《Orthopedic Research and Reviews》:Routine MRI in Pediatric Scoliosis: A Narrative Review of Risk-Stratified and Abbreviated Protocols
磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是检测疑似特发性脊柱侧凸儿童神经轴异常(neural axis abnormalities, NAA)的参考标准,但MRI应常规使用还是选择性使用仍存在争议。这项基于SANRA指南的叙事性综述采用对MEDLINE/PubMed的结构化检索(检索时间截至2026年7月19日),旨在审查NAA的患病率、临床与影像学预测因素的表现、风险分层影像检查、简化MRI以及影像检查的后果。大型系列研究和汇总分析报告显示,疑似特发性病例中NAA的患病率约为8%~10%,在早发型、先天型和神经系统异常表现的患者中患病率更高。包括左侧胸弯或腹壁反射异常在内的单一预测因素均不能可靠地排除椎管内病变。研究人员提出了一种双轴策略,将问题从"是否进行影像检查"重新框定为"何时、为谁以及以何种形式进行影像检查"。轴1为PACE(发病年龄[Presentation age]、解剖学病因[Anatomic etiology]、弯曲特征[Curve characteristics]、体格检查[Examination]),这是一个基于文献、规则驱动、未经验证的框架,其中最高风险发现决定高风险、中风险或低风险分级;部分阈值基于专家假设。轴2为方案强度:早期全脊柱MRI、简化一线MRI,或具有预定义升级标准的监测。简化MRI的证据仅限于一项小型回顾性单中心早发型脊柱侧凸队列研究(n = 50),该研究中有限的矢状位序列检出了全脊柱MRI发现的所有10例NAA,估计采集时间缩短68%;诊断准确性、麻醉节省和成本效益尚未得到证实。PACE并非临床预测规则或指南。本综述的概念性贡献在于将通常被混淆的两个决策分离开来,即谁应接受影像检查(风险分层)以及以何种形式接受检查(方案强度);这两个轴以及人工智能分诊均需前瞻性多中心和外部验证。
主体内容总结
材料与方法
研究设计与报告指南
本文为叙事性(非系统性)综述,其撰写与报告遵循叙事性综述文章评估量表(Scale for the Assessment of Narrative Review Articles, SANRA),该量表强调合理的研究问题、可描述且可重复的文献检索、关键陈述的适当引用以及循证推理。据此,本文未进行PRISMA流程图、正式偏倚风险评估或定量荟萃分析;文中引用的汇总估计值均来自已发表的系统综述和荟萃分析。
数据来源与检索策略
研究人员检索了MEDLINE/PubMed自建库至2026年7月19日的英文文献,并筛选了关键出版物的参考文献列表和相关文章链接。检索按主题领域组织,将受控词表(MeSH)与标题和摘要字段中的自由文本词相结合。核心构建模块包括:人群(脊柱侧凸、脊柱畸形、青少年特发性脊柱侧凸、早发型脊柱侧凸、婴儿/幼儿型脊柱侧凸、先天性脊柱侧凸);干预/暴露(磁共振成像、MRI、全脊柱MRI、神经轴成像、筛查);结局/概念(神经轴异常、椎管内异常、Chiari畸形、脊髓空洞症、脊髓栓系、纵裂畸形、偶然发现、风险分层、简化/有限序列方案、镇静/麻醉、成本、人工智能)。12项PubMed检索共获得1113条记录,去重后933条,其中82条被引用。此外,2026年10月2日还进行了补充检索,涵盖麻醉暴露与儿童神经发育、婴儿无镇静MRI、脊柱侧凸护理中的患者与家庭视角以及神经轴异常的人工智能等主题。
