别2.31，2.01，2.81，P值均 < 0.05)；13，15，18岁组女生前屈和后伸活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t前屈值分别为2.05，2.38，2.20；t后伸值分别2.01，2.09，2.02，P值均 < 0.05)；同年龄组男生颈椎前屈和后伸活动度均大于女生。见表 1。
表 1 南阳市12~18岁男女生颈椎前屈和后伸活动度[x±s, (°)]Table 1. Cervical flexion and extension activity of male and female students aged 12-18 in Nanyang City[x±s, (°)]年龄 男生 女生 人数 前屈 后伸 左侧屈 右侧屈 左旋 右旋 人数 前屈 后伸 左侧屈 右侧屈 左旋 右旋 12 39 42.6±5.3 52.5±8.4 39.6±7.7 38.6±9.1 77.7±3.4 78.7±6.4 33 41.9±6.5 52.1±8.7 36.6±1.2 38.1±7.2 76.3±6.7 77.3±8.8 13 86 40.5±4.8* 50.2±2.1* 37.9±4.1 37.3±5.1 78.0±8.7 78.1±5.6 65 39.7±4.1* 49.9±1.2* 35.3±5.7 37.0±9.5 77.0±6.0 76.6±4.8 14 72 40.6±9.1 50.0±6.5 38.6±1.5 36.7±3.4 77.0±9.4 77.6±5.3 57 39.6±6.7 49.6±7.3 36.1±9.0 38.5±1.1 76.6±4.7 75.0±6.1 15 68 38.3±2.4* 47.9±5.6* 36.2±5.6* 32.6±5.9* 74.3±2.7* 75.3±3.9* 62 37.4±2.8* 47.3±6.5* 33.3±2.8* 36.3±2.0* 73.2±5.2* 73.0±2.9* 16 73 38.8±4.4 47.7±7.4 35.4±7.0 34.4±6.2 76.8±6.3 75.6±8.7 68 37.3±6.9 46.8±8.0 31.7±8.1 35.2±4.4 76.1±7.5 75.1±3.6 17 84 38.4±3.7 47.5±2.9 34.8±4.9 33.7±4.8 75.9±5.8 74.6±5.0 72 37.3±6.3 46.5±7.2 31.6±3.3 33.9±7.5 74.9±6.9 74.2±8.0 18 59 36.3±5.6* 45.3±6.3* 32.7±2.7* 31.4±5.5* 73.3±4.3* 70.9±7.3* 52 35.1±4.1* 44.3±3.7* 30.3±1.9* 29.0±1.9* 72.1±6.0* 69.1±5.4* 注：与前一年龄组相比，*P < 0.05。 2.2 男女生颈椎左侧屈和右侧屈活动度
随着年龄增长，16~18岁男女生颈椎左侧屈和右侧屈活动度呈下降趋势。其中，15和18岁组男生颈椎左侧屈和右侧屈活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t左侧屈值分别为3.51，2.99；t右侧屈值分别为5.07，2.66，P值均 < 0.05)；15和18岁组女生颈椎左侧屈活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t左侧屈值分别为2.33，2.55；t右侧屈值分别为7.34，4.60，P值均 < 0.05)。同年龄组男生颈椎左侧屈活动度均大于女生。见表 1。
2.3 男女生颈椎左旋和右旋活动度
随着年龄增长，13~15，16~18岁男女生颈椎左旋和右旋活动度呈下降趋势。其中，15和18岁男生颈椎左旋和右旋活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t左旋值分别为2.28，2.92；t右旋值分别为2.91，3.60，P值均 < 0.05)；15和18岁女生颈椎左旋和右旋活动度与前一年龄组差异均有统计学意义(t左旋值分别为3.73，2.35；t右旋值分别为2.31，3.99，P值均 < 0.05)。同年龄组男生颈椎左旋和右旋活动度均大于女生。见表 1。
2.4 男女生颈椎病检出率