资格标准
纳入标准为:同行评议的原始研究(前瞻性和回顾性队列、比较性和多中心研究)、系统综述、荟萃分析以及涉及儿科或青少年脊柱畸形MRI的叙事性/图示性综述。排除标准为:仅涉及成人退变性脊柱侧凸而无儿科相关性的研究;无更广泛概念贡献的病例报告;缺乏原始数据的会议摘要、社论和信件;以及无英文全文或摘要的文章。
研究选择与证据优先级
两名研究人员(S.S.和A.H.)共同通过标题和摘要筛选记录,随后共同审查可能符合资格的全文。纳入决定通过协商一致达成,分歧通过讨论解决直至达成一致;第三名作者(S.B.)随后审查最终纳入的资料来源。由于本文为叙事性综述,来源选择是有目的的而非穷尽性的。当多个来源涉及同一问题时,优先选择系统综述和荟萃分析,其次为大型多中心或前瞻性队列,再次为较小的原始研究。
数据综合
证据以叙事方式综合,并按综述问题组织。每个领域均总结发现的方向和一致性,并注明方法学局限性。15项有影响力研究的特征、关键发现和简要质量说明汇总于补充表S1;未应用正式的偏倚风险评估工具。
背景:儿科脊柱侧凸的分类与影像学
分类与影像学意义
儿科脊柱侧凸包括多种疾病,其影像学需求因病因和发病年龄而异。按病因分类,主要类别为特发性、先天性(椎体形成和/或分节异常)、神经肌肉性和综合征性脊柱侧凸;按发病年龄分类,畸形分为婴儿型(0~3岁)、幼儿型(4~9岁)和青少年型(≥10岁),其中青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis, AIS)占大多数。两种分类均影响NAA的检测前概率。先天性畸形与椎管内异常的相关性已有充分记录,应保持较低的影像检查阈值;极早发病、非典型弯曲形态以及神经肌肉性或综合征性疾病也与较高风险相关。
放射摄影
站立位全长后前位和侧位放射摄影是诊断、弯曲测量(Cobb角)、骨骼成熟度评估(Risser征、三叉软骨)和进展监测的标准一线方法。其优势包括可及性高、成本低和可重复性好。反复放射摄影在多年监测的儿童中产生累积电离辐射暴露。这一担忧支持了低剂量双平面狭缝扫描系统(如EOS)的使用以及无辐射监测策略的研究。
非电离监测:表面地形与超声
为限制脊柱侧凸管理期间多次随访中的放射暴露,非电离技术越来越多地用于监测而非确诊。表面地形和三维深度传感器成像可无辐射评估躯干畸形,三维脊柱超声在选定环境下产生的测量值与放射影像值相关。一项近期关于无辐射监测的系统综述和荟萃分析支持这些方法在追踪弯曲行为方面的可靠性,但它们在结构诊断方面补充而非替代放射摄影和MRI。
计算机断层扫描
计算机断层扫描(computed tomography, CT)提供高分辨率骨性细节,用于描绘复杂先天性椎体异常、表征椎弓根形态和规划器械植入,通常结合三维重建。由于辐射负担,CT通常保留用于针对性术前评估或问题解决,而非筛查或常规监测。
MRI:神经轴的参考标准
全脊柱MRI可无电离辐射地显示脊髓、马尾和颅颈交界区,是检测NAA的参考标准。局限性包括相对较高的成本和有限的可及性、采集时间较长、易受运动影响,以及婴幼儿为获得诊断质量图像而经常需要镇静或全身麻醉。这些限制影响MRI的适应证、时机和方案。
影像策略
各影像模态具有互补作用:放射摄影和非电离工具用于诊断和监测,CT用于针对性骨性特征描述,MRI用于神经轴的明确评估。未解决的问题是如何在不同检测前风险水平和不同成本、可及性限制及麻醉暴露的患者中使用MRI。
神经轴异常的患病率与临床谱
神经轴异常的患病率
隐匿性NAA见于少数疑似特发性脊柱侧凸儿童。汇总证据将疑似特发性脊柱侧凸患者的总体患病率定在约8%。风险并不均匀;患病率受发病年龄、病因类别和弯曲形态的强烈影响,个别队列报告的患病率从典型右侧胸弯的经典年长青少年中的百分之几到最年幼和最非典型表现中的超过20%不等。
年龄与病因
患病率随发病年龄下降而急剧上升。婴儿型和幼儿型脊柱侧凸的椎管内病变负担显著高于青少年期发病者,支持在较年幼儿童中采用较低的影像检查阈值,在某些环境中支持普遍筛查。先天性脊柱侧凸与椎管内异常高频相关。神经肌肉性和综合征性脊柱侧凸同样使检测前概率上移:在全球早发型脊柱侧凸队列(n = 1343)中,62%的儿童接受了治疗前MRI,异常发现从特发性中的13%到神经肌肉性脊柱侧凸中的39%不等(总体24%)。
病变的临床谱
检测到的异常涵盖从重大手术后果到意义不确定的偶然观察的谱系:Chiari I畸形(伴或不伴相关空洞)、脊髓空洞症/积水性脊髓空洞症、脊髓栓系(包括增厚/脂肪性终丝和低位圆锥)、纵裂畸形及其他脊髓分裂畸形、椎管内或颅内肿瘤和囊肿。这些病变的临床权重各不相同。部分发现需要神经外科会诊并可能改变脊柱侧凸手术的时机或可行性;其他则呈惰性且不改变管理。
弯曲偏侧性和形态作为风险修正因素
弯曲模式携带独立的预后信息。非典型特征——左侧胸弯、短节段或锐角弯曲、胸椎后凸和快速进展——与较高NAA风险相关。近期按偏侧性分层的系统综述和荟萃分析证实,非典型(尤其是左侧)弯曲模式的神经轴异常患病率高于典型右侧胸弯。然而,单个预测因素的判别性能有限。
临床和影像学预测因素的局限性
选择性影像检查标准
传统的红旗征象——非典型弯曲模式(尤其是左侧胸弯)、神经检查异常、腹壁反射消失、足部畸形如空凹足、快速或异常严重的进展、过度胸椎后凸和背痛——被用作NAA的可能指标。这些指标敏感性不完全,其诊断性能在各队列间存在差异;没有单一指标能可靠识别所有NAA患者。
选择性标准遗漏的病变
多项研究表明临床和影像学分诊的局限性。多中心分析发现临床或影像学特征与NAA之间的关联不一致,包括右侧胸弯患者。术前MRI在手术AIS中的使用和结局研究同样表明,缺乏典型警示征象的患者中可检测到异常。一项大型前瞻性研究也在临床标记组之外发现了异常。常规影像系列还在一些典型表现的患者中识别出手术相关的病变。
神经检查
正常的神经检查常被用来支持选择性MRI,但部分病变在就诊时临床隐匿。异常检查增加怀疑,但正常检查不能可靠排除结构性病变。
弯曲偏侧性
荟萃分析发现左侧胸弯和其他非典型弯曲模式中NAA患病率较高。较高的相对风险并未确立足以选择MRI的阈值。由于典型右侧胸弯更为常见,大量绝对数量的神经轴异常仍发生在典型弯曲人群中,因此偏侧性单独不能决定影像检查资格。
组合预测因素
单一指标修正概率但不能作为分类规则。临床评估应将发病年龄、病因、弯曲形态和偏侧性、进展和神经检查结果整合为检测前风险评估。
风险分层影像学:概念框架
分级路径的理论基础
NAA以临床相关比率发生、在不同患者群体间存在差异,且无法通过任何单一临床或影像学特征准确预测。二元常规与选择性政策将单一阈值应用于连续风险分布。分级模型则将影像检查的时机和范围与检测前风险相匹配。
PACE:检测前风险的四个轴