随年龄增长男、女生的CROM整体呈下降趋势。颈椎病的检出率方面，12岁组男女生均为0；13岁组男生2.3%(2名)，女生3.1%(2名)；14岁组男生4.2%(3名)，女生3.5%(2名)；15岁组男生7.4%(5名)，女生11.3%(7名)；16岁组男生6.8%(5名)，女生8.8%(6名)；17岁组男生8.3%(7名)，女生12.5%(9名)；18岁组男生15.3%(9名)，女生15.4%(8名)。12~18岁男女生颈椎病检出率均呈逐年增高趋势(男生：χ趋势2=13.93，女生：χ趋势2=12.87，P值均 < 0.05)。分析研究结果表明，在6项CROM中，有3项及以上测量结果小于同年龄群平均值的学生，颈椎病检出率明显升高。其中，15岁和18岁男女生颈椎病检出率突然升高。除14岁外，女生颈椎病检出率高于男生，15和17岁年龄组性别差异均有统计学意义(χ2值分别为10.35，9.64，P值均 < 0.05)。
2.5 青少年发生颈椎病发生的Logistic回归分析
结果显示，每天体育锻炼不足1 h、书包超重、每天伏案学习过长、坐姿不端正、每天过度使用电子产品、枕头高度不合适、睡姿、桌椅搭配不合理、颈部受凉、营养不良等非外伤性因素与中学生颈椎病的发生均有相关性(P值均 < 0.05)。见表 2。
表 2 南阳市12~18岁男女生发生颈椎病的非外伤性相关因素(n=890)Table 2. Non traumatic related factors of cervical spondylosis in male and female students aged 12-18 in Nanyang City(n=890)自变量 β值 标准误 P值 OR值(OR值95%CI) 每天体育锻炼不足1 h 0.04 0.01 0.02 1.50(1.31~1.69) 书包超过5 kg且每天背行2 h 0.07 0.03 0.03 1.29(1.02~1.57) 每天伏案学习超过8 h 0.10 0.03 0.01 1.58(1.32~1.81) 坐姿不端正 0.03 0.02 0.02 1.41(1.20~1.62) 每天使用电子产品超过2 h 0.03 0.02 0.02 1.35(1.10~1.61) 枕头高度在8~12 cm以外 0.06 0.03 0.01 1.30(1.12~1.48) 习惯侧卧或俯卧 0.07 0.01 0.04 1.35(1.02~1.69) 颈部经常受凉 0.07 0.03 0.03 1.29(1.02~1.57) 桌椅搭配不合理 0.07 0.04 0.04 1.20(1.02~1.38) 营养不良 0.02 0.01 0.05 1.10(1.00~1.20) 3. 讨论
人的颈椎在不同年龄阶段的解剖结构有一定的差异性，但维持颈椎空间结构和力学平衡主要是椎体间关节及其两侧的关节突关节，其次是颈椎周围的骨骼肌和韧带，并且两者之间相互影响[9]。从生物力学的角度上看，不良的生活习惯如长时间伏案学习、躺床上看电子产品、一侧背书包等所产生的应力是影响颈椎稳定性的主要因素[10]。由于青少年颈椎骨硬度不够，周围骨骼肌及韧带相对较弱，在应力作用下会导致颈椎结构不稳，颈椎结构不稳需要其周围骨骼肌和韧带通过加强收缩来维持，而长期的负荷过重会导致骨骼肌疲劳[11-12]。反过来，骨骼肌收缩力下降又会影响颈椎结构的不稳。这样，两者之间的相互影响必然会造成颈椎结构异常，从而影响CROM[13]。随着年龄的增加，CROM会逐年下降[13]，与本次研究南阳市12~18岁男女生CROM总体呈下降趋势的研究结果一致。同时，在一定时间内，应力作用时间越久，CROM下降就会越明显。本研究中，南阳市15，18岁男女生CROM年龄变化差异性也证明了这一点。主要是因为本次研究对象中15，18岁年龄组绝大部分为初三和高三学生，由于升学压力，大部分学生每天学习时间超过12 h，每天体育时间不足0.5 h。本研究中，同年龄组男生CROM均大于女生，除14岁外，女生颈椎病发病率稍高于男生，分析原因可能与女生比男生学习时间更长、不爱体育活动、注重形象而营养不良和肩部经常受凉等因素有关，苏江涛等[14]研究也证实了这一点。
10~18岁是青少年脊柱生长发育第二个高峰，但由于脊柱软骨相对比较多，骨的钙化、韧带及肌肉力量尚未完全发育成熟[15]。在长期外界因素作用下，由于椎体稳定性不足很容易造成颈椎发生生理曲度异常、颈椎关节结构及功能紊乱，继而因颈椎周围血管和神经受压而引起颈部疼痛，导致CROM下降[16]。颈椎病早期以颈部不适、颈肩部酸痛、颈部僵硬等为主要表现，同时可出现头晕、头痛、胸闷、心悸、记忆力下降、失眠、耳鸣等伴随症状[8]，给学生学习和生活造成严重影响。由于青少年颈椎、椎间盘尚处于发育阶段，在颈椎病的初始阶段，X线表现一般并无明显颈椎体变扁而边缘骨质增生、椎体滑脱、椎间隙变窄、椎间孔变小、钩椎关节增生变窄、韧带钙化等典型表现[17]，这显然与中老年颈椎病不同，张先发等[18]在对儿童青少年颈椎病病名来源的探讨中将这种临床表现称之为“青少年颈椎病”。Fletcher等[19]研究表明，CROM更有利于青少年颈椎病早期的发现。因此，本研究采用Coda Motion运动分析仪进行CROM测量。本研究结果表明，每天体育锻炼不足、书包超重、每天伏案学习过长、坐姿不端正、每天过度使用使用电子产品、枕头高度不合适、睡姿、桌椅搭配不合理、颈部受凉、营养不良等非外伤性因素与中学生颈椎病的发生具有相关性，苏江涛等[14]研究也证实了这一点。青少年颈椎病日趋年轻化，会严重影响青少年的身心健康。大量的临床实践证明，尽早通过预防、早期发现并及时给予干预是完全可以恢复正常的[20]。所以，家长和教师首先要提高对青少年颈椎病健康教育的认识，配合国家“双减”，切实减低青少年颈椎病的发生率。