研究人员围绕四个文献来源的风险轴组织了拟议的影像决策,以助记符PACE概括。P——发病年龄(发病年龄):风险随发病年龄下降而急剧上升;10岁前发病是高危发现。A——解剖学病因:先天性、神经肌肉性、综合征性或神经皮肤性畸形与椎管内异常高频相关;PACE中,先天性椎体异常或神经肌肉性、综合征性或神经皮肤性病因是高危发现。C——弯曲特征:非典型偏侧性(尤其是左侧胸弯)、异常矢状面轮廓(胸椎过度后凸)、短节段或角状形态以及快速进展均使概率上移;PACE中,这些特征之一或多个将青少年发病且检查正常的儿童置于中危分级。E——检查和神经状态:神经检查异常、腹反射消失、足部畸形、步态或膀胱症状或非典型疼痛增加风险;检查正常降低但不消除风险。PACE为规则驱动:任何轴上的最高风险发现决定分级;不使用权重或评分;缺失或不确定的发现分配较高级别。
三层影像路径
框架定义了三个候选检测前风险分级和相应的影像选项。高危适用于以下任一情况:10岁前发病;先天性椎体异常或神经肌肉性、综合征性或神经皮肤性病因;或任何异常神经发现或具有红旗特征疼痛。中危适用于无高危标准且儿童为青少年发病(10岁及以上)、检查正常且至少有一个非典型弯曲特征者。低危适用于无以上任何特征者——即青少年发病、特发性病因、典型右侧胸弯(或左侧腰弯)、无红旗疼痛的正常检查以及预期进展。三条附加规则:缺失、不确定或冲突数据将儿童置于较高级别;临床医生可因记录的原因将儿童移至较高级别但不能移至较低级别;升级触发独立于分级运作——当手术计划进行或弯曲接近40°且尚未获得MRI时,应进行MRI。
随时间的重新评估
PACE应在每次就诊时随临床表现变化而重新评估。意外进展、弯曲模式改变或新的神经发现将提示较高级别的建议分层并考虑MRI。
框架范围
PACE是拟议的决策辅助工具,而非经过验证的临床预测规则或指南。四个轴来源于所综述的文献,但分级边界未经前瞻性验证,若干阈值是专家假设而非循证值。PACE有意不设数值权重,其评估者间信度、校准和漏诊率未知。
简化和免麻醉MRI方案
麻醉相关负担
对更广泛使用MRI的担忧部分反映了常规采集的负担。婴幼儿可能需要镇静或全身麻醉以完成全方案全脊柱MRI,增加了临床风险、后勤负担和成本;反复早期暴露在早发型脊柱侧凸中尤为令人担忧。简化方案旨在保留诊断产出的同时减少或避免镇静。
有限序列方案
已确定的唯一直接检验有限序列方案的研究是一项回顾性、单中心、50例连续早发型脊柱侧凸儿童的队列,这些儿童在2017年接受了全脊柱MRI。10名儿童(20%)在全脊柱MRI上有NAA。一名儿科神经放射学家重新阅读了相同检查中获取的矢状位T1和矢状位T2序列,识别了全部10例;研究人员估计这两个序列(约21分钟,而全检查为66分钟)将使扫描时间减少68%。这些发现应谨慎解读:研究为回顾性、单中心、3级证据;样本小且病因混合;10/10敏感性的确切95%置信区间约为69%~100%;简化方案通过重新阅读已完成的完整检查来模拟而非作为独立前瞻性扫描获取;结局是任何NAA的存在而非改变管理的发现;结果未经外部验证。
"喂食-包裹"和运动耐受策略
较短的扫描可与非药物策略结合以避免麻醉。在年幼婴儿中,"喂食-包裹"技术和运动耐受序列可在采集时间短时于自然睡眠期间进行成像。在一系列279例3个月或以下婴儿的喂食-包裹MRI检查中,79%完全回答了临床问题,20%部分回答,1%不充分,但脊柱检查和早产婴儿的成功率较低。
筛选阈值和疾病特异性证据
婴儿型特发性脊柱侧凸的研究报告,普遍MRI筛查的需求随临床和弯曲特征而变化;简化MRI可能是全方案成像或不成像的替代方案。手术性Scheuermann后凸的研究也评估了常规筛查MRI的必要性。
按风险选择方案
风险分类与方案选择相关联。在拟议路径中,高危患者应考虑早期全脊柱MRI,中危患者可从简化MRI开始并在需要时进行全方案,低危患者可接受简化术前筛查。由于简化MRI的证据远薄于风险分层的证据,中危和低危分级提出的方案选择是暂时的。
成本、可及性、麻醉和偶然发现
成本与可及性
MRI的可及性和成本在各卫生系统中差异很大。全方案成像可能在某些三级中心可行,但在资源较低的环境中不可行。风险分层方案可将全采集保留给高风险患者,并在适当时使用较短的筛查研究。
麻醉作为临床和经济成本
镇静和全身麻醉增加了儿科MRI的临床和财务成本。一项随机试验发现,婴儿期少于1小时的全身麻醉与清醒区域麻醉相比,5岁时神经发育结局无差异。一项基于人群的队列发现,儿童早期多次(而非单次)暴露与处理速度和精细运动技能较慢以及更多家长报告的行为和学习困难相关。单次短暂麻醉因此令人放心,而反复或长时间暴露(如早发型脊柱侧凸中可能发生的系列影像、石膏固定和手术)的影响仍在研究中。
偶然发现
MRI可能揭示意义不确定的偶然发现。广泛的儿科影像检测到偶然异常,其中许多是良性的但可能导致焦虑、额外检测、转诊和成本。在脊柱侧凸队列中,并非所有椎管内或椎管外MRI异常都改变管理。
平衡诊断产出与过度诊断
偶然发现可导致过度诊断和额外随访。方案应尽可能限于临床问题。简化筛查研究可能减少与全面、高分辨率、多区域成像相比的偶然发现。简化方案是否能减少下游检测应直接测量。
AI辅助风险预测
拟议策略根据估计风险分配MRI,人工智能(artificial intelligence, AI)可能有助于风险估计、图像采集和解读。脊柱侧凸中大多数已发表的AI工作涉及测量和进展预测而非神经轴异常检测。一项40项AIS研究的范围综述发现,大多数应用为影像分析(62.5%),主要为自动Cobb角测量和弯曲分类,其次为预测(37.5%),主要为弯曲进展。两项近期研究使用X线片而非MRI。未发现有研究将AI应用于检测脊柱侧凸儿童MRI上的神经轴异常,因此将成人Chiari结果或基于X线片的分类器外推至MRI分诊尚不成熟。
AI辅助MRI采集与解读
基于AI的加速和重建可能缩短MRI采集,但儿科脊柱侧凸特异性证据有限。自动化检测最终可能识别筛查序列上的异常并标记不确定研究以进行全方案MRI或专家审查。实现这一目标需要前瞻性、畸形特异性验证。
研究优先事项
三个研究优先事项:PACE框架或任何可比风险分层路径应以前瞻性方式验证,以神经轴异常产出、漏诊率、管理变化、成本、麻醉暴露和家庭报告结局为终点;简化全脊柱方案需要标准化和多中心验证;AI工具必须在嵌入决策路径之前在前瞻性、外部验证、畸形特异性研究中评估。
讨论
证据总结
文献支持三个广泛发现。疑似特发性脊柱侧凸中神经轴异常(NAA)的患病率具有临床意义但远非普遍:汇总和大型单中心估计集中于总体约8%~10%,在早发型、先天型、非典型弯曲和神经异常表现中比率显著更高。在此患病率下,常规全脊柱MRI在约十分之九的病例中产生阴性结果。传统用于分诊MRI的单个临床和影像学预测因素——左侧胸弯、腹壁反射异常、顶点后凸、快速进展、男性和早发——各自仅具有适度的判别力。持续有研究报告在完全正常检查和典型弯曲形态的患者中检测到NAA,没有单一征象达到足以单独排除椎管内病变的阴性预测值。
解释