志谢: 感谢南阳医学高等专科学校第一附属医院骨科主任医师对于本项目研究给予的大力支持。 -
表 1 南阳市12~18岁男女生颈椎前屈和后伸活动度[x±s, (°)]
Table 1. Cervical flexion and extension activity of male and female students aged 12-18 in Nanyang City[x±s, (°)]
年龄 男生 女生 人数 前屈 后伸 左侧屈 右侧屈 左旋 右旋 人数 前屈 后伸 左侧屈 右侧屈 左旋 右旋 12 39 42.6±5.3 52.5±8.4 39.6±7.7 38.6±9.1 77.7±3.4 78.7±6.4 33 41.9±6.5 52.1±8.7 36.6±1.2 38.1±7.2 76.3±6.7 77.3±8.8 13 86 40.5±4.8* 50.2±2.1* 37.9±4.1 37.3±5.1 78.0±8.7 78.1±5.6 65 39.7±4.1* 49.9±1.2* 35.3±5.7 37.0±9.5 77.0±6.0 76.6±4.8 14 72 40.6±9.1 50.0±6.5 38.6±1.5 36.7±3.4 77.0±9.4 77.6±5.3 57 39.6±6.7 49.6±7.3 36.1±9.0 38.5±1.1 76.6±4.7 75.0±6.1 15 68 38.3±2.4* 47.9±5.6* 36.2±5.6* 32.6±5.9* 74.3±2.7* 75.3±3.9* 62 37.4±2.8* 47.3±6.5* 33.3±2.8* 36.3±2.0* 73.2±5.2* 73.0±2.9* 16 73 38.8±4.4 47.7±7.4 35.4±7.0 34.4±6.2 76.8±6.3 75.6±8.7 68 37.3±6.9 46.8±8.0 31.7±8.1 35.2±4.4 76.1±7.5 75.1±3.6 17 84 38.4±3.7 47.5±2.9 34.8±4.9 33.7±4.8 75.9±5.8 74.6±5.0 72 37.3±6.3 46.5±7.2 31.6±3.3 33.9±7.5 74.9±6.9 74.2±8.0 18 59 36.3±5.6* 45.3±6.3* 32.7±2.7* 31.4±5.5* 73.3±4.3* 70.9±7.3* 52 35.1±4.1* 44.3±3.7* 30.3±1.9* 29.0±1.9* 72.1±6.0* 69.1±5.4* 注：与前一年龄组相比，*P < 0.05。 
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表 2 南阳市12~18岁男女生发生颈椎病的非外伤性相关因素(n=890)
Table 2. Non traumatic related factors of cervical spondylosis in male and female students aged 12-18 in Nanyang City(n=890)
自变量 β值 标准误 P值 OR值(OR值95%CI) 每天体育锻炼不足1 h 0.04 0.01 0.02 1.50(1.31~1.69) 书包超过5 kg且每天背行2 h 0.07 0.03 0.03 1.29(1.02~1.57) 每天伏案学习超过8 h 0.10 0.03 0.01 1.58(1.32~1.81) 坐姿不端正 0.03 0.02 0.02 1.41(1.20~1.62) 每天使用电子产品超过2 h 0.03 0.02 0.02 1.35(1.10~1.61) 枕头高度在8~12 cm以外 0.06 0.03 0.01 1.30(1.12~1.48) 习惯侧卧或俯卧 0.07 0.01 0.04 1.35(1.02~1.69) 颈部经常受凉 0.07 0.03 0.03 1.29(1.02~1.57) 桌椅搭配不合理 0.07 0.04 0.04 1.20(1.02~1.38) 营养不良 0.02 0.01 0.05 1.10(1.00~1.20)
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