证据并不明确支持对所有患者进行常规MRI或仅基于传统非典型特征的选择性MRI。常规MRI最大化敏感性但增加成本、幼儿麻醉暴露、偶然发现和对有限能力的需求,而传统选择性MRI依赖敏感性有限的预测因素。拟议的PACE框架将三个检测前风险分级与候选策略相关联:高危表现为早期全脊柱MRI,中危表现为简化一线成像,低危表现为监测并可选择性术前筛查。PACE是综合推导的、规则驱动的决策辅助工具而非经过验证的临床预测规则。两个实施问题仍然存在:对遗漏椎管内病变的担忧可能即使在预期诊断产出低时也偏向过度成像;麻醉负担集中在幼儿身上,支持评估简化方案。
综合分析:遗漏病变与过度成像
常规和选择性策略在相反方向上失败。在NAA患病率约8%时,普遍MRI将识别约80名NAA儿童,约920次扫描为阴性,即每次发现NAA需扫描12至13次。并非所有NAA都改变治疗:在汇总分析中,三分之一的NAA患者在畸形矫正前接受了神经外科干预(约每1000名26名儿童)。仅对具有常规红旗征象的儿童进行成像将减少扫描次数,但其代价是遗漏病变。分层策略通过将全方案MRI集中于检测前概率最高的地方来改变每次扫描的产出。PACE分级的敏感性未知。需要正式的决策分析模型,填入按分级的NAA患病率、分级规则和简化MRI的敏感性、发现改变管理的概率、麻醉暴露、偶然发现级联和成本的前瞻性数据。
以患者和家庭为中心的考量
上述权衡并非纯技术性的,因为家庭对相同事实的权衡不同。四个领域在实践中很重要:麻醉和镇静耐受性——许多婴幼儿需要镇静或全身麻醉以完成全方案全脊柱MRI,咨询应处理累积暴露;偶然发现和焦虑——脊髓MRI在儿童中经常显示偶然或不确定发现,应在扫描前告知家庭;文化、可及性和资源——筛查接受度、接受麻醉的意愿、旅行距离、自付费用以及儿科MRI和麻醉的可及性在各卫生系统和社区间存在差异;共同决策——在PACE内,高危分级建议MRI而不论偏好,中危和低危分级的成像是共同决策。
未来研究建议
未来研究应解决三个领域:复合风险分层工具的前瞻性多中心验证;简化MRI方案的标准化和诊断准确性基准评估;人工智能作为分诊辅助手段的评估,包括基于X线片的椎管内病理概率预测和简化采集的自动质量保证,部署前必须进行外部验证和偏倚审计。
优势与局限性
优势包括使用了有记录的SANRA指导方法、考虑了从患病率和预测因素表现到方案选择和下游后果的影像决策路径、PACE框架使候选决策标准和安全网要求明确且可检验。局限性包括:作为叙事性综述易受选择和解读偏倚;基础证据以回顾性单中心系列为主,缺乏前瞻性或多中心研究且无随机比较;PACE框架未经前瞻性验证;简化MRI证据基于单一小型回顾性研究;仅系统检索了MEDLINE/PubMed单一数据库。
结论
当前证据既不支持普遍MRI也不支持基于单一预测因素的选择性成像。大部分证据为回顾性、单中心、小样本,简化MRI的证据来自一项小型回顾性研究。普遍MRI产生大量阴性研究并增加麻醉、成本、可及性和偶然发现负担,而单一预测因素策略可能遗漏NAA。研究人员因此提出双轴策略。PACE——一种规则驱动且未经验证的框架,其中最高风险发现分配高、中或低风险分级——解决是否及何时成像;方案强度(全方案或简化MRI)解决以何种形式成像。两轴及基于AI的分诊在常规临床使用前均需前瞻性多中心和外部验证。在此之前,建议四个实际步骤:前瞻性记录新患者的PACE变量;商定研究用标准最小简化序列集(目前为全脊柱矢状位T1和T2);建立NAA产出、遗漏病变、管理变化、麻醉暴露、偶然发现和家庭报告结局的多中心注册;同时与家庭个体化成像决策、记录推理并在临床怀疑出现时保持升级至全方案MRI的低阈值